Термопластичные составы для склеивания резин на основе СКЭПТ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО  ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Государственное образовательное учреждение высшего  профессионального образования

«КАЗАНСКИЙ  ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ  УНИВЕРСИТЕТ»

 

Кафедра          Химии и технологии переработки эластомеров

Направление  240100.68 – Химическая технология и биотехнология

Программа     240100.68-15 – Технология переработки эластомеров

Группа            519 -М6

 

ВЫПУСКНАЯ  КВАЛИФИКАЦИОННАЯ  РАБОТА

МД – 02069639-240100-09-11

Уровень образования  _________магистр_________________

(бакалавр, специалист, магистр)

Вид ВКР: ______________исследовательский______________

                  (проектный, исследовательский, комбинированный)

 

 

Тема  Термопластичные составы для склеивания резин на основе СКЭПТ

 

 

Рецензент____________________________________(С. Ю.Софина)

Зав. кафедрой_________________________________(С.И. Вольфсон)

Нормоконтроль_______________________________(Н.А. Охотина)

Руководитель_________________________________(Л. Ю. Закирова)

Студент______________________________________(Л. И. Идиятуллина )

 

 

 

 

Казань 2011

РЕФЕРАТ

Магистерская  диссертация на тему «Термопластичные композиции для склеивания резин на основе этиленпропиленового каучука» содержит 64 стр., 25 таблиц, 16 рисунков, 1 приложение.

ЭТИЛЕНПРОПИЛЕНОВЫЙ КАУЧУК, БУТИЛКАУЧУК, АДГЕЗИОННЫЕ ДОБАВКИ, ТЕРМОПЛАСТИЧНЫЕ КЛЕЯ, КОГЕЗИОННАЯ ПРОЧНОСТЬ, АДГЕЗИЯ К РЕЗИНАМ НА ОСНОВЕ СКЭПТ

Проведены исследования по разработке термопластичных композиций клеевого назначения на основе СКЭПТ и БК, путем подбора природы и содержания различных адгезионных добавок. Изучено влияние сополимера этилена с винилацетатом (СЭВА), канифоли, Паволана, алкилфенолформальдегидных смол, как резольного, так и наволачного типа, перхлорвиниловой смолы, полиизобутилена, а также комбинаций этих компонентов и наполнителей на адгезионные и прочностные свойства. Показано, что наилучшую адгезию обеспечивает введение в состав термоэластопластов на основе СКЭПТ Октафора SP 1045, в безрастворные клеевые составы на основе БК  комбинированной системы адгезионных добавок, состоящая из СЭВА 11808-340, полиизобутилена-20 и канифоли.

 

 

 

 

 

 

СОДЕРЖАНИЕ

                     Наименования                                                                               Стр.

Титульный лист                                                                                                       1

Лист нормоконтролера                                                                                            2

Задание на выполнение квалификационной работы                                            3

8 Приложения                                                                                                 68

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ

РКГЭМ   - рулонные кровельные и гидроизоляционные эластомерные материалы

УФ-лучи    - ультрафиолетовые лучи

ТУ     - технические условия

СКЭПТ - синтетический каучук этиленпропиленовый тройной

БК       - бутилкаучук

ХСПЭ - хлорсульфированный полиэтилен

ПВХ   - поливинилхлорид

ТЭП    - термоэластопласт

ТПР     - термопластичные резины

ДСТ     - дивинил-стирольные термоэластопласты

ПИБ     - полиизобутилен

ТУ        - технический углерод

КИС      - кумарон-инденовые смолы

АФФС   - алкилфенолформальдегидные смолы

И-8А      - масло индустриальное

Мас. ч.   - массовые части

СЭВА     - сополимер этилена с винилацетатом

 

ВВЕДЕНИЕ

На сегодняшний  день рулонные кровельные и гидроизоляционные  эластомерные материалы являются в  нашей стране основным видом материалов для устройства кровель. 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.

