Лако-красочные материалы — производство

Эти мастики применяют для герметизации наружных стыков зданий. Их основа — высокомолекулярный полиизобутилен, об­ладающий высокой эластичностью, которая сохраняется до тем­
пературы — 70°С, атмосферостойкостью, хорошим сопротивле­нием окислению воздухом и озоном. Эти качества полиизобути — лена определяют и качество мастик, в состав которых он входит.

Уплотнительные мастики УМ-20, УМ-40 и УМ-60. Эти мас­тики состоят из следующих исходных материалов:

— высокомолекулярного полиизобутилена марки П-118 (синтетический продукт постоянного качества);

— регенерированной резины. Для приготовления резинового регенератора может быть использована крошка из старой авто­мобильной резины, а также отходы резиновой промышленности;

— минерального масла, которое должно застывать при низ­кой температуре и быть достаточно устойчивым против окисле­ния (автол, веретенное, машинное, зеленое). Наиболее распро­странены для этой цели масла нейтральное и ПН-6;

— каменного угля Обычно это низкозольный каменный уголь (с зольностью 5—7%) или антрацит. Его предварительно дробят до величины зерен 6—8 мм, а затем размалывают в струйных или вибрационных мельницах до размеров частиц 40—60 мк.

Степень измельчения угля имеет большое значение для каче­ства мастики, и поэтому надо обращать внимание на тонину помола угля.

Применительно к климатическим условиям можно изготов­лять мастики с различной температурной устойчивостью. Они не теряют герметизирующих свойств при +80°С. При отрицатель­ных температурах мастики снижают свою эластичность.

По низшему температурному пределу разработаны и опро­бованы три вида уплотнительных мастик (табл. 52) УМ-20, УМ-40 и УМ-60. Цифра в названии марки соответствует мини­мальной температуре их применения (—20, —40, —60°С).

Таблица 52

Составы уплотнительных полиизобутиленовых мастик, °/о по весу

Расход материалов для мастики марок

Составляющие

УМ-20

УМ-40

УМ-60

3 5 20 5

3 5 10 15

3 5 5 8 15 64

67

66

Полиизобутилен высокомолекулярный Резиновая крошка из старых покрышек Масло ПН 6 (отходы при очистке масел) Автол или веретенное масло Зеленое масло Каменный уголь (антрацит)

Отсутствие минерального наполнителя и высокая дисперс­ность угля обеспечивают длительное существование коллоидной системы.

Все виды этих мастик очень близки по своему составу, по­этому технология их приготовления одинакова и осуществляет­ся в заводских условиях.

Физико-механические свойства полиизобутиленовых мастик

TOC o "1-3" h z Объемный вес, кг/м3 1100

Относительное удлинение, % 350

Сопротивление разрыву, кг/см2 0,1

Водопоглощение, °/о 0,2

Влагопроницаемость, кг/мг-мг 0

Воздухопроницаемость, л/м2-мг 0

Температура эксплуатации, °С От +80 до —60

Усилие для сжатия на 50°/о, г/см2 40

Расход на 1000 пог. м стыков, кг 800

Стоимость мастики для заделки 100 пог. м стыков, руб. 56

Показатель «усилие для сжатия на 50%» характеризует на­грузку, которую нужно приложить на выдавленный жгут масти­ки для того, чтобы ее высота уменьшалась вдвое.

Уплотнительная мастика УМС-50 применяется в крупнопанельном домостроении. Это один из эффективных и экономичных новых полимерных материалов, применяемых для герметизации стыков между панелями и заполнения зазоров между коробкой оконных и дверных блоков и панелью.

Мастику можно применять в любом климатическом районе Советского Союза. Она не замерзает при температуре — 70°С, имеет хорошее сцепление с бетоном, металлом, деревом, пласт­массами и другими твердыми материалами, эластична (допус­кается ее растяжение до 100% без изменения качества шва и свойств мастики).

Мастика состоит из трех компонентов: полиизобутилена (около 5%), мягчителя (около 20%) и наполнителя (около 75%).

Для ее приготовления применяется высокомолекулярный по — лиизобутилен, выпускаемый заводами синтетического каучука. Прейскурантная цена тонны полиизобутилена 1265 руб. (ТУ МХП 1655—54).

В качестве мягчителя применяется нейтральное масло, на­полнителя — тонкомолотый мел, мрамор, известняк с тонкостью помола до 60 мк и удельной поверхностью 7000 см2/г.

Мастику получают на резиносмесительных вальцах с темпе­ратурой поверхности валков 120—130°С.

Полиизобутилен вальцуется до получения равномерной тон­кой пленки, после чего на вращающиеся валки подаются мягчи — тель и наполнитель. Все компоненты перемешиваются до обра­зования однородной массы Готовая мастика специальным но­жом — снимается в емкость. Затем шнеком-нагнетателем запол­няются ампулы. Мастика, разогретая на стройке в термостате до температуры 80°С, выдавливается и? ампулы в стык между панелями под давлением воздуха 4—5 атм.

Расход мастики УМС-50 на 1 пог. м стыка в среднем 1 кг. Стоимость 1 пог. м стыка, заделанного мастикой,—35—40 коп. Это на 20 коп. дешевле, чем заделка стыка пороизолом, и на 1 руб., чем просмоленным канатом.

Мастика УМС-50 по своим свойствам должна отвечать сле­дующим требованиям:

— внешний вид (определяется визуально) — густая, вязкая масса, не содержащая заметных на глаз частиц и посторонних включений;

— относительное удлинение — «е менее 100% (мастика наносится слоем в 20 мм между двумя бетонными поверх­ностями) ;

— теплостойкость до +70°С (слой мастики толщиной в 1,5 и длиной в 5 см наносят на вертикальную поверхность бетонной пластинки и помещают в сушильный шкаф. В течение 7 ч при температуре +70°С не должно наблюдаться сползания мас­тики) ;

— водопоглощение за 24 ч — не более 1,0%;

— однородность системы (потери в весе в 10%-ной соляной кислоте за 24 ч) не более 4%;

— сохранение пластичности при температуре —50°С. Опре­деляется визуально в морозильной камере.

Способы герметизации полиизобутиленовыми мастиками.

Процесс герметизации стыков мастиками заключается в на­гнетании с помощью сжатого воздуха или насосов в швы слоя мастики, которая обеспечивает их полную непроницаемость. Мастичная пленка непроницаема для воздуха и воды даже при толщине 1 мм, но обычно, учитывая условия производства работ и условия эксплуатации здания, наносится слой мастики толщи­ной 15—25 мм.

Перед нанесением мастики ребра панелей в стыках надо очищать от пыли, а в зимнее время — от снега, наледи, инея. Если перед этим в стыки заливается керамзитобетон, то кромки панелей необходимо очищать металлическими щетками от по­теков цементного молока.

От тщательной подготовки поверхности зависит качество и надежность герметизации, так как мастики растягиваются и сжимаются при деформациях панелей за счет сцепления с бе­тоном.

Вводить полиизобутилеиовые мастики в стыки можно двумя основными способами: пневматическими шприцами и шестерен­ными насосами.

При первом способе применяются разборные шприцы с дюралюминиевыми, бумажными или стеклопластиковыми ци­линдрами (патронами).

Патроны с мастикой УМС-50 прогревают в электрошкафу до температуры 60—70°С, а патроны с мастикой УМ-40 до 80— 90°С. Прогретые патроны подают на рабочее место герметизи — ровщика, который вставляет их поочередно в инвентарную раз­борную оснастку и сжатым воздухом выдавливает мастику в стыки.

Шприц состоит из конической и цилиндрической крышек. Они надеваются с двух сторон на патрон и стягиваются между собой двумя или тремя стержнями с барашками. Под цилиндри­ческую крышку вставляют легкий поршень. На коническую крышку могут навинчиваться эллипсовидные насадки различ­ных размеров, для того чтобы можно было герметизировать швы шириной от 5 до 40 мм.

В цилиндрическую крышку ввинчен воздушный кран с шту­цером для подключения шланга от компрессора. Воздушный кран должен быть трехходовым.

Выдавленную в шов мастику разравнивают металлической расшивкой, смоченной в воде, с нажимом, д 1Я того чтобы она лучше прилипала к бетону.

Снаружи для прочности мастику лучше заделать цементным или полимерцементным раствором.

Тивляются окислению, действию атмосферных осадков, обаа — дают влаго — и газонепроницаемостью, сохраняют эластичность при низких (— 60°С) температурах и имеют удовлетворительные диэлектрические свойства. Рабочая температура тиоколов от -60 до + 130°С, реже до + 150°С, кратковременно — до + 175°С.

Чтобы увеличить сопротивление разрыву с 8—10 до 25— 40 кгс/см[9]— и сопротивление отслаиванию от металла с 0,4—1,0 до 1,5—4,5 кгс/см2, вводят соответствующие наполнители и адгезионные присадки.

Тиоколовые мастики готовят непосредственно перед употреб­лением из трех составных частей: герметизирующей пасты, вул­канизирующей пасты и ускорителя, которые поставляются в комплекте (см. табл. 53).

Таблица 53 Дозировка вулканизирующих агентов Количество вулканизирующих агентов. Марка герметика Вес. ч. на 100 вес. ч. герметизирующей пасты Вулканизирующая паста Дифеннл- № 9 Ne 15 Гхаиидин У-ЗОм 5—9 0,1—0,6 У-ЗОс — 6,5—7,7 0,2—0,5 У-30 МЭС-5 7—12 — 0,3—1,0 У-30 МЭС-10 8—15 — 0,4—1,1 УТ-31 6—9 — 0,3—0,6 УТ-32 9—12 — 0,4—0,8 УТ-34 10—15 — 0,4—1,0 УТ-35 5—10 — 0,1—0,8

Для вулканизации большинства тиоколовых герметиков при­меняют перекись марганца, смешанную с дибутилфталатом и стеарином (вулканизирующая паста № 15). Ускорителем вулка­низации служит дифенилгуанидин. В отдельных случаях для ускорения вулканизации герметиков У-30 МЭС, УТ-32, УТ-34, содержащих эпоксидную смолу, добавляют полиэтиленполиамин в количестве не более 1—5% от веса герметизирующих.

При добавлении вулканизирующих веществ (см. табл. 53, 55) жизнеспособность мастики может длиться от 1 до 15 ч. При по­ложительной температуре 15—30°С вулканизация герметика заканчивается через 7—10 суток. После этого физико-механи­ческие свойства материала не изменяются в течение нескольких лет эксплуатации. Превращение же пасты в материал, подобный резине, заканчивается практически за 1—2 суток, прочность гер­метика при этом составляет 8—15 кгс/см?-.

Приготовляя герметик, надо тщательно растирать гермети­зирующую пасту с вулканизатором, а затем с ускорителем, рас­считывая использовать герметик в течение 5—8 ч.

Для ускорения вулканизации герметизированные швы про­гревают при температуре 50°С в течение 24—36 ч или при 80°С— 12—16 ч. За это время прочность герметика становится такой же, как после 7—10 суток вулканизации в нормальных условиях.

При понижении температуры окружающей среды процесс вулканизации герметиков замедляется и при 40°С прекра­щается.

Для разжижения герметиков, имеющих пастообразно-теку­чую консистенцию, используют ацетон, этилацетат, циклогекса — нон, метил-этилкетон, толуол и их смеси.

Количество растворителя может достигать 10—70% от веса герметизирующей пасты. Растворители не ухудшают физико — механических свойств вулканизированных герметиков, но не­сколько сокращают жизнеспособность составов.

Чтобы повысить адгезию некоторых герметиков (У-ЗОм, У-ЗОс, УТ-31 и УТ-35), к поверхности металлов и некоторых не­металлических материалов (пластмассы, резины) применяют клеевые подслои: при работе в воздушной среде — каучуковый клей № 88, а при работе в среде топлива, масел и бензина — тиоколо-эпоксидный клей К-50.

Герметики У-30 МЭС, УТ-32 и УТ-34 благодаря присутствию в их составе эпоксидной смолы Э-40 обладают удовлетворитель­ной адгезией к поверхности стали, дюралюминия, магниевых сплавов, древесины, бетона, стекла.

Без применения клеевого подслоя герметики прочно крепят­ся к резинам из акрило-нитрильного полихлоропренового, диви- нилстирольного и натрий-бутадиенового каучуков, но не обла­дают адгезией к резинам из натурального, изопренового, крем — нийорганического каучуков, а также поливинилхлориду, поли­этилену и фторопласту. Адгезионные и защитные свойства тио — коловых герметиков повышают добавлением диизоцианита 102 Т. Тиоколовые герметики стойки к воздействию морской и пресной воды, растворителей, разбавленных кислот, слабых ще­лочей, солнечного света, озона, тепла (табл. 57). Поэтому их применяют в узлах и деталях, которые работают или хранятся на открытом воздухе и подвергаются действию высоких и низ­ких температур, солнечной радиации, кислорода воздуха и атмо­сферных осадков.

Медленно стареют герметики, содержащие смолу Э 40. По мере старения у них несколько снижается относительное удли­нение при разрыве, причем постепенно этот показатель стано­вится стабильным.

Свойства тиоколовых герметиков

Марка герметика

Единица измерения

Показатель

У-30 МЭС-5. У-30 МЭС-10

У-ЗОм. У-ЗОс

УТ-31

УТ-32

УТ-34

УТ-35

300—500 150—300 Ламповая Двуокись Сажа титана Эпоксидная — смола Э-40

Черный 1,45 12—25

Светло­серый 1,8 15—35

1,5—1,6 10—20

1,75 15—25

200—600 150—500 0—15 0—10 45—55 45—55

-60+100 —60+100 Шпателем, шприцем, кистью и пульвериза­тором (при разведении раствори­телем)

-60+150 -60+150 Шпателем, шприцем, кистью (при разведении растворителем)

Вязкость исходного жидкого

TOC o "1-3" h z тиокола пз

Наполнитель —

Адгезионная присадка —

Цвет —

Плотность г/см3

Сопротивление разрыву кгс/см2

Относительное удлинение при

Разрыве Остаточное удлинение Температура хрупкости Температурный интервал работоспособности на воздухе

300—500 Ламповая Сажа

Черный 1,4—1,45 25—45 150—300 0—5 45—55

•/о ®/в °С

В емкостях с топливом Метод нанесения

Таблица 55 Примерные составы тиоколовых герметиков, вес. ч. Количество составляющих Марка герметика Герметизи­ Вулканизирую­ Ускорителя Рующей пасты Щей пасты УТБ-1 УТБ-Н УТЦ-1 100 4—7 0,1—0,4 100 7,2—10 0,4—0,6 100 4—7 0,1—0,4

Таблица 56 Физико-механические свойства тиоколовых герметиков Марка герметика Показатель Единица измерения УТБ-1 УТБ-Н УТЦ-1 Прочность на разрыв Относительное удлинение Остаточное удлинение Адгезия к бетону на отслаивание на отрыв Жизнеспособность Продолжительность Вулканизации Температура эксплуатации

Тиоколовые герметики используют в жилищном и промыш­ленном строительстве, санитарно-технических устройствах, анти­коррозионной технике. Выбор герметика обусловливается в каж­дом конкретном случае техническими требованиями, предъяв­ляемыми к изделию.

800 10 200 20 40 0,01

Техническая характеристика тиоколового герметика ГС-1

Объемный вес, кг/ма Прочность на разрыв, кгс/см2, не менее Относительное удлинение, % Остаточное удлинение, % Температура хрупкости, °С Водопоглощение за сутки, %

Жизнеспособность тиоколового герметика зависит от темпе­ратуры наружного воздуха и составляет 2—24 ч.

Кгс/см2	9—18	7—17	5—15
%	70—150	130—200	30—100
%	0—4	0—4	0—4
Кгс/см2	2—2,3	_	1,8—2
Кгс/см2	—	19—22	—
Ч	6—10	6—15	6—10
Сутки	3-5	5—7	3—5
°С	+ 120—45	+120—45	+120—45

Срок хранения тиоколовых герметиков на промежуточных складах — 6 месяцев, после чего герметики могут стать непри­годными.

Способ герметизации тиоколовыми мастиками. Специфиче­ская особенность тиоколов — сравнительно быстрая их вулка­низация, начинающаяся через 1,5—6 ч. При этом резко возра­стает вязкость, уменьшается удобонаносимость и соответствен­но понижается адгезия к бетонным поверхностям. Поэтому приходится или. увеличивать жизнеспособность жидких тиоко­лов, то есть удлинять срок до начала их вулканизации, для того чтобы сохранить в течение смены, или быстро, в течение 1,5—2 ч, наносить в стыки очередную свежеприготовленную порцию тиоколов.

Чтобы повысить качество и надежность герметизации сты­ков тиоколами, грани панелей необходимо очищать от грязи, пыли и наплывов раствора. При работе в зимних условиях по­верхность стыков перед герметизацией надо тщательно очи­щать от снега, инея, наледи, прогревать и просушивать.

Сухая поверхность — одно из необходимых условий для ка­чественного нанесения тиокола У-ЗОм, поэтому уплотнять сты­ки лучше всего при сухой погоде. Для того, чтобы увеличить сезонность работ, можно предварительно в заводских условиях грунтовать кромки панелей разжиженным (за счет разбавиг теля) тиоколовым герметиком. Это позволяет наносить тиоко — лы с определенной гарантией как при высокой влажности воздуха, так и в зимнее время. Зимой уплотнение стыков тио­колами можно вести при температуре не ниже — 10°С.

Исходные компоненты, полученные с завода для приготов­ления рабочих составов, берутся в следующих соотношениях, вес. ч.:

193

Герметик У-ЗОм

Паста У-30	100
Паста № 9	4—6
Дифинилгуанидин (ДФГ)	0,05—0,2
Ацетон (этилацетат)	5—10
Герметик-ГС-1
Паста Г-1	100
Паста Б-1	9—18
Дифинилгуанидин (ДФГ)	0.06

Перед применением тиоколовые герметики доводятся до рабочей консистенции, которая позволяет наносить их пневма­тическим или ручным шприцем. Для этого в теплом помещении разбавляют исходные компоненты. Например, для приготовле­ния рабочих растворов тиокола У-ЗОм разжижают пасту У-30 половинной порцией этилацетата или разжижителя Р-5. Эти компоненты перемешивают в емкости электродрелью ЭД-12, оборудованной смесительной лопастью. Параллельно разжи­жается паста № 9 с остальной частью этилацетата или Р-5 с добавлением в пасту всей дозы ДФГ.

13. 2814.

Свойства герметизирующих мастик Материал основы Адгезия Когезия Растяжи­мость, % Эластич­ность Цвет Цвето- стойкость- Раститель­ Вначале Вначале Слабая Слабая Серый, Хорошая, Ные масла Хорошая Удовлетво­ Белый Приобре­ Со вре­ Рительная, Тает бе- Менем Со време­ Лесость Слабая Нем слабая Раститель­ Вначале хорошая, со Слабая, » Натураль­ То же Ные масла Временем удовлет­ 5—10 Ный гра­ И синтети­ Ворительная Фитный, Ческие смолы Красный, зе­ Леный, ко­ Ричневый, Черный, бе­ Лый, серый Синтетиче­ То Же То же » Нейтраль­ Э Ские смолы Ный ^белый Бутилкаучук Удовлет­ Очень Удовлетворитель­ Черный Хорошая! Вори­ Хорошая Ная Тельная Полиизобу- То же То же То Же » Очень Тилен Хорошая Полисуль­ Очень » До 100, Очень Красный, То же Фидный Хорошая Но рас­ Хорошая Серый, Каучук Четная Коричневый До 50 Полиуретан Очень Очень То же То же Светлый, *» Хоро­ Хорошая Белый, чер­ Шая, пре­ Ный, цвет Восходит Камня, се­ Осталь­ Рый и боль­ Ные Шинство Виды Других цве­ Мастик Тов по Заказу Силиконо­ Очень То же 75 Э Белый, Ж Вый каучук Хорошая Черный. Серый,

Цвет камня

На различных основах Окраши — Ваемость 9 Пленкообра- эование Усадка со Временем, % Долговеч­ность, ‘ год Проницание, пятнообразо — вание Средство нанесения Основная об­ласть исполь­зования Очень Слабое, 20 Более Некоторая Шпа­ При остек­ Хорошая Медленное 5 Адсорбция Тель Лении Масла в Пористые Структуры То же Хорошее, 10 5—10 Некоторая Писто­ Заделка Довольно Адсорбция Лет, Стыков Быстрое Пластифи­ Шпатель Каторов в Пористые Структуры » То же 10 Более То же То же То же 10 Хорошая Очень Менее 5 7—10 Писто­ При остек­ Хорошее, Лет Лении Быстрое » Пленки не Менее 4 10—20 » Писто­ При остек­ Образуется, Лет, Лении, за­ Постоянная Шпатель Делка Клейкость Стыков Не реко­ Протекает Обычно До 20 » То же То же Мендует­ Вулканиза­ Менее 3 Ся Ция до об­ Разования Эластичной Пленки То же Очень Менее До 20 » Писто­ Заделка Хорошее, 3 Лет Стыков Через 48 ч > Очень Менее До 20 » > То же Хорошее 3 ‘ 13* 195

