CS201714B1 - Termoplastická vulkanizovaná směs pro výrobu hydroizolačních střešních fólií - Google Patents

Description

Vynález se týká termoplastické směsi pro výrobu hydroizolačních střešních fólií.

Hydroizolace a hydroizolační povlaky střešních krytin se doposud provádějí převážně z asfaltovaných izolačních pásů. Zpracovávají se buď nalepováním do horkých asfaltovaných nátěrů, nebo natavováním pomocí různých typů natavovacích zařízení do asfaltových podkladů. Mohou se používat pásy s různými druhy nosných vložek, které potom ovlivňují jakost jednotlivých výrobků. Nevýhodou uvedených asfaltovaných pásů je omezená zpracovatelnost za nízkých teplot (použitelnost do + 5 °C), nízká tažnost, značná pracnost při kladení. Tyto pásy však mají především malou odolnost proti povětrnostním vlivům, což má za následek ztrátu funkce hydroizolace a krátké cykly oprav.

Z literárních údajů jsou známé směsi pro výrobu hydroizolačních fólií na bázi plastů a asfaltu, např. fólie na bázi kopolymeru etylenvinylacetátu $ asfaltem. Dalším příkladem směsí pro výrobu fólií mohou být směsi na bázi nevulkanizovaného kaučuku, plastů a asfaltu, popřípadě může být kaučuk nahrazen regenerovaným kaučukem podle čs. autorského osvědčení č. 182416. Tyto typy fólií lze již zpracovávat za teplot pod+5°C, jejich nevýhodou jsou nízké mechanické vlastnosti, zejména za zvýšených teplot a studený tok.

Uvedená problematika je řešena předmětem tohoto vynálezu, kterým je termoplastická vulkanizovaná směs pro výrobu hydroizolačních fólií obsahující zcela zvulkanizovaný kaučuk. S výhodou lze při přípravě této směsi použít tzv. dynamické vulkanizace, jejíž podstatou je hnětení a vulkanizace kaučuku a ostatních přísad v hnětacím stroji za přítomnosti vulkanizačního činidla. Dynamická vulkanizace je popsána v patentových spisech NSR 2 202 706 a 2 202 738. Autoři zde popisují částečnou dynamickou vulkanizaci terpolymeru etylén-propylen-dien nebo etylénpropylenového kopolymeru za přítomnosti polypropylenu nebo polyetylénu. Takto vyrobené směsi jsou vzhledem k vysokému obsahu polymerů drahé a nedosahují ještě dobré mechanické vlastnosti. Úplná dynamická vulkanizace směsí etylénpropylendienových terpolymerů a polypropylenu nebo polyetylénu, která jako výsledek poskytuje termoplastickou elastickou hmotu, vyžaduje hnětění na vysokoobrátkových strojích, jako je například laboratorní mísič o obsahu pracovní komory 0,05 1.

Na větších a provozně používaných hnětačích strojích, u kterých jsou obrátky nižší, není možné tyto směsi vyrobit. Na hnětacím stroji Banbury-Bridge při 30 ot/min. byly získány nevratně zesíťované produkty v po201714 době drti. Dynamická vulkanizace takových směsí vyžaduje zřejmě větší smykové síly při vysokých otáčkách rotoru. Taková zařízení v provozním měřítku nejsou doposud k dispozici.

Uvedené nedostatky se podařilo odstranit předmětem vynálezu, kterým je termoplastická vulkanizovaná směs pro výrobu střešních hydroizolačních svařovatelných fólií, vyznačená tím, že obsahuje 15 až 60 hmotnostních % vulkanizovaného etylén-propylénového terpolymeru nebo nenasyceného dienového kaučuku, popřípadě jeho kopolyméru, 15 až 60 hmotnostních % asfaltu, 3 až 50 hmotnostních % polyetylénu nebo izotaktického polypropylenu a 10 až 50 hmotnostních % ztužujících plniv.

