Термопластичные составы для склеивания резин на основе СКЭПТ

• простое склеивание;
• склеивание с помещением специального герметика внутри шва (Фирмы «Карлайл Синтек Системс (США)» при устройстве кровельных покрытий  из РКГЭМ рекомендует одновременное применение двух составов: состав 1, предназначенный для склеивания кромок двух соседних ковров (полотнищ), одна часть этого состава содержит БК, структурирующий от действия влаги; состав 2, предназначенный для приклеивания полотнищ РКГЭМ к основанию кровли, одним из компонентов которого является хлоропреновый каучук );
• склеивание с закладкой в шов (по всей ширине) липкой ленты;
• склеивание с помощью одних липких лент.

Во всех перечисленных  случаях целесообразно применение в качестве дополнительной гидроизоляции  т.н. краевых герметиков (Lap Sealant) – герметиков, наносимых на наружную кромку клеевого шва. При применении клеев внутренняя поверхность шва перед нанесением клея освежается специальным растворителем (обе склеиваемые кромки).

К клеям на основе эластомеров относятся растворные клеи и липкие клеи (используемые при изготовлении скотчей). Основным преимуществом этих материалов является сочетание хороших деформационных и прочностных свойств. Именно поэтому клеевые соединения, выполненные на этих клеях, выдерживают воздействие ударных и отслаивающих нагрузок. Высокие значения механической прочности объясняются особенностями структуры и определенным сочетанием аморфной и кристаллической фаз.

В литературе встречаются  следующие рецептуры клеев для  соединения кровельных мембран на основе СКЭПТ между собой:

1. 35-65 (40-60) галогенированного БК, содержащего 2,0-2,5 % брома и 1,1-1,3 хлора, 35-65 подвулканизованного БК с растворимостью в циклогексане 15-50%; 5-20 СКЭПТ, 80-120 (90-110) термопластичного продукта полимеризации углеводородов С-С с температурой размягчения 162-181º С бромным числом 16-20; 10-40 (10-30) алифатического полиизоцианата (ПиЦ) с 15-17 % NCO групп, полученного из аддукта 1,6 гексаметилендиизоцианата. Клей может дополнительно содержать 0,5-5 щелочного алюмосиликатногоцеолита в качестве адсорбента, 0,5-20 оксида цинка; 2-20 технического углерода и 500-640 органического растворителя с параметром растворимости 8,5-8,9 и водородным индексом 3,0-3,5. Максимальное содержание сухого вещества в клее 31-37%.
2. Адгезионная композиция, содержащая сшитый галогенированный бутилкаучук. В состав композиции входят 100  сшитого галогенированного БК, 80-120 термопластичной смолы, 0,5-3,0 оксида цинка, 2-20 технического углерода, 20-25 изоцианата, 5-15 алюмосиликатного цеолита [10].
3. 100 предварительно структурированного галогенизированного (бромированного) БК, 5-50 термопластичного блок сополимера типа ПС-полибутадиен-ПС или ПС- полиизопрен-ПС, 5-100 УВ смолы, 1-10 вулканизующей группы [11].  

Пример: смесь бромированного БК Polysar Brombutyl X2 с 2 технического углерода Cabot Regal 300 и подвулканизованного БК Polysar Butyl XL-20 обрабатывают отдельно на вальцах  20 мин, затем смешивают в резиносмесителе 6 мин. Приготовленную таким образом композицию разрезают на мелкие куски, помещают в клеемешалку и добавляют к ней 375 смеси гексана и толуола (1:4) – (GMP), перемешивают 2 часа, затем вводят 15 СКЭПТ (Shell Kraton G 1652), 150 термопластичной смолы (Gercules Piccovar AB 180) и 10 цеолита типа А. Клеемешалку герметизируют, наполняют сухим азотом, перемешивают 2 часа и вводят 2 ZnO и 125 GMR. Клеемешалку снова герметизируют, заполняют сухим азотом, перемешивают еще час, охлаждают до 27º С и вводят GMR взамен испарившегося из 25-75%-го раствора ПиЦ (Desmodur N-75) [12].

Отдельно можно  выделить методы соединения между собой  РКГЭМ на основе ПИБ, к ним относятся:

• диффузионная сварка с помощью специальных растворителей [13]
• сварка с помощью горячего воздуха, нагретого до температуры 220-230º С, с предварительной промазкой свариваемых поверхностей (швов) бензином [14];
• склеивание с помощью клейких лент, закрепленных на кромках полотен из ПИБ, в процессе их изготовления (материал «Ренапол») [15].

