Винилосодержащая смесь для приготовления клеевого заливочного материала
Владельцы патента RU 2731619:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ивановский государственный химико-технологический университет" (RU)
Изобретение относится к химической промышленности, а именно к смесям для приготовления клеевых заливочных материалов, которые могут быть использованы для склеивания и герметизации отверстий и полостей в строительных конструкциях из непластифицированного поливинилхлорида. Винилосодержащая смесь для приготовления клеевого заливочного материала содержит смолу эпоксидно-диановую неотвержденную, наполнитель, полиэтиленполиамин, поливинилхлорид. В качестве наполнителя используют вспученный и просеянный через сито №5 вермикулит. Вводят также перхлорвиниловую смолу в ацетоне с концентрацией смолы 20 мас.%, а поливинилхлорид при этом вводят измельченным и просеянным через сито №2,5. Композиция содержит компоненты при следующем их соотношении, мас.%: эпоксидная смола 31,4-39,83; полиэтиленполиамин 5,1-6,02; вермикулит 43,06-51,74; перхлорвиниловая смола в ацетоне 6,78-8,14; поливинилхлорид 0,02-1,24. Изобретение позволяет повысить прочность и жесткость заливочного материала, улучшить адгезию и обеспечивает возможность его отверждения без термического воздействия при комнатной температуре. 2 табл.
Изобретение относится к химической промышленности, а именно к смесям для приготовления клеевых заливочных материалов, которые могут быть использованы для склеивания и герметизации отверстий и полостей в строительных конструкциях из непластифицированного поливинилхлорида.
Известны составы для получения эпоксидного компаунда, включающие эпоксидную смолу, полиэтиленполиамин, наполнитель (цемент, песок, кварц, фарфоровая мука, металлические порошки, асбест, графит) [Смолы эпоксидно-диановые неотвержденные. Технические условия. ГОСТ Р 56211-2014]. Такие составы не могут быть использованы в качестве заливочного материала для строительных конструкций из непластифицированного поливинилхлорида, так как содержат в своем составе большинство ингредиентов, которые не имеют адгезию к поливинилхлориду. Перечисленные ингредиенты цемент, песок, кварц, фарфоровая мука, металлические порошки, асбест, графит имеют незначительную адгезию к непластифицированному поливинилхлориду, которые не обеспечивают требуемую прочность и жесткость элементов строительных конструкций в соответствии с требованиями нормативно-технической документации [Надежность строительных конструкций и оснований. Общие положения. ГОСТ 27751-2014].
Известна отверждающаяся композиция [Пат. 2289602 Российская Федерация, МПК C09D 175/04, C09J 175/04, C09K 3/10. Отверждающаяся композиция / ООБА Томохиро (JP), САКАЕ Казухиса (JP); заявитель и патентообладатель(и): ТОРАЙ ФАЙН КЕМИКАЛЗ КО., ЛТД. (JP). - №2005104948/04, заявл. 14.01.2003; опубл. 20.07.2005, Бюл. №20], содержащая полимер, имеющий две или больше тиольных групп на молекулу, соединение, имеющее две или больше изоцианатных групп на молекулу, углеродную сажу и карбонат кальция, дополнительно наполнитель, основным компонентом которого является кремниевая кислота или силикат, или органический наполнитель, основным компонентом которого является измельченный в порошок уголь.
Недостатком композиции является то, что образуется отвержденное соединение, не имеющее достаточную механическую прочность при сжатии, твердость и жесткость, низкая адгезия к непластифицированному поливинилхлориду.
Известна клеевая композиция [Пат. 2468055 Российская Федерация, МПК C09K 3/10, C09J 163/00, C09J 163/02, 09J 163/10. Клеевая композиция / Чинчевич Валентина Васильевна (RU), Алтухова Марина Анатольевна (RU), Бурмистрова Анна Алексеевна (RU); заявитель и патентообладатель Закрытое акционерное общество "Научно-производственный центр "Алмаз-Фазотрон" (RU). №2011135891/04, заявл. 30.08.2011; опубл. 27.11.2012, Бюл. №33], содержащая модифицированную эпоксидную смолу марки К-139 - 594-596, аминный отвердитель марки УП-0633М - 88-90, нитрид бора - 296-300 и хром (III) оксида - 16-20.
Недостатком композиции является то, что образует отвержденное соединение повышенной хрупкости, имеет низкую адгезию к непластифицированному поливинилхлориду, а также имеет недостаточную теплопроводность при пониженных температурах.
Известна герметизирующая мастика [Пат. 2653828 Российская Федерация, МПК C09K 3/10, C09D 5/34, C09D 167/06, C09D 163/00, C08L 67/06. Герметизирующая мастика / Косолапов Алексей Федорович (RU), Баль Марина Богдановна (RU), Зорина Виктория Алексеевна (RU), Иванова Анна Константиновна (RU), Савин Виктор Васильевич (RU), Красильникова Вера Витальевна (RU); заявитель и патентообладатель Акционерное общество "СТЕКЛОНиТ" (RU). - №2017114530, заявл. 26.04.2017; опубл. 14.05.2018, Бюл. №14], которая содержит полиэфирную ненасыщенную смолу ПН-15, винилэфирную смолу ЭВС-9133, стирол, ускоритель нафтенат кобальта, инициирующую отверждающую систему, наполнитель коллоидно-графитовый препарат С-1, диабазовую муку и нанопорошок диоксида кремния Тар косил Т-20, инициирующую систему отверждения мастики из смеси гидроперекиси изопропилбензола (гипериз) и перекиси метилэтилкетона (50%-ный раствор в стироле) в соотношении 1:0,6-0,7.
Недостатком мастики является низкая механическая прочность в отвержденном состоянии при сжатии, растяжении и изгибе, низкая адгезия к непластифицированному поливинилхлориду.
Наиболее близким по технической сущности изобретением является клей-герметик [Пат. 2186817 Российская Федерация, МПК C09J 127/06, C09J 127/06, C09J 163/02, C09J 161/14, C09J 177/08. Клей-герметик / Клейменов В.В., Усачева Н.Н., Чурикова И.В., Сырыцина Н.А.; заявители и патентообладатели Клейменов Владимир Владимирович, Усачева Нина Николаевна. - №2001104190/04, заявл. 13.02.2001; опубл. 10.08.2002, Бюл. №22], содержащий поливинилхлорид, пластификатор фталатного типа, эпоксидную смолу, мел, адгезионные добавки, дополнительно водоотнимающее средство - высокодисперсный оксид кальция, дополнительно пластификатор - смесь производных 1,3-диаксановых спиртов и их высококипящих эфиров, а в качестве адгезионной добавки комбинацию сшивающих агентов: фенолоанилиноформальдегидной смолы резольного типа с температурой каплепадения по шкале Уббелода Т=80-120°С и полиэтиленполиамина с массовой долей третичных аминогрупп в пределах 5-9%.
Недостатком клея-герметика является то, что в его составе содержатся компоненты, которые не обеспечивают адгезию к непластифицированному поливинилхлориду и не обеспечивают требуемую прочность и жесткость заливочного клея-герметика при растяжении, сжатии и изгибе, имеет большой вес и стоимость.
Техническим результатом изобретения является повышение прочности и жесткости заливочного материала, улучшение адгезии, возможность его отверждения без термического воздействия при комнатной температуре, снижение веса и стоимости.
Указанный результат достигается тем, что в смесь для приготовления клеевого заливочного материала, содержащую эпоксидную смолу, полиэтиленполиамин, поливинилхлорид, согласно изобретению, в качестве эпоксидной смолы используют смолу эпоксидно-диановую неотвержденную, дополнительно вводят наполнитель, в качестве которого используют вспученный и просеянный через сито №5 вермикулит, вводят также дополнительно перхлорвиниловую смолу в ацетоне с концентрацией смолы 20 масс. %, а поливинилхлорид при этом вводят измельченным и просеянным через сито №2, 5, при следующем соотношении компонентов, масс. %:
смола эпоксидно-диановая
| неотвержденная | 31,4-39,83; |
| полиэтиленполиамин | 5,1-6,02; |
| вермикулит | 43,06-51,74; |
| перхлорвиниловая смола в ацетоне | 6,78-8,14; |
| поливинилхлорид | 0,02-1,24. |
Используемые материалы:
1. Смолы эпоксидно-диановые неотвержденные. Технические условия. ГОСТ Р 56211-2014.
