Лако-красочные материалы — производство

С целью улучшения физико-механических свойств гидроизо­ляционных материалов на основе разжиженных битумов разра­ботано ряд составов с введением в растворы битумов полимеров: полистирола, стирола, модельной массы КПЦ, кубовых остат­ков и др.

Составы и свойства мастик. В зависимости от применяемых связующих материалов защитные покрытия из полимерных мастик подразделяются на две группы: на основе неполимери — зующихся гидроизоляционных материалов, растворяемых в ор­ганических растворителях, т. е. покрытия на основе лаков и на основе материалов, полимеризация которых происходит в есте­ственных условиях непосредственно на поверхности защищае­мых конструкций.

К пленкам на основе лаков относятся покрытия из полисти — рольной битумной мастики и мастик на основе использованной модельной массы КПЦ и кубовых остатков.

Для покрытий на лаковой основе исходные гидроизоляцион­ные материалы растворяют в органических растворителях, а в раствор вводят наполнитель и пластификатор. Полученную массу наносят на поверхность ручным или механизированным способом. После испарения растворителя на поверхности остает­ся тонкая пленка полимера, которая и является защитным слоем.

Экспериментально были определены наиболее оптимальные составы таких мастик, разработана также технология их приго­товления.

TOC o "1-3" h z Состав полистирольно-битумной мастики, вес. ч. Растворитель (ксилол, сольвент) 10

Полистирол 1

Битум марки БН-Ш 1

Наполнитель (цемент или молотый песок) 2—5

Приготовление. Полистирол и битум вводят в растворитель и подогревают в водяной бане при температуре 70—80°С до полного растворения составляющих. Обычно для этого требует­ся з—4 у-. После этого раствор остывает и его разливают в бочки, где он может храниться неограниченное время. Наполни­тель вводят непосредственно перед нанесением мастики.

Состав мастики на основе массы КПЦ, вес. ч.

Масса КПЦ 1

Растворитель (ксилол, сольвент) 1—2

Битум марки БН-Ш 1

Наполнитель (цемент или молотый песок) 1,5—2

Модельная масса КПЦ является отходом некоторых маши­ностроительных предприятий следующего состава, % по весу: канифоли — 70; полистирола — 18; церезита — 12.

Мастику на основе использованной массы КПЦ готовят и хранят так, как и полистирольно-битумную.

Состав мастики на основе кубовых остатков, вес. ч.

Битум БН-Ш ‘ 1

Ксилол или сольвент 0,5

Кубовые остатки 1

Наполнитель (цемент или молотый песок) 1

Кубовые остатки—отходы производства горьковского завода «Нефтегаз» — следующего состава, % по весу: инден-кумароно — вая смола — 20; сольвент — 50—60; зола до 20 и вода до 10.

Приготовление мастик. Раздробленный битум растворяют при температуре 70—80°С в соответствующем количестве рас­творителя. Когда битум полностью растворится, вводят, при постоянном перемешивании, кубовые остатки, а затем наполни­тель.

Вся масса должна быть хорошо перемешана и быть пол­ностью однородной.

После нанесения мастики при испарении растворителя в за­щитной пленке образуется множество мельчайших пор, сквозь которые может проникать вода. Чтобы пленка не пропускала воду, защитные мастики обычно наносят в 2—5 слоев, этим самым повышая ее качество.

5*

Все мастики на лаковой основе можно применять при мину­совой температуре. Растворители, входящие в состав мастик, способствуют быстрому высыханию поверхности, особенно при плюсовой температуре. Для получения пленок без растворителя используют мастики, приготовленные на основе стирола и би­тума.

67

Состав стирольно-битумной мастики, вес. ч.

Стирол 1

Перекись бензоила или гипериз 0,03

Нафтенат кобальта 10°/о-ный 0,08

Битум марки БН-Ш 1

Наполнитель (цемент или молотый песок) 1

Приготовление. Для приготовления стирольно-битумной ма­стики в стирол вводят битум и подогревают на водяной бане до температуры 60°С с перемешиванием до полного растворения. Когда раствор остынет, его помещают в растворомешалку, вво­дят инициатор гипериз и тщательно перемешивают. Затем туда добавляют ускоритель (10%-ный раствор нафтената кобальта в стироле) и наполнитель н тоже тщательно перемешивают до получения однородной массы.

Необходимо строго соблюдать указанную последователь­ность введения компонентов. Нарушение ее может привести к взрыву.

Мастика годна к употреблению в течение одних суток, при­чем применять ее можно только при температуре не ниже 15°С. Готовую мастику наносят на поверхность, где она твердеет и образует прочную и плотную защитную пленку, которая практи­чески водонепроницаема, даже если нанесен всего один слой мастики. В ней нет растворителя и поэтому поры не образуются.