1.3.1 Герметики

В технологии применения РКГЭМ в строительстве герметики  служат для дополнительного уплотнения клеевых швов и примыканий к вертикальным плоскостям. По своему положению при  укладке относительно клеевого шва  герметики разделяются на две группы:

1. Краевые герметики (Lap sealant), которые наносятся вдоль кромки клеевого шва при склеивании внахлест полотнищ (ковров) из РКГЭМ или при устройстве примыканий к вертикальным плоскостям (по верхней кромке приклеенного полотнища). Герметик наносится из шприца в форме узкой полоски шириной 5-10 мм. В качестве краевых герметиков могут применяться как твердеющие, (вулканизующиеся при комнатной температуре), так и нетвердеющие полимерные композиции.
2. Герметики, укладываемые внутрь клеевого шва (In seam sealant) в процессе склеивания полотнищ РКГЭМ [16, 17]. Такие герметики должны легко наносится в форме узкой полоски шириной 5-7 мм и быть совместимыми с полимерной основой клея.

Состав герметиков (патентные данные):

1. Композиция для гидроизоляции и герметизации с повышенной атмосферостойкостью покрытий из нее содержит компоненты приведенные в таблице 1.3

Таблица 1.3 –  Рецептура герметика

бутилкаучук	100
минилитовые сланцы	20-60
полиэтиленовый  воск	4-6
парахинондиоксим	3-4
органический растворитель (уайт-спирит)	150-350

[18]

2. Полимерная композиция для герметизации кромок лежащих внахлест и встык полотнищ РКГЭМ на основе СКЭПТ, наклеенных на фундамент из бетона или цементного раствора, имеет состав приведенный в таблице 1.4:

Таблица 1.4 – Рецептура краевого герметика

эпоксидная  смола (эпоксидный эквивалент-680) модифицированная уретаном, полученным из глицидола, политетраметиленгликоля (молекулярная масса -850) и толуендиизоцианата	100
бутадиен-нитрильный каучук с концевыми аминогруппами	100
полиамин, модифицированный алифатическими кислотами	20
хлорбутилкаучук	70
трет, амино (2, 4, 6 три (диметиламинометилфенол))	2
мел	150
бентонит	150
МЭК	60
толуол	40

[19]

1.3.2 Клейкие ленты

Наряду с клеями все возрастающую роль при монтаже кровель и гидроизоляции из РКГЭМ играют клейкие ленты.

В России при монтаже кровель разных типов используются клейкие ленты отечественного производства – Герлен, Гермел, Липлен и др. [20]. Ленты Гермел и Герлен рекомендуются для эксплуатации в обычных и кислых средах при монтаже кровель из РКГЭМ «Кромел» [21].

В литературе встречается информация о композициях следующего состава, приведенного в таблице 1.5:

Таблица 1.5 – Рецептура клейкой ленты

БК или СКЭПТ или полихлоропрен	18-30
ПИБ низкомолекулярный (медообразный)	40
Пластификатор на основе сложных полиэфиров	20
Технический углерод (сажа)	26
Наполнитель неорганический, инертный	44
Наполнитель неорганический, активный	22
Окись магния	4
Липкая смола	8

 

Это липкая лента для соединения полотнищ РКГЭМ, которая наносится на кромки этих полотнищ при их изготовлении (в заводских условиях) [22].

Композиция для получения клейкой (адгезивной) ленты содержит СКЭПТ с молекулярной массой 50000-250000; СКЭПТ с молекулярной массой 10000-30000; жидкий полибутилен в качестве повысителя – клейкости, усиливающий или полуусиливающий наполнитель; масло мягчитель (технологическое) и вулканизующую группу, включающую нитросоединения или диоксид свинца  и n-хинондиоксим или дибензоилдиоксим. Вулканизованная композиция в виде ленты имеет высокую стойкость к воздействию озона, воды, повышенных и отрицательных температур. Полученная адгезионная лента применяется при изготовлении (монтаже) кровли из резиновых полотнищ. [23]

Адгезивная композиция  для склеивания полотнищ РКГЭМ на основе СКЭПТ содержит 35-45 полимерной основы (смесь СКЭПТ, галоидированного БК и ПИБ), 35-45 повысителя клейкости (полибутилен, фенольная смола или их смеси), 1-6 вулканизующих агентов, небольшое количество ТУ и мягчителя – жидкого полиизобутилена. Перед использованием в виде ленты композиция вулканизуется путем нагревания [24] .

