Лако-красочные материалы — производство

Герметизирующие мастики, или гер­метики, имеют исключительно большое значение в строи­тельной технике. Герметики используют для заделки стыков наружных стеновых панелей, плит дорожных и аэродромных покрытий, кровельных плит, герметизации остекления, уплотнения швов пневматических соору­жений, резервуаров, стыков труб, проводов, радиаторов, воздуховодов, дымовых труб, газопроводов и других ком­муникаций. Герметики также применяют при изготовле­нии и ремонте автоклавов, вакуум-аппаратов, при соору­жении емкостей, при монтаже подземных конструкций — коллекторов, тоннелей, уличных переходов, при установ­ке контрольных приборов, работающих под давлением, разрежением или в агрессивной среде.

При ремонте строительных машин и технологического оборудования герметики применяют для уплотнения за­клепочных, болтовых, сварных, паяных фланцевых и дру­гих соединений, муфт, мест развальцовки и расчеканки.

В зависимости от условий производства и вида конст­рукций герметиками заполняют зазоры в процессе мон­тажа узлов или по окончании монтажа. В одних случаях герметики должны обладать высокой надежностью и дол­говечностью, так как срок их службы соизмеряется со сроком службы самих конструкций, а заменить герметик невозможно, в других случаях герметик может периоди­чески обновляться.

Для лучшего заполнения зазоров и сохранения тепло­защитных свойств ограждений герметики делают вспе­нивающимися или расширяющимися. Кроме того, герме­тики изготовляют в в’иде полос ткани, покрытой или про­питанной пастообразным составом, и эластичных липких лент.

Вязкость герметизирующих мастик во многом опре­деляет их качество: при низкой вязкости может произой­ти сползание мастики в широких швах, при высокой — затруднится введение ее в швы. Кроме вязкости важны­ми показателями качества мастик служат относительное удлинение при растяжении, водо-, тепло — и морозостой­кость, био-, фото — и коррозиестойкость.

Широко распространены герметизирующие мастики на основе жидкого тиокола: У-ЗОм; У-ЗОс; У-30 мэс-5; У-30 мэс-10; УТ-31, УТ-32, УТ-34, УТ-35, УТБ-1, УТБ-Н, УТЦ-1 [32], а также ГС-1. Это вязко-текучие, пастообраз­ные составы, переходящие в резиноподобное состояние при комнатной температуре при соответствующей добав­ке специальных вулканизирующих агентов [79].

Тиоколовые мастики считают лучшими герметизирую­щими. материалами, так как они вулканизуются без усад­ки, обеспечивая полную надежность герметизации. Кро­ме того, с ними удобно работать: их наносят шпателем, кистью, шприцем и поливом.

Тиоколовые мастики обладают хорошей адгезией ко многим материалам, высокой масло — и бензостойкостью, отлично сопротивляются окислению, действию атмосфер­ных осадков, обладают 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 (табл. 14).

Вулканизация жидкого тиокола происходит вследст­вие окисления конечных меркаптанных групп с образо­ванием дисульфидных связей и отщеплением воды в ка­честве побочного продукта реакции. Скорость вулканиза­ции жидкого тиокола зависит от его молекулярного веса, температуры и влажности окружающей среды, вида и ко­личества вулканизующего агента и ускорителя. Вулкани­зованный тиокол обладает малой прочностью и адгезией к металлу. Введение соответствующих наполнителей и адгезионных присадок позволяет увеличить сопротивле-

Ние разрыву с 8—10 до 25—40 кГ/см2 и сопротивление отслаиванию от металла с 0,4—1,0 до 1,5—4,5 кГ/см2.

Тиоколовые мастики поставляют комплектно в виде трех составных частей: герметизирующей пасты, вулка­низующей пасты и ускорителя, которые смешиваются не­посредственно перед употреблением.

