Гидроизоляционное морозостойкое покрытие асфальта автомобильной дороги


 


Владельцы патента RU 2473581:

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пермский государственный технический университет" (RU)

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано для строительства автомобильных дорог. Покрытие содержит полимерную основу - два жидких низкомолекулярных каучука с концевыми функциональными группами, эпоксидными и карбоксильными, сополимеризующиеся и трехмерно сшивающиеся агентом. В качестве таких каучуков используют полидиенизопренуретановый каучук с концевыми эпоксидными группами и полибутадиеновый каучук с концевыми карбоксильными группами. Покрытие также в качестве наполнителя содержит полифракционный диоксид кремния и дополнительно содержит технологические добавки, включающие трехмерно сшивающий агент с антиподными эпоксидными, по отношению к карбоксильным, функциональными группами, тиксотропный усилитель и пигмент эластомера - технический углерод и катализатор трехмерного сшивания каучуков. Соотношение ингредиентов следующее, мас.%: два жидких низкомолекулярных каучука с концевыми функциональными группами, эпоксидными и карбоксильными - 9,0-18,0, полифракционный диоксид кремния - 77,0-86,5, технологические добавки - 4,5-5,0. Результатом является повышение гидроизоляционных свойств и морозостойкости асфальта автомобильной дороги. 1 з.п. ф-лы, 1 табл., 2 пр.

 

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано для строительства автомобильных дорог, расположенных в географических широтах Земли с резко континентальным климатом.

Известна асфальтовая композиция, включающая нафтеновый асфальт и блок-сополимер, содержащий диеновые группы, которые образуют блок, характеризующийся содержанием 1,2 винильного компонента по меньшей мере 15 мас.% и менее чем 35 мас.% (патент РФ №2397188 от 20.08.2010).

Известен материал для защитных покрытий строительных сооружений и конструкций, содержащий основную композицию, состоящую из резиновых отходов и смеси отходов полиэтилена высокого давления и отходов термопластов, вспомогательные добавки и пигменты. В качестве отходов полиэтилена высокого давления содержит дробленые указанные отходы, в качестве отходов термопластов - дробленые отходы хлорсульфированного полиэтилена или дробленые полимерные отходы кабельной промышленности, а в качестве резиновых отходов - тонкоизмельченный резиновый порошок (ТИРП), при следующем содержании компонентов основной композиции, мас.ч.: указанная смесь - 40-45, ТИРП - 55-60. В указанной смеси содержание отходов хлорсульфированного полиэтилена или полимерных отходов кабельной промышленности не превышает 30 мас.%. Максимальный размер частиц ТИРП не превышает 0,63 мм, а содержание частиц размером до 0,3 мм - не менее 50 мас.% (патент РФ №2237789 от 10.10.2004).

Известно комбинированное гидроизоляционное рулонное покрытие, включающее полимерно-битумную композицию на основе хлорсульфированного полиэтилена "Антикор МПБ-1", резиновый подслой "Уникром" на основе каучуков и полиамидную ткань с дополнительным содержанием в полимерно-битумной композиции в качестве модифицирующей добавки хлорированного полиэтилена с содержанием хлора 40 мас.%. Покрытие для увеличения срока службы дополнительно содержит защитные слои из пластифицированного поливинилхлорида и антикоррозионной эмали на основе хлорсульфированного полиэтилена (патент РФ №2232216 от 10.07.2004).

Общими недостатками известных покрытий является их низкая эластичность в области отрицательных температур и высокая ползучесть в диапазоне положительных температур, не позволяющие надежно защитить асфальт от трещинообразования в результате фазовых переходов «вода-лед-вода».

