Рулонный кровельный материал

 

Изобретение относится к области строительных кровельных материалов. Рулонный кровельный материал выполнен из композиции на основе суспензионного поливинилхлорида, содержащей мел, смесь диоктилфталата и фосфатного пластификатора, диоксид титана, стеарат кальция, стеарат свинца, стабилизатор марки BAC-S-20. Технической задачей является разработка состава кровельного материала, обладающего совокупностью улучшенных основных эксплуатационных характеристик, в частности высокой прочностью и низким водопоглощением.

Изобретение относится к области строительных кровельных рулонных материалов.

Известна полимерная композиция, включающая поливинилхлорид, фталатный пластификатор, хлорпарафин, смесь диоксановых спиртов и их высококипящих эфиров с числом гидроксильных групп 23-36%, металлсодержащий стабилизатор, стеариновую кислоту, мел, поверхностно-активное вещество, двуокись титана, диоксид кремния, шлак известковый самораспадающийся от выплавки феррованадия и полимерную добавку при следующем соотношении компонентов, мас.ч.: Поливинилхлорид - 100 Фталатный пластификатор - 2550 Хлорпарафин - 515 Смесь диоксановых спиртов и их высококипящих эфиров с числом гидроксильных групп 23-36% - 1525 Металлсодержащий стабилизатор - 13 Стеариновая кислота - 0,51,0 Мел - 2880 Диоксид кремния - 0,52,5 Шлак известковый самораспадающийся от выплавки феррованадия - 340
Двуокись титана - 1020
Полимерная добавка - 515
Поверхностно-активное вещество - 0,52,5
(патент РФ 2130039, МКИ C 08 L 27/06, 1999 г.).

Известная композиция, предназначенная для получения пленочных материалов и искусственной кожи, обладает повышенной сыпучестью, повышенной степенью изменения белизны и пониженным термослипанием.

Недостатками композиции являются ее сложный многокомпонентный состав. Кроме того, использование композиции для получения кровельного материала затруднено вследствие ее низкой прочности, которая обусловлена наличием в ее известкового шлака.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению является кровельный рулонный материал, выполненный из композиции, включающей поливинилхлорид, бутадиеновые каучуки СКД-1 или СКН-26, резиновый порошок на основе бутадиен-нитрильных каучуков СКН-26 и СКН-40, диоктилфталат и модифицирующие добавки - хлорпарафин, канифоль и жидкий бутадиен-нитрильный каучук СКН-26-1А, при следующем соотношении компонентов, мас.ч.: поливинилхлорид 51,054,0; каучук СКД-1 или СКН-26 1,53,5; резиновый порошок 25,027,0; диоктилфталат 9,510,5; хлорпарафин 8,511,5; канифоль 2,32,8; жидкий каучук СКН-26-1А 3,06,0 (патент РФ 2100387, МКИ C 08 L 27/06, 1997 г.). Кровельный материал обладает повышенной эластичностью и морозостойкостью.

К недостаткам известного материала относятся его недостаточная условная прочность при растяжении (в продольном направлении), которая равна 7,5-8,3 МПа, высокое водопоглощение, которое составляет 2,9-3,2%.

Таким образом, перед авторами стояла задача разработать состав кровельного материала, обладающего совокупностью улучшенных основных эксплуатационных характеристик, в частности высокой прочностью и низким водопоглощением.

Поставленная задача решена в предлагаемом рулонном кровельном материале, выполненном из композиции, содержащей поливинилхлорид, смесь пластификаторов, одним из компонентов которой является диоктилфталат, и наполнитель, в котором в качестве поливинилхлорида композиция включает суспензионный поливинилхлорид, в качестве наполнителя мел, в качестве смеси пластификаторов смесь диоктилфталата и фосфатного пластификатора при их массовом соотношении, равном 1: 0,71,3; а дополнительно содержит диоксид титана, стеарат кальция, стеарат свинца, стабилизатор марки BAC-S-20, при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:
Поливинилхлорид - 51,0 - 54,0
Смесь диоктилфталата и фосфатного пластификатора - 30,0 - 35,0
Мел - 7,0 - 11,0
Диоксид титана - 2,5 - 3,5
Стеарат кальция - 0,3 - 0,4
Стеарат свинца - 0,8 - 0,9
Стабилизатор марки BAC-S-20 - 0,2 - 0,3
В настоящее время из патентной и научно-технической литературы не известен кровельный рулонный материал, который бы характеризовался качественной и количественной совокупностью заявляемых компонентов.

