Результаты применения нанотехнологий в строительстве и при производстве строительных материалов.
doc-версия doc-English version
В настоящем докладе приводятся данные по эффективному применению нанотехнологий и нанообъектов в области строительных материалов и строительства, полученные за последние 10-12 лет.
В своих работах мы использовали 3 типа нанообъектов:
Наноизмельчённые порошки специальных химикатов с размером частиц после наноизмельчения от 100 до 500 нм;
Водные дисперсии сополимеров, модифицированные спецдобавками (антипирены, антисептики, антифризы и т.д.), с размером диспергированных частиц от 60 до 300 нм;
Модифицирующие химикаты (жидкие) с размером частиц от 2 до 8 нм – высокомолекулярные пластификаторы поливинилхлорида и сополимеров винилхлорида, пластификаторы – антипирены, водорастворимые антипирены, жидкие термостабилизаторы поливинилхлорида.
I. Наноизмельченные порошкообразные химикаты.
Для наноизмельчения порошкообразных химикатов использовали специальные струйные наноизмельчители, обеспечивающие скорость разгона исходных частиц до 300-350 м/сек. Наноизмельчению подвергали несколько порошкообразных химикатов – антипиренов и антисептиков, но учитывая временные рамки доклада я остановлюсь только на одном, широко используемом минеральном антипирене – детоксиканте с фирменным названием «Алгид»
«АЛГИД»
МИНЕРАЛЬНЫЙ НЕТОКСИЧНЫЙ АНТИПИРЕН ДЛЯ ЛИГНОПОЛИМЕРНЫХ И ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ ТУ 2386-007-00249567-94
Нетоксичный минеральный антипирен на основе гидроксидов металлов для лигноматериалов, поливинилхлорида и сополимеров-винилхлорида, синтетических каучуков, поливинилацетата и сополимеров винилацетата,
Наибольший эффект повышения огнестойкости полимерных материалов достигается при совместном применении состава «АЛГИД» с жидкими и твердыми фосфор- и фосфор -хлорсодержащими пластификаторами и некоторыми типами хлорированных соединений. Например, использование «АЛГИДа» в промазных ПВХ-материалах (трубная винилискожа) совместно с фосфор хлорсодержащим пластификатором-антипиреном типа «АННАФОС» и с добавками борсодержащего антисептика-антипирена типа «БОРАНС», позволило получить материал с кислородным индексом 32-33. Аналогичное значение кислородного индекса было получено при создании трудногорючего ПВХ линолеума для железнодорожного транспорта, в составе которого «АЛГИД» применяется совместно с жидкими - и твердыми фосфорсодержащими пластификаторами-антипиренами.
Особенно важно отметить, что в указанных композициях и материалах «АЛГИД» применяли вместо токсичной, дефицитной для российских потребителей и дорогостоящей трехокиси сурьмы. Таким образом, промышленное применение «АЛГИДа» при производстве огнестойких полимерных материалов решает важную экологическую проблему - ликвидации загрязнений производственных помещений и окружающей среды токсичной пылью трехокиси сурьмы. «АЛГИД» марки «В» влажностью 8-14%, «АЛГИД» марки «БВ» влажностью 1%.
Технические характеристики:
Внешний вид Белый порошок без запаха
Плотность, г/см2 2,42
Массовая доля фракций менее 200 нм.,%, не менее 80
Удельная поверхность, м2/г, не менее 14
Массовая доля влаги, %, не более 1,0
Потери массы при прокаливании (1100 °С), % 34,0-34,8
рН водной суспензии, (10 %) 9-10,5
Массовая доля оксида железа, %, не более 0,06
.jpg)
.jpg)
.jpg)
.jpg)
Изучения процессов наноизмельчения Алгида и других минеральных химикатов показало, что серьезные трудности возникают из-за пыления наноизмельченных объектов. Такие же трудности возникают при практическом использовании наноизмельченных порошков в технологических процессах. Поскольку нас всегда интересует не только экспериментальное, принципиальное решение, но и реальный практический выход в технологии, были исследованы возможности «мокрого» и «полусухого измельчения». Если химикат планировалось использовать в водных системах – вододисперсионные краски и клеи, пропиточные составы, водные растворы полимеров – то наноизмельчение производили в водной среде – водные пасты или порошки, смоченные водой. Если химикат нужно использовать в гидрофобной композиции, то наноизмельчение проводили в среде жидкого компонента, например, в среде пластификатора, используемого при переработке ПВХ-композиций.
Конкретно наноизмельченный Алгид был использован при разработке и изготовлении трудногорючего, морозостойкого, погодостойкого рулонного материала «Кронас» на основе ПВХ, пластифицированного пластификатором – антипиреном «Аннафос»
«КРОНАС»
НОВЫЙ ТРУДНОГОРЮЧИЙ,
АТМОСФЕРОСТОЙКИЙ КРОВЕЛЬНЫЙ МАТЕРИАЛ
С целью обеспечения строительства легким и долговечным кровельным материалом, был разработан состав и технология производства трудногорючего и атмосферостойкого рулонного кровельного материала на основе пластифицированного поливинилхлорида и специального полимерного модификатора. При создании материала КРОНАС были использованы эффективные антипирены, включая новый пластификатор- антипирен Аннафос-3 и измельченный до нано размеров минеральный антипирен Алгид. Для предотвращения старения материала была разработана система светостабилизаторов и УФ - абсорберов. Особо важной частью разработки явилось использование полимерного модификатора, который обеспечил материалу необычное сочетание полезных эксплуатационных свойств – высокую разрывную прочность (до 11 МПа) и одновременно высокую пластичность, эластичность и морозостойкость. Достигнутое сочетание свойств, позволило избежать применение армирующей стеклосетки, что выгодно отличает материал КРОНАС от зарубежных аналогов, как с экономической точки зрения, так и с точки зрения удобоукладываемости. Параллельно с материалом КРОНАС была разработана клеящая мастика Реколл для высококачественного приклеивания материала КРОНАС к бетонным и деревянным основаниям, причем была достигнута прочность при перпендикулярном отрыве от 0,6 до 1,0 МПа.
