материал "резинол-бен" для защитных покрытий строительных сооружений и конструкций и способ его получения

Формула изобретения

1. Материал для защитных покрытий строительных сооружений и конструкций, содержащий основную композицию, состоящую из полиолефинов и резиновой крошки с размером частиц до 1,0 мм, отличающийся тем, что в качестве полиолефинов композиция содержит смесь полиэтилена низкой плотности и хлорсульфированного полиэтилена или смесь вторичного полиэтилена низкой плотности и хлорсульфированного полиэтилена и дополнительно содержит бентонитовый глинопорошок при следующем содержании компонентов на 100 мас.ч. основной композиции:

Смесь полиэтилена низкой плотности и хлорсульфированного полиэтилена или вторичного полиэтилена низкой плотности и хлорсульфированного полиэтилена - 15-50

Резиновая крошка - 20-80

Бентонитовый глинопорошок - 5-30

2. Материал по п. 1, отличающийся тем, что в смеси полиэтилена низкой плотности и хлорсульфированного полиэтилена содержание полиэтилена низкой плотности составляет не более 70 мас.%.

3. Материал по п.1, отличающийся тем, что в смеси вторичного полиэтилена низкой плотности и хлорсульфированного полиэтилена содержание вторичного полиэтилена низкой плотности составляет не более 70 мас.%.

4. Материал по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что в качестве резиновой крошки в основной композиции содержит крошку резиновую общешинную и/или крошку этиленпропиленовых каучуков, при этом соотношение крошек в смеси составляет от 1:9 до 9:1 соответственно.

5. Материал по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что дополнительно содержит до 2,0 мас.ч. стабилизатора в виде рециклоссорба или рециклостаба на 100 мас.ч. основной композиции.

6. Материал по любому из пп.1-5, отличающийся тем, что дополнительно содержит до 60 мас.ч. пластификатора в виде масла моторного или мягчителя на 100 мас.ч. основной композиции.

7. Материал по любому из пп.1-6, отличающийся тем, что дополнительно содержит до 20 мас.ч. стеклянных микросфер на 100 мас.ч. основной композиции.

8. Материал по любому из пп.1-7, отличающийся тем, что дополнительно содержит до 15 мас.ч. лигнина на 100 мас.ч. основной композиции.

9. Материал по любому из пп.1-8, отличающийся тем, что дополнительно содержит до 32 мас.ч. дисперсных наполнителей на 100 мас.ч. основной композиции, выбранных из группы: тальк, окись алюминия, карбид кремния, гидрат окиси алюминия.

10. Материал по любому из пп.1-9, отличающийся тем, что дополнительно содержит до 15 мас.ч. тонкоизмельченных отходов производства стеклопластиков на 100 мас.ч. основной композиции.

11. Материал по любому из пп.1-10, отличающийся тем, что дополнительно содержит до 10 мас.ч. волокнистых наполнителей в виде лавсанового или полиэфирного волокна с длиной волокна до 5 мм на 100 мас.ч. основной композиции.

12. Способ получения материала для защитных покрытий строительных сооружений и конструкций, содержащий основную композицию, состоящую из полиолефинов и резиновой крошки с размером частиц до 1,0 мм, включающий стадию смешения компонентов, формование рулонной заготовки материала по каландровой или экструзионной технологии, ее охлаждение с последующим сворачиванием рулонной заготовки в рулон или резкой ее на мерные листы, отличающийся тем, что стадию смешения компонентов проводят в два этапа, при этом на первом этапе осуществляют смешение компонентов основной композиции при 55-75^oС в течение 60-90 мин, а на втором этапе осуществляют смешение полученной смеси при 120-140^oС в течение 20-30 мин, после чего готовую массу направляют в емкость-накопитель с постоянным подогревом.

