Слабогорючая химически стойкая полимерная композиция
Владельцы патента RU 2495894:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный строительный университет" (ФГБОУ ВПО "МГСУ") (RU)
Изобретение относится к получению химически стойких, слабогорючих (Г1) наполненных эпоксидно-каучуковых композиций, которые могут быть использованы для ремонта и восстановления строительных конструкций. Полимерная композиция содержит следующие компоненты, мас.%: 29,00-32,70 эпоксидной диановой смолы, 2,49-3,70 аминного отвердителя, 9,80-14,32 смеси бутадиен-нитрильного каучука и трихлордифенила, взятых в соотношении 1:1, 37,38-47,62 минерального наполнителя, 1,82-3,24 триоксида сурьмы, 5,15-9,74 галогенсодержащего антипирена, 0,87-2,18 смешанного железооксидного пигмента. В качестве галогенсодержащего антипирена используют 30-60% раствор продукта бромирования 1,1-дихлор-2,2-бис(4-хлорфенил)этилена, содержащего 50,44% брома, 22,38% хлора, 26,54% углерода и 0,64% водорода, в N,N-диметил-2,4,6-триброманилине. В композиции используют железооксидный пигмент, модифицированный неравновесной низкотемпературной плазмой в плазмохимическом растворе. Изобретение позволяет повысить прочность слабогорючих полимерных эпоксидно-каучуковых композиций. 2 табл.
Изобретение относится к промышленности строительных материалов, а именно к получению химически стойких, слабогорючих (Г1) наполненных эпоксидно-каучуковых композиций, которые могут быть использованы для ремонта и восстановления строительных конструкций.
Известна композиция для огнестойких покрытий содержащая, мас.%: эпоксидная диановая смола 54,2-60,8, низкомолекулярный бутадиеннитрильный каучук 9,9-16,2, аминный отвердитель 5,9-7,3, ферроцен 0,2-0,3, продукт взаимодействия отхода производства тетрабромдифенилолпропана на стадии бромирования и эпихлоргидрина при их массовом соотношении 1:1,2-2,1, с содержанием эпоксидных групп 7-9% и содержанием брома 53-57% 11,8-14,2, неорганический пигмент - остальное (Авт.св. SU №1627551, C09D 163/02, 15.02.1991).
Недостатками данного технического решения являются недостаточная механическая прочность эпоксидных полимеррастворов, используемых для ремонта и восстановления строительных конструкций, и невысокая адгезия их к металлу.
Известна огнезащитная полимерная композиция с пониженной горючестью содержащая, мас.%: эпоксидная диановая смола 31,25-36,50, низкомолекулярный полибутадиеновый каучук с молекулярной массой 2000-3000 1,30-3,29, трихлордифенил 7,30-9,38, хлорпарафин 3,51-4,69, отвердитель - полиэтиленполиамин 3,12-5,26, хлоргидриновый эфир пентабромфенола 6,62-9,15, α-оксиэтилферроцен 0,03-0,16, минеральный наполнитель - остальное (авт.св. SU №1548196, C08L 63/02, 07/03/1990 - прототип).
Недостатками данного технического решения являются недостаточная механическая прочность эпоксидных полимеррастворов, используемых для ремонта и восстановления строительных конструкций, и невысокая адгезия их к металлу.
Целью изобретения является повышение прочности слабогорючих эпоксидно-каучуковых композиций.