Технические характеристики «Кронас»:
|
Условная прочность, МПа
|
от 7,5 до 9,5
|
|
Относительное удлинение при разрыве,%
|
от 320 до 380
|
|
Гибкости на испытательном брусе с закруглением R=5мм, при температуре -450С
|
Отсутствие трещин
|
|
Группа горючести по ГОСТ 30244-94
|
от Г1 до Г2
в зависимости от концентрации антипиренов
|
Нано-Алгид вместе с наноизмельчённым антисептиком «Боранс» и пластификатором – антипиреном «Аннафос» были также успешно использованы при разработке и промышленном выпуске трудногорючего, антистатического, грибостойкого линолеума на основе ПВХ - «Судалин» (предназначен для морских и речных судов).
«БОРАНС»
АНТИСЕПТИК – АНТИПИРЕН – АНТИСТАТИК
ДЛЯ ПОЛИМЕРНЫХ И ДРЕВЕСНЫХ МАТЕРИАЛОВ
ТУ 249-004-31585841-95
«БОРАНС» представляет собой белый порошкообразный продукт, без запаха, малотоксичен, 4 класс опасности.
Основное предназначение «Боранса» - защита древесных материалов от образования грибка при хранении и транспортировке. По антигрибковой активности «Боранс» относится к микостатическим препаратам, т.е. не допускает развитие грибковых колоний на древесине. Перед обработкой древесины «Боранс» растворяют в теплой воде при соотношении вода/«Боранс» = 9:1. Наибольший эффект антисептировании пиломатериалов достигается тогда, когда материал обрабатывают раствором «Боранса» сразу же после изготовления методом окунания или распыления. Если антисептированные раствором «Боранса» материалы не подвергаются прямому воздействию дождя, то антисептирующие действия «Боранса» сохраняются неопределенно долгое время, т.к. «Боранс» не возгоняется и не испаряется.
Пропитка поверхностного слоя древесины «Борансом» не мешает последующей сушке и механической обработке древесины, а также не влияет на внешний вид и цвет натуральной древесины.
Поставляется Боранс в полипропиленовых мешках с полиэтиленовым вкладышем развесом по 20 кг.
«Боранс» был также успешно применен для противогрибковой защиты полимерных кровельных материалов, трубной винилискожи, линолеумов на тканевой основе. В этих материалах «Боранс» проявил себя не только как антисептик, но и как антипирен
Технические характеристики:
|
Внешний вид
|
Белый порошок или паста
|
|
Насыпная плотность, г/см3
|
0,7-0,8
|
|
Растворимость в воде при 20 оС, г на 100 г раствора, не менее
|
10
|
|
Показатель концентрации водородных ионов – рН 1% водного раствора
|
8,8-9,0
|
УСТАНОВКА ДЛЯ АНТИСЕПТИРОВАНИЯ СОСТАВОМ БОРАНС
Установка для антисептирования Т240П проходного типа предназначена для обработки оцилиндрованного бревна, бруса жидкими антисептиками с целью пропитки и зашиты древесины на время транспортировки, хранения и строительства.
Антисептик 10%-водный раствор БОРАНС.
Особенности:
- Установка мобильная, не требует фундамента, имеет незначительные габариты и легко встраивается в технологическую цепочку;
- В процессе обработки изделия пропитываются со всех сторон равномерно методом равномерного нанесения на поверхность (ГОСТ 20022.693) насосом повышенного давления и специальными форсунками;
- Антисептик в процессе пропитки непрерывно циркулирует в установке, проходя через сетку и фильтр очистки.
Технические характеристики:
|
Максимальный диаметр бревна, мм
|
240
|
|
Максимальная ширина пиломатериала, мм
|
220
|
|
Привод подачи изделий - после станка типа «Термит» бревна идут за счет привода «Термита», в остальных ручной привод; Объем бака, литров
|
100
|
|
Потребляемая мощность, кВт
|
0,2
|
|
Ориентировочная стоимость установки, тыс.рублей
|
70-90
|
«АННАФОС»
ФОСФОРХЛОРСОДЕРЖАЩИЙ ПЛАСТИФИКАТОР-АИТИПИРЕН ДЛЯ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ ПОНИЖЕННОЙ ГОРЮЧЕСТИ
Фосфорхлорсодержащий пластификатор-антипирен «АННАФОС» разработан и применяется и композициях на основе поливинилхлорида, сополимеров винилхлорида. гомо- и сополимеров винилацетата, полярных синтетических каучуков с целью получения огнестойких материалов с кислородным индексом не ниже 30. «АННАФОС» представляет собой низковязкую слабо желтую морозостойкую жидкость со слабым запахом. По токсичности относится к 3-му классу опасности. Максимальный эффект по огнестойкости материалов достигается при использовании «АННАФОСа» совместно с минеральным антипиреном «АЛГИД» в наполненных полимерных композициях. «АННАФОС» обладает высоким пластифицирующим действием по отношению к вышеупомянутым полимерам и сополимерам. Например, при создании композиции для трудногорючей винилискожи, получаемой промазным способом, удалось полностью исключить из состава композиции горючий диоктилифталат, а в композициях на основе водных дисперсий поливиницелата - исключить применение дибутилфталата.