Пластификатор является одним из основных компонентов, входящих в состав кровельного материала, от которого зависит качество и стабильность эксплуатационных характеристик. Как правило, в составе композиции используют смесевые пластификаторы, например в известном кровельном материале использован пластификатор, который является смесью диоктилфталата и хлорпарафина. Наличие хлорпарафина является нежелательным, поскольку не обеспечивает экологическую надежность и стабильность свойств при эксплуатации. В результате исследований, проведенных авторами, установлено, что предпочтительным с точки зрения увеличения деформационно-прочностных характеристик, а также уменьшения коэффициента водопроницаемости является пластификатор, который является смесью диоктилфталата и фосфатного пластификатора, при этом существенным для достижения технического результата является соотношение в смеси указанных пластификаторов. Так, при соотношении меньше чем 1:0,7 наблюдается увеличение коэффициента проницаемости по отношению к парам воды, снижение деформационно-прочностных характеристик и огнестойкости материала. При соотношении в пластифицирующей смеси больше чем 1:1,3 наблюдается ухудшение упругих свойств материала. Содержание смеси пластификаторов в материале обусловлено следующими причинами. Содержание больше чем 35,0 мас.ч. ведет к снижению условной прочности. Содержание меньше чем 30,0 мас.ч. ведет к снижению относительного удлинения при разрыве. Содержание мела, который использован в качестве наполнителя, объясняется следующим: при содержании мела больше чем 11,0 мас.ч. наблюдается увеличение истираемости и уменьшение срока службы материала. Содержание мела меньше чем 7,0 мас.ч. не влияет на эксплуатационные характеристики материала, но увеличивает его себестоимость. Диоксид титана используют для повышения атмосферостойкости, удлинения срока эксплуатации материала, при этом при содержании диоксида титана меньше чем 2,5 мас. ч. наблюдается снижение атмосферостойкости, содержание больше чем 3,5 мас. ч. не влияет на эксплуатационные характеристики материала, но увеличивает его себестоимость. Стабилизаторы - стеарат кальция, стеарат свинца и стабилизатор марки BAC-S-20 обеспечивают термостабильность, при этом при содержании стабилизаторов в композиции меньше чем 0,3, 0,8 и 0,2 мас.ч. соответственно наблюдается снижение термостабильности смеси компонентов, что приводит к ухудшению технологического процесса получения материала, при содержании стабилизаторов больше чем 0,4, 0,9 и 0,3 соответственно наблюдается явление плейтинга, то есть выпотевание стабилизаторов на поверхность материала.

Предлагаемый кровельный материал может быть получен следующим образом. Для получения материала используют поливинилхлорид суспензионный марки С 7058М или С 7059М (ГОСТ 14332); диоктилфталат (ДОФ) (ГОСТ 8728); пластификатор фосфатный - ди-(2-этилгексил)-фенилфосфат (ДАФФ) (ТУ-6-06-241-92); мел природный обогащенный марки ММС-2 (ГОСТ 12085); диоксид титана марки ДТР-1 (ТУ 1715-441-057853880-97); стеарат кальция технический (ТУ 6-14-722-76); свинец стеариновокислый 2-основный (ТУ 6-09-3928-75); стабилизатор ВАС-S-20, представляющий собой Ba-Cd-термо- и светостабилизатор (импортный). Приготовление композиции полимерного полотна осуществляют в смесителе СГУ-800. Взвешенные в соответствии с заявленными пределами диоксид титана, мел, смола ПВХ, стабилизатор, включающий стеарат кальция, 2-основный стеарат свинца и стабилизатор ВАС-S-20, засыпают в смеситель, в который предварительно загружают диоктилфталат и фосфатный пластификатор в пределах заявляемого соотношения, затем производят перемешивание всей композиции в течение 40-50 мин при температуре 30-40^oС. Подготовленную смесь выгружают в смесительные вальцы, домешивают, листуют на листовальных вальцах и формуют в полотно на 3-валковом каландре, а затем наматывают в рулоны. Образцы, полученные из материала, подвергают испытанию. Коэффициент водонепроницаемости определяют в соответствии с ГОСТом 2678, водопоглощение в течение 24 часов в % по массе - по ГОСТу 2678, деформационно-прочностные характеристики определяют с использованием соответствующих ГОСТов, а именно условную прочность (ГОСТ 2678), относительное удлинение при разрыве (ГОСТ 2678), гибкость на испытательном брусе (ГОСТ 2678).