Вид покрытия

Сравнительные свойства битумно-полимерных мастик с дру­гими видами гидроизоляции приведены в табл. 19.

Таблица 19

Основные свойства гидроизоляционных покрытий

		■О
Адгезия к бетону, Кгс/см2	Теплостой­кость, °С	П « С; И

Оптималь­ное коли­чество слоез

Холодная битумная мастика Полистирольно-битумная мастика Мастика на основе массы КПЦ Мастика на основе кубовых остатков Стирольно-битумная мастика Обмазка горячим битумом Трехслойная изоляция рубероидом

9,7	71,2	88	5
26,9	118	89,6	4
12,1	135,6	100	4
10,4	89	88	4
38,9	112,6	89,4	2
5—9	50	—	2—3
3—5	60—70	—	3

Из таблицы видно, что наименьшими адгезией к бетону и теплостойкостью обладают изоляция рубероидом, обмазка горя­чим битумом и холодная битумная мастика, а наибольшими по адгезии — стирольно-битумная, по теплостойкости — мастика на основе массы КПЦ.

Применение битумно-полимерных мастик. Все указанные мастики имеют, как видим, различные свойства, а следователь­но, различна и область их применения:

— мастики на основе использованной модельной массы КПЦ и кубовых остатков рекомендуется для устройства окрасочной изоляции взамен горячего битума;

— мастики—полистирольно-битумная и стирольно-битумная— как взамен горячего битума при окрасочной гидроизоляции, так и для замены однослойной изоляции из рулонных материалов типа рубероида, пергамина и т. п. Кроме того, стирольно-битум — ную мастику можно использовать для наклейки многослойного рулонного кровельного или гидроизоляционного ковра.

Мастики можно наносить кистью и красочным пистолетом, приспособленным для работы с вязкими жидкостями.

При устройстве кровель из стеклополотна с использованием холодных мастик на стяжку наносят слой мастики, затем сразу же расстилают стеклополотно и тщательно прокатывают руч­ным катком до полного удаления воздушных пузырьков. После этого наносят второй слой мастики и наклеивают второй слой стеклополотна или рубероида.

Если наклеивают только один слой стеклополотна, то при­меняют полистирольно-битумную мастику и мастику на основе использованной модельной массы КПЦ. Такое покрытие имеет теплостойкость 115—120°С; водопроницаемость при испы­тании на приборе ЦНИИСКа под давлением столба воды высо­той 500 мм — 0,7—0,8 мл/м2 в сутки; прочность Сцепления стек­лополотна с бетоном— 15—20 кгс/см2.

Экономическая эффективность гидроизоляционных мастик на основе полимеров. Стоимость 1 м2 покрытий, выполненных с использованием различных мастик, такова, руб.:

TOC o "1-3" h z Холодная битумная (4 слоя) 0,19

Полистирольно-битумная (4 слоя) 0,27

На основе массы КПЦ (4 елоя) 0,16

На основе кубовых остатков (4 слоя) 0,14

Стирольно-битумная (2 слоя) 0,12

Обмазка горячим битумом 0,35

При использовании одного слоя стеклополотна, в зависимо.- сти от его качества, стоимость 1 м2 покрытия увеличивается на 0,7-1,1 руб.

Применение для защитных покрытий полистирольно-битум — ных, стирольно-битумных мастик, а также мастик на основе использованной массы КПЦ и кубовых остатков экономически целесообразно, так как для их приготовления используются малодефицитные и сравнительно дешевые материалы. При этом качество гидроизоляционных покрытий хорошее.

Техника безопасности. В связи с тем, что органические рас­творители и стирол токсичны и легко воспламеняются, при ра­боте с ними необходимо соблюдать определенные меры предо­сторожности.

Мастики надо готовить в помещении, оборудованном приточ — но-вытяжной вентиляцией, или же на открытом воздухе.

При нанесении мастик на открытом воздухе обязательно надевать респираторы и защитные очки, а в закрытом помеще­нии — противогазы. После каждого часа работы необходимо выходить на свежий воздух на 15—20 мин.

Во избежание повышенного туманообразования при механи­зированном нанесении мастик распылитель следует держать перпендикулярно к поверхности и на расстоянии от нее не более 0,5—0,6 м. По окончании работы и перед едой надо тщательно вытирать руки тряпкой, а затем мыть теплой водой с мылом.

Курить на участках, где работают с мастиками, категори­чески запрещается.

Работы с применением открытого огня или вызывающие искрение разрешается выполнять при расстоянии не менее 25 м От места использования мастик. В помещениях, где производит­ся работа с мастиками, необходимо применять электрооборудо­вание взрывобезопасного типа.