Ввиду низкой собственной летучести и высокой совместимости с полярными полимерами, «АННАФОС» не выделяется в воздух помещений из соответствующих материалов в диапазоне температур 20-40 °С.
Технические характеристики:
1. Внешний вид: Прозрачная слабо желтая маслянистая жидкость
Цветность, ед. Хазена, не более 85
Плотность при 20 °С, кг/м3 1263-1281
Вязкость динамическая при 20 °С, ПА' С 0,062-0,068
Кислотное число, мг KQH, не более 0,065
Температура вспышки, ?С, не ниже 225
Массовая доля воды, %, не более 0,10
Массовая доля летучих, %, не более 0,25
Для достижения наилучших результатов при использовании в полимерных композициях пластификатора-антипирена «АННАФОС» разработчики имеют возможность оказать потребителям эффективное содействие в корректировки состава композиций трудно горючих материалов.
.jpg)
.jpg)
.jpg)
.jpg)
.jpg)
.jpg)
.jpg)
.jpg)
.jpg)
Наноизмельченный (в водной среде) Алгид был успешно использован при разработке и промышленном выпуске грунтовки детоксицирующей и огнезащитной «Василол», успешно используемой в настоящее время в больших масштабах для обработки материалов и конструкций выделяющих формальдегид и фенол, а также выполняющей функции эффективной огнезащиты древесно-плитных материалов – средство 1-й группы огнезащитной эффективности по ГОСТ……….
«ВАСИЛОЛ»
ГРУНТОВКА,
СВЯЗЫВАЮЩЯЯ ФОРМАЛЬДЕГИД, ФЕНОЛ И МЕТАНОЛ
ТУ 5272-012-00249567-95
Разработана и апробирована на предприятиях композиция ВАСИЛОЛ, изготавливаемая в виде детоксицирующей грунтовки, предназначенная для обработки внутренних поверхностей помещений, отделанных материалами, выделяющими ФОРМАЛЬДЕГИД, МЕТАНОЛ и ФЕНОЛ (ДСП, ДВП, минераловатные утеплители, пенофенопласты и т.п.).
Применение грунтовки ВАСИЛОЛ» позволяет полностью предотвратить выделение в воздух помещений паров фенола и паров формальдегида.
Защитно-детоксицирующие свойства грунтовки «ВАСИЛОЛ» сочетаются с возможностью декоративной отделки поверхностей. После высыхания грунтовки на нее могут наноситься любые краски или приклеиваться любые иные материалы.
Покрытия, образуемые составами типа «ВАСИЛОЛ», не горят, не разрушаются при действии пламени, по огнезащитной эффективности относятся к 1 группе (средства обеспечивают получение трудносгораемой древесины).
Грунтовка «ВАСИЛОЛ» изготовляются в виде пасты, стабильной при хранении. Нанесение грунтовки «ВАСИЛОЛ» на поверхности может осуществляться при помощи кисты и валика.
Грунтовка «ВАСИЛОЛ» нетоксична, взрыво-пожаробезопасна, не оказывают воздействия на кожу. Рабочие инструменты после использования промывают теплой водой.
Поставка грунтовки «ВАСИЛОЛ» осуществляется в пластмассовых емкостях массой НЕТТО от 3 до 50 кг.
.jpg)
.jpg)
.jpg)
Успешно использован нано Алгид (вместе с пластификатором – антипиреном Аннафос) в составе трудногорючего, коксующегося при действии пламени клея «Тетраколл-Кокс».
Важно отметить, что во всех вышеперечисленных материалах и составах эффективность нано-Алгида (размер частиц 100-300нм) возрастала в 3-4 раза по сравнению с Алгидом с размером частиц 5-10 мкм (5000-10000 нм). Аналогичные эффекты наблюдались и для других порошкообразных химикатов специального назначения.
II. Водные дисперсии сополимеров с наноразмерами диспергированных частиц (60-300нм).
Водные дисперсии акриловых сополимеров, сополимеров винилхлорида и винилацетата были успешно использованы для поверхностной пропитки строительных материалов, имеющих на поверхности и в массе развитую систему микропор диаметром от 1 до 9 мкм (1000-9000 нм): материалы на основе древесины, изделия из железобетона, кирпич, гипсокартонные плиты и другие материалы на основе гипса (например, древесно-гипсовые плиты), все виды древесно-плитных материалов, шифер и другие. Водные дисперсии сополимеров, образующие трудногорючие плёнки (размер частиц 300 нм), были успешно использованы для глубокой пропитки древесины методом вакуум-давление с целью получения твердого, износостойкого, трудногорючего, водостойкого паркета на основе заготовок из березы и бука. Водные дисперсии модифицированных акриловых сополимеров были использованы для покрытия алюминиевой фольги и алюминиевых листов, в т.ч. окрашенные водные дисперсии (размер частиц 60 нм).
Основой для разработки вододисперсионных составов различного назначения была технология модификации этих дисперсий с целью придания необходимых (заданных) свойств соответствующим композициям и плёнкам, образующимся после испарения воды: морозостойкость, гидрофобность, прочность клеевого шва, трудногорючие свойства, грибостойкость, антистатические свойства и т.д.
Для модификации использовали прежде всего собственные химикаты, созданные специалистами ЭкРусХим: Аннафос, Диафос, Оксистат, Боранс и другие, а также известные промышленные химикаты. Эффективно использовались также смеси водных дисперсий сополимеров, в которых основную водную дисперсию модифицировали другой дисперсией с целью придания необходимых свойств.
Среду наиболее важных разработок следует отметить промышленно производимые вододисперсионные составы «Вупрекс» (обработка наружных поверхностей) и Вуприн (обработка внутренних поверхностей), краску «Докас» для окраски шифера (выиграла 2 международных конкурса), дерева, кирпича, бетона и других наружных поверхностей, в том числе оцинкованных стальных листов.
На основе водной дисперсии сополимера винилацетата с добавками пластификатора – антипирена Аннафос и антипирена Диафос-Р-50 разработан и внедрен в производство нетоксичный, трудногорючий (Г-1), не распространяющий пламени по поверхности подкровельный материал мембранного типа «Сабруфол».
«ВУПРИН»
ДЕКОРАТИВНО-АНТИСЕПТИРУЮЩИЙ ОГНЕЗАЩИТНЫЙ СОСТАВ
ДЛЯ ОБРАБОТКИ ДРЕВЕСНЫХ МАТЕРИАЛОВ И КОНСТРУКЦИЙ
(ВНУТРИ ПОМЕЩЕНИЙ)
ТУ 2241-004-31585841-97
Гигиенический сертификат № 69.1.4.224.П.458.4.00. от 12.04.2000 г.
Долговечный эффективный малотоксичный взрыво- пожаробезопасный водно-дисперсионный состав для одновременного антисептирования и огнезащиты деревянных деталей и конструкций внутри помещений, зданий и сооружений.
Состав «ВУПРИН» обладает хорошими антисептическими и огнезащитными свойствами, технологичен в применении. Обеспечивает необходимую глубину пропитки, образует полуглянцевую прозрачную пленку на обрабатываемой поверхности.
Состав «ВУПРИН» может наноситься на обрабатываемую поверхность кистью, валиком, а также краскораспылителем. Ориентировочный расход при двух- трехслойном покрытии составляет 120-150 г/м2 обрабатываемой поверхности.
Рекомендуемый температурный интервал при проведении работ от +15 до +20˚C. Время сушки каждого слоя при минимальной рабочей температуре – не более 40 мин. Трехкратная обработка деревянных деталей и конструкций составом «ВУПРИН» обеспечивает защиту от грибка и огнезащиту в течение всего срока эксплуатации здания или сооружения. Состав «ВУПРИН» может быть тонирован концентратами красителей.
По степени воздействия на организм человека состав «ВУПРИН» относится к 4 классу опасности (малоопасным веществам по ГОСТ 12.1.007).
По огнезащитным свойствам в соответствии с ГОСТ 16363-78 состав «ВУПРИН» обеспечивает получение трудно сгораемой древесины (группа 1, при трехкратной обработке) с потерей массы не более 9% по заключению специализированной лаборатории ВИАМ.
Технические характеристики:
|
Внешний вид
Сухой остаток, %, не менее
Плотность, кг/дм3 (кг/л), не менее
Вязкость по ВЗ-4, сек, не менее
Морозостойкость, циклы, не менее
Время высыхания до «степени 3» при 20˚C, час, не более
Внешний вид покрытия после высыхания
Продолжительность антисептирующего и огнезащитного действия (долговечность покрытия), лет, не менее
|
|
Непрозрачная жидкость светло бежевого или кремового цвета
45
1,15
15
5
1
Прозрачная полуматовая пленка
30
|
Огнезащитные и антигрибковые свойства состава «ВУПРИН» характеризуются следующими показателями.
Результаты определения огнезащитных свойств состава «ВУПРИН» на образцах древесины размером 30х30х150 мм
|
Номер
образца
|
Марка
защитного покрытия
|
Способ огнезащитной отделки
|
Потеря массы образца
|
Группа
огнезащитной эффективности
|
|
г
|
%
|
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
|
1
|
«ВУПРИН»
|
Внешняя обработка кисточкой, 3-х слойное покрытие с промежуточной сушкой слоев в течение 1,5 часов
|
2,62
|
4,0
|
1
|
|
2
|
4,08
|
6,2
|
1
|
|
3
|
4,00
|
6,3
|
1
|
|
4
|
1,98
|
3,1
|
1
|
|
5
|
1,79
|
2,9
|
1
|
|
6
|
2,29
|
3,6
|
1
|
Оценка биостойкости образцов древесины обработанных защитно-антисептирующим составом «ВУПРИН».
|
Материал
|
Грибостойкость по ГОСТ 9.050-75 в баллах
|
|
метод А
|
метод Б
|
|
«ВУПРИН»
|
0
|
5
|
Состав «ВУПРИН» обладает грибостойкими свойствами.
Санитарно-химические исследования образцов древесины, обработанных составом «ВУПРИН» показали, что из этих образцов в воздух не выделяется практически никаких вредных веществ (фенол – не обнаружен, формальдегид – не обнаружен, винилхлорид или метанол – не обнаружен).
Одориметрические исследования древесины покрытой составом «ВУПРИН» показали, что образцы древесины практически не имеют запаха (интенсивность запаха – 1 балл, т.е. минимальная).
