Битумно полимерная эмульсия на водной основе

На сегодняшний день модным термином "жидкая резина" пользуются многие фирмы, чтобы "протолкнуть" различные гидроизоляционные материалы, которые, подчас, к жидкой резине не относятся. Например, акрил-полимерные и полиуретановые гидроизоляционные мастики.

С некоторой долей условности можно причислить к жидкой резине однокомпонентные битумно-полимерные мастики на водной основе. Как никак – тоже жидкие, тоже на водной основе и тоже битумно-полимерные. Тем не менее, в классическом понимании "жидкая резина" – это термин для обозначения двухкомпонентной битумно-полимерной эмульсии. Соответственно, чтобы назвать какой-то материал жидкой резиной, он должен быть, не только "жидким", но еще и на основе битума. Если точнее, то на основе битумно-полимерной эмульсии.

Что такое битумно полимерная эмульсия, чем она отличается от битумной эмульсии, каким образом и зачем из битума получают битумно-полимерную эмульсию, вкратце описано на этой странице сайта b2bb2c.ru.

Для начала, – рекомендую прочитать об истории битума для гидроизоляции в "народном хозяйстве".

Человечество давно и успешно использует природный битум для гидроизоляции и строительства. Но запасов природного битума на Земле мало. Поэтому люди научились получать битум из нефти. Но "искусственный битум" – это вовсе не текучая субстанция. А для гидроизоляции и строительства битум должен быть жидким.

Жидкий битум – это битумная эмульсия

Итак, необходимо, чтобы твердый (пусть даже слегка пластичный) битум оказался в бочках, находился там в жидком и холодном состоянии, и в нужный для нас момент в течении нескольких секунд, из жидкого состояния трансформировался в резиновую мембрану с особыми свойствами.

Чтобы понять, почему такое возможно, рассмотрим, каким образом производится сырьё для гидроизоляции жидкой резиной.

Битумная (битумно полимерная) эмульсия - битум жидкий

Уже упоминалось, что "жидкая резина" – это битумно полимерная эмульсия. Разберемся, что это, и каким образом получается.

Известно 3 основных способа, как сделать битум жидким.

  • «Горячий способ» – это разогрев до температуры 100-200 град.С. Прочитайте специальную статью на сайте www.b2bb2c.ru, чтобы узнать больше о жидкой гидроизоляции разогретым битумом
  • Разжижение до жидкого состояния растворителями, например, уайт-спиритом. Этот способ также зачастую требует нагрева, но до меньших температур, чем «горячий способ». Себестоимость «жидкого битума» по этой технологии вырастает на стоимость использованного растворителя. Причем, после нанесения битумной гидроизоляции весь использованный растворитель более не нужен, – он должен испариться. Соответственно требуется время. Помимо прочего, имеет место загрязнение окружающей среды, повышенная пожароопасность и взрывоопасность при производстве работ. Возможно образование пор и пузырьков по поверхности гидроизоляционной мембраны.
  • Эмульгирование битума в воде. Именно по этой технологии производится жидкая резина (флексигум, рапидфлекс, водипрен, технопрок, жидкая резина профикс, gpspraykote, мастика 33, жидкая резина славянка, Premium Liquid Rubber, жидкая резина ватергам, ультрамаст и прочие). О технологии диспергирования и эмульгирования битума в воде, о том, как производится жидкая резина, – изложено ниже.

Производство битумно-полимерной эмульсии

Сначала опишем процесс диспергирования, а затем перейдем к эмульгированию.

Производство битумной эмульсии – это битум, диспергированный в воде

Итак, для производства жидкой резины, для перевода битума в жидкое состояние применяется ДИСПЕРГИРОВАНИЕ битума в воде, т.е. приготовление из битума водной дисперсии. Такое возможно только на специальном стационарном оборудовании, на заводе. Т.е. получить жидкую резину на стройплощадке, на объекте, – не получится.

В большинстве случаев для диспергирования битума используется коллоидная мельница. В коллоидной мельнице горячий битум (разогревают, чтобы битум стал жидким) вместе с водой проходит между вращающимся ротором (это может быть и конус, и диск) и неподвижным статором. На поверхности ротора и статора имеются пазы и зубцы, задача которых – увеличить турбуленность в зазоре, через который проходит горячий битум и вода.

В результате, на выходе коллоидной мельницы горячий битум распределяется в виде мельчайших капель в воде. В зависимости от параметров мельницы (зазора м/у статором и ротором, скорости вращения), капли битума могут быть от 1 до 10 микрон (от 0,001 до 0,01 мм). По сути, это даже не капли, а микрочастицы твердого битума, "твердость" которых – весьма относительна из-за микроскопических размеров самих частиц.

Полученная дисперсная система, в которой одна из жидкостей (битум) распределена в виде мелких капель в другой жидкости (вода) и есть – битумная эмульсия. Такие системы классифицируются, как "эмульсия масла в воде" или иначе – прямая битумная эмульсия.