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому техническому решению является полимерная композиция для покрытий, включающая полисульфидный олигомер - жидкий «тиокол» со среднечисленной молекулярной массой 1700-5500 и вязкостью при 25°С 7,5-50 Па·с, наполнитель - мел гидрофобизированный, пластификатор, диоксид марганца, 2,4,6-трис-(диметиламинометил)-фенол и дополнительно адгезионную добавку - силилированный амин, выбранный из группы N,N'-бис-(триметилсилил)-N,N'-диметилэтилендиамин, N,N"-бис-(триметилсилил)-N,N',N"-триэтилдиэтилентриамин и 1,3-дибутил-2-метил-2-винил-1,3-диаза-2-силациклопентан, при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

Полисульфидный олигомер 100
Диоксид марганца 9-15
Мел гидрофобизированный 40-50
Пластификатор 30-60
2,4,6-трис-(диметиламинометил)-фенол 0,2-0,6
Силилированный амин 0,2-0,6

(патент РФ №2327721 от 27.06.08). Данное покрытие принято в качестве прототипа.

Признаки прототипа, совпадающие с признаками заявляемого изобретения: полимерная основа - низкомолекулярный каучук; наполнитель.

Недостатками известного покрытия является его низкая эластичность в области отрицательных температур и ползучесть в диапазоне положительных температур. Кроме того, «тиоколам» как сероводородсодержащим каучукам свойственно выделение при положительных температурах сероводорода - токсина.

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, - повышение морозостойкости асфальта автомобильной дороги за счет ее поверхностной гидроизоляции эластичным в широком температурном диапазоне (от -50°С до +50°С) полотном, предотвращающим попадание воды внутрь трещин асфальта и образование зимой льда, разрушающего его из-за объемного расширения последнего.

Поставленная задача была решена за счет того, что известное гидроизоляционное покрытие, включающее полимерную основу - низкомолекулярный каучук и наполнитель, в качестве полимерной основы содержит два жидких низкомолекулярных каучука с концевыми функциональными группами, эпоксидными и карбоксильными, сополимеризующиеся и трехмерно сшивающиеся агентом, в качестве таких каучуков используют полидиенизопренуретановый каучук с концевыми эпоксидными группами и полибутадиеновый каучук с концевыми карбоксильными группами, в качестве наполнителя содержит полифракционный диоксид кремния и дополнительно содержит технологические добавки, включающие трехмерно сшивающий агент с антиподными эпоксидными, по отношению к карбоксильным, функциональными группами, тиксотропный усилитель и пигмент эластомера - технический углерод, катализатор трехмерного сшивания каучуков, при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:

два жидких низкомолекулярных каучука с концевыми
функциональными группами эпоксидными
и карбоксильными 9,0-18,0
поли фракционный диоксид кремния 77,0-86,5
технологические добавки 4,5-5,0

В качестве катализатора трехмерного сшивания каучуков покрытие содержит ацетил-ацетонат железа.

Признаки заявляемого технического решения, отличительные от прототипа, - в качестве полимерной основы покрытие содержит два жидких низкомолекулярных каучука с концевыми функциональными группами, эпоксидными и карбоксильными, сополимеризующиеся и трехмерно сшивающиеся агентом; в качестве таких каучуков используют полидиенизопренуретановый каучук с концевыми эпоксидными группами и полибутадиеновый каучук с концевыми карбоксильными группами; в качестве наполнителя содержит полифракционный диоксид кремния; дополнительно содержит технологические добавки, включающие трехмерно сшивающий агент с антиподными эпоксидными, по отношению к карбоксильным, функциональными группами, тиксотропный усилитель и пигмент эластомера - технический углерод, катализатор трехмерного сшивания каучуков; в качестве катализатора трехмерного сшивания каучуков содержит ацетил-ацетонат железа; иное количественное соотношение используемых ингредиентов.

Отличительные признаки, в совокупности с известными, позволяют при высокой степени гидроизоляции повысить морозостойкость асфальта автомобильной дороги.

В качестве полимерной основы использованы два жидких низкомолекулярных каучука с концевыми функциональными группами - ПДИ-3Б (эпоксидсодержащий) и СКД-КТР (карбоксилсодержащий), сополимеризующиеся и трехмерно сшивающиеся агентом.

В качестве наполнителя применен полифракционный диоксид кремния в виде смеси природного крупнокристаллического кварца и пирогенетического аморфного высокодисперсного марки «Аэросил», взятых в массовом соотношении 70-75:30-25 соответственно.

