Вяжущее для цветных асфальтобетонов


 


Владельцы патента RU 2537596:

Закрытое акционерное общество "Тетра Пак" (RU)

Изобретение относится к дорожно-строительным материалам и может быть использовано в качестве вяжущего материала цветного асфальтобетонного покрытия. Вяжущее для цветных асфальтобