Термопластичные составы для склеивания резин на основе СКЭПТ

Таблица 1.6 - Технические показатели термоэластопласта ДСТ-30Р-01

Наименование  показателя	ДСТ-30Р-01
	1 гр.	2 гр.	3 гр.
Содержание  связанного стирола, %	27-31	27-31	27-31
Твердость по Шору	не>85	не<60	не<72
Условная прочность  при растяжении, МПа (кгс/см2), %, не менее	17,6 (180)	17,6 (180)	-
Относительная остаточная деформация после разрыва, %, не более	25	40	-
Относительное удлинение при разрыве, %, не менее	650	650	-
Характеристическая  вязкость, дл/г	1.0-1.6	1.0-1.6	-
Эластичность  по отскоку, %, не менее	45	45	-

 

Термоэластопласт  ДСТ-30РМ

Термоэластопласт ДСТ-30РM - маслонаполненный разветвленный блок-сополимер  на основе стирола и бутадиена с содержанием связанного стирола 30% масс. Термоэластопласт ДСТ-30РM при обычных температурах обладает свойствами вулканизованных резин, при повышенных температурах обладает текучестью и могут перерабатываться многократно на литьевом оборудовании.

Применяется для  модификации кровельных и дорожных битумов, обувных композиций, клеев, адгезивов, резинотехнических изделий, модификации пластмасс. Технические показатели термоэластопласт ДСТ-30РМ приведены в таблице 1.7

 

 

Таблица 1.7 - Технические  показатели термоэластопласт ДСТ-30РМ

Наименование  показателя	ДСТ-30РМ
Условная прочность  при растяжении, МПа (кгс/см2), %, не менее	11,8 (120)
Относительное удлинение при разрыве, %, не менее	950
Твердость по Шору, у.е., не менее	40
Характеристическая  вязкость раствора каучука, дл/г.	-

 

Термоэластопласт  ДСТ-30-01

Термоэластопласт  ДСТ-30-01 - линейный блок-сополимер на основе стирола и бутадиена с  содержанием связанного стирола 30% масс. ТЭП этой марки - это высокопрочный  полимер, обладающий высокой степенью упругости, применяется для модификации битумов, предназначенных для дорожного покрытия, модификации пластмасс, для изготовления клеев, ленточного герметика, для изготовления защитных покрытий. Технические показатели термоэластопласт ДСТ-30-01 приведены в таблице 1.8

Таблица 1.8 - Технические  показатели термоэластопласт ДСТ-30-0127

Наименование  показателя	ДСТ-30-01
	1 гр.	2 гр.
Содержание  связанного стирола, %	27-31	27-31
Твердость по Шору, не менее	-	65
Эластичность  по отскоку, %, не менее	50	49
Условная прочность при растяжении, МПа (кгс/см2), %, не менее	19,6 (200)	19,6 (200)
Относительная остаточная деформация после разрыва, %, не более	25	-
Относительное удлинение при разрыве, %, не менее	650	630
Характеристическая  вязкость, дл/г	1.0-1.4	-

[27]

Анализ литературных данных показал, что для склеивания РКГЭМ на основе СКЭПТ используют адгезионные композиции на основе БК, галогенированного (хлорированного, бромированного) БК, хлоропренового каучука (полихлоропрен), эпоксидированного натурального каучука, бутадиен-стирольных термоэластопластов, ПИБ, галоидированного изобутилена, СКЭПТ.

В качестве добавок  улучшающих адгезию используются термопластичные  кумароно-инденовые смолы, эпоксидные, фенольные смолы.

Учитывая литературные данные, было решено разработать составы на основе БК, для склеивания стыков РКГЭМ, в виде безрастворной самослипающейся профилированной ленты.

 В связи  с тем, что СКЭПТ являясь полностью насыщенным обладает более высокой стойкостью к атмосферным воздействиям, более широким температурным интервалом эксплуатации, с учетом плохой адгезии к большинству субстратов, было решено разработать композиции термопластичного типа на основе СКЭПТ, с высокой адгезией к РКГЭМ на основе СКЭПТ для защиты края стыка. Для повышения адгезии и прочности используем сополимер этилена с винилацетатом (СЭВА).