Таким образом, защитно-антисептирующий состав для древесины «ВУПРИН» удовлетворяет самым строгим экологическим требованиям по применению в жилых помещениях
«ВУПРЕКС»
ДЕКОРАТИВНО-АНТИСЕПТИРУЮЩИЙ СОСТАВ ДЛЯ ОБРАБОТКИ НАРУЖНЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ ДРЕВЕСНЫХ МАТЕРИАЛОВ И КОНСТРУКЦИЙ
ТУ 2241-006-31585841-97
Гигиенический сертификат №69.ТЦ.04.224.П.0116.Б.98 от 28.01.98 г.
Декоративно-антисептирующий состав «ВУПРЕКС» изготавливается на основе водной дисперсии светостойкого полимера и содержит водо-нерастворимый нетоксичный антисептик и добавки, обеспечивающие морозостойкость.
Состав «ВУПРЕКС» взрыво- и пожаробезопасен, нетоксичен для человека при применении и эксплуатации.
Состав легко наносится на древесину с помощью ручного и пневматического малярного инструмента, пропитывает поверхностный слой древесины и одновременно образует прозрачную защитную пленку и тонирует древесину.
Расход состава «ВУПРЕКС» 120-150 г/м2 поверхности при двухслойном покрытии. Время сушки состава при нормальных условиях (температура +20 оС, влажность 60%) составляет не более 40 мин для каждого слоя. При покрытии старой древесины она предварительно очищается от грибка составом «МИКАУТ», который обесцвечивает древесину. Необходимо также очистить поверхность от старой краски и других загрязнений.
Технические характеристики:
|
Внешний вид
Сухой остаток, %, не менее
Плотность, кг/дм3 (кг/л), не менее
Вязкость по ВЗ-4, сек, не менее
Морозостойкость, циклы, не менее
Время высыхания до «степени 3» при 20 оС, час, не более
Внешний вид покрытия после высыхания
Продолжительность антисептирующего и огнезащитного действия(долговечность покрытия), лет, не менее
|
Непрозрачная жидкость светло-сиреневого цвета.
50
1,05
15
5
1
Прозрачная полуглянцевая пленка, проявляющая текстуру древесины.
10
|
Обладая антигрибковыми свойствами, гидрофобностью и декоративными качествами, состав «ВУПРЕКС» надежно защищает покрытую поверхность древесины от старения и гниения.
Более подробное описание – см. «Инструкцию по полной защитно-декоративной обработке древесины…».
.jpg)
.jpg)
.jpg)
.jpg)
«САБРУФОЛ»
Трудногорючий подкровельный материал на основе плотной стеклоткани и пропитки водной дисперсией трудногорючего сополимера.
Сабруфол разработан в рамках большого комплекса работ по созданию полного комплекта экологически безопасных материалов для деревянного домостроения. Анализ мирового рынка подкровельных материалов показал отсутствие подкровельных материалов, которые удовлетворяют 5-ти принципам экологической безопасности.
Технические характеристики подкровельного материала «Сабруфол»:
|
Внешний вид
|
Рулонный материал розового цвета
|
|
Плотность, г/м2
|
200-230
|
|
Ширина, мм
|
1000
|
|
Водоупорность, мм вод.столба, не менее
|
1000
|
|
Грибостойкость,баллы,по 6-бальной шкале,не более
|
2
|
|
Группа горючести
|
Г-2
|
По экологической безопасности САБРУФОЛ превосходит все, что есть сейчас на рынке: не выделяет никаких вредных веществ, не поддерживает горения, грибостойкий.
Рекомендуется САБРУФОЛ приклеивать на основания нетоксичным клеем ТЕТРАКОЛЛ-КОКС, потому что любой пробой подкровельного материала приводит рано или поздно к проникновению воды.
С использованием водной дисперсии гидрофобного сополимера с размером дисперсионных частиц 60 нм, была создана система «кровля без кровельных материалов» - «Дисперлей» (Dysperlay) для железобетонных перекрытий крыш промышленных и жилых зданий. В соответствии с этой системой наружные поверхности железобетонных перекрытий шлифуются, очищаются от пыли, стыки между панелями герметизируются морозостойким герметиком и затем очищенные плиты пропитываются специальным пропиточным составом «Импрегнер» . После высыхания этого состава плиты обрабатыали грунтовочным составом «Акрогрунт», а после его высыхания 2 раза обрабатывали финишным составом – краской Докас. В результате получали полностью водонепронизаемый верхний слой железобетонной плиты толщиной 0,5-1,0 мм (в зависимости от пористости бетона).
Что же касается утепления железобетонного перекрытия крыши, то оно осуществляется изнутри, а не снаружи. Внутренняя поверхность железобетонного перекрытия обрабатывается клеем Тетраколл-Кокс и на него приклеивается теплоизоляционный, теплоотражающий рулонный материал «Теплен», изготовленный из стеклохолста иглопробивного толщиной 12 мм и дублированного с алюминиевой фольгой.
«ТЕПЛЕН»
РУЛОННЫЙ ТЕПЛОЗВУКОИЗОЛЯЦИОННЫЙ МАТЕРИАЛ НА ОСНОВЕ УЛЬТРАТОНКОГО СТЕКЛОВОЛОКНАДУБЛИРОВАННЫЙ С МЕТАЛЛИЗИРОВАННОЙ ПЛЕНКОЙ ДЛЯ ГИДРОПАРОИЗОЛЯЦИИ
Нетоксичный рулонный материал, предназначенный для теплоизоляции основных паркетных покрытий, тепло звукоизоляции межэтажных перекрытий, стенных перегородок и т.д. Основой материала является нетканый стеклохолст, изготовленный из ультратонкого стекловолокна и дублированный с металлизированной пленкой (для гидро-пароизоляции).
