RU2069224C1

RU2069224C1 - Waterproofing mastic

Info

Publication number: RU2069224C1
Application number: RU93030643A
Authority: RU
Inventors: В.А. Потапов; Е.В. Кошкаров; В.К. Кондратов; В.Я. Кошкаров; А.В. Кошкаров; А.И. Мельник
Original assignee: Товарищество с ограниченной ответственностью Научно-технический центр "Мастика"
Priority date: 1993-06-15
Filing date: 1993-06-15
Publication date: 1996-11-20

Abstract

FIELD: protective and anticorrosive compositions. SUBSTANCE: mastic has the following components, wt.-%: product of tar deasphaltization 41.0-61.5; rubber 15.6-19.0; asbestos 12.5-14.0; indene-coumarone resin 5.5-7.0; benzine diluting agent 1.9-2.0; polyvinyl chloride 1-5; asphaltite 0.8-9.0; coal oil 0.7-1.0, and surface-active substance 0.5-2.0. Product of propane tar deasphaltization has the following components, wt.-%: resins 48.0-57.3; oils 36.9-49.3, and asphaltenes 2.7-5.8. EFFECT: enhanced quality and effectiveness of mastic. 2 tbl

Description

Изобретение относится к области изоляционных материалов и может быть использовано для защиты подземных сооружений (трубопроводов, хранилищ и др. ), в качестве кровельных материалов, герметизации швов, трещин, защиты металлов от коррозии и др. The invention relates to the field of insulating materials and can be used to protect underground structures (pipelines, storages, etc.), as roofing materials, sealing joints, cracks, protecting metals from corrosion, etc.

В мировой практике при строительстве трубопроводов, подземных сооружений и др. широко применяют покрытия, включающие эпоксидные порошковые композиции, эструдированный или напыленный полиэтилен, липкие полимерные ленты на основе полиэтилена и полихлорвинила, каменноугольных и битумных эмалей. Наиболее высокими защитными свойствами обладают эпоксидные и полиэтиленовые покрытия, но они очень дороги. Более доступны и удобны для нанесения липкие ленты, однако они не обладают комплексом требуемых эксплуатационных свойств. Широкое распространение получили каменноугольные и битумные материалы. In world practice, in the construction of pipelines, underground structures, etc., coatings are widely used, including epoxy powder compositions, extruded or sprayed polyethylene, adhesive polymer tapes based on polyethylene and polyvinyl chloride, coal and bitumen enamels. Epoxy and polyethylene coatings have the highest protective properties, but they are very expensive. Adhesive tapes are more accessible and convenient for applying, however they do not possess the complex of required operational properties. Coal and bituminous materials are widely used.

Каменноугольные изоляционные материалы, применяемые в настоящее время, состоят из термопластифицированного в высококипящих маслах каменного угля и(или) каменноугольного пека, каменноугольных масел, наполнителей (талька, технического углерода (сажи), каменного угля, асбеста, резиновой крошки и др.) и различных улучшающих свойства композиции добавок [1-2]
Основным недостатком каменноугольных эмалей (при получении, нанесении и эксплуатации) является их высокая канцерогенность, поскольку каменноугольные продукты (смолы, пеки и др.) содержат значительные количества 2,4-бензпирена.Coal-based insulating materials currently used consist of coal and (or) coal tar, thermo-plasticized in high-boiling oils, coal oils, fillers (talc, carbon black (soot), coal, asbestos, crumb rubber, etc.) and various improving the properties of the composition of the additives [1-2]
The main disadvantage of coal enamels (upon receipt, application and use) is their high carcinogenicity, since coal products (resins, peaks, etc.) contain significant amounts of 2,4-benzpyrene.

В качестве гидроизоляционных материалов широко применяют нефтяные битумные мастики [3]
Наиболее близкой к заявляемой мастике является мастика изол [4] принятая за прототип. Мастика изол представляет собой многокомпонентную однородную массу, состоящую из резинобитумного вяжущего (полученного термомеханической обработкой вулканизированной резины или ее регенерата при смешении с нефтяным битумом), наполнителя, пластификатора, антисептика и бензинового разбавителя (ТУ 21-27-37-74). Для приготовления изола используют, например, 56,2% битума, 18,9% резины (шинного регенерата), 3,5% канифоли, 3,5% инден-кумароновой смолы, 14,9% асбеста, 1,1% каменноугольного масла и 1,9% нефраса (бензинового разбавителя).As waterproofing materials, oil bitumen mastics are widely used [3]
Closest to the claimed mastic is mastic isol [4] adopted as a prototype. Mastic isol is a multicomponent homogeneous mass consisting of a rubber-bitumen binder (obtained by thermomechanical processing of vulcanized rubber or its regenerate when mixed with oil bitumen), a filler, a plasticizer, an antiseptic and a gasoline thinner (TU 21-27-37-74). For the preparation of isolate, for example, 56.2% of bitumen, 18.9% of rubber (tire regenerate), 3.5% of rosin, 3.5% of inden-coumarone resin, 14.9% of asbestos, 1.1% of coal oil are used and 1.9% nefras (gasoline thinner).

Физико-химические показатели мастики изол приведены ниже, в табл. 1. Physico-chemical indicators of mastic isol are given below, in table. 1.

К недостаткам данной мастики относится к относительно низкая когезионная способность, что значительно снижает прочность покрытия, нанесенного на твердый материал. Кроме того, известная мастика характеризуется относительно высокими показателями температуры гибкости, что приводит к трещинообразованию при нанесении покрытия. The disadvantages of this mastic include a relatively low cohesive ability, which significantly reduces the strength of the coating applied to the solid material. In addition, the well-known mastic is characterized by relatively high temperature flexibility, which leads to cracking during coating.

Задачей предлагаемого технического решения является повышение когезионной способности мастики по отношению к твердым материала и понижение ее температуры гибкости (улучшение эластичности). The objective of the proposed technical solution is to increase the cohesive ability of the mastic with respect to solid material and lower its temperature of flexibility (improving elasticity).

Указанная задача решается за счет того, что известная гидроизоляционная мастика, включающая нефтяное связующее, бензиновый разбавитель, каменноугольное масло, инден-кумароновую смолу, поверхностно-активное вещество (ПАВ), а также асбест, резину в качестве наполнителя, согласно изобретению содержит в качестве вяжущего продукт пропановой деасфальтизации нефтяных остатков (гудрона) и дополнительно асфальтит, поливинилхлорид при следующем соотношении компонентов, мас. This problem is solved due to the fact that the known waterproofing mastic, including oil binder, gasoline thinner, coal oil, indene-coumarone resin, surfactant, as well as asbestos, rubber as a filler, according to the invention contains as a binder the product of propane deasphalting of oil residues (tar) and additionally asphaltite, polyvinyl chloride in the following ratio of components, wt.

Продукт пропановой деасфальтизации нефтяных остатков 41,0-61,5
Каменноугольное масло 0,7-1,0
Инден-кумароновая смола 5,5-7,0
Асбест 12,5-14,0
Резина 15,6-1909
Асфальтит 0,8-9,0
Поливинилхлорид 1,0-5,0
ПАВ 0,5-2,0
Бензиновый разбавитель 1,9-2,0
Продукт пропановой деасфальтизации нефтяных остатков гудрона (брикетин) представляет собой концентр смолисто-асфальтовых компонентов с маслами, представленными в основном тяжелыми ароматическими углеводородами. Брикетин имеет следующие показали:
Температура размягчения, ^oC 3,4-45,0
Глубина проникания иглы при 25^oC, PO^-1, мм 40-90
Растяжимость при 25^oC, см 100
Температура вспышки, ^oC 240
Температура хрупкости, ^oC -1(-3)
Нерастворимые в бензоле вещества отс.Product of propane deasphalting of oil residues 41.0-61.5
Coal Oil 0.7-1.0
Indene-Coumarone Resin 5.5-7.0
Asbestos 12.5-14.0
Rubber 15.6-1909
Asphaltite 0.8-9.0
Polyvinyl chloride 1.0-5.0
Surfactant 0.5-2.0
Gasoline thinner 1.9-2.0
The product of propane deasphalting of tar oil residues (briquettes) is a concentrate of tarry and asphaltic components with oils represented mainly by heavy aromatic hydrocarbons. Briquetin has the following shown:
Softening point, ^o C 3.4-45.0
The penetration depth of the needle at 25 ^o C, PO ^-1 , mm 40-90
Tensile at 25 ^o C, cm 100
Flash point, ^o C 240
Fragility temperature, ^o C -1 (-3)
Benzol insoluble matter

Групповой состав, мас. Group composition, wt.

