Результат интеллектуальной деятельности: КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ПРОПИТКИ БЕТОННЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ

Изобретение относится к химии полимеров, в частности к водорастворимым пропитывающим композициям, используемым для пропитки бетонных поверхностей.

Известна водорастворимая система на основе эпоксидных смол (ЭС), включающая аддукты ЭС с многофункциональными кислотами и отвердитель, который представляет собой аддукт эпоксидной смолы и кислот: неорганических и органических (производных от фосфора или от серы в смеси с блокированными изоцианатами) (патент RU 2518123, МПК C08G 59/14 (2006.01), C08G 59/18 (2006.01), C09D 163/00 (2006.01)).

Недостатком данной композиции является многостадийный процесс ее приготовления и применения, а также сложность нанесения состава на поверхность незатвердевшего бетона.

Известна водорастворимая эпоксидная композиция, содержащая продукт взаимодействия смеси циклоалифатической или алифатической смолы с ароматической эпоксидной смолой, воду, а в качестве отвердителя - аддукт смеси аминов со смесью циклоалифатической или алифатической смолы с ароматической эпоксидной смолой, а также наполнитель, пигмент, технологические добавки (патент RU 2365608, МПК C09D 163/00 (2006.01), C09D 5/02 (2006.01), C08G 59/50 (2006.01)).

Недостатком данной композиции является отсутствие сырьевой базы циклоалифатических (УП-632) и резорциновых эпоксидных смол, выпускаемых ранее эпизодически (по заказам предприятий) до 1990-1995 гг., выпуск которых затем был прекращен, а также сложность приготовления состава.

Наиболее близкой является композиция, используемая в способе устройства бетонных полов с пропиткой бетона (патент RU 927786, МПК C04B 41/28 (2000.01)). Композиция содержит 42-55%-ные водные растворы эпоксидной диметилгидантоиновой смолы с аминофенольными отвердителями (АФ-2 - продукт конденсации формальдегида, фенола и этилендиамина, УП-583Д - продукт конденсации формальдегида, фенола и диэтилентриамина и УП-606/2 - трис(диметиламинометил)фенол), масс. %:

Недостатком данной композиции является хрупкость, невысокая прочность и износостойкость пропитанных бетонных поверхностей.

Целью заявляемого технического решения является увеличение прочности и износостойкости пропитанных бетонных поверхностей.

Технический результат заключается в повышении эластичности отвержденного полимера, прочности и износостойкости пропитанных заявляемой композицией бетонных поверхностей.

Технический результат достигается тем, что в композиции, включающей водный раствор эпоксидной диметилгидантоиновой смолы и аминофенольный отвердитель, согласно изобретению, она дополнительно содержит модификаторы в виде 10%-ного раствора хлорсульфированного полиэтилена и 10%-ного раствора нефтеполимерной смолы в активном разбавителе эпоксидных смол УП-616, при следующем соотношении, масс. %:

Технический результат достигается также тем, что композиция дополнительно содержит железоокисный пигмент в количестве 5-8 масс. %.

Для получения композиции использовали эпоксидную смолу СЭГ-6 на основе 5,5-диметилгидантоина с массовой долей эпоксидных групп 25% (ТУ 2225-014-58949915-2007).

В качестве модификаторов - 10%-ный раствор хлорсульфированного полиэтилена (ХСПЭ) марки ХСПЭ-МК (ТУ 2211-063-56856807-05, ООО «Скоропусковский Синтез») в активном разбавителе эпоксидных смол УП-616 (ТУ 2225-555-00203521-99) и 10%-ный раствор нефтеполимерной смолы (НПС) марки Quintone C200S (Zeon Corporation, Япония, ТУ 2451-089-05766801-99) в том же активном разбавителе.

В качестве отвердителя эпоксидной смолы СЭГ-6 использовали алкилфенольный отвердитель - диэтилентриаминометилфенол УП-583Д (ТУ 24.1-04681296.032-2003), предназначенный для отверждения эпоксидных смол при температуре окружающей среды, в том числе при пониженных температурах в условиях повышенной влажности и под водой. Модификатор НПС одновременно является отверждающим агентом ХСПЭ.

В качестве общего растворителя использовали воду питьевую СанПиН 2.1.4.1074.