* * *

Битумно-полимерные мастики получены также на основе битумных эмульсионных материалов и полимеров: полиизобу — тилена, поливинилацетатной эмульсии и др.[2]

Состав битумно-полиизобутиленовой эмульсии, ‘/о по весу

Битум БН-IV 15

Битум БН-Ш 35 Сульфитно-дрожжевая бражка (в пересчете

На сухое вещество) 1,5

Полиизобутилен П-20 5

Вода 43,5

Вместо вышеуказанных марок битума можно применять соответствующее количество сплава из битумов БН-П и БН-V.

Приготовление эмульсии. В воде растворяют концентрат сульфитно-дрожжевой бражки, служащей эмульгатором. Рас­
твор эмульгатора подают в дозатор, а оттуда — в бак акусти­ческого диспергатора. Сюда же порциями в 5—10 приемов по­дают расплавленный битум с температурой 80—100° для полу­чения битумной эмульсии. Затем эту эмульсию перемешивают 20—30 мин с измельченным полиизобутиленом в высокооборот­ных лопастных мешалках типа ОД-8 до получения однородной тонкодисперсной массы.

Состав битумно-полимерной мастики зависит от применяе­мых эмульгаторов (табл. 20).

Таблица 20

По весу

Глина
Умерен­		Глина
Ной	Глина	Высоко-	Известь
Плас­	Пластич­	Пластич­	1-го
Тич­	Ная	Ная	Сорта
Ности

Сугли­нок тя­желый

Составы битумно-полимерной мастики в зависимости от применяемых эмульгаторов

Количество составляющих, при эмульгаторе

Составляющие

Известь 2-го сорта Битум 40 40 40 40 40 40 Эмульсия полимера Вода 9,6 9,6 12- -9,6 11,2- -8,8 9,6 11,2- -12,8 Эмульгатор 12,8 12,8 4- -6,4 2,4- -4 3,2 1,6- -2,4 Асбест 6,4 6,4 4- -6,4 4,8- -8 6,4 4,8- -7,2 Полимер (полиизобутилен) 6,4 6,4 4- -6,4 4,8- -8 6,4 4,8- -7,2 Пылевидный наполнитель 4,8 4,8 16- -12 16,8- -9 14,4 17,6- -14,4 Вода 20 20 20 20 20 20

Приготовление мастик. В установку для приготовления эмульсионных битумно-полимерных мастик входят три раство­ромешалки: одна — для растворения полимера; вторая — для получения водной эмульсии полимера и третья — для приготов­ления самой мастики; дозаторы полимера, твердого эмульгато­ра, наполнителя, битума и воды; два-три шестеренчатых насоса, емкости для хранения водной эмульсии полимера и готовой эмульсионной мастики.

Битум в котлах разогревают до 90—110°, полимер с молеку­лярным весом до 50 000 (полиизобутилен), эмульгатор и асбест подогревают до 15—50°С; из глины или извести приготовляют густое тесто. Если полимер имеет молекулярный вес 100 000— 300 000, его измельчают на куски и растворяют в бензине или дибулфталате (соотношение 1:1). При увеличении молекуляр­ного веса полимера количество растворителя тоже увеличи­вается.

Раствор полимера в бензине готовят в растворомешалке с плотно закрывающейся крышкой и после суточного выдержива­
ния перемешивают до получения однородной вязкой массы (без частичек нерастворившегося полимера).

Для получения водной эмульсии раствор полимера перели­вают во вторую растворомешалку, в которой находится глиня­ное или известковое тесто, добавляют 15—30% воды от веса эмульгатора и приводят во вращение лопастный вал мешалки (30 об! мин).

Перемешивание продолжают 8—10 мин.

Из второй растворомешалки водная эмульсия полимера шестеренчатым насосом подается в третью растворомешалку, со скоростью вращения лопастного вала не менее 60 об! мин. Из дозатора в эту же растворомешалку поступает асбест и пере­мешивается с эмульсией полимера.

Для получения эмульсионной битумно-полимерной мастики в смесь полимера с асбестом при непрерывном перемешивании вводят сначала битум с температурой 90—110°С до получения раствора с вязкостью 4—6 сек, затем добавляют воду до вяз­кости смеси 8—10 сек. Получив однородную массу, вводят пыле­видный наполнитель — минеральный порошок с частицами раз­мером менее 0,5 мм.

Перемешивание мастики продолжают до получения одно­родной массы (без видимых частиц полимера, асбеста, битума и наполннтеля).

& ^

Разработаны и другие составы и рецептуры холодных поли­мерно-битумных эмульсий и паст (ХПБЭ, ХПБП) для устрой­ства безрулонных кровельных покрытий.

Состав холодной полимерно-битумной эмульсии

(ХПБЭ), о/о по весу Раствор битума (БН-I, БН-П) в бензине (1:1) 60 Поливинилацетатная эмульсия 28

Стабилизатор (водный раствор поташа, казеина, жидкого стекла) 12

Технология изготовления ХПБЭ заключается во введении в раствор битума эмульсии полимера.