13. Способ по п.12, отличающийся тем, что смешение полученной на первом этапе смеси совместно с добавочными компонентами осуществляют на втором этапе.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к резинополимерным материалам, производству гидроизоляционных и кровельных материалов и может быть использовано при устройстве кровель из рулонного материала или черепицы при строительстве зданий и сооружений, для защиты фундаментов, напольного покрытия, в качестве противофильтрационных экранов при сооружении природоохранных объектов, например санитарных полигонов ТБО, при строительстве подземных сооружений, для гидроизоляции мостов.

Известен кровельный рулонный материал, содержащий защитный слой и слой подложки, состоящий из композиции на основе термопластов из ряда полиолефинов и резиновой крошки, при этом защитный слой содержит, по крайней мере, пигмент и технологические добавки.

Известен также способ изготовления данного кровельного рулонного материала, включающий стадию смешения компонентов композиции на основе полиолефинов и резиновой крошки для защитного слоя с добавлением, по крайней мере, пигмента, технологических добавок и стадию последовательного формирования рулонной заготовки защитного слоя и подложки по каландровой технологии, при этом в процессе каландрования подложки с ней совмещают предварительно нагретый защитный слой и производят их дублирование, получая таким образом двухслойный материал (см. патент РФ N 2146322, МПК Е 04 D 5/00, публ. 2000 г.).

Недостатком известного кровельного материала являются его низкие противофильтрационные свойства. Это обстоятельство отрицательно проявляется при контакте материала с водой, особенно если в нем имеются микро- и макротрещины. Способ получения данного материала является недостаточно экологичным.

Известен также материал для защитных покрытий строительных сооружений и конструкций, содержащий основную композицию, состоящую из полиолефинов и резиновой крошки с размером частиц до 1,0 мм (см. патент РФ N 2129133, МПК C 08 L 23/02, публ. 1999 г. - прототип).

Известен способ получения материала, содержащего основную композицию, состоящую из полиолефинов и резиновой крошки с размером частиц до 1,0 мм, включающий стадию смешения компонентов, формирование рулонной заготовки материала на каландровой или экструзионной технологии, ее охлаждение с последующим сворачиванием рулонной заготовки в рулон или резкой ее на мерные листы (см. там же).

Известно также изделие типа черепицы, изготовленное штамповкой из материала для защитных покрытий строительных сооружений и конструкций, содержащего основную композицию, состоящую из смеси полиолефинов и резиновой крошки с размером частиц до 1,0 мм, полученного путем формования рулонной заготовки по каландровой или экструзионной технологии с последующем охлаждением и сворачиванием ее в рулон или резкой на мерные листы (см. там же).

Недостатками материала по прототипу являются низкие противофильтрационные свойства в процессе эксплуатации, недостаточно экологичный способ его получения, а также сравнительно высокая цена черепицы на основе данного материала.

Задачей настоящего изобретения является устранение недостатков прототипа.

Поставленная задача решается за счет того, что в материале для защитных покрытий строительных сооружений и конструкций, содержащем основную композицию, состоящую из полиолефинов и резиновой крошки с размером частиц до 1,0 мм, согласно изобретению в качестве полиолефинов композиция содержит смесь полиэтилена низкой плотности и хлорсульфированного полиэтилена или смесь вторичного полиэтилена низкой плотности и хлорсульфированного полиэтилена и дополнительно содержит бентонитовый глинопорошок, при следующем содержании компонентов на 100 маc.ч. основной композиции:

Смесь полиэтилена низкой плотности и хлорсульфированного полиэтилена или вторичного полиэтилена низкой плотности и хлорсульфированного полиэтилена - 15-50

Резиновая крошка - 20-80

Бентонитовый глинопорошок - 5-30

Целесообразно, чтобы в смеси полиэтилена низкой плотности и хлорсульфированного полиэтилена или в смеси вторичного полиэтилена низкой плотности и хлорсульфированного полиэтилена содержание полиэтилена низкой плотности или вторичного полиэтилена низкой плотности составляло не более 70 мас.%.