Rozhodující složkou při dynamické vulkanizaci v provozních hnětačích strojích je asfalt, který tvoří vhodné tavidlo polymerních směsí. Jako plastů může být využito izotaktického polypropylenu nebo polyetylénu. Z ekonomických důvodů i za účelem úpravy vlastností lze směsi plnit například sazemi, kaolinem, změkčovadly, popřípadě pryskyřicemi.

Je výhodné, jestliže kaučukovou složku směsi tvoří směs etylénpropylénového terpolymeru a butadien-styrenového nebo přírodního kaučuku ve hmotnostním poměru 1 : 2 až 4 :1a jestliže směs obsahuje 1 až 10 hmotnostních procent změkčovadla.

Do zhomogenizované směsi polymerů, asfaltu, plniv a změkčovadel se do hnětacího stroje při teplotě nad 100 °C vnesou vulkanizační přísady. Podle typu vulkanizačního systému probíhá vulkanizace za současného působení smykových sil v hnětacím stroji různou rychlostí. Vulkanizace se projeví zvýšením příkonu pohonné jednotky hnětaeího stroje. Při teplotě 190 až 220 °C se zamíchaná směs vypouští.

Horká směs se dále může zpracovat na vyhřívaném dvouválci na pásy, které se zpracují na granulát nebo ji lze rovnou válcovat na víceválcových strojích do fólií. Důležitým faktem při výrobě těchto směsí je možnost dynamické vulkanizace na běžně dostupných provozních hnětačích strojích, získaný termoplastický vulkanizát lze zpracovávat na válcovacích nebo vytlačovacích strojích. Při výrobě například střešních hydroizolačních fólií odpadá tak časově náročný proces vulkanizace.

Přítomnost zcela zvulkanizovaného kaučuku ve směsi zvyšuje její tažnost, pevnost v tahu a elasticitu zvláště za zvýšených teplot, odpadá nebezpečí studeného toku směsí. V závislosti na obsahu zcela zvulkanizovaného kaučuku jsou směsi rozměrově stabilní až do 150 °C. Vhodnou kombinací složek lze vyrobit materiály, které lze kvalitativně za normálních nebo zvýšených teplot srovnat s pryžovými materiály vyrobenými konvenčním postupem, to znamená vulkanizací kaučukové směsi například v autoklávu nebo rotačním lisu. S výhodou lze vyrobit materiály, které se vyznačují plasticko-elastickým chováním, což nelze zajistit u pryžových hydroizolačních fólií.

Předností fólií je jejich výborná odolnost proti povětrnostním vlivům a ozonu. Plasticko-elastické chování je důležité při provádění utěsňování a tvarování střešních detailů. Ve srovnání s pryžovými fóliemi mají vyšší odolnost proti tlakové vodě a: lepší strukturní pevnost. Fólie lze lepit do asfaltového podkladu natavováním nebo je pokládat do horkých asfaltových nátěrů, spoje lze provádět svařováním pomocí tepelných zdrojů, přičemž pevnost spoje se vyrovná pevnosti samotné fólie.

Příklad 1

Ve vysokotlakém hnětacím stroji typu Banbury-Bridge obsah 60 1 byla zamíchána termoplastická směs podle receptury 1. Do hnětacího stroje při počáteční teplotě 25 °C byl vnesen kaučuk, kysličník zinečnatý, kyselina stearová, asfalt, polypropylen, saze a změkčovadlo. Po 2 minutách hnětení dosáhla teplota na kontrolním čidle 140 °C a v tomto okamžiku byly přidány vulkanizační přísady a současně bylo zapnuto chlazení vodou. V průběhu 2 minut se zvedl odběr proudu hnací jednotky o 10 %, po 10 minutách dosáhla teplota čidla 190 °C, hnětení bylo ukončeno a obsah komory vypuštěn. Na dvouválci o teplotě 160 °C byly ze směsi vyřezány pásky velikosti 60 X 5 mm, které byly po zchlazení granulovány. Z granulátu byla na vytlačovacím stroji o průměru šneku 90 mm vytlačena fólie velikosti 500 X 1,5 mm při teplotě hubice 190 až 200°C. Z fólie byla vyseknuta zkušební tělesa a stanoveny mechanické vlastnosti.