Поставленная задача достигается тем, что слабогорючая химически стойкая полимерная композиция, содержащая эпоксидную диановую смолу, аминный отвердитель, смесь бутадиен-нитрильного каучука и трихлордифенила в соотношении 1:1, минеральный наполнитель и галогенсодержащий антипирен, она содержит в качестве антипирена 30-60%-ный раствор продукта бромирования 1,1-дихлор-2,2-бис(4-хлорфенил)этилена, содержащего 50,44% брома, 22,38% хлора, 26,54%
углерода и 0,64% водорода, в N,N-диметил-2,4,6-триброманилине и триоксид сурьмы, и дополнительно - смешанный железооксидный пигмент, модифицированный низкотемпературной неравновесной плазмой в плазмохимическом реакторе при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| Эпоксидная диановая смола | 29,00-32,70; |
| Аминный отвердитель | 2,49-3,70; |
| Смесь бутадиен-нитрильного каучука | |
| и трихлорфенила в соотношении 1:1 | 9,80-14,32; |
| Минеральный наполнитель | 37,38-47,62; |
| Триоксид сурьмы | 1,82-3,24; |
| 30-60% раствор продукта бромирования | |
| 1,1-дихлор-2,2-ди (4-хлорфенил) этилена | |
| в N,N-диметил-2,4,6-триброманилине | 5,15-9,74; |
| Смешанный железооксидный пигмент, | |
| модифицированный низкотемпературной | |
| неравновесной плазмой | 0,87-2,18. |
В качестве эпоксидно-диановой смолы используют эпоксидные олигомеры марок ЭД-20 и ЭД-22 (ГОСТ 10587-84), а в качестве аминного отвердителя полиэтиленполиамин (ПЭПА, ТУ 2413-357-00203447-99), триэтилентетрамин (ТЭТА, ТУ 6-09-05-805-78) или диэтилентетрамин (ДЭТА, ТУ 6-02-433-78). Для повышения упруго-эластических характеристик эпоксидных композиций применяли смесь бутадиен-нитрильных каучуков марки СКН-18-1А, СКН-26-1А (ТУ 38.303-01-41-92) или низкомолекулярного полибутадиена СКДН-Н с молекулярной массой 2000-3000 (ТУ 38.103515-82) и трихлордифенила в соотношении 1:1. В качестве галогенсодержащего антипирена используют 30-60%-ный раствор продукта бромирования 1,1-дихлор-2,2-бис(4-хлорфенил)этилена с температурой начала разложения 271°C, содержащего 50,44% брома и 22,38% хлора, 26,54% углерода и 0,64% водорода, в N,N-диметил-2,4,6-триброманилине, а в качестве синергиста триоксид сурьмы (ТУ 48-14-1-88). N,N-диметил-2,4,6-триброманилин - жидкость с молекулярной массой 358, плотностью при 20°C 1998 кг/м3 и температурой кипения 295-300°C, содержит 67,04% брома, 26,82% углерода, 3,91% азота и 2,23% водорода. В качестве кислотостойкого минерального наполнителя используют андезит (ГОСТ 22263-76), маршалит (ТУ 501-217-77, ТУ 9077-82), диабазовую (ТУ 5716-001-41357914-2009) или кварцевую муку (ГОСТ 3077-82), а в качестве пигмента - смешанный железооксидный пигмент.
Методика получения СЖП: предварительно высушенные и измельченные (100-150 мкм) в шаровой мельнице отходы гальванических производств смешивают в соотношении 4:1 с моногидратом сульфата железа (FeSO4·H2O) или желтым железооксидным пигментом (ЖЖП, ГОСТ 18172-80). Смесь компонентов дополнительно измельчают в шаровой мельнице до получения однородной массы с размером частиц 30-40 мкм и затем термообрабатывают при 700°C в течение 2,5-3-х часов. Отмытый дистиллированной водой от водорастворимых примесей и нейтрализованный водным раствором карбоната натрия пигмент отфильтровывают, сушат при температуре 180-200°C и измельчают до частиц с размером 5-10 мкм. СЖП является механической смесью гематита (α-Fe2O3) с CaO, Cr2O3, NiO, Al2O3 и небольшим включением твердого раствора состава 2CaO·Fe2O3. Получить такую же однородную смесь простым смешиванием прокаленных ОГП с ЖЖП невозможно. Методика синтеза смешанного железооксидного пигмента подробно приведена в работе - Орлова A.M., Славин A.M. Методика синтеза смешанных железооксидных пигментов и красочных составов на их основе // Вестник МГСУ. - 2010. - №2. - С.219-224.