Технологические добавки: трехмерно сшивающий агент с антиподными (эпоксидными), по отношению к карбоксильным, функциональными группами - смола ЭЭТ-1; тиксотропный усилитель и пигмент эластомера - технический углерод (сажа); катализатор трехмерного сшивания каучуков, например ацетил-ацетонат железа.

Использование в качестве гидроизоляционного покрытия наполненного эластомера указанного типа обеспечивает упругую (обратимую) деформируемость поверхности автомобильной дороги в температурном диапазоне от -50°С до +50°С, что предотвращает разрушение асфальта при знакопеременных температурах и эксплуатационных нагрузках.

Возможность осуществления заявляемого изобретения подтверждается следующими примерами.

Пример 1

Для получения гидроизоляционного морозостойкого покрытия асфальта автомобильной дороги использовали следующие компоненты:

полимерную основу в виде смеси (в соотношении 1:2) полидиенизопренуретанового каучука с концевыми эпоксидными группами марки ПДИ-3Б и полибутадиенового каучука с концевыми карбоксильными группами марки СКД-КТР (13,5 мас.%);

природный крупнокристаллический кварц дисперсностью 500-1500 микрометров (57,4 мас.%) и высокодисперсный (30-40 нанометров) диоксид кремния марки «Аэросил-380» (24,6 мас.%);

технологические добавки - тиксотропный усилитель и пигмент эластомера - технический углерод дисперсностью 10-20 нанометров (3,0 мас.%), трехмерно сшивающий агент - эпоксидная смола марки ЭЭТ-1 (1,45 мас.%), катализатор трехмерного сшивания каучуков - ацетил-ацетонат железа (0,05 мас.%).

Пример 2

Для получения покрытия использовали следующие компоненты:

полимерную основу в виде смеси (в соотношении 2:3) полидиенизопренуретанового каучука с концевыми эпоксидными группами марки ПДИ-3Б и полибутадиенового каучука с концевыми карбоксильными группами марки СКД-КТР (11,25 мас.%);

природный крупнокристаллический кварц дисперсностью 500-1500 микрометров (58,8 мас.%) и высокодисперсный (30-40 нанометров) диоксид кремния марки «Аэросил-380» (25,2 мас.%);

технологические добавки - тиксотропный усилитель и пигмент эластомера - технический углерод дисперсностью 10-20 нанометров (3,16 мас.%), трехмерно сшивающий агент - эпоксидная смола марки ЭЭТ-1 (1,536 мас.%), катализатор трехмерного сшивания каучуков - ацетил-ацетонат железа (0,054 мас.%).

Смешение компонентов в примерах осуществлялось при температуре 55-60°С в смесителе непрерывного действия типа «СНД-75» с последующим формованием полотна шириной 3,0 метра и толщиной 0,012 метра. Трехмерное сшивание полимерной основы материала полотна проводилось в барабанном вулканизаторе непрерывного действия при температуре в диапазоне 170-180°С со временем пребывания в аппарате 7-5 минут соответственно. Полученное и накатанное с рулонов (длиной 25 метров каждый) на асфальт, предварительно намазанный жидким битумом (мазутом), гидроизоляционное полотно при относительной скорости одноосного растяжения 1,4·10-3 с-1 имело следующие механические характеристики (см. таблицу).

№ примера Разрывная деформация, % Прочность при разрыве, МПа
1 при температуре минус 50°С 21,00 1,30
при температуре плюс 50°С 48,00 0,42
2 при температуре минус 50°С 23,00 1,20
при температуре плюс 50°С 51,00 0,38

Примечание: разрывные деформации обычного асфальта при температурах минус 20-30°С составляют 0,1-0,2%.

Данные характеристики свидетельствуют о повышенной морозостойкости покрытия асфальта автомобильной дороги и позволяют использовать его в широком температурном диапазоне эксплуатации (от -50°С до +50°С) в течение 10-15 лет.