Предлагаемое техническое решение иллюстрируется следующими примерами:
Пример 1. Берут 263 кг смолы поливинилхлорида (ПВХ) суспензионного марки С 7058М (ГОСТ 14332); 36,1 кг мела природного обогащенного марки ММС-2 (ГОСТ 12085); 12,9 кг диоксида титана марки ДТР-1 (ТУ 1715-441-057853880-97); 1,5 кг стеарата кальция технического (ТУ 6-14-722-76); 4,1 кг свинца стеариновокислого 2-основного (ТУ 6-09-3928-75); 1,0 кг стабилизатора ВАС-S-20. Вышеуказанные количества диоксида титана, мела, смолы ПВХ, стеарата кальция, 2-основного стеарата свинца, стабилизатора ВАС-S-20 засыпают в смеситель СГУ-800, в который предварительно загружают 154,7 кг смеси диоктилфталата ДОФ (ГОСТ 8728) и пластификатора фосфатного ДАФФ (ТУ-6-06-241-92) при их соотношении в смеси, равном 1:0,7; затем производят перемешивание всей композиции в течение 40 мин при 40^oС. Подготовленную смесь выгружают в смесительные вальцы, домешивают, листуют на листовальных вальцах и формуют в полотно на 3-валковом каландре, а затем наматывают в рулоны. Получают рулонный кровельный материал, обладающий следующими характеристиками: условная прочность при растяжении (в продольном направлении), МПа, - 16,0; относительное удлинение при разрыве, %, - 200; изменение линейных размеров при нагревании, %, - 1,2; водопоглощение в течение 24 ч, % по массе, - 0,6; гибкость на испытательном брусе с закругленным радиусом (50,2) мм при температуре не выше минус 30^oС - отсутствие трещин; водонепроницаемость при давлении 0,15 МПа в течение 60 мин - нет признаков проникания воды.

Пример 2. Берут 278 кг смолы поливинилхлорида (ПВХ) суспензионного марки С 7058М (ГОСТ 14332); 56,6 кг мела природного обогащенного марки ММС-2 (ГОСТ 12085); 18,0 кг диоксида титана марки ДТР-1 (ТУ 1715-441-057853880-97); 2,1 кг стеарата кальция технического (ТУ 6-14-722-76); 4,6 кг свинца стеариновокислого 2-основного (ТУ 6-09-3928-75); 1,5 кг стабилизатора ВАС-S-20. Вышеуказанные количества диоксида титана, мела, смолы ПВХ, стеарата кальция, 2-основного стеарата свинца, стабилизатора ВАС-S-20 засыпают в смеситель СГУ-800, в который предварительно загружают 180,2 кг смеси диоктилфталата ДОФ (ГОСТ 8728) и пластификатора фосфатного ДАФФ (ТУ-6-06-241-92) при их соотношении в смеси, равном 1:1,3; затем производят перемешивание всей композиции в течение 50 мин при 30^oС. Подготовленную смесь выгружают в смесительные вальцы, домешивают, листуют на листовальных вальцах и формуют в полотно на 3-валковом каландре, а затем наматывают в рулоны. Получают рулонный кровельный материал, обладающий следующими характеристиками: условная прочность при растяжении (в продольном направлении), МПа, - 15,1; относительное удлинение при разрыве, %, - 240; изменение линейных размеров при нагревании, %, - 0,8; водопоглощение в течение 24 ч, % по массе, - 0,8; гибкость на испытательном брусе с закругленньм радиусом (50,2) мм при температуре не выше минус 30^oС - отсутствие трещин; водонепроницаемость при давлении 0,15 МПа в течение 60 мин - нет признаков проникания воды.

Таким образом, предлагаемое техническое решение позволяет получить рулонный кровельный материал, обладающий улучшенными эксплуатационными характеристиками. Так, он превосходит известный материал, указанный в качестве прототипа, по прочностным характеристикам, обладает пониженным водопоглощением, а также более стабильными свойствами и экологической надежностью в процессе эксплуатации за счет уменьшения процесса миграции пластификаторов в воздушную и водную среды.

