RU2161632C2

RU2161632C2 - Sealing composition

Info

Publication number: RU2161632C2
Application number: RU97109764A
Authority: RU
Inventors: А.П. Зиновьев; Г.Г. Ягафарова; Л.З. Рольник; П.Л. Ольков; С.А. Зиновьев; И.Р. Ягафаров; К.Б. Рольник
Original assignee: Уфимский государственный нефтяной технический университет
Priority date: 1997-06-10
Filing date: 1997-06-10
Publication date: 2001-01-10

Abstract

FIELD: preparation of polymeric bitumen materials, more particularly coating of metallic and concrete surfaces. SUBSTANCE: composition comprises, wt %: bitumen, 68-80: butyl rubber, 4.5-12.0; filler, 1.3-1.6; petroleum extracts resulting from selective purification of butyric fractions, 8.0-8.5; stillage residues resulting from production of C_2I or higher synthetic fatty acids, 3-5; stillage residues resulting from production of C₂₀ synthetic fatty alcohols; vitamin AB of structure:

Description

Изобретение относится к области получения полимерно-битумных материалов и может быть использовано для покрытия металлических и бетонных поверхностей, гидроизоляции строительных конструкций, для устройства и ремонта безрулонной кровли крыш и герметизации швов в автодорожном и аэродромном строительстве. The invention relates to the field of production of polymer-bitumen materials and can be used for coating metal and concrete surfaces, waterproofing building structures, for installing and repairing roll-free roofs and sealing joints in road and airfield construction.

Известны различные полимерно-битумные гидроизоляционные составы на основе битума и полимерных добавок, которые обладают технологичностью приготовления и нанесения (Резниченко П.Т. и др. Мастики в строительстве. - Днепропетровск: Проминь, 1975, с. 66-96). There are various polymer-bitumen waterproofing compositions based on bitumen and polymer additives that are technologically advanced for preparation and application (PT Reznichenko et al. Mastics in construction. - Dnepropetrovsk: Promin, 1975, pp. 66-96).

Однако эти составы характеризуются сравнительно низкими показателями по водостойкости, недостаточной пластичностью, морозостойкостью и биостойкостью. However, these compositions are characterized by relatively low rates of water resistance, insufficient ductility, frost resistance and biostability.

Известно, что для повышения устойчивости к воздействию микроорганизмов вводят добавки 1-3% перманганата калия, 3-5% сульфата и нафтената меди, солей и окиси цинка, 2-5% производных фенолов: пентахлорфенола, пентафхлорфенолята натрия, парахлорметакрезола, пентахлорфенилового эфира; 2-10% фенольного пека, 5-15% тяжелого каменноугольного масла или дегтя (Руденская И.М., Руденский А.В. Органические вяжущие для дорожного строительства. - М.: Транспорт, с. 61). Однако эти соединения либо дефицитны, либо экологически не чистые и загрязняют фенольными соединениями состав композиции, не улучшают такие эксплуатационные показатели, как морозостойкость и пластичность при низких температурах. It is known that to increase resistance to the effects of microorganisms, additives of 1-3% potassium permanganate, 3-5% copper sulfate and naphthenate, salts and zinc oxide, 2-5% derivatives of phenols are introduced: pentachlorophenol, sodium pentafchlorophenolate, parachloromethacresole, pentachlorophenyl ether; 2-10% of phenolic pitch, 5-15% of heavy coal oil or tar (Rudenskaya I.M., Rudensky A.V. Organic binders for road construction. - M.: Transport, p. 61). However, these compounds are either scarce or environmentally friendly and contaminate the composition with phenolic compounds; they do not improve performance indicators such as frost resistance and ductility at low temperatures.

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой композици является композиция, включающая битум, бутилкаучук, нафтеноароматические углеводороды и наполнители: тальк, коалин (Авторское свидетельство СССР N 834049, кл. C 09 D 3/24, C 08 L 95/00, БИ N 20, 1981). The closest in technical essence to the proposed composition is a composition comprising bitumen, butyl rubber, naphthenoaromatic hydrocarbons and fillers: talc, koalin (USSR Author's Certificate N 834049, class C 09 D 3/24, C 08 L 95/00, BI N 20 , 1981).

Известная композиция характеризуется хорошей эластичностью и адгезионными свойствами. The known composition is characterized by good elasticity and adhesive properties.

Однако она обладает недостаточной адгезией и эластичностью при низких температурах, слабой биологической стойкостью и стойкостью к воздействию вредных газов. However, it has insufficient adhesion and elasticity at low temperatures, weak biological resistance and resistance to harmful gases.

Изобретение решает техническую задачу повышения адгезии и эластичности при низких температурах, повышения биологической стойкости и стойкости к воздействиям вредных газов. The invention solves the technical problem of increasing adhesion and elasticity at low temperatures, increasing biological resistance and resistance to harmful gases.

Сущность изобретения заключается в том, что композиция для покрытия металлических и бетонных покрытий, включающая битум, бутилкаучук, наполнитель, нафтено-ароматические углеводороды, где в качестве нафтено-ароматических углеводородов она содержит экстракты нефтяные селективной очистки масляных фракций и дополнительно содержит кубовые остатки производства синтетических жирных кислот фракции C₂₁ и выше и кубовые остатки производства синтетических первичных высших жирных спиртов фракции C₂₀ и выше, катамин АБ следующего строения:

где R = C₁₆H₃₁ - C₁₈H₃₅
при следующем соотношении компонентов, мас.%:
битум - 68 - 80
бутилкаучук - 4,5 - 12,0
наполнитель - 1,3 - 1,6
указанные нафтено-ароматические углеводороды - 8,0 - 8,5
кубовые остатки производства синтетических жирных кислот фракции C₂₁ и выше - 3 - 5
кубовые остатки производства синтетических первичных жирных спиртов фракция C₂₀ и выше - 3 - 5
указанный катамин АБ - 0,01 - 0,1
Композиция, приготовленная по указанной рецептуре, отличается высокой адгезией и эластичностью при низких температурах, причем каждый ингредиент в составе композиции выполняет определенную роль в улучшении эксплуатационных показателей.The essence of the invention lies in the fact that the composition for coating metal and concrete coatings, including bitumen, butyl rubber, filler, naphthenic-aromatic hydrocarbons, where, as naphthenic-aromatic hydrocarbons, it contains petroleum extracts of selective purification of oil fractions and additionally contains still bottoms for the production of synthetic fatty acids of fraction C ₂₁ and higher and still bottoms from the production of synthetic primary higher fatty alcohols of fraction C ₂₀ and higher, catamine AB of the following structure:

where R = C ₁₆ H ₃₁ - C ₁₈ H ₃₅
in the following ratio of components, wt.%:
bitumen - 68 - 80
butyl rubber - 4.5 - 12.0
filler - 1.3 - 1.6
specified naphthenic aromatic hydrocarbons - 8.0 - 8.5
bottoms of the production of synthetic fatty acids of fraction C ₂₁ and above - 3 - 5
bottoms of the production of synthetic primary fatty alcohols fraction C ₂₀ and above - 3 - 5
specified catamine AB - 0.01 - 0.1
The composition prepared according to the specified recipe is characterized by high adhesion and elasticity at low temperatures, with each ingredient in the composition of the composition playing a role in improving performance.

Спектр действия предлагаемого состава катамина АБ очень широк. Катамин АБ в составе герметизирующей композиции выполняет полифункциональные свойства:
- при 0,01 мас.% катамина АБ, является бактерицидной присадкой для подавления роста сульфатвосстанавливающих бактерий и псевдомонад. Эффект подавления роста микроорганизмов составляет 100% (см. табл. 2);
- при 0,1 мас.% катамина АБ, проявляет ингибирующее действие и является ингибитором коррозии металла. Степень защиты от сероводородного растрескивания составляет 99,5%, общей коррозии 100%, коррозионной усталости 65% (см. табл. 2);
- кроме того, при 0,1мас.% катамина АБ, выполняет роль катализатора. Происходит реакция этерификации между синтетическими жирными кислотами и синтетическими первичными высшими жирными спиртами по следующей схеме:

где R' = C₂₀ и выше; R'' = C₂₁ и выше.The range of action of the proposed composition of catamine AB is very wide. Catamine AB in the composition of the sealing composition performs multifunctional properties:
- at 0.01 wt.% catamine AB, it is a bactericidal additive to inhibit the growth of sulfate-reducing bacteria and pseudomonas. The effect of suppressing the growth of microorganisms is 100% (see table. 2);
- at 0.1 wt.% catamine AB, it shows an inhibitory effect and is an inhibitor of metal corrosion. The degree of protection against hydrogen sulfide cracking is 99.5%, total corrosion 100%, corrosion fatigue 65% (see table. 2);
- in addition, at 0.1 wt.% catamine AB, acts as a catalyst. The esterification reaction between synthetic fatty acids and synthetic primary higher fatty alcohols occurs according to the following scheme:

where R '= C ₂₀ and above; R '' = C ₂₁ and higher.

Образовавшийся новый сложный эфир в составе герметизирующей композиции выполняет роль активного мягчителя, который способствует более равномерному распределению и улучшению диспергирования других ингредиентов в смеси, что приводит к повышению эластичности герметизирующей композиции при низких температурах и стойкости к вредным газам. The resulting new ester in the composition of the sealing composition acts as an active softener, which contributes to a more uniform distribution and better dispersion of other ingredients in the mixture, which leads to increased elasticity of the sealing composition at low temperatures and resistance to harmful gases.

Минимальным количеством катамина АБ является 0,01%, т.к. этого количества достаточно, чтобы он начал выполнять роль бактерицидной присадки. Максимальное количество катамина АБ является 0,1%, т.к. при этом количестве он выполняет роль ингибитора коррозии и катализатора в реакции этерификации. The minimum amount of catamine AB is 0.01%, as this amount is enough for it to begin to act as a bactericidal additive. The maximum amount of catamine AB is 0.1%, as with this amount, it acts as a corrosion inhibitor and catalyst in the esterification reaction.

Предлагаемый катамин АБ является промышленным продуктом. Его получают кипячением триэтиламина с н-алкилбензохлоридами в бензоле, затем растворитель отгоняют. The proposed catamine AB is an industrial product. It is obtained by boiling triethylamine with n-alkylbenzochlorides in benzene, then the solvent is distilled off.

Оптимальное количество кубовых остатков производства синтетических жирных кислот (фракция C₂₁ и выше) и синтетических первичных жирных спиртов (фракция C₂₀ и выше) в герметизиующей композиции составляет 3-5 мас.% и определяется влиянием их на сцепление с мрамором (см. чертеж). Из чертежа видно, что минимальным количеством является 3 мас.% и после 5% ухудшается этот показатель.The optimal amount of bottoms production of synthetic fatty acids (fraction C ₂₁ and above) and synthetic primary fatty alcohols (fraction C ₂₀ and above) in the sealing composition is 3-5 wt.% And is determined by their influence on adhesion to marble (see drawing) . From the drawing it can be seen that the minimum amount is 3 wt.% And after 5% this indicator worsens.

Качество кубовых остатков производства жирных кислот представлено в табл. 3, качество кубовых остатков первичных высших жирных спиртов в табл. 4. The quality of bottoms of fatty acid production is presented in table. 3, the quality of the bottoms of primary higher fatty alcohols in the table. 4.

В качестве вяжущего для герметизирующей композиции используется нефтяной битум марки БН 60/90 (по ГОСТ 22245-90). As a binder for the sealing composition is used oil bitumen grade BN 60/90 (according to GOST 22245-90).

В качестве полимерного составляющего в герметизирующей композиции используется бутилкаучук. Butyl rubber is used as the polymer component in the sealing composition.

В качестве пластификатора каучука применяют нафтено-ароматические углеводороды - экстракты нефтяные селективной очистки масляных фракций. Характеристика нафтено-ароматических углеводородов представлена в табл. 5. As rubber plasticizer, naphthenic-aromatic hydrocarbons are used - oil extracts of selective purification of oil fractions. The characteristics of naphthenic-aromatic hydrocarbons are presented in table. 5.

В качестве наполнителя в композиции добавляется тальк, мел, коалин, известняк. Количество наполнителя составляет 1,3-1,6 мас.%. Talc, chalk, koalin, limestone are added as a filler in the composition. The amount of filler is 1.3-1.6 wt.%.