1. Гидроизоляционное морозостойкое покрытие асфальта автомобильной дороги, включающее полимерную основу - низкомолекулярный каучук и наполнитель, отличающееся тем, что в качестве полимерной основы оно содержит два жидких низкомолекулярных каучука с концевыми функциональными группами, эпоксидными и карбоксильными, сополимеризующиеся и трехмерно сшивающиеся агентом, в качестве таких каучуков используют полидиенизопренуретановый каучук с концевыми эпоксидными группами и полибутадиеновый каучук с концевыми карбоксильными группами, в качестве наполнителя содержит полифракционный диоксид кремния и дополнительно содержит технологические добавки, включающие трехмерно сшивающий агент с антиподными эпоксидными, по отношению к карбоксильным, функциональными группами, тиксотропный усилитель и пигмент эластомера - технический углерод, катализатор трехмерного сшивания каучуков, при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:

два жидких низкомолекулярных каучука с концевыми
функциональными группами, эпоксидными и
карбоксильными 9,0-18,0
полифракционный диоксид кремния 77,0-86,5
технологические добавки 4,5-5,0

2. Покрытие по п.1, отличающееся тем, что в качестве катализатора трехмерного сшивания каучуков содержит ацетил-ацетонат железа.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к применению наноматериалов в эмали для проводов для улучшения термических свойств эмали. .

Изобретение относится к отверждаемой излучением композиции вторичного покрытия для применения на оптическом волокне или проводе. .

Изобретение относится к способу получения самоотверждающихся полиуретановых дисперсий, их применению в качестве средств для покрытия, включающим эти самоотверждающиеся водные дисперсии средствам для покрытия, способу нанесения покрытия на субстраты, а также субстратам, подвергаемым обработке средствами для покрытия.
Изобретение относится к способу получения материала покрытия. .
Изобретение относится к области ракетной техники, в частности к разработке защитно-адгезионного лака, применяемого в качестве подслоя для скрепления бронепокрытия с поверхностью заряда при бронировании заряда твердого ракетного топлива.

Изобретение относится к полимерным теплоотражающим композициям для покрытий, которые наносятся на надувные конструкции, защитные и спасательные средства (трапы самолетов гражданской авиации, плоты, дирижабли, надувные ангары, теплоотражающие экраны, щиты для пожарных), состоящие из герметичного эластичного материала на основе тканей (капрон, нейлон, лавсан, высокопрочное арамидное волокно СВМ).

Изобретение относится к термически отверждаемым покровным средствам на основе апротонных растворителей. .

Изобретение относится к термически отверждаемым средствам покрытия на основе апротонного растворителя. .

Изобретение относится к термически отверждаемым средствам покрытия на основе апротонного растворителя. .
Изобретение относится к двухкомпонентной полиуретановой композиции и может быть использовано для устройства и ремонта наливных бесшовных износостойких покрытий по бетонному основанию.

Изобретение относится к составам для получения теплозащитных покрытий на основе кремнийсодержащих керамических полых микросфер, выдерживающих резкий перепад температур, и может быть использовано в сфере строительства, машиностроения, авиации, железнодорожного транспорта, т.е.
Изобретение относится к области полимерных композиций на эпоксидной основе. .

Изобретение относится к области полимерных составов на основе хлорсульфированного полиэтилена /ХСПЭ/, применяемых для защиты металлоконструкций и оборудования от коррозии, где используются модифицирующие добавки.

Изобретение относится к строительным материалам и может быть использовано для отделки фасадов и интерьеров зданий механизированными способами. .

Изобретение относится к водоразбавляемым лакокрасочным материалам и может быть использовано в качестве водоразбавляемых грунтов и эмалей. .

Изобретение относится к составам на основе эпоксидных олигомеров, применяемых для защиты металлоконструкций от коррозии. .

Изобретение относится к области получения составов для фасадных и интерьерных окрасочных материалов. .

Изобретение относится к получению вибропоглощающих материалов для гашения вибрации и порождаемого ею шума и используемых в виде покрытия в машинах и механизмах, работающих в диапазоне повышенных температур.
Изобретение относится к области химии, в частности к резиновым кремнийорганическим смесям повышенной огнестойкости, и может применяться для изготовления огнестойких полимерных оболочек высоковольтных электротехнических изделий, например изоляторов.
Наверх