асфальтены 2,7-5,8
смолы 48,0-57,3
масла 49,3-36,9
Возможность применения продукта пропановой деасфальтизации нефтяных остатков (ППДНО) брикетина в качестве вяжущего материала обусловлена значительным содержанием в нем смолистых компонентов (до 57%). В меньшей мере на вяжущие свойства ППДНО влияют содержащиеся в нем масла. ППДНО в сочетании с указанными выше наполнителями (асбестом, резиной и асфальтитом) образует пластинчатые двумерные системы с определенным числом параллельных слоев, что определяет физико-химические свойства заявляемой композиции и, в первую очередь, когезионные свойства мастики при нанесении ее на поверхность твердого материала.asphaltenes 2.7-5.8
resins 48.0-57.3
oils 49.3-36.9
The possibility of using the product of propane deasphalting of oil residues (PPDNO) of briquette as a binder is due to the significant content of resinous components (up to 57%). At least the astringent properties of PPDNO are affected by the oils contained in it. PPDNO in combination with the above-mentioned fillers (asbestos, rubber and asphaltite) forms two-dimensional plate systems with a certain number of parallel layers, which determines the physicochemical properties of the claimed composition and, first of all, the cohesive properties of the mastic when applied to the surface of a solid material.

В заявляемой гидроизоляционной мастике ППДНО содержится 41,0-61,5% При содержании ППДНО в мастике ниже 41,0% мастика имеет низкую вязкость, неудовлетворительную адгезию к наполнителю, что повышает температуру гибкости и снижает когезию системы твердый материал мастика твердый материал. При содержании ППДНО выше 61,5% увеличивается вязкость мастики и повышается температура гибкости ее на стержне. В интервале содержания ППДНО 41,0-61,5% получают мастику с низкой температурой гибкости на стержне и высокой когезией по отношению к твердым материалам. The claimed waterproofing mastic PPDNO contains 41.0-61.5%. When the PPDNO content in the mastic is lower than 41.0%, the mastic has a low viscosity, poor adhesion to the filler, which increases the flexibility temperature and reduces the cohesion of the system. Solid material; mastic; solid material. When the PPDN content is higher than 61.5%, the viscosity of the mastic increases and its temperature of flexibility on the rod increases. In the range of PPDNO content of 41.0-61.5%, mastic is obtained with a low temperature of flexibility on the rod and high cohesion with respect to solid materials.

В качестве наполнителя в заявляемой мастике наряду с известными ранее и применяемыми в прототипе асбестом марки 7-450, ГОСТ 12871-83, изм. 1, 2, 3, 4 и резиной (например, регенерат шинный РШ- ОСТ 38.04307-88), используют асфальтит. As a filler in the inventive mastic along with previously known and used in the prototype asbestos grades 7-450, GOST 12871-83, rev. 1, 2, 3, 4 and rubber (for example, tire regenerate RSh-OST 38.04307-88), use asphaltite.

Асфальтит продукт глубокого обезмасливания нефтяных остатков, содержание асфальто-смолистых веществ в котором достигает более 80% По внешнему виду асфальтит представляет собой порошкообразный продукт бурого или черного цвета, легко компаундируется с вяжущими материалами без осаждения и расслоения. Причем, чем больше ароматических углеводородов содержится в масляной части, тем выше степень растворения асфальтита. Asphaltite is a product of deep de-oiling of oil residues, the content of asphalt-resinous substances in which reaches more than 80% In appearance, asphaltite is a powdery product of brown or black color, can easily be combined with cementitious materials without sedimentation and delamination. Moreover, the more aromatic hydrocarbons are contained in the oil part, the higher the degree of dissolution of asphaltite.

Асфальтит имеет следующие средние показатели:
1. Плотность, кг/м³ 1080
Коксуемость, мас. 50-55
Температура размягчения по КиШ, ^oC 80-120
Молекулярная масса 1200
2. Элементный состав, мас.Asphaltite has the following average values:
1. Density, kg / m ³ 1080
Coking ability, wt. 50-55
Softening temperature according to KSh, ^o C 80-120
Molecular weight 1200
2. The elemental composition, wt.

Углерод 85,7
Водород 8,6
Сера 4,8
Азот 0,6
3. Групповой химический состав по МВХ, мас.Carbon 85.7
Hydrogen 8.6
Sulfur 4.8
Nitrogen 0.6
3. Group chemical composition according to MBX, wt.

Парафино-нафтеновые 1,2
Легкая ароматика 3,3
Средняя ароматика 2,6
Тяжелая ароматика 24,0
Легкие смолы I 9,6
Тяжелые смолы II 17,3
Асфальтены 41,7
Не растворимые в н-гептане 54,9
Высокое содержание асфальтенов в асфальтите (выше 40%) способствует образованию в системе с ППДНО пластинчатых двухмерных молекулярных соединений с оптимальным числом (5-6) параллельных слоев, что приводит к понижению температуры гибкости мастики на стержне и повышению ее когезии в системах с твердым материалом.Paraffin-naphthenic 1,2
Light aroma 3.3
Average aroma 2.6
Heavy aroma 24.0
Light resins I 9.6
Heavy Resin II 17.3
Asphaltenes 41.7
N-heptane insoluble 54.9
The high content of asphaltenes in asphaltite (above 40%) contributes to the formation of lamellar two-dimensional molecular compounds with an optimal number (5-6) of parallel layers in the PPDN system, which leads to a decrease in the flexibility temperature of the mastic on the core and an increase in its cohesion in systems with solid material.

Асфальтит содержится в мастике в пределах 0,8-9,0% При содержании асфальтита в мастике менее 0,8% резко снижается когезия мастики с твердым материалом. Если содержание асфальтита в мастике превышает 9,0% то заметно повышается хрупкость и вязкость вяжущего материала, а у мастики повышается температура гибкости на стержне, она становится склонной к трещинообразованию (высокая остаточная деформация). При содержании 0,8-9,0% асфальтита, а также при 12,5-14,0% асбеста, 15,6-19,0% резины в качестве наполнителя получают мастику с оптимальными показателями по температуре хрупкости и гибкости ее на стержне и по когезии с твердым материалом. Asphaltite is contained in the mastic in the range of 0.8-9.0%. When the asphaltite content in the mastic is less than 0.8%, the cohesion of the mastic with the solid material sharply decreases. If the content of asphaltite in the mastic exceeds 9.0%, then the brittleness and viscosity of the binder material increase markedly, while the mastic has a higher temperature of flexibility on the core, it becomes prone to crack formation (high residual deformation). When the content of 0.8-9.0% of asphaltite, as well as 12.5-14.0% of asbestos, 15.6-19.0% of rubber as a filler receive mastic with optimal performance in terms of brittleness and flexibility on the rod and by cohesion with solid material.