Большинство кровельных материалов выпускают однослойными, для их склеивания должны поставляться комплектующие, включающие монтажный  клей (для приклеивания кровельного  покрытия к основанию кровли), стыковые клея и краевые герметики.

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).

2.  Герметики,  укладываемые внутрь клеевого шва (In seam sealant) в процессе склеивания полотнищ РКГЭМ.

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.

Клея для  получения кровельного ковра  должны обладать долговечностью, хорошей  адгезией, непроницаемостью и химической стойкостью к агрессивным факторам, а краевые герметики еще и стойкостью к УФ-лучам, озону, водостойкостью не хуже чем сами кровельные материалы.

В настоящее  время применение резиновых кровельных материалов в нашей стране не превышает 5% от общего объема кровельных материалов. Но учитывая распространенность таких материалов за рубежом, можно ожидать увеличения рынка резиновых кровельных материалов и в России.

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

 

 

 

 

 

 

1 АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР

1.1 Развитие производства рулонных  кровельных и гидроизоляционных материалов на основе эластомеров (РКГЭМ)

Основными материалами  для проведения кровельных и гидроизоляционных  работ в массовом строительстве  до второй половины 20 века были рулонные материалы на основе картона или  холста из стеклянных волокон, пропитанных  нефтяным битумом.

Эти материалы имели существенные недостатки: малую атмосферостойкость, необходимость устройства многослойных покрытий на кровлях (3-5 слоев) и, соответственно, повышенную трудоемкость при устройстве кровель и гидроизоляции.

Несмотря на эти недостатки, их производство в 60-70 г.г. 20 века достигло значительных размеров. Так, в США к этому времени выпускалось около 2,5 млрд. рулонных кровельных материалов типа рубероида, а в СССР - около 1,8 млрд. кв. м. Но положение стало меняться после перехода промышленного и гражданского строительства на применение легких конструкций из профилированного стального листа и появившейся возможности строительства промышленных зданий большой площади (до 100000 и более). При этом применение традиционных битумных рулонных материалов значительно снижало огнестойкость таких конструкций.

Переход от многослойной (3-5 слоев) рубероидной кровли на тонкую однослойную полимерную кровлю значительно  повышает огнестойкость зданий с  перекрытиями из легких металлических  конструкций (ЛМК).

Последнее обстоятельство и  послужило причиной широкого развертывания  научно-исследовательских и опытных  работ по созданию нового класса строительных материалов - рулонных кровельных эластомеров  и пластиков, в основном ПВХ .

Другой причиной появления  подобных материалов была недостаточная долговечность битумных материалов при применении их в качестве гидроизоляции, в том числе и подземной.

Первые кровли из вулканизованных  листов на основе бутилкаучука были устроены в штате Юта (США) в конце 50-х  годов. После 12 лет эксплуатации в условиях континентального климата была установлена их долговечность, и началось производство подобных материалов на основе бутилкаучука в США, Канаде и Японии.

Еще ранее в США было организовано производство и применение РКГЭМ на основе хлоропренового каучука. Так, однослойная кровля из резины на основе хлоропренового каучука была устроена на корпусе сборки космических ракет по проекту «Апполон» на мысе Кеннеди (США).

После организации массового  производства этиленпропиленового  каучука (СКЭПТ) началось производство РКГЭМ на его основе. Кровельные резины на основе СКЭПТ обладают высоким сопротивлением атмосферному старению. Этот каучук за последнее время занял ведущее положение в производстве РКГЭМ в США, Западной Европе и Японии.

В настоящее время РКГЭМ на основе полиизобутилена выпускаются в Германии фирмой «Браас» под маркой «Репанол». Всего за последние 35 лет во всем мире устроено около 100 млн. кв. м. изоляции из этого материала. Основные области применения «Репанола» в строительстве: устройство однослойных кровель, кислотостойкой изоляции, изоляция трубопроводов, гидроизоляция подземных сооружений, мостов, санузлов.

Производство РКГЭМ на основе полиизобутилена для получения  однослойных кровель было начато в США в 1982 г. по технологии, заимствованной в Германии (фирма «Альфагард компани»).