В качестве добавки в композиции применен железоокисный пигмент (отход цеха литья сталей Тульского металлургического комбината).

Композицию для пропитки бетонных поверхностей готовили следующим образом. В эпоксидную диметилгидантоиновую смолу СЭГ-6 для уменьшения ее вязкости, увеличения жизнеспособности композиции, а также с целью ее удешевления ввели в качестве растворителя воду и тщательно перемешали.

Параллельно приготовили модификаторы: 10%-ный раствор ХСПЭ в активном разбавителе для эпоксидных смол марки УП-616 (раствор №1) путем предварительного набухания гранул хлорсульфированного полиэтилена в течение 5 часов при температуре +25°C и их полного растворения в течение 20 минут при t=70-80°C. Одновременно готовили 10%-ный раствор НПС в том же активном разбавителе УП-616 (раствор №2) в течение 4 часов при t=30-40°C. Полученные растворы модификаторов последовательно добавляли в смесь эпоксидной смолы и воды (СЭГ-6 + вода), сначала раствор №1, потом раствор №2, а затем, непрерывно перемешивая, можно добавить пигмент.

Отвердитель вводят в композицию непосредственно перед применением. После окончательного перемешивания (в течение 3-5 минут) композицию с помощью кисти, валика или распылителя наносили на поверхность материала (бетона) и отверждали при температуре окружающей среды (в течение 24 часов).

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

Композиция 1.

В 100 г СЭГ-6 добавляли 10 масс. % воды, 10 масс. % 10%-ного раствора ХСПЭ в УП-616 и 12 масс. % 10%-ного раствора НПС в УП-616 и перемешивали в течение 15 минут. Далее в полученную композицию постепенно (в 3-4 приема) добавляли 5 масс. % железоокисный пигмент.

Непосредственно перед применением в эпоксидную композицию вводят 20 масс. % аминофенольного отвердителя УП-583Д, наносят на бетонную поверхность и отверждают в течение 24 часов при температуре 20-30°C.

Компонентный состав и свойства композиций представлены в таблицах 1 и 2.

Композиции 2, 3, 4 готовят аналогично композиции 1 при соотношении компонентов, указанных в таблице 1.

Жизнеспособность композиций определяли по обрыву нити, предел прочности при растяжении (σ_р) и относительное удлинение при разрыве (ε_р) определяли по ГОСТ 18299-72, адгезию к образцам цементно-песчаного раствора (ЦПР) и различных марок бетона ГОСТ 26633-2012 «Бетоны тяжелые и мелкозернистые. Технические условия» (В25, В40) - по ГОСТ 32299-2013, истираемость - на круге истирания типа ЛКИ-2 после 196 циклов, водопоглощение - по ГОСТ 21513-76.

Стойкость отвержденных покрытий к воздействию воды на образцы цементно-песчаного раствора и бетонов марки В25 и В40 (таблица 2) определяли следующим образом. После окончательного отверждения композиций (спустя 24 часа) образцы выдерживали в течение 28 сут и 100 сут в воде. Периодически образцы подвергали визуальному осмотру и взвешиванию (Δm, %).

Представленные в таблицах 1, 2 и 3 данные свидетельствуют о том, что модификация водорастворимой эпоксидной диметилгидантоиновой смолы СЭГ-6 растворами полимеров (ХСПЭ, НПС) в активном разбавителе эпоксидных смол обеспечивает более высокую жизнеспособность композиций, прочность (σ_р), стойкость к воздействию воды (Δm), меньшую хрупкость (ε_р) и истираемость пропитанных бетонных поверхностей.

Водорастворимая эпоксидная диметилгидантоиновая смола за счет наличия в составе воды имеет достаточно высокую проникающую способность, легко проникает в поры бетона, обеспечивая транспортирование других компонентов композиции, в том числе модификаторов композиции (ХСПЭ и НПС). Введение в состав композиции растворов модификаторов в активном разбавителе эпоксидных смол УП-616 позволяет увеличить глубину пропитки бетона, а также адгезионную прочность композиции к бетону.

Изобретение позволяет уменьшить хрупкость, увеличить прочность и износостойкость пропитанных бетонных покрытий.