Технические характеристики:
|
Толщина, мм
Длина в рулоне, м
Ширина, мм
Плотность, кг/м3
Теплопроводность при температуре 250С, Вт/(м·К), не более
Индекс снижения уровня ударного шума (при толщине «ТЕПЛЕНА» 10 мм), усл. ед., не менее
Коэффициент звукопоглощения на частоте 2000 Гц, не менее
|
5-12
20-27
1000-1150
200
0,04
25
0,4
|
«ТЕПЛЕН» относится к классу эффективных звукоизоляционных прокладочных материалов по ГОСТ Р23499-79, что обеспечивает звукоизоляцию ударного шума во всех без исключения категориях домов при использовании, прежде всего как прокладочного материала под паркет или чистовой деревянный пол, а также для тепло-шумоизоляции перегородок и перекрытий. Исключительно эффективно применение «Теплена» в качестве нетоксичной теплоизоляции в банях и саунах. «Теплен» не выделяет никаких летучих веществ, обеспечивая высокий гигиенический комфорт и теплоотражение.
Сравнительные характеристики различных видов утеплителей с теплоизоляционным материалом «ТЕПЛЕН»
для обеспечения сопротивления теплопередаче R=1,2 м2 ×оС/Вт, при Dt=40 оС
(tн= - 20оС, tв= + 20оС)
|
Материал
|
Требуемая толщина
|
|
1. ТЕПЛЕН
|
5 мм
|
|
2. Кирпич глиняный
|
672 мм(2,5 кирпича)
|
|
3. Кирпич силикатный
|
840 мм(3,5 кирпича)
|
|
4. Керамзитобетон
|
490 мм
|
|
5. Газопенобетон
|
384 мм
|
|
6. Минеральные маты
|
67 мм
|
|
7. Плиты минераловатные
|
>>77 мм
|
|
8. Пенополистирол
|
46 мм
|
Такая конструкция кровли несет сразу несколько преимуществ:
Снижение себестоимости гидроизоляции крышного перекрытия в 3-4 раза
Многократно снижаются расходы по ремонту кровли
В 10 раз снижается нагрузка на крышное перекрытие из помещения.
Полностью исключается диффузия паров воды в железобетонное перекрытие
Теплоизоляция крышного перекрытия Тепленом не требует ремонта в течение неопределенно долгого срока эксплуатации, в то время как наружное утепление часто повреждается.
Ниже приводится схема гидрофобизации и утепления крышного перекрытия системы «Дисперлей».
.jpg)
УСТРОЙСТВО ВЕРХНЕГО СЛОЯ КРОВЛИ
система «ДИСПЕРЛЕЙ»
Суть системы «ДИСПЕРЛЕЙ» («защитный слой» или «планарная» технология защиты бетонов) состоит в использовании тела самого железобетонного перекрытия для создания на его поверхности гидроизоляционного слоя с очень высокой механической прочностью и морозостойкостью вместо традиционных кровельных материалов.
Для этого используется вододисперсионный трудногорючий сополимер с наноразмерами частиц, меньших, чем диаметр пор в бетоне. Более того, вводя в эту дисперсию определенные добавки, можно добиться глубокого проникновения дисперсии в поры железобетонной плиты кровельного перекрытия и высокой морозостойкости образующейся полимерной пленки. Этот состав называется пропиточным.
Затем наносится слой вододисперсионного сополимера, выполняющего роль грунтовочного состава и на поверхности бетона образуется полимерная пленка. Главная цель – закрыть все поры в бетоне и обеспечить плотное сцепление финишного состава с поверхностью бетона. После закрытия пор этот состав образует на поверхности бетона вполне прочную морозостойкую пленку.
А дальше этот полимерный слой покрывается дважды финишным покрытием - морозостойкой, погодостойкой, антисептированной вододисперсионной краской ДОКАС, которая обеспечивает полное предотвращение какого-либо проникновения влаги в тело бетона.
В итоге получается гидрофобный и гидроизоляционный слой. При этом не требуется никакого кровельного материала. Причем обработки поддаются все неровности и изгибы крыши. Там, где имеются стыки между панелями кровельного перекрытия – их предварительно герметизируют. Герметиков сейчас имеется достаточное количество, в т.ч. отечественных – морозостойких и долговечных.
Кровельным водонепроницаемым материалом становится пропитанный и обработанный верхний слой бетона, а общий вес (в сухом виде) полимерных компонентов составляет 210г/м2 кровли.
Полимер не только делает слой бетона водонепроницаемым, но и укрепляет его. И ничего страшного не произойдет, если даже его ударить ломом, т.к. поры бетона пропитались сополимером. Поры закрыты, лом в поры не проникнет, место скола прогревается феном и обрабатывается грунтовочным составом, а затем финишной краской.
Раз в 7 лет обновил краску ДОКАС в один слой, и она снова служит.
Причем гидроизоляционное покрытие, которое формируется на внешней части ж/б перекрытия, по массе (состава, который уже отвердел в порах бетона и образовал на поверхности) составляет около 210 г/м2, что очень мало по сравнению с любым известным сегодня кровельным покрытием, у которых масса начинается от 2,5 кг/м2, т.е. отличается на порядок, как минимум.
Состав – ВУПРИН и краска – ДОКАС, которые промышленно производятся на предприятии «ЭкРусХим» («Экологически чистая Русская Химия») (см. www.ecrushim.ru).