В Советском Союзе крупномасштабное применение РКГЭМ в строительстве  началось во второй половине 80-х годов.

Итальянская строительная фирма  «Кодеста» в 1985 - 1987 гг. при возведении на территории СССР, ряда крупных промышленных объектов устраивала кровли на этих объектах (общей площадью 300000 ) в виде однослойных резиновых, мембран на основе этиленпропиленового каучука (тройной сополимер) «Дутрал».

Причем собирались эти  кровли из отдельных крупноразмерных элементов (ковров), изготовленных на заводе в Италии и поставляемых на стройплощадку в сложенном виде. Площадь такого ковра достигала 1000 . Как правило, в большинстве стран РКГЭМ производят специализированные фирмы - дочерние предприятия крупных резиновых концернов или фирмы, производящие РТИ и шины.

К первой группе относятся  фирмы «Гудьир-Руфинг-Системс», «Файерстоун  Билдинг Продактс», «Карлайл Синтек Системе» (США); ко второй группе - «Феникс  АГ», «Ширлинг АГ» (Германия), «Бриджстоун» (Япония); «Оптимит» (Чехия); «Жискоза» (Испания).

С начала 90-х годов в  России развивается производство РКГЭМ  на основе бутилкаучука а затем и  на основе СКЭПТ на заводах резинотехнических изделий в г. Москве, Уфе, Казани, Иванове, Астрахани, Ярославле. Эти материалы применялись в большинстве случаев для ремонта рубероидных кровель.

В 1997 г. ФПГ «Нефтехимпром» (Москва) организовал применение РКГЭМ  на основе СКЭПТ марки «Кромел» с  поставкой комплектующих материалов (приклеивающих мастик, шовных клеев, клейких лент и герметиков).

Одновременно специализированная организация «Максим Инжиниринг», разрабатывает проектную документацию, представляет технологические карты  по устройству или ремонту кровель  и гидроизоляции с использованием РКГЭМ «Кромел».

Востребованность однослойных рулонных кровельных материалов на основе малонасыщенных эластомеров, особенно в России, объясняется требованиями, предъявляемыми к материалам кровельных покрытий в условиях нашего климата. От материала, как правило, требуют: высокой стойкости к ультрафиолетовому излучению, озону, воде, а так же прочности, способности к деформации и эластическому восстановлению, устойчивости к температурам от -50 до + 100°С. Поэтому, учитывая все требования, для устройства мягкой кровли все чаще применяют резиновые материалы в качестве основы которых используется бутилкаучук (БК), этиленпропиленовые каучуки (СКЭПТ), хлорсульфированный полиэтилен (ХСПЭ), хлоропреновые, полиуретановые, силиконовые и тиоколовые эластомеры.

Рулонные кровельные и гидроизоляционные эластомерные материалы (РКГЭМ) на основе БК и СКЭПТ  применяются для устройства гидроизоляции  фундаментов, виадуков, автомагистральных  и железнодорожных тоннелей, сооружений метрополитенов, при строительстве гидротехнических сооружений они используются для устройства противофильтрационных экранов плотин и оросительных каналов, водопроводов, резервуаров для воды.

В коммунальном хозяйстве  и природоохранных сооружениях  РКГЭМ на основе БК и СКЭПТ используются при постройке отстойников для биологической очистки сточных вод, хранилищ жидких промышленных отходов (хвостов), захоронений твердых промышленных отходов, в сельском хозяйстве для гидроизоляции хранилищ жидкого навоза, водоемов для накопления воды, идущей на орошение, противопожарных прудов.

На сегодняшний день доля эластомеров  в рулонных кровельных материалах достигла следующих показателей: в США - 40%, в Японии и Италии - 30%, во Франции - 20%. Только на рынке США 80 фирм предлагают более 100 видов рулонных эластомерных материалов - на основе СКЭПТ, поливинилхлорида, ХСПЭ, полихлоропрена, хлорированного полиэтилена.