1.4 Термоэластопласты клеевого назначения

 

 Термоэластопласты (ТЭПы) — полимерные материалы,  
сочетающие упругость эластомеров, что особенно важно при эксплуатации и пластичность пластмасс, что улучшает перерабатываемость, а также появляется возможность соединения полотен РКГЭМ между собой методом сварки. Свойства зависят от типа ТЭП и состава композиции. Термоэластопласты делятся на динамические и смесевые.

Смесевые ТЭПы, представляющие собой высокодисперсные механические смеси одного из промышленных термопластов с одним или двумя типами эластомеров, этот тип термоэластопластов более привлекателен по широте варьирования химического состава и свойств.

В основе технологии производства  динамических ТЭП лежат два сопряженных процесса: совмещение эластомера с термопластом и вулканизация эластомера в процессе смешения, то есть собственно динамическая вулканизация. Получаемые материалы представляют собой дисперсии вулканизованных частиц каучука размером менее 5 мкм (50-80% по объему) в термопласте – структура типа «зернистая икра». Эти материалы в наибольшей степени приближаются по свойствам к резинам общетехнического назначения.

Классическая  технология отливки изделий из резин  общетехнического назначения включает энергоемкий и ресурсоемкий процесс вулканизации. Отличительной особенностью термопластичных резин (ТПР) или термоэластопластов (ТЭП) является возможность их переработки в изделия высокопроизводительными методами литья и экструзии без вулканизации. Отходы производства полностью возвращаются в технологический процесс.

ТЭП широко используются в различных отраслях промышленности: как конструкционные материалы в производстве композиций для обувных подошв, модификации кровельных и дорожных битумов, пластмасс, приготовлении мастик и клеев, изготовление оболочек кабелей [25].

Термоэластопластам  (ТЭП)  как полимерной основе адгезионных  композиций сегодня отводится особая роль. Они успешно применяются  в клеях-расплавах,  герметиках,  мастиках,  покрытиях,  конфекционных и контактных клеях и многих других композициях.  Благодаря своим физико-механическим и технологическим свойствам,  а также экономическим характеристикам они существенно потеснили дорогостоящие импортные хлоропреновые каучуки на рынке сырья для производства эластомерных клеев и герметиков. В наибольшей степени это затронуло отрасли лёгкой промышленности  (мебельной,  обувной)  и переживающую сейчас расцвет строительную индустрию.

Среди всех известных  видов выпускаемых термоэластопластов в качестве адгезивов наиболее широко используются бутадиен-стирольные,  или дивинил-стирольные термоэластопласты  (ДСТ).  По сравнению с полихлоропреном,  они обладают низкой клейкостью,  худшими адгезионными свойствами и теплостойкостью.  Однако путём модификации клеев и правильного подбора технологических параметров склеивания,  свойства клеевых композиций на основе бутадиен-стирольных ТЭП приближаются к свойствам полихлоропреновых клеев. Бутадиен-стирольные ТЭП обеспечивают высокую прочность при растяжении без наполнения и вулканизации,  оказывают хорошее сопротивление ползучести, хорошую совместимость с каучуками общего назначения и другими ингредиентами. Они технологичны при переработке через растворы:  не требуют пластикации, растворяются с гораздо меньшими затратами времени и энергии,  чем каучуки, позволяют создавать растворы с низкой вязкостью при высоком содержании сухого остатка.

На мировом  рынке сегодня представлено большое  разнообразие типов и марок бутадиен-стирольных термоэластопластов.  Лидирующие позиции по объёму спроса на российском рынке занимают марки зарубежных производителей, таких как Kraton polymers (США), Dynasol (Испания), Polymery Europa (Италия), LG Chemicals (Корея).  ОАО «Воронежсинтезкаучук» производит следующие отечественные аналоги бутадиен-стирольных термоэластопластов [26] :

Термоэластопласт  ДСТ-30Р-01

Термоэластопласт  ДСТ-30Р-01 - разветвленный блок-сополимер  на основе стирола и бутадиена  с содержанием связанного стирола 30% масс. Этот ТЭП при обычных температурах обладает свойствами вулканизованных резин, при повышенных температурах обладает текучестью и может перерабатываться многократно на литьевом оборудовании, применяется в качестве модификатора битумов для изготовления кровельных материалов, в производстве обувных композиций, адгезивов, покрытий, а также для модификации пластмасс. 
Добавка термоэластопласта ДСТ-30Р-01 в битумные композиции значительно улучшает морозостойкость кровельных материалов и покрытий, повышает ударопрочность пластмасс, обеспечивает высокое качество подошв для зимней обуви. Технические показатели термоэластопласта ДСТ-30Р-01приведены в таблице 1.6