С целью повышения прочности слабогорючей полимерной композиции продукт бромирования 1,1-дихлор-2,2-ди(4-хлорфенил)этилена используют в виде 30-60% раствора в N,N-диметил-2,4,6-триброманилине, а смешанный железооксидный пигмент модифицируют с помощью низкотемпературной неравновесной плазмы в плазмохимическом реакторе со значениями параметра E/N=15·10-16 В·см2 по способу Патент Ru 2448768 от 28.07.2010 г.
Технология приготовления слабогорючей химически стойкой композиции для ремонта и восстановлнеия строительных конструкций состоит в следующем: эпоксидную смолу марок ЭД-20 или ЭД-22 смешивают в мешалке в течение 2-3 мин со смесью бутадиен-нитрильного каучука или низкомолекулярного полибутадиена и трихлордифенила в соотношении 1:1. В полученную композицию вводят 30-60% раствор продукта бромирования 1,1-дихлор-2,2-ди (4-хлорфенил) этилена в N,N-диметил-2,4,6-триброманилине и триоксид сурьмы и дополнительно перемешивают в течение 3-4 мин. После этого в полученную композицию вводят аминный отвердитель и перемешивают в течение 3-4 мин. Полученное связующее перемащивают в течение 5-6 мин с минеральным наполнителем и пигментом СЖП, предварительно обработанным в плазмохимическом реакторе, до образования однородной массы и наносят на поверхность строительной конструкции или заливают в металлические формы для получения образцов для испытаний. На поверхность строительной конструкции полученную композицию наносят механизированными способами. Отверждение происходит при температуре окружающей среды.
Состав и физико-механические свойства слабогорючих химически стойких эпоксидных композиций приведены в табл.1 и 2 соответственно.
Физико-механические свойства эпоксидных композиций определяли по действующим ГОСТам: разрушающее напряжение при растяжении, изгибе и сжатии по ГОСТ 11262-80, ГОСТ 4648-81, ГОСТ 4670-82 соответственно, водопоглощение - по ГОСТ 10634-78, адгезионную прочность (по отрыву) к бетону и металлу - по ГОСТ 14760-79, коэффициент стойкости - по ГОСТ 21826-76.
Слабогорючая химически стойкая полимерная композиция, содержащая эпоксидную диановую смолу, аминный отвердитель, смесь бутадиен-нитрильного каучука и трихлордифенила в соотношении 1:1, минеральный наполнитель, галогенсодержащий антипирен и трехоксид сурьмы, отличающаяся тем, что она содержит в качестве антипирена - 30-60% раствор продукта бромирования 1,1-дихлор-2,2-бис(4-хлорфенил) этилена, содержащего 50,44% брома, 22,38% хлора и 26,54% углерода, в N,N-диметил-2,4,6-триброманилине и дополнительно триоксид сурьмы и смешанный железооксидный пигмент, модифицированный неравновесной низкотемпературной плазмой в плазмохимическом реакторе при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| Эпоксидная диановая смола | 29,00-32,70 |
| Аминный отвердитель | 2,49-3,70 |
| Смесь бутадиен-нитрильного каучука | |
| и трихлордифенила в соотношении 1:1 | 9,80-14,32 |
| Минеральный наполнитель | 37,38-47,62 |
| Триоксид сурьмы | 1,82-3,24 |
| Раствор продукта бромирования | |
| 1,1-дихлор-2,2-бис(4-хлорфенил)этилена в | |
| N,N-диметил-2,4,6-триброманилине | 5,15-9,74 |
| Смешанный железооксидный пигмент, | |
| модифицированный низкотемпературной | |
| неравновесной плазмой | |
| в плазмохимическом реакторе | 0,87-2,18 |