Použitá receptura 1 hmotnostní díly etylén-propylenový terpolymer 100 polypropylén 133 asfalt 110 saze 50 naftenjcké změkčovadlo 10 kysličník zeničnatý 5 kyselina^ stearová 1,5 tetrametylthiurammonosulfid 1,5

2-bis benzothiazolyl disulfid 0,5 síra 2 mechanické vlastnosti fólie pevnost v tahu tažnost modul 200 % elasticita tvrdost průtažnost strukturní pevnost Crescent při 25 °C mrazuvzdornost NIlSP ozónuvzdomost

300 h, 25 °C, 50 % deformace

8,3 MPa 770 %

3,7 MPa 26 %

Sh A 44 %

35,4 N/mm —42 °C 300 pphm beze změny

Příklad 2

	mechanické hodnoty
Postup míchání je stejný jako	hmotnost-
v příkladě 1	ní díly	pevnost v tahu	1,8 MPa
		tažnost	145 %
etylén-propylenový terpolymer	70	elasticita	12%
butadien-styrenový kaučuk	30	průtažnost	2Q%
polyetylén	50	tvrdost	43ShA
asfalt	50
saze	120	Směs 2	hmotnost-
naftenické změkčovadlo	30		ní díly
kysličník zinečnatý	5
kyselina stearová	1	kopolymer etylén-vinylacetát	100
tetrametylthiurammonosulfid	1,5	asfalt	50
merkaptobenzthiazol	0,7	saze	5
síra	2,5	antioxidant	0,4

mechanické vlastnosti fólie pevnost v tahu tažnost modul 200 % elasticita tvrdost strukturní pevnost Crescent při 25 °C průtažnost mrazuvzdornost NIIŠP ozonuvzdornost 300 pphm. 300 h 25 °C, 50 % deformace

8,5 MPa 432 %

6,2 MPa 13 % .

Sh A

N/mm 50% —33 °C beze změny

Pro srovnání uvádíme příklady doposud používaných termoplastických směsí pro střešní hydroizolační fólie:

Směs 1

Regenerovaná pryž minerální plnivo asfalt změkčo vadlo hmotnostní díly mechanické hodnoty

pevnost v tahu tažnost elasticita průtažnost tvrdost	8,6 MPa 730 % 23 % 560 % 84 Sh A
Směs
etylén-propylenový kaučuk polyetylén asfalt saze křída	100 20 100 100 150
mechanické hodnoty
pevnost v tahu tažnost elasticita průtažnost tvrdost	3,7 MPa 500 % 25% 420 % 69 Sh A

Z porovnání jsou zřejmé zlepšené vlastnosti směsí podle tohoto vynálezu.

Claims (4)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   1. Termoplastická dynamicky vulkanizovaná směs pro výrobu hydroizolačních střešních fólií, vyznačená tím, že obsahuje 15 až 60 hmotnostních procent vulkanizovaného etylénpropylénového terpolymeru nebo nenasyceného dienového kaučuku, popřípadě jeho kopolymeru, 15 až 60 hmotnostních procent asfaltu, 3 až 50 hmotnostních procent polyetylénu nebo izotaktického polypropylenu a 10 až 50 hmotnostních procent ztužujících plniv.
2. 2. Termoplastická směs podle bodu 1, vyznačená tím, že jako kaučukovou složku obsahuje směs etylénpropylénového terpolymeru a butadienstyrenového kaučuku nebo přírodního kaučuku ve hmotnostním poměru 1 : 2 až 4 : 1.
3. 3. Termoplastická směs podle bodu 1, vyznačená tím, že obsahuje 1 až 10 hmotnostních procent změkčovadla.
4. 4. Termoplastická směs podle bodu 1, vyznačená tím, že jako ztužující plnivo obsahuje saze nebo aktivní kysličník křemičitý.