Пример 3. Берут 263 кг смолы поливинилхлорида (ПВХ) суспензионного марки С 7058М (ГОСТ 14332); 36,1 кг мела природного обогащенного марки ММС-2 (ГОСТ 12085); 12,9 кг диоксида титана марки ДТР-1 (ТУ 1715-441-057853880-97); 1,5 кг стеарата кальция технического (ТУ 6-14-722-76); 4,1 кг свинца стеариновокислого 2-основного (ТУ 6-09-3928-75); 1,0 кг стабилизатора ВАС-S-20. Вышеуказанные количества диоксида титана, мела, смолы ПВХ, стеарата кальция, 2-основного стеарата свинца, стабилизатора ВАС-S-20, засыпают в смеситель СГУ-800, в который предварительно загружают 154,7 кг смеси диоктилфталата ДОФ (ГОСТ 8728) и пластификатора фосфатного марки В-М, представляющего собой смесь полных эфиров ортофосфорной кислоты и фенольного сырья с добавкой возвратных алкилфенолов (ТУ-6-06-199-91) при их соотношении в смеси, равном 1: 0,7; затем производят перемешивание всей композиции в течение 40 мин при 40^oС. Подготовленную смесь выгружают в смесительные вальцы, домешивают, листуют на листовальных вальцах и формуют в полотно на 3-валковом каландре, а затем наматывают в рулоны. Получают рулонный кровельный материал, обладающий следующими характеристиками: условная прочность при растяжении (в продольном направлении), МПа, - 16,4; относительное удлинение при разрыве, %, - 220; изменение линейных размеров при нагревании, %, - 1,0; водопоглощение в течение 24 ч, % по массе, - 0,6; гибкость на испытательном брусе с закругленным радиусом (50,2) мм при температуре не выше минус 30^oС - отсутствие трещин; водонепроницаемость при давлении 0,15 МПа в течение 60 мин - нет признаков проникания воды.

Пример 4. Берут 263 кг смолы поливинилхлорида (ПВХ) суспензионного марки С 7058М (ГОСТ 14332); 36,1 кг мела природного обогащенного марки ММС-2 (ГОСТ 12085); 12,9 кг диоксида титана марки ДТР-1 (ТУ 1715-441-057853880-97); 1,5 кг стеарата кальция технического (ТУ 6-14-722-76); 4,1 кг свинца стеариновокислого 2-основного (ТУ 6-09-3928-75); 1,0 кг стабилизатора ВАС-S-20. Вышеуказанные количества диоксида титана, мела, смолы ПВХ, стеарата кальция, 2-основного стеарата свинца, стабилизатора ВАС-S-20 засыпают в смеситель СГУ-800, в который предварительно загружают 154,7 кг смеси диоктилфталата ДОФ (ГОСТ 8728) и пластификатора фосфатного ДФИБФФ - дифенил-пара-трет-бутилфенилфосфат - полный эфир ортофосфорной кислоты, п-трет-бутилфенола и фенола (ТУ-6-06-241-92) при их соотношении в смеси, равном 1:0,7; затем производят перемешивание всей композиции в течение 40 мин при 40^oС. Подготовленную смесь выгружают в смесительные вальцы, домешивают, листуют на листовальных вальцах и формуют в полотно на 3-валковом каландре, а затем наматывают в рулоны. Получают рулонный кровельный материал, обладающий следующими характеристиками: условная прочность при растяжении (в продольном направлении), МПа, - 15,7; относительное удлинение при разрыве, %, - 200; изменение линейных размеров при нагревании, %, - 1,2; водопоглощение в течение 24 ч, % по массе, - 0,8; гибкость на испытательном брусе с закругленным радиусом (50,2) мм при температуре не выше минус 30^oС - отсутствие трещин; водонепроницаемость при давлении 0,15 МПа в течение 60 мин - нет признаков проникания воды.

Формула изобретения

Рулонный кровельный материал, выполненный из композиции, содержащей поливинилхлорид, смесь пластификаторов, одним из компонентов которой является диоктилфталат, и наполнитель, отличающийся тем, что в качестве поливинилхлорида композиция включает суспензионный поливинилхлорид, в качестве наполнителя - мел, в качестве смеси пластификаторов - смесь диоктилфталата и фосфатного пластификатора при их массовом соотношении, равном 1:0,71,3, и дополнительно содержит диоксид титана, стеарат кальция, стеарат свинца, стабилизатор марки BAC-S-20 при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

Поливинилхлорид 51,0-54,0

Смесь диоктилфталата и фосфатного пластификатора 30,0-35,0

Мел 7,0-11,0

Диоксид титана 2,5-3,5

Стеарат кальция 0,3-0,4

Стеарат свинца 0,8-0,9

Стабилизатор марки BAC-S-20 0,2-0,3