Желательно в качестве резиновой крошки в основной композиции использовать крошку резиновую общешинную и/или крошку этиленпропиленовых каучуков, при этом соотношение крошек в смеси должно составлять от 1:9 до 9:1 соответственно.

Дополнительно материал может содержать на 100 мас.ч. основной композиции: до 2,0 мас.ч. стабилизатора в виде рециклоссорба или рециклостаба, до 6,0 мас.ч. пластификатора в виде масла моторного или мягчителя, до 20 мас.ч. стеклянных микросфер, до 15 мас.ч. лигнина, до 32 мас.ч. дисперсных наполнителей, выбранных из группы: тальк, окись алюминия, карбид кремния, гидрат окиси алюминия, до 15 мас.ч. тонкоизмельченных отходов производства стеклопластиков, до 10 мас.ч. волокнистых наполнителей в виде лавсанового или полиэфирного волокна с длиной волокна до 5,0 мм.

Поставленная задача решается также тем, что в известном способе получения материала для защитных покрытий строительных сооружений и конструкций, содержащем основную композицию, состоящую из полиолефинов и резиновой крошки с размером частиц до 1,0 мм, включающем стадию смешения компонентов, формование рулонной заготовки материала по каландровой или экструзионной технологии, ее охлаждение с последующим сворачиванием рулонной заготовки в рулон или резкой ее на мерные листы, согласно изобретению стадию смешения компонентов проводят в два этапа, при этом на первом этапе осуществляют смешение компонентов основной композиции при температуре 55-75^oC в течение 60-90 мин, а на втором этапе осуществляют смешение полученной смеси при температуре 120-140^oC в течение 20-30 мин, после чего готовую массу направляют в емкость-накопитель с постоянным подогревом.

При использовании дополнительных компонентов в виде стабилизаторов, пластификаторов, пигментов, дисперсных и волокнистых наполнителей их смешение с основной композицией осуществляют на втором этапе.

Поставленная задача решается также за счет того, что известное изделие типа черепицы, изготовленное штамповкой из материала для защитных покрытий строительных сооружений и конструкций, содержащего основную композицию, состоящую из полиолефинов и резиновой крошки с размером частиц до 1,0 мм, полученного путем формования рулонной заготовки по каландровой или экструзионной технологии с последующим охлаждением и сворачиванием ее в рулон или резкой на мерные листы, согласно изобретению выполнено многослойным в виде набора нескольких мерных листов, составляющих общую толщину в пределах 3,5-4,5 мм.

Технический результат от реализации группы изобретений достигается за счет совокупного использования в качестве полиолефинов смеси полиэтилена низкой плотности или вторичного полиэтилена низкой плотности с хлорсульфированным полиэтиленом и введенного в основную композицию бентонитового глинопорошка, который будучи связан полимерной матрицей способствует, во-первых, улучшению гидроизоляционных свойств материала, а именно повышению противофильтрационных свойств при одновременном сохранении прочностных свойств. При эксплуатации материала происходит его контакт с водой. При попадании воды в микро- и макротрещины или в швы на стыке листов бентонит набухает, желируется, превращаясь в гель, который закрывает доступ воде. Происходит как бы "самозалечивание" дефектов материала. Поскольку бентонитовый глинопорошок связан резинополимерной матрицей, гель защищен от размывания или сползания. Во-вторых, наличие бентонитового порошка уменьшает количественное содержание полиэтилена низкой плотности и резиновой крошки, что удешевляет материал и повышает экологичность технологического процесса.

Кроме того, наличие в смеси хлорсульфированного полиэтилена повышает огнестойкость материала.

Введение различных добавок к основной композиции позволяет получать материал различного назначения с высокими гидроизоляционными свойствами при сохранении прочностных свойств и без ухудшения перерабатываемости и технологичности.