В качестве пластифицирующих добавок в заявляемой композиции используют известные по прототипу инден-кумароновую смолу (ТУ 14-6-72-89) и масло каменноугольное (ГОСТ 2770-74, изм. 1, 2, 3), которое одновременно обладает и антисептическими свойствами, а также предложено дополнительно ввести поливинилхлорид в количестве 1,0-5% Качество полихлорвинила соответствует маркам ПВХ-С-7059-М и ПВХ-С-7056-М ГОСТа 14332-78, которые имеют одинаковые значения констант Фекенчера (70-73) и насыпной плотности (0,45-0,55 г/см³, но отличаются по времени поглощения пластификатора соответственно не более 10 и 25 мин, массе поглощенного пластификатора не менее 54 и 17 г/100 г ПВХ, по массовой доле влаги и летучих веществ не более 0,30 и 0,50% соответственно. Термостабильность при 160^oC для марки ПВХ-С-7059-М должна быть не менее 10 мин, а для марки ПВХ-С-7056-М не нормируется.As plasticizing additives in the claimed composition using the well-known prototype indene-coumarone resin (TU 14-6-72-89) and coal oil (GOST 2770-74, amend. 1, 2, 3), which also has antiseptic properties, and it was also proposed to additionally introduce polyvinyl chloride in an amount of 1.0-5%. The quality of polyvinyl chloride corresponds to the grades PVC-S-7059-M and PVC-S-7056-M GOST 14332-78, which have the same values of the Fekencher constants (70-73) and bulk density (0.45-0.55 g / cm ³ , but differ in plasticizer absorption time, respectively GOVERNMENTAL not more than 10 and 25 minutes, the mass of the absorbed plasticizer is not less than 54 and 17 g / 100 g of PVC, by weight fraction of the moisture and volatile matter content of not more than 0.30 and 0.50%, respectively. The thermal stability at 160 ^o C for grade PVC S-7059-M should be at least 10 minutes, and for the PVC-S-7056-M brand it is not standardized.

При содержании поливинилхлорида в мастике ниже 1,0% и выше 5% ухудшается когезия мастики с твердыми материалами и увеличивается температура гибкости на стержне. В интервале содержания поливинилхлорида в мастике 1,0-5,0% получается мастика с высокой когезией по отношению к твердому материалу и низкой температурой гибкости на стержне. When the content of polyvinyl chloride in mastic is below 1.0% and above 5%, the cohesion of the mastic with solid materials worsens and the temperature of flexibility on the core increases. In the range of the content of polyvinyl chloride in the mastic of 1.0-5.0%, a mastic with high cohesion with respect to the solid material and a low temperature of flexibility on the rod is obtained.

В состав заявляемой мастики (композиции) вводят ПАВ (например, кислоты синтетические жирные сырые по ТУ 38.107105-77, изм. 1, 2, 3) в количестве 0,5-2,0% что позволяет наносить мастику без предварительной осушки поверхности обрабатываемого материала. In the composition of the claimed mastic (composition), surfactants are introduced (for example, crude synthetic fatty acids according to TU 38.107105-77, amendment 1, 2, 3) in an amount of 0.5-2.0%, which allows mastic to be applied without first drying the surface of the material .

В качестве бензинового разбавителя может быть применен Нефрас С2 80/120 по ГОСТ 443-76 изм. 1, 2. As a gasoline diluent, Nefras C2 80/120 can be used according to GOST 443-76 rev. 12.

Предложенная композиция гидроизоляционной мастики позволяет повысить когезию мастики с твердой поверхностью при заявленном соотношении компонентов, что подтверждается нижеследующими примерами, которые свидетельствуют о возможности осуществления предполагаемого изобретения. The proposed composition of waterproofing mastic can increase the cohesion of mastic with a solid surface with the claimed ratio of components, which is confirmed by the following examples, which indicate the feasibility of the proposed invention.

Пример 1. Гидроизоляционнную мастику получают путем смешения компонентов в следующем соотношении, мас. ППДНО 61,5, каменноугольное масло 0,7, инден-кумароновая смола 5,5, асбест 12,5, резина 15,6, асфальтит 0,8, поливинилхлорид 1,0, ПАВ 0,5, Нефрас (бензиновый растворитель) 1,9. Example 1. Waterproofing mastic is obtained by mixing the components in the following ratio, wt. PPDNO 61.5, coal oil 0.7, inden-coumarone resin 5.5, asbestos 12.5, rubber 15.6, asphaltite 0.8, polyvinyl chloride 1.0, surfactant 0.5, Nefras (gasoline solvent) 1 ,nine.