Для вулканизации большинства тиоколовых гермети — ков применяют перекись марганца, смешанную с дибутил — фталатом и стеарином (вулканизующая паста № 9). Ее ■состав (в вес. ч.):

Перекись марганца «чистая»-

Дибутилфталат……………………

Стеарин……………………………….

Для вулканизации герметика У-ЗОс применяют дву­окись свинца с добавками (вулканизующая паста № 15).

Ускорителем вулканизации служит дифенилгуанидин. В отдельных случаях для ускорения вулканизации герме- тиков У-30 мэс, УТ-32, УТ-34, содержащих эпоксидную смолу, добавляют полиэтиленполиамин в количестве не более 1—5% от веса герметизирующей пасты.

Дозировка вулканизующих агентов для тиоколовых герметиков приведена в табл. 15.

При дозировке вулканизующих агентов в соответствии с табл. 15 жизнеспособность может быть от 1 до 15 ч. При температуре 15—30°С вулканизация герметика заканчи-

Таблица 15

Количество вулканизирующих агентов (вес. ч.) на 100 вес. ч. герметизирующей пасты

Вулканизующая паста

Цифеиилгуанидин

№ 15

0,1—0,6 0,2—0,5 0,3—1,0 0,4—1,1 0,3—0,6 0,4—0,8 0,4—1,0 0,1—0,8

Бается через 7—10 суток. После этого физико-механиче­ские свойства вулканизата не изменяются в течение нескольких лет эксплуатации. Превращение же пасты в пезиноподобный материал заканчивается практически за

I__ 2 суток; прочность герметика при этом составляет 8—

15 кГ/см2.

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 приостанавливается.

Для разжижения герметиков, имеющих пастообразно — текучую консистенцию, используют ацетон, этилацетат,. циклогексанон, метилэтилкетон, толуол и их смеси.

Количество растворителя может достигать 10—70% от веса герметизирующей пасты. Растворители не ухуд­шают физико-механические свойства вулканизованных герметиков, но несколько сокращают жизнеспособность приготовленных с их применением 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 топлив, масел и бензина — тиоколо-эпоксидный клей К-50.

Герметики У-30 мэс, У-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 достаточно’ прочно крепятся к резинам из акрило-нитрильного, поли- хлоропренового, дивинилстирольного и натрийбутадиено — вого каучука, но не обладают адгезией к резинам — из натурального, изопренового, кремнийорганиче- ского каучуков, а также поливинилхлориду, полиэтилену и фторопласту. Адгезионные и защитные свойства тиоко — ловых герметиков повышают, добавляя диизоиианат 102 Т. Так приготовляют, в частности, герметик ВТУР.

Тиоколовые герметики стойки к воздействию морской И пресной воды, растворителей, разбавленных кислот, сла — *бых щелочей, солнечного света, озона, тепла. Поэтому «х применяют в узлах и деталях, работающих или хра­нящихся на открытом воздухе и подвергающихся дей­ствию высоких и низких температур, солнечной радиации кислорода воздуха и атмосферных осадков.

Незначительной склонностью к старению обладают герметики, содержащие смолу Э-40. По мере старения у этих герметиков несколько снижается относительное удлинение при разрыве, причем постепенно этот показа­тель становится стабильным.

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

Для герметизации стыков железобетонных панелей и л;ля заполнения зазоров между деталями из металла, ке­рамики, асбестоцемента, стекла применяют полиизобути — леновые мастики, обладающие высокой эластичностью, морозостойкостью (до —70° С), атмосферостойкостью, хорошей адгезией, устойчивостью против сползания с вер­тикальных поверхностей. Они абсолютно влаго-, паро — и ^воздухонепроницаемы и могут применяться во всех кли­матических районах СССР.

Основой мастик служит высокомолекулярный поли — :изобутилен (с молекулярным весом 100—200 тыс.), не .изменяющий своих качеств при длительной эксплуатации.

В отличие от тиоколовых герметиков и мастик на ос­нове синтетических смол, состоящих из компонентов, сме­шиваемых перед употреблением, полиизобутиленовые мастики представляют собой однокомпонентную систе­му, состоящую из двух фаз: жидко-эластичной и твердой. -В жидко-эластичную фазу входит полиизобутилен, реге­нерированная резина, минеральное масло, а в твердую — тонкомолотый каменный уголь.

Регенерированная резина-—это крошка из старых ав­томобильных покрышек, растворенная в нефтяном масле ■при температуре 180—220° С. Нефтяное масло должно обладать низкой температурой застывания и быть доста­точно устойчивым против окисления. Каменный уголь ^применяют низкозольный (антрацит); тонкость помола его 40—60 мк. Большое значение имеет равномерность помола. В качестве наполнителя используют, кроме того, сажу, тальк, литопон, асбест. Мастики с минеральными — наполнителями более склонны к старению, чем мастики с органическими добавками.

В зависимости от температуры, ниже которой проис­ходит существенное снижение эластичности, полиизобу­тиленовые мастики делят на три марки УМ-20, УМ-40, уМ-60 (цифры указывают на низший температурный пре­дел применения). Их состав (в вес. ч.):

Мастики приготовляют на обычных смесительных вальцах при температуре 100—120° С. Сначала пластици — руют полиизобутилен, к которому небольшими порциями добавляют уголь и масло. Регенерацию резины ведут от­дельно: крошку (размер частиц 1 —1,5 мм), смешанную с маслом ПН-6, загружают небольшими партиями в ап­парат и перемешивают при 180—220° С в течение 3—6 ч. После охлаждения резину вместе с остатками угля и мас­ла добавляют в полиизобутилен и перемешивают состав на вальцах в течение 1 ч до получения однородной массы (вязкостью 15 000—30 000 пз, по Хёпплеру). Относитель­ное удлинение мастик УМ должно быть не менее 300% и теплостойкость — не ниже 80° С. При этой температу­ре мастики, нанесенные слоем толщиной 10 мм, не дол­жны сползать с вертикально поставленной бетонной пла­стинки в течение 72 ч.

Заполнение швов полиизобутиленовой мастикой про­изводят при помощи пневмошприцев емкостью 5—6 л, Действующих от компрессорной установки при давлении воздуха 3—4 ати. Перед загрузкой в пневмошприцы мас­тику подогревают.

Для герметизации оборудования заводов строитель­ных материалов (автоклавов, смесителей, котлов, ком­муникаций, фитингов), а также при ремонте строитель­ных машин применяют составы на основе термопластич­ных и термореактивных синтетических смол.

Герметик ТП-4 (МХП № М-464-54) представляет со­бой пасту на основе полиэфирной смолы или раствор этой пасты в ацетоне. Состав обладает стойкостью к бен­зину, маслам, воде; теплостойкость его не выше 50° С.

Перед нанесением пасты поверхности деталей обез­жиривают бензином, затем ацетоном, покрывают их под­слоем, состоящим из 20%-ного раствора пасты в ацетоне или этилацетате, и выдерживают подслой в течение 1 ц при 20° С. Затем накладывают пасту слоем толщиной 4—7 мм и уплотняют ее. Состав применяют для аварий­ной, временной и постоянной герметизации тары и емко­стей под нефтепродукты.

Существует несколько видов мастик для специальных работ. Ниже дана характеристика наиболе распростра­ненных.

Для герметизации аппаратов, работающих под давлением или вакуумом, применяют карбинольный клей — цемент (АМТУ 310—52), состоящий из 100 вес. ч. технического карбинола, 100 вес. ч. портланд­цемента марки 400—600, 5 вес. ч. технического талька, 3 вес. ч. пере­киси бензоила, добавляемой непосредственно перед началом работ (за 1 ч до применения). Герметик представляет собой вязкую одно­родную массу пастообразной консистенции, стойкую к бензину и маслам и ограниченно стойкую к щелочам и воде. Теплостойкость герметика — до +60° С. При отрицательной температуре состав теря­ет упругость и стойкость к вибрации. Наносят состав кистью или шпа­телем на зачищенную шкуркой или напильником и промытую ацето­ном поверхность Расход герметика составляет 0,05—1 г/см2 при оп­тимальной толщине слоя 0,5—10 мм.