Технический результат достигается также за счет выполнения стадии смешения компонентов в два этапа. При предварительном перемешивании с подогревом компонентов основной композиции на первом этапе осуществляется удаление влаги в исходных компонентах. Таким образом, достигается хорошее диспергирование компонентов в смеси, что в свою очередь позволяет повысить гомогенность и пластичность массы, т.е. улучшить качество материала и значительно сократить процесс перемешивания на втором этапе.

Введение операции накопления готовой к переработке массы в емкости с постоянным подогревом позволяет увеличить производительность технологического процесса и сделать его непрерывным, т.к. освобожденные смесители можно заполнять новой порцией компонентов, в противном случае нужно ждать полной переработки готовой массы, чтобы освободить смесители.

Кроме того, наличие подогреваемой емкости-накопителя позволяет сделать технологию безотходной, поскольку отходы производства, получаемые при обрезке боковых кромок материала, а также бракованный материал направляются в накопитель и могут быть опять использованы для получения качественного материала.

Преимущество предлагаемой многослойной черепицы перед однослойной, получаемой по прототипу, заключается в том, что она дешевле, поскольку количество вводимых добавок, в т.ч. дорогостоящих пигментов, можно сократить за счет их введения только в верхний слой. Кроме того, многослойность придает черепице большую жесткость.

Примеры изготовления материала "резинол-бен" и изделий на его основе

Пример 1.

На первом этапе в смеситель загружали в расчете на 100 мас.ч. основной композиции следующие компоненты: смесь полиэтилена низкой плотности (ПЭНП) и хлорсульфированного полиэтилена (ХСПЭ), при этом содержание ПЭНП в смеси составляло 55 мас.% - 15 мас.ч., крошку резиновую общешинную с размером частиц менее 1,0 мм - 80 мас.ч., бентонитовый глинопорошок 5,0 мас.ч. Смешение проводили при температуре 55^oC в течение 90 мин. Полученную смесь загружали в другой смеситель, в который добавляли пигмент белый - двуокись титана - 4,0 мас. ч. , рециклостаб - 2,0 мас.ч., масло моторное - 6,0 мас.ч., гидрат окиси амония - 10 мас.ч., лавсановое волокно с длинной волокна до 5,0 мм - 10 мас.ч. Смешение проводили при температуре 120^oC в течение 30 мин до достижения пластичной гомогенной массы. Полученную массу подавали в емкость - накопитель, в которой поддерживалась температура в пределах 120-130^oC во время всего периода проведения технологического процесса. Затем массу подавали для пластикации на первую пару вальцев с температурой 125-130^oC, потом - на вторую пару вальцев с температурой 120-125^oC. В дальнейшем по ходу технологического процесса материал поступал в четырехвалковый каландр с температурой валков в начальной стадии 110^oC и на конечной стадии 120^oC. Таким образом, получали рулонную листовую заготовку серого цвета толщиной 1,5 мм. После охлаждения этой заготовки до 60^oC ее резали на листы размером 1740 х 900 мм. Из трех таких листов, наложенных друг на друга, получали заготовку -"сэндвич" для получения кровельного изделия в виде многослойной черепицы.

Для изготовления черепицы заданного профиля, например гофрированного, заготовку "сэндвич" предварительно прогревали инфракрасными лампами и помещали в пресс со штампом соответствующего профиля.

Результаты испытаний материала "резинол-бен" представлены в таблице 1.

Пример 2.

Осуществляли аналогично примеру 1, но в первый смеситель загружали в расчете на 100 мас. ч. компоненты основной композиции в следующем количественном соотношении: смесь вторичного ПЭНП и ХСПЭ, при этом содержание вторичного ПЭНП в смеси составляло 60 мас.% - 50 мас.ч., крошку резиновую общешинную с размером частиц менее 0,8 мм - 10 мас.ч., крошку резиновую на основе этиленпропиленового каучука (СКЭПТ) с размером частиц менее 1,0 мм - 10 мас. ч. , бентонитовый глинопорошок - 30 мас.ч. Смешение проводили при температуре 55-60^oC в течение 60 мин. Второй смеситель загружали полученной смесью и следующими компонентами: пигмент белый - двуокись титана - 6,0 мас. ч. , пигмент красный - железноокись - 5,0 мас.ч., рециклоссорб - 1,0 мас.ч., мягчитель - 5,0 мас.ч., карбид кремния - 7,0 мас.ч., лигнин гидролизный - 15 мас. ч. Смешение проводили при температуре 120^oC в течение 20 мин. В результате получали рулонную заготовку красно-коричневого цвета толщиной 0,8 мм. Из мерных листов готовили 5-слойную заготовку для изготовления черепицы.