Смешивание компонентов мастики проводили на лабораторном смесителе типа ТП-1077А производительностью 1 кг/ч. Сначала в работающий смеситель загружали продукт пропановой деасфальтизации гудрона при 20^oC, затем постепенно засыпки наполнитель (асбест, резину, асфальтит, поливинилхлорид), добавляя при затрудненном ходе смесителя 5-10 г бензина или другого жидкого компонента, входящего в состав мастики (каменноугольное масло, инден-кумарoновую смолу, ПАВ). Смесь перемешивали 3 ч. После получения указанной выше смеси к ней добавляли шинный регенератор (резину), развальцованный в тонкий лист совместно с инден-кумароновой смолой, резиной, нарезанный мелкими кусочками. Смесь перемешивали 8 ч. После этого через 10-15 мин в смеситель вводили инден-кумароновую смолу, перемешивали смесь еще 90 мин и использовали.Mastic components were mixed on a laboratory mixer of the TP-1077A type with a productivity of 1 kg / h. First, the product of propane deasphalting tar was loaded into the working mixer at 20 ^o C, then the filler (asbestos, rubber, asphaltite, polyvinyl chloride) was gradually filled up, adding 5-10 g of gasoline or other liquid component that is part of the mastic (coal oil , indene-coumarone resin, surfactant). The mixture was stirred for 3 hours. After obtaining the above mixture, a tire regenerator (rubber) was added to it, folded into a thin sheet together with inden-coumaron resin, rubber, cut into small pieces. The mixture was stirred for 8 hours. After 10-15 minutes, the indene-coumarone resin was introduced into the mixer, the mixture was stirred for another 90 minutes and used.

Полученная мастика имеет температуру размягчения по КиШ 60,0^oC, температуру гибкости образца при изгибе на стержне диаметром 20 мм -20^oC, когезию бетон-мастика-бетон 7,0 кг/см², бетон-мастика-металл 8,7 кг/см², металл-мастика-металл 16,5 кг/см² (см. табл. 2).The resulting mastic has a softening temperature of KSh 60.0 ^o C, the temperature of the sample when bending on a rod with a diameter of 20 mm -20 ^o C, the cohesion of concrete-mastic-concrete is 7.0 kg / cm ² , concrete-mastic-metal is 8.7 kg / cm ² , metal-mastic-metal 16.5 kg / cm ² (see table. 2).

Примеры 2-3 выполнены аналогично примеру 1. Составы мастик и их качество приведены в табл. 2. Examples 2-3 are performed analogously to example 1. The compositions of the mastics and their quality are given in table. 2.

Из таблицы следует, что предлагаемая мастика по сравнению с прототипом обладает повышенной когезией по отношению к бетону, металлу и пониженной температурой гибкости на стержне. From the table it follows that the proposed mastic in comparison with the prototype has increased cohesion with respect to concrete, metal and a low temperature of flexibility on the rod.

Таким образом, использование в предлагаемой мастике в качестве вяжущего продукта пропановой деасфальтизации нефтяных остатков, взаимодействующего при смешении с указанными выше компонентами (поливинилхлоридом, асфальтитом, ПАВ и др. ) в заявляемом соотношении, позволяет улучшить физико-химические (когезионные и др.) свойства гидроизоляционной мастики. Thus, the use of propane deasphalting of oil residues in the proposed mastic as an astringent product, which interacts when mixed with the above components (polyvinyl chloride, asphaltite, surfactants, etc.) in the claimed ratio, improves the physicochemical (cohesive, etc.) properties of waterproofing mastics.

Claims

Waterproofing mastic, including petroleum binder, rubber, coal oil, asbestos, surfactant, inden-coumarone resin, gasoline thinner, characterized in that as an oil binder mastic contains a product of propane tar asphalt, containing the following components in its composition, mas .

Resins 48.0 57.3
Oils 36.9 49.3
Asphaltenes 2.7 5.8
and additionally it contains polyvinyl chloride and asphaltite in the following ratio of components of the composition, wt.

Tar propane deasphalting product 41.0 61.5
Rubber 15.6 19.0
Asbestos 12.5 14.0
Indene-Coumarone Resin 5.5 7.0
Gasoline thinner 1.9 2.0
Polyvinyl chloride 1.0 5.0
Asphalt 0.8 0.8
Coal Oil 0.7 1.0
Surfactant 0.5 2.0