 

 

 

 

 

 

 

 

2 ВЫБОР НАПРАВЛЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЯ

Анализ литературного  обзора показывает, что на сегодняшний день рулонные кровельные и гидроизоляционные эластомерные материалы являются в нашей стране основным видом материалов для устройства кровель. В качестве эластомерной основы для таких материалов чаще всего выступают этиленпропиленовые и бутил- каучики. Защитная эффективность изоляционных покрытий определяется физико-механическими свойствами и условиями работы покрытия, а также планируемым сроком службы. Срок службы определяется не только качеством кровельного материала, но и качеством герметизации клеевых швов.

Для стыковки кровельных материалов должны поставляться комплектующие, монтажный клей (для приклеивания кровельного покрытия к основанию кровли) включающие стыковые клея и краевые герметики.

Герметики в строительстве 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 от 5 до 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. Такие герметики должны легко наносится в форме узкой полоски шириной 5 - 7 мм и быть совместимыми с полимерной основой клея.

Основное требование к защитному покрытию состоит в полной изоляции строительных конструкций от окружающей среды. Необходимо, чтобы защитное покрытие было сплошным, без дефектов, через которые возможно проникновение разрушающих воздействий (УФ, влага, тепло). Покрытие должно иметь хорошую адгезию, непроницаемость и химическую стойкость к агрессивным факторам.

Достаточно  много  отечественных заводов  выпускает полимерные кровельные материалы  на основе СКЭПТ, но поставляемые ими  комплектующие низкого качества, т.е. не обеспечивают должную степень герметизации стыков, в результате чего возможно разрушение кровли.

В связи с  этим, является актуальной задачей разработка композиций для склеивания стыков и для защиты края стыка полотен кровельных материалов, имеющих хорошие защитные свойства и адгезию РКГЭМ на основе СКЭПТ.

Целью работы является разработка оптимального состава термопластичных  композиций клеевого назначения на основе СКЭПТ и БК, с улучшенной адгезией к РКГЭМ на основе СКЭПТ.

 

 

 

 

3 ХАРАКТЕРИСТИКА ОБЪЕКТОВ И МЕТОДОВ ИССЛЕДОВАНИЯ

3.1 Характеристики объектов исследования

В качестве эластомерной основы для краевых герметиков чаще всего используют этиленпропиленовые, либо бутилкаучуки. Это объясняется  тем, что сами кровельные материалы, в основном, изготавливаются из этих же каучуков.

Этиленпропиленовый каучук (СКЭПТ-50 ТУ 2294-022-05766801-94, ОАО Нижнекамскнефтехим)– линейные сополимеры, цепи которых состоят из чередующихся коротких блоков этилена и пропилена:

~(–СН₂–СН₂–)_m–(–СН(СН₃)–СН₂–)_n~

Свойства СКЭПТ  приведены в таблице 1.9

Таблица 3.1 - Свойства СКЭПТ-50

Вязкость по Муни МБ, 1+4 (100º С)	46-55
Массовая доля дициклопентдиеновых или этилиденнорборненовых  звеньев, %	5.8-7.2 3.0-5.0
Условная прочность  при растяжении, МПа (кгс/см2), не менее - с техуглеродом  типа HAF - с техуглеродом  марки П-324 или контрольным  техуглеродом   КТУ-2	19.6 (200) 18.8 (190)
Относительное удлинение при разрыве, %, не менее	350

 

Бутилкаучук (БК-1675Н ТУ 2294-034-05766801-2002) – продукт сополимеризации изобутилена и небольших количеств изопрена (1-5% масс.) под действием трихлорида алюминия в суспензии или растворе. Изопрен не образует микроблоков и статически распределен по длине цепи преимущественно в виде 1,4-транс-звеньев.