Очень перспективный материал получен при реализации программы замены лаков для деревянных полов с токсичными органическими растворителями на водные лаки. Используя модифицированные смеси водных дисперсий сополимеров с размерами частиц 60 нм и размерами 300 нм, в том числе дисперсию трудногорючего сополимера, удалось создать и наладить производство лака «Ледор», не выделяющего вредных веществ, трудногорючего и стойкого к истиранию. Здесь уместно отметить еще одну важную особенность лаков для деревянных полов на основе водных нанодисперсий сополимеров. В противоположность лакам с растворителями, водные нанодисперсные лаки, прежде всего, заполняют поры древесины, а затем уже образуют поверхностный лаковый слой. Благодаря этому при истирании поверхностного лакового слоя грязь уже не впитывается в поры древесины, а остается на поверхности. Поэтому перед обновлением лакового слоя деревянный пол не нужно циклевать(!), а достаточно промыть протертую часть пола, высушить и новь нанести нанодисперсионный лак. Фирменное название разработанного лака «Ледор».
«ЛЕДОР»
ВОДОДИСПЕРСИОННЫЙ, НЕТОКСИЧНЫЙ, ВЗРЫВОПОЖАРО-БЕЗОПАСНЫЙ, ОДНОКОМПОНЕНТНЫЙ ЛАК ДЛЯ ПАРКЕТА И ДЕРЕВЯННЫХ ПОЛОВ
Создание нетоксичного паркетного лака «ЛЕДОР» было вызвано необходимостью прекратить отравление населения высокотоксичными паркетными лаками на органических растворителях, широко используемых в России.
Основой нетоксичного вододисперсионного лака «ЛЕДОР» являются высоко качественные акриловые дисперсии, которые в присутствии специальных добавок прекрасно смачивают и пропитывают поверхность паркета, а после высыхания образуют высокопрозрачный износостойкий слой. Лак практически не пахнет, при нанесении и эксплуатации не выделяет вредных веществ, не электризуется (т.к. в его состав вводится эффективный антистатик) и придает паркету приятный вид.
Технические характеристики:
Внешний вид исходного лака Молочно белая жидкость
Внешний вид лаковой пленки Прозрачная полуглянцевая пленка
Сухой остаток, %, не менее 45
Плотность, при 20"С (г/см3), не менее 1,05
Вязкость по ВЗ-4, сек, не менее 50
Морозостойкость, циклы, не менее 5
рН композиции' 8-9
Время высыхания одного слоя при 20°С, мин, не более 60
Нанесение лака «ЛЕДОР» на очищенные, отшлифованные покрытия осуществляется при помощи кисти или валика. Рекомендуется нанесение на паркет 3-х ...4-х слоев лака «ЛЕДОР», при чем каждый последующий слой наносится только тогда, когда предыдущий слой высох, что легко определяется по достижению полной прозрачности и исчезновению молочно-белых разводов. При 3-х разовом нанесении расход лака «ЛЕДОР» составляет 180-210 г/м2. Если исходный лак загустел, его разбавляют небольшим количеством воды.
Гигиенические исследования лака «ЛЕДОР» и образцов паркета покрытого этим лаком показали его полную безвредность. В процессе покрытия лаком «ЛЕДОР» не ощущается запаха при нормальных температурно-влажностных условиях. Лак относительно быстро сохнет (не более 1час на 1 слой при 20°С, влажности 60% и воздухообмене 1 объем помещения/час). Предпочтительный способ нанесения лака «ЛЕДОР» - при помощи кисти, рекомендуемое число слоев – 3-4.
III. Химикаты с наноразмерами частиц.
Среди разработанных нами химикатов с наноразмерами частиц следует отметить прежде всего водный раствор Диафос-Р-50 с концентрацией фосфорсодержащего антипирена 50%. В состав Диафоса-Р-50 входит также антисептик. Ниже приводятся технические характеристики Диафоса-Р-50.
«ДИАФОС-Р-50»
Новый эффективный нетоксичный, нелетучий органоминеральный, реакционно-способный антипирен для древесины, тканей, эковаты и древесного волокна.
Органоминеральный антипирен “ДИАФОС” разработан для повышения эффективности противопожарной обработки деревянных конструкций, тканей, эковаты, древесного волокна. «Диафос-Р-50» экологически чистый малотоксичный материал (IVкласс опасности), при обработке и сушке пропитанных изделий и тканей не выделяет вредных летучих веществ. При обработке деревянных изделий водными растворами «ДИАФОСа» с добавками, обеспечивается группа горючести Г-1. При пропитке гидрофильных тканей повышение кислородного индекса до 50.
Исключительной особенностью «ДИАФОСа» является его способность взаимодействовать с формальдегидом с образованием реакционно-способных олигомеров, а также вступать в реакцию сополимеризации с карбамидо- и фенолформальдегидными смолами с образованием полимерного водо-нерастворимого антипирена. Помимо функций антипирена «Диафос-Р-50» выполняет функции антисептика.
Выпускная товарная форма – водный раствор с концентрацией основного вещества 50 %.
Технические характеристики:
|
Внешний вид
Массовая доля основного вещества, % масс
Плотность при 20 оС, г/см3
Группа огнезащитной эффективности
рН 10 % водного раствора.