Холодные битумные пасты, в которые вводятся эмульсии полимеров, имеют следующий состав, % по весу:

Битум БН-П, БН-Ш 50-55

Глино-известковое тесто (1:1) 25—30

Горячая вода 20—30

Приготовление пасты. Глино-известковое тесто подогревают до 90—96° и вводят в него мелкими дозами битум, разогретый до 140—150°С. Когда паста начинает загустевать, в пастоме- шалку заливают горячую воду. На строительной площадке в пасту добавляют 5—7% цемента.

Для получения оптимальных паст рекомендуется добавлять в них карбамидные и феноло-формальдегидные смолы, а также латексы. Пасты показали хорошие результаты при испытании их на термостойкость в термостате при температуре 180° в тече­ние 6 ч.

Холодная полимерно-битумная паста была применена для устройства опытного покрытия. Для этого в пасту ввели добавку асбеста (7%) и карбамидной смолы № 42 (10%).

Опытное строительство показало, что применение безрулон­ной гидроизоляции на основе этих мастик позволяет на каждом квадратном метре экономить рулонных материалов — 36,5 м2; высокомарочного битума — 5 кг; денежных средств — 0,8 — 1,2 руб.

Для гидроизоляционных работ применяются также битумно — соляровая мастика, модифицированная каучуком, входящим в состав латекса. Введение каучука в раствор битума улучшает эластичность покрытий при отрицательных температурах и адгезию к бетонному основанию.

Состав мастики, вес. ч.

Битум M-III 100

Синтетический латекс марки СКС-30 в пересчете

На сухое вещество 4,2

Соляровое масло 16,5

Приготовление мастики. Битум разводят соляровым маслом и вводят небольшими порциями в разогретую до температуры 180°С смесь дивинилстирольного латекса СКС-30 при постоян­ном перемешивании в реакторе. Вода из латекса испаряется, и каучук интенсивно растворяется в битумно-соляровом со­ставе.

Битум, модифицированный каучуком, рекомендуется для гидроизоляции крыш и заливки швов сопряжения между кро­вельными панелями.

Устройство мастичной гидроизоляции при минусовой темпе­ратуре. При температуре ниже 5°С работы выполняются с при­менением безводных материалов (разжиженные битумы, битум — но-полимерные мастики). Битумно-наиритовая мастика и эла­стим марки РБЛ можно наносить на изолируемые поверхности при температуре наружного воздуха до — 30°С. Если необхо­димо, мастику подогревают в специальных приспособлениях (рис. 16).

Работая с мастиками при минусовой температуре, следует соблюдать следующие требования:

О

Рис. 16. Приспособления для подогрева мастики: А — водяная баня; б — электрокотелок; 1— бак; 2— крышка; 3 — электрокабель; 4— ТЕН; 5 — утеплитель; б —полозья; 7—решетка; 8— сливная трубка; 9—вода; 10—бидон с мастикой; // — край для слива воды; 12 — выпуск мастики; 13—Мастика.

Б

А) поверхность основания перед нанесением безрулонных гидроизоляционных покрытий должна быть сухой и нагретой до плюсовой температуры;

Б) установки, в которых приготавливают безрулонные мате­риалы, необходимо размещать в закрытых помещениях неда­леко от места их применения; транспортные устройства, трубо­проводы и тара для подачи материалов должны быть утеплены;

В) рабочие места по устройству изоляции на открытом воз­духе следует защищать от атмосферных осадков и снабжать приспособлениями для оттаивания снега и льда, высушивания и подогрева изолируемых поверхностей;

Г) гидроизоляционные покрытия на открытом воздухе при снегопаде, гололедице, тумане и дожде не устраиваются.

Если при температуре ниже 5°С работы по гидроизоляции выполняются с применением тепляков, то необходимо придер­живаться таких правил:

А) выполнять работу в тепляках допускается при условии нагрева основания до плюсовой температуры и последующего нагревания свеженанесенной мастики горячим воздухом или инфракрасными лампами;

Б) тепляки должны быть инвентарными и обеспечивать тем­пературу в них не ниже 5°С; обогревать тепляки жаровнями, мангалами и другими приборами с открытым пламенем запре­щается;

В) битумные эмульсионные мастики, если их применяют зи­мой, должны иметь повышенную рабочую температуру 40—60°С, для подогрева применяются смесители с электроподогревом, ус­танавливаемые у мест нанесения; подающие трубопроводы обес­печиваются надежной теплоизоляцией и не должны превышать длину 15 м.

Мастичную гидроизоляцию в зимних условиях следует вы­полнять отдельными захватками. После нанесения всех слоев на одной захватке переходят к работе на другой. С наступлением теплого временн года гидроизоляционные покрытия, выполнен­ные в зимних условиях, необходимо тщательно проверить и уст­ранить обнаруженные дефекты.