Технические характеристики БК-1675Н приведены в таблице 3.2

Таблица 3.2 - Технические характеристики БК-1675Н

Вязкость по Муни МБ 1+8 (125°С)	47-54
Непредельность, %, мол.	1.6±0.2
Условная прочность  при разрыве, МПа, не менее	20
Условное напряжение при 400% удлинении, МПа, не менее	7
Относительное удлинение при разрыве, %, не менее	620

 

По внешнему виду БК представляет собой прозрачную эластичную массу белого или серого цвета, не имеет вкуса и запаха.

 Стеариновая кислота (ГОСТ 6484-96) (СН₃(СН₂)₇СН=СН(СН₂)₇СООН) – порошок или хлопья белого, серого, светло-коричневого цвета, d=0.84÷0.99, Т_пл=52÷75ºС,плотность 850÷990 кг/м³, кислотное число 190÷220, практически не растворим в воде, плохо растворяется в органических растворителях.

 Каолин (ГОСТ 19607-74). Природный каолин – алюмосиликат Аl₂O₃∙SiO₂∙2H₂O, содержащий в своем составе большое количество примесей, которые удаляются из него обогащением. Обогащенный каолин содержит 32÷33% SiO₂, 55÷56% Аl₂O₃, 11÷12% связанной воды и очень небольшое количество примесей в виде оксидов металлов. Частицы каолина – мелкие кристаллы пластинчатой формы размером 0,5÷10 мкм.

 ТУ П-324 (ГОСТ 7885-86, ТУ У 6 – 00152052.083 - 97) – марка печного технического углерода, удельная геометрическая поверхность 75-82 м²/г.

Канифоль (ГОСТ 19113-84) – прозрачная хрупкая стеклообразная масса, с температурой размягчения 60÷70 ºС, получаемая в остатке после отгонки легколетучих продуктов из живицы (сосновой смолы).

По химическому  составу канифоль представляет собой  смесь изомерных смоляных кислот, имеющих общую формулу С₂₀Н₃₀О₂, и небольшого количества нейтральных продуктов. В состав канифоля входят абиетиновая, декстропимаровая и другие кислоты.

Масло индустриальное (И-8А ГОСТ 20799-88) – масло индустриальное. Является наиболее распространенным пластификатором, применяемым в резиновой промышленности. Плотность при 20°С не более 880кг/м³, вязкость кинематическая при 40°С  9-11 мм²/с.

Полиизобутилен (ПИБ-20  ГОСТ 13303-86) – вязкая жидкость (молекулярная масса 20 тыс.), обладающиая хладотекучестью; температура размягчения 185-200 °С, не разлагаются до 350 °С. Получен химической деструкцией БК на кафедре ХТПЭ.

 Алкилфенолформальдегидная смола (101К ТУ МХПКУ 328- 53)- АФФС, кристаллы темно желтого цвета. Вулканизующее вещество на основе п- трет- бутилфенола, повышает клейкость смесей. Содержание метилольных групп 8- 11%, температура плавления- 65- 75ºС, мол. масса 600- 700, массовая доля летучих при 105º С- 0,6. .

Смола алкилфеноламинная «Октафор SP 1045» (ТУ 38.101589) – продукт поликонденсации алкилфенолов с уротропином. Некоторые характеристики Октафор SP 1045 приведены в таблице 3.3

Таблица 3.3 - Характеристики Октафор SP 1045

Внешний вид	Гранулы или  чешуйки от светло-желтого до коричневого цвета, возможен выпуск монолитом в форме тары
Температура размягченния, оС, в пределах	95-105
Массовая доля аминного азота, %	2,5-3,5

 

Алкилфенолальдегидный полимер Алькорез 2975 (ТУ 2221-048-54861661-2008) – представляет собой продукт  поликонденсации замещенных фенолов  с формальдегидом, представляет собой  новолачную смолу, рекомендуемую к  применению в составе резиновых  смесей в качестве повысителя клейкости. Продукт не токсичен, не выделяет вредных и опасных примесей. Некоторые технические характеристики Алькорез 2975 приведены в таблице 3.4