Вязкость по ВЗ-4, сек, не менее
|
прозрачный водный раствор
50
1, 245
1
6-7
12
|
На практике, для снижения горючести материалов, Диафос-Р-50 используется как в чистом идее, так и в составе различных композиций (Вупрекс, Вуприн, Ледор и другие). Разбавленные водные растворы Диафоса-Р-50 с различными добавками используются для снижения горючести деревянных материалов и конструкций, тканей, в том числе синтетических, бумаги, древесного волокна, теплоизоляционных материалов на основе льна, мебельного поролона и т.д. Основные особенности Диафса-Р-50:
Эффективность антипиренного действия сохраняется неопределенно-долгое время после обработки материала
В процессе эксплуатации обработанного материала Диафос-Р-50 не выделяет никаких вредных веществ.
После пропитки материал (древесина, ткани и т.д.) не меняют внешнего вида, так как после испарения воды Диафос-Р-50 образует в порах материала прозрачные нано и микрокристаллы, имеющие высокую механическую прочность и плохо растворимые в воде. В процессе исследований выяснился необычный факт: разбавление Диафоса –Р-50 водой сначала ведет к усилению эффективности его действия как антипирена, несмотря на снижение его количества на единицу объема или поверхности материла (установлено на примере огнезащитной обработки Эковаты). Так, разбавление Диафоса-Р-50 водой в соответствии 1/1 привело к усилению огнезащитного эффекта, а разбавление ½ дало тот же эффект, что и концентрированный исходный Диафос-Р-50.
На нижеприведенных фотографиях представлены результаты определения размеров молекулярных ассоциатов в разбавленных растворах Диафоса-Р-50.
.jpg)
.jpg)
.jpg)
В завершение необходимо отметить ещё одно очень важное свойство Диафоса-Р-50: в смесях с карбмидо-формальдегидными смолами он выполняет роль отвердителя, а в составе древесно-плитных материалов он выполняет роль антипирена и нейтрализатора свободного формальдегида. В сочетании с минеральным антипиреном «Алгид удалось получить трудногорючие образцы с убывающим во времени содержанием формальдегида в массе плиты.
При разработке трудногорючих материалов на основе пластифицированного поливинилхлорида были разработаны составы и технологии производства жидкого пластификатора – антипирена Аннафос-3 и пастообразного пластификатора – антипирена Аннафоса-4. Сравнение эффективности действия этих пластификаторов – антипиренов с общеизвестным пластификатором – антипиреном – трикрезилфосфатом показало, что в составе ПВХ- линолеума и кровельного ПВХ- материала Кронас, введение Аннафоса- 3 (вместе с Алгидом) обеспечивает эффект снижения горючести в 2,5-3 раза эффективнее, чем трикрезилфосфат (потеря массы образцов после вынесения из пламени 3-4% против 10-11% образцов с трикрезилфосфатом).
Введение в состав образцов равных массовых долей Аннафоса-4 (при прочих одинаковых компонентах) обеспечило снижения потери массы образцов после вынесения из пламени на уровне 0,25-0,4%, что ранее никем и никогда не достигалось.
Помимо этого, ПВХ – материалы, имеющие в составе Аннафос-3 и Аннафос-4, при горении выделяют очень мало дыма, в то время как трикрезилфосфат, введенный в состав ПВХ – материалов, при горении вызывает очень сильное дымообразование и в России не проходят по показателю дымообразования «Д».
В настоящее время Аннафос-3 выпускается в промышленном масштабе, а Аннафос-4 в виде опытных партий по заказам.
К разработанным нами нано-химикатам относятся также высокотермостабильный антистатик для полимерных материалов «Оксистат» и пастообразный термостабилизатор для поливинилхлорида «Рустаб-П», но в настоящем докладе подробно останавливаться на их свойствах не позволяет время.
«ЧЕПЛАР»
КРОВЕЛЬНЫЙ МАТЕРИАЛ ДЛЯ НАКЛОННЫХ КРЫШ
Одна из острейших проблем современности – использование отработанных и не подлежащих восстановлению автомобильных шин. При ее решении удалось разработать такую рецептуру производства уникального материала, при которой используются отходы автомобильных покрышек (резиновая мука) и отходы полиэтилена (пленки, канистры, дробленка и т.д.), авведение в состав композиции антипиренов – сделали его трудногорючим. Этот материал получил название – «ЧЕПЛАР» от слов «ЧЕрепица ПЛАстиково-Резиновая».
Материал «ЧЕПЛАР» заимствует устойчивость автошин к атмосферным и климатическим воздействиям, которая обусловлена следующими факторами:
-
Сажа, входящая в состав автомобильной резины, является мощным поглотителем ультрафиолетового излучения, обеспечивая стойкость к солнечному свету.
-
Упругость вулканизованной резины позволяет ей хорошо переносить температурные колебания.
-
Наличие антиоксидантов предотвращает старение под действием кислорода воздуха.
При создании композиции при производстве «» были использованы следующие нано-компоненты:
1. Минеральный антипирен «АЛГИД» (100 нм);
2. Пластификатор-антипирен «АННАФОС-3» (9 нм);
3. Полимерный антипирен (9-11 нм).
Благодаря использованию системы из 3-х вышеуказанных антипиренов впервые в мировой практике удалось получить трудногорючий материал из композиции, основой которой является смесь резиновой муки из отработанных автошин и вторичного полиэтилена: материал на распространяет пламени и при действии открытого пламени не образует капель, а при выносе из пламени сразу затухает (время самостоятельного горения равно 0 сек).
Мальцев Вадим Васильевич, доктор химических наук, академик РАЕН, главный эколог деревянного домостроения, научно –технический директор.
.jpg)