Композицию получают следующим образом. В обогреваемую мешалку загружают расчетное количество кубовых остатков производства синтетических жирных кислот (фракция C₂₁ и выше) и синтетических первичных высших жирных спиртов (фракция C₂₀ и выше), расплавляют их и вводят катамин АБ. Смесь доводят до температуры 180^oC и перемешивают в течение 2 часов. Затем при перемешивании вводят бутилкаучук, нафтено-ароматические углеводороды (экстракты нефтяные селективной очистки масляных фракций) и наполнитель. В полученную дисперсию направляют горячий битум, где продолжают перемешивание еще в течение 0,5 час. Готовую композицию охлаждают до температуры 100^oC и для расфасовки сливают в металлические барабаны. В табл. 1 представлены примеры состава конкретного исполнителя известной и предполагаемой герметизирующей композиции.The composition is prepared as follows. The estimated amount of bottoms from the production of synthetic fatty acids (fraction C ₂₁ and above) and synthetic primary higher fatty alcohols (fraction C ₂₀ and above) is loaded into a heated stirrer, melted and catamine AB is introduced. The mixture was brought to a temperature of 180 ^° C. and stirred for 2 hours. Then, butyl rubber, naphthenic-aromatic hydrocarbons (oil extracts of selective purification of oil fractions) and a filler are introduced with stirring. Hot bitumen is sent to the resulting dispersion, where mixing is continued for another 0.5 hour. The finished composition is cooled to a temperature of 100 ^o C and poured into metal drums for packaging. In the table. 1 presents examples of the composition of a particular artist known and proposed sealing composition.

В табл. 2 представлены физико-механические свойства известной и предлагаемой композиции. In the table. 2 presents the physicomechanical properties of the known and proposed composition.

Из приведенных в табл. 2 данных следует, что герметизирующая композиция при достаточно высоких показателях по прочности при положительных температурах имеет отличные показатели по эластичности и прочности при отрицательных температурах, а также высокую степень защиты от сероводородного растрескивания, общей коррозии и коррозионной усталости. Испытания предложенной герметизирующей композиции по подавлению сульфатвосстанавливающих бактерий и псевдомонад показали, что эффект подавления роста микроорганизмов составляет 100%. From the above table. 2 of the data it follows that the sealing composition at sufficiently high strength values at positive temperatures has excellent elasticity and strength at low temperatures, as well as a high degree of protection against hydrogen sulfide cracking, general corrosion and corrosion fatigue. Tests of the proposed sealing composition for the suppression of sulfate-reducing bacteria and pseudomonas showed that the effect of inhibiting the growth of microorganisms is 100%.

Положительные эффекты герметизирующей композиции позволяет использовать ее для покрытия металлических и бетонных поверхностей строительных конструкций на предприятиях нефтедобывающей промышленности, расположенных в Западной Сибири; для герметизации швов в автодорожном и аэродромном строительстве, для ремонта безрулонной и рулонной кровли кыш в районе Крайнего Севера. The positive effects of the sealing composition allows it to be used to cover metal and concrete surfaces of building structures at oil companies located in Western Siberia; for sealing joints in road and airfield construction, for repairing roll and roll roofing in the region of the Far North.

Claims

Composition for coating metal and concrete surfaces, including bitumen, butyl rubber, filler, naphthenoaromatic hydrocarbons, characterized in that it contains petroleum extracts of selective purification of oil fractions as naphthenoaromatic hydrocarbons and additionally contains bottoms for the production of synthetic fatty acids of fraction C ₂₁ and higher, bottoms the remains of the production of synthetic primary higher fatty alcohols of fraction C ₂₀ and above and catamine AB of the following structure:

where R = C ₁₆ H ₃₁ - C ₁₈ H ₃₅ ,
in the following ratio of components, wt.%:
Bitumen - 68 - 80
Butyl rubber - 4.5 - 12.0
Filler - 1.3 - 1.6
Indicated naphthenoaromatic hydrocarbons - 8.0 - 8.5
VAT residues of the production of synthetic fatty acids of fraction C ₂₁ and higher - 3 - 5
VAT residues of the production of synthetic primary fatty alcohols of fraction C ₂₀ and above - 3 - 5
Specified catamine AB - 0.01 - 0.1