Прямая битумная эмульсия - эмульсия масла в воде

В идеале все частички должны быть одинакового размера. Но такого на практике не бывает. Поэтому допускается определенный разброс. Но при этом, чем меньше частички битума, тем качественнее и однороднее готовый продукт. Чем больше маленьких частиц, относительно крупных, – тем лучше.

Чем меньше частички битума, тем больше может быть их содержание в единице объема эмульсии. Идеальным считается 65-67%, но бывают эмульсии, где содержание битумных частиц – не более 30%. Это, скажем так, – нехорошо для жидкой резины и жидкой гидроизоляции. А 70% содержания битум в эмульсии – это уже верхний предел.

Если битумных частиц более 70%, то объем эмульсии не в состоянии вместить такое число капель битума без их деформации. Тогда частички битума начнут слипаться и будут образовываться капли воды, со всех сторон изолированные битумом.

Обратная битумная эмульсия - эмульсия масла в воде

Иными словами получится эмульсия воды в битуме или инвертная эмульсия или обратная эмульсия. Такая эмульсия излишне вязкая (по консистенции это уже не вода, не жидкость), распылить ее сложно. В такой "перевернутой" эмульсии вода является уже не дисперсной средой, а дисперсной фазой, а битум, наоборот, из дисперсной фазы превращается в дисперсную среду. При производстве жидкой резины такое не допустимо.

Итак, малое и большое содержание битумных частиц в водной среде – недопустимо. Для жидкой резины требуется получить прямую "эмульсию битума в воде", где содержание частиц битума в объеме, порядка 65…67%. Тогда эмульсия будет достаточно жидкая, чтобы обеспечить технологичность нанесения и относительно быстрый отвод воды (испарение и впитывание в основание). Малый размер частиц (не более 2…4мкм) позволит получить однородную пленку после того, как эмульсия будет распылены на поверхности.

Модификация битума латексами

Битум диспергировали в воде и получили битумную эмульсию. Затем битумную эмульсию распылили (чтобы сделать гидроизоляцию), сформировалась бесшовная битумная пленка – водонепроницаемая мембрана. Но это покрытие будет обладать теми же свойствами, что и покрытие, полученное при нагреве и розливе обычного битума, со всеми присущими такому материалу недостатками (хрупкость при отрицательных температурах, текучесть при высоких температурах, разрушение под воздействием УФ-излучений, плохая адгезия и т.д. и т.п.

Но жидкая резина, как заявляют продавцы сырья для бесшовной гидроизоляции, лишена перечисленных выше "прелестей". Так ли это? По большей части – так (хотя есть нюансы, о которых умалчивают). Для этого жидкий битум при диспергировании дополнительно модифицируют водным раствором полимера, попросту говоря – смешивают с латексом.

Модификация битума полимерами позволяет придать битуму (а следовательно и тому покрытию, которое будет получено из битума при распылении эмульсии на поверхность) специфические свойства. Для наглядности рассмотрим пример.

Имеется кусок нефтяного битума. Разогрели, стал жидким, разлили на плоскость с антиадгезионной смазкой. Остыл. Образовалась битумная пленка, например, толщиной 4мм. Пленку сняли, взяли в руки и потянули. Что произойдет? Порвется, даже при небольшом усилии.

Теперь тот же кусок нефтяного битума разогрели, диспергировали и модифицировали латексом, получили битумно-полимерную эмульсию, которую распылили на поверхность с антиадгезионным покрытием. Причем, более тонким слоем, так, что после испарения воды получилась пленка толщиной 2мм. Снимаем "сухую резину" с основания и тянем – … она не рвется, свободно растягивается, отпускаем – возвращает свою форму.

Почему? Потому, что в отличие от 1-го эксперимента это уже не битумная мембрана, а битумно-полимерное покрытие. Все свойства битума сохранились но помимо того, битум перенял физико-механические свойства латекса-модификатора. Иллюстрация к тезису "влияние полимеров на битумное покрытие" – на картинке ниже.

Латексы придают жидкой резине эластичность

Эмульгирование битумов

Итак, битумные частички диспергируют, чтобы получить жидкую эмульсию битума в воде. А что же такое "эмульгирование битума"?

Предположим, что мы диспергировали битум на коллоидной мельнице, где пик капелек битума от 1 до 2мкм и 90% частиц менее 5мкм. Содержание частиц битума в воде – 67%. Т.е. получили жидкую битумную эмульсию, с идеальным содержанием битума. Разлили эту эмульсию по бочкам, отгрузили… Бочки приехали на объект, их вскрыли и обнаружили… Обнаружили нечто нехорошее. 

Здесь фото этого нехорошего, а также разъяснения, что такое коалесценция и как ее нейтрализовать посредством эмульгаторов.

Проект B2bB2c.ru создан для того, чтобы помочь широким массам трудящихся: рабочих, крестьян и офисных сотрудников правильно выполнить теплоизоляцию пенополиуретаном, пеноизолом и гидроизоляцию жидкой резиной.

Если на какой-то вопрос о битумно-полимерной эмульсии Вы не нашли ответа в статьях сайта, напишите автору проекта "B2b B2c Департамент SD" через форму обратной связи – опция меню Контакты.