2. Отвердитель полиэтиленполиамин (ПЭПА) ТУ 2413-357-00203447-99.
3. Вермикулит вспученный. ГОСТ 12865-67.
4. Смола поливинилхлоридная хлорированная. ГОСТ 10004-72.
5. Ацетон технический. Технические условия. ГОСТ 2768-84.
6. Поливинилхлорид суспензионный. Технические условия. ГОСТ 14332-78.
Примеры составов ащих смесей для приготовления заявляемого клеевого заливочного материала приведены в таблице 1.
Смесь получают следующим образом Ингредиенты дозируют в требуемых количествах (согласно таблице 1). Предварительно перхлорвиниловую смолу растворяют в ацетоне, получая густую пастообразную жидкость желтоватого цвета. Эпоксидную смолу, полиэтиленполиамин, перхлорвиниловую смолу в ацетоне смешивают, добавляют поливинилхлорид, вспученный вермикулит, еще раз смешивают, и используют по назначению с образованием отвержденного состояния исключительно при комнатной температуре без соответствующего дополнительного термического воздействия.
Перед заливкой образованной смеси поверхность строительных конструкций из непластифицированного поливинилхлорида обезжиривают слабым растворителем, например, ацетоном.
Испытания мест склеивания с использованием заявленной смеси клеевых заливочных материалов проводились на образцах труб из непластифицированного поливинилхлорида диаметром 50 мм, толщиной стенки 4,5 мм, длиной 100 мм. После обезжиривания и придания поверхности необходимой шероховатости с помощью абразивной шкурки внутрь трубки заливалась приготовленная смесь. Отверждение смеси происходило при комнатной температуре через 2-е суток.
Испытания проводились на разрывной машине ЦД-10 при температуре 22±2°С и влажности 55±5% с целью определения прочности и жесткости при растягивающих нагрузках. Скорость раздвижения захватов составляла 20 мм/мин. Всего было испытано 24 образца.
В таблице 2 приведены прочностные показатели, продолжительность отверждения без термического воздействия, а также снижение веса и стоимости.
При применении эпоксидной смолы ЭД-20 была подтверждена высокая деформативность клеевой смеси без пластификатора.
Перхлорвиниловая смола в ацетоне не отверждалась при объемном заполнении без доступа кислорода воздуха с сохранением вязко-текучего состояния, не обеспечивающего требуемую жесткость и прочность.
Эпоксидная смола обеспечивает достаточную жесткость смеси, где роль пластификатора и адгезионного к поливинилхлориду состава выполняет перхлорвиниловая смола в ацетоне.
Введение вспученного вермикулита в качестве порообразователя снижает вес смеси в связи с его низкой плотностью (0,065-0,130 г/см3), уменьшает количество перхлорвиниловой смолы и, следовательно, ослабляет растворяющее действие на поливинилхлорид, тем самым обеспечивает прочность 8,92 МПа.
Из таблиц 1 и 2 видно, что максимальная прочность заливочной смеси 8,92 МПа достигается при следующих компонентах, масс %: эпоксидная смола 36,36, полиэтиленполиамин 5,64, вспученный вермикулит 46,49, перхлорвиниловая смола в ацетоне 7,46, измельченный поливинилхлорид 0,73 (в прототипе максимальная прочность достигает значения 3,0-6,0 МПа).
Винилосодержащая смесь для приготовления клеевого заливочного материала, включающая эпоксидную смолу, полиэтиленполиамин, поливинилхлорид, отличающаяся тем, что в качестве эпоксидной смолы используют смолу эпоксидно-диановую неотвержденную, дополнительно вводят наполнитель, в качестве которого используют вспученный и просеянный через сито №5 вермикулит, вводят также дополнительно перхлорвиниловую смолу в ацетоне с концентрацией смолы 20 мас. %, а поливинилхлорид вводят измельченным и просеянным через сито №2,5, при следующем соотношении компонентов, мас. %:
| эпоксидная смола | 31,4-39,83 |
| полиэтиленполиамин | 5,1-6,02 |
| вермикулит | 43,06-51,74 |
| перхлорвиниловая смола в ацетоне | 6,78-8,14 |
| поливинилхлорид | 0,02-1,24 |