Разжиженные исходные компоненты целесообразно гото­вить на несколько дней. Перед началом работы по герметиза­ции их смешивают, пользуясь той же электродрелью с лопастью, В течение 3—5 мин до получения однородного состава. Тиоколу можно придать различные рабочие консистенции, изменять время вулканизации в зависимости от герметизируемых конст­рукций, методов ведения работы и условий погоды. Для этого надо регулировать количество вулканизирующей пасты № 9, ускорителя вулканизации ДФГ и разжижителя. В некоторых случаях можно обходиться без разжижителя или без ДФГ, от­чего процесс вулканизации удлиняется до 9—10 ч.

Герметик ГС-1 готовят, смешивая в емкости электродрелью ЭД-12 герметизирующую пасту Г-1 и вулканизирующую пасту Б-1 и добавляя ДФГ. Для регулирования сроков начала вулка­низации, в зависимости от условий работы, можно уменьшить количество ДФГ или совершенно его исключить, отчего жизне­способность герметика удлинится до 24 ч.

Тиоколовые герметики можно наносить пневматическим или ручным шприцем, а в отдельных случаях, при незначительных объемах работ — кистью.

Опробованный при экспериментальном строительстве пнев­матический шприц-пистолет представляет собой цилиндр ем­костью от 1,25 до 2,5 л, на одном конце которого крепят нако­нечник с насадкой в виде шпателя или кисти, а на другом — крышку с ручкой. В ручке размещены клапан с золотником и штуцер для подключения шланга со сжатым воздухом (давле­ние до 6 атм). При нажатии курка золотник пропускает воздух В цилиндр, а при его освобождении перекрывает воздух от ком­прессора и сбрасывает в атмосферу оставшийся в цилиндре воздух.

В цилиндр шприца вставляют поршень. Чтобы уменьшить сцепление тиоколового герметика с внутренними стенками ци­линдра, последние необходимо смазывать тавотом. Для этого в канавки поршня заливают тавот, затем прогоняют поршень по цилиндру.

Перед началом работы тиоколовую мастику заливают в шприц, вставляют в поршень и завинчивают крышку. Наиболее равномерно наносить мастику можно наконечником, оборудо­ванным кистью с отверстием внутри. Мастику выдавливают через кисть и сразу же разглаживают ею поверхность стыка с таким расчетом, чтобы в середине шва толщина мастики дости­гала 2—3 мм.

При небольших объемах работ применяют ручной шприц марки С-695, переоборудованный для работы с тиоколовыми герметика ми. Емкость такого шприца 0,8 л, вес около 2 кг.

В конце смены шприц очищают, для чего его разбирают, детали погружают в этилацетат или ацетон, где остатки тиоко — ловой мастики набухают и после этого снимаются.

В последнее время разработаны новые вспененные тиоколо — вые композиции, которые более экономичны за счет меньшего расхода тиокола на 1 пог. м стыка. При испытаниях такие тио — колы показали хорошие результаты. Заделанные ими стыки были надежно уплотнены, обладали подвижностью, способной компенсировать большие деформации панелей.

Тиоколовые герметики целесообразно применять в таких конструкциях, которые имеют сравнительно небольшие размеры швов. Это связано с высокой стоимостью (6—7 руб J Кг) и дефи­цитностью тиоколов. Со временем, по мере развития промыш­ленности, изготовляющей тиоколы, и повышения точности строи­тельных конструкций область применения тиоколовых гермети­ков в строительстве будет расширяться.

Кроме применения тиоколов для уплотнения стыков наруж­ных панелей, имеется некоторый опыт по герметизации тиоко — лами оконных и дверных блоков, заделке стыков между стек­лом и металлом и в др»ушх конструкциях.