Пример 3.

Осуществляли аналогично примеру 1, но в первый смеситель загружали в расчете на 100 мас. ч. компоненты основной композиции в следующем количественном соотношении: смесь вторичного ПЭНП и ХСПЭ, при этом содержание вторичного ПЭНП в смеси составляло 65 мас.% - 35 мас.ч., крошка резиновая на основе СКЭПТ с размером частиц менее 1,0 мм - 52 мас.ч., бентонитовый глинопорошок - 13 мас.ч. Смешивание проводили при температуре 65^oC в течение 75 мин. Во второй смеситель загружали полученную смесь, смешение проводили при температуре 130^oC в течение 25 мин. Формование рулонной заготовки проводили по экструзионной технологии на установке с щелевой головкой с температурой на выходе 150^oC. В результате получали рулонную листовую заготовку толщиной 2,5 мм, которую после охлаждения до 40^oC сматывали в рулон приемным устройством.

Пример 4.

Осуществляли аналогично примеру 1, но в первый смеситель загружали в расчете на 100 мас.ч. компоненты основной композиции в следующем количественном соотношении: смесь ПЭНП и ХСПЭ, при этом содержание ПЭНП в смеси составляло 70 мас.% - 30 мас.ч., крошка резиновая общешинная с размером частиц 0,4 мм - 50 мас.ч., бентонитовый глинопорошок - 20 мас.ч. Смешение проводили при температуре 75^oC в течение 90 мин. Во второй смеситель загружали смесь, полученную в первом смесителе, и следующие компоненты: пигмент белый - двуокись титана - 3,0 мас.ч., пигмент зеленый - окись хрома - 6,0 мас.ч., рециклостаб - 0,5 мас.ч., масло моторное - 4,0 мас.ч., стеклянные микросферы - 20 мас.ч. Смешение проводили при температуре 140^oC в течение 30 мин.

В результате получали рулонную листовую заготовку зеленого цвета толщиной 1,0 мм. Из мерных листов готовили 4-слойную заготовку - "сэндвич" для изготовления черепицы.

Пример 5.

Осуществляли аналогично примеру 1, но в первый смеситель загружали в расчете на 100 мас.ч. компоненты основной композиции в следующем количественном соотношении: смесь вторичного ПЭНП и ХСПЭ, при этом содержание вторичного ПЭНП в смеси составляло 70 мас.% - 35 мас.ч., крошка резиновая общешинная с размером частиц 0,3 мм - 50 мас.ч., бентонитовый глинопорошок - 15 мас. ч. Смешение проводили при температуре 140^oC в течение 30 мин. Во второй смеситель загружали смесь, полученную в первом смесителе, и следующие компоненты: пигмент белый - двуокись титана - 2,0 мас.ч., пигмент красный - железноокись - 4,0 мас.ч., рециклостаб - 1,5 мас.ч., масло моторное - 3,0, тальк - 10 мас. ч. , окись алюминия - 5,0 мас.ч., тонкоизмельченные отходы производства стеклопластиков - 15 мас.ч. Смешение проводили при температуре 135^oC в течение 25 мин.

В результате получали рулонную листовую заготовку темно-коричневого цвета толщиной 2,0 мм. Из мерных листов готовили 2-слойную заготовку для изготовления черепицы.

Состав рецептур по примерам представлен в таблице 2.