Эпоксидная мастика для герметизации магнитных элементов со­стоит из 100 вес. ч. смолы ЭД-6, 20 вес. ч. дибутилфталата, 10 вес. ч. полиэтиленполиамина. Мастику наполняют фарфоровой или эбонито­вой мукой — 70 вес. ч. или алюминиевой пудрой — 30 вес. ч. Нано­сят ее шпателем на обезжиренные поверхности и выдерживают 10— 15 мин (до отлипа). Состав отверждается в течение 3 ч при 80°С, Рабочая температура отвержденного состава от —60 до +80° С.

Герметик КГ-206 для герметизации и безарматурного крепления смотровых стекол в корпусах измерительных приборов состоит из 100 вес. ч. эпоксидной смолы ЭД-6, 40 вес. ч. поливинилбутираля, 20 вес. ч. сополимера А-15 (хлорвинил и винилацетат), 50 вес. ч. ди — бутилфалата, 15 вес. ч. триэтаноламина, 5 вес. ч. сажи. Наносят его на обезжиренные поверхности. Отверждается в течение 4 ч при 100° С.

Герметик КГ-237, применяемый для подобных же целей, состоит из 100 вес. ч. смолы ЭД-6, 40 вес. ч. поливинилбутираля, 35 вес. ч. полиэфира «200», 20 вес. ч. дибутилсебацината, 10 вес. ч. полиэтилен­полиамина, 5 вес. ч. сажи. Наносят его на обезжиренные поверхности. Отверждается 36 ч при 18° С или 15 мин при 120° С.

Герметик НГ-16, используемый для поверхностной (дополнитель­ной) герметизации заклепочных, болтовых и фланцевых соединений, состоит из 17 вес. ч. глифталевой смолы марки ФЛО, 30 вес. ч. аэро­лака, 2 вес. ч. дибутилфталата, 48 вес. ч. талька, 3 вес. ч алюминие­вой пудры. Приготовляют его при непрерывном перемешивании до однородной пасты, которую при необходимости разбавляют ацетоном, этилацетатом или растворителем РДВ. Герметик стоек к действию бензина, масел, вибрационных нагрузок. Наносят его при помощи шпателя на протертую бензином поверхность слоем 1—2 мм

Водонепроницаемая паста (ТУ МХП 1765-59) для промазки кле­паных и сварных соединений в емкостях, содержащих воду или на­ходящихся в воде, представляет собой раствор сплава нефтяного би­тума с каучуком в ксилоле с добавлением асбеста VI сорта. Паста выдерживает нагревание до 70° С в течение 1 ч. Наносят ее шпателем на очищенную и обезжиренную поверхность слоем до 1 мм

Целлулоидную замазку применяют для устранения протекания ре­зервуаров и труб. Она состоит из 2 вес. ч. целлулоида, растворенного в 10 вес. ч. ацетона. Наполнителем служит алюминиевая пудра (1 вес. ч.), или тальк (I вес. ч.), или очищенная в спирте жирная гли­на (1 вес. ч.) Замазка обладает бензо — и маслостойкостью. Наносят ее кистью на очищенную от ржавчины, масла, краски поверхность ме­талла. После полного высыхания (через 15—20 ч) поверхность окра­шивают белилами.

Для герметизации конструкций, работающих при высокой (200— 250° С) температуре, применяют кремнийорганические герметики (У-1-18, ВГМ-1 и др.), отверждаюшиеся оловоорганическими соедине­ниями при 20° С в течение 24 ч. Они сохраняют высокую эластичность в течение длительного времени.

Для герметизации топливных систем применяют фторорганиче — ские герметики на основе фторкаучука и эпоксидной смолы, например 5Ф-13. Отверждаются эти герметики диаминами при 1.50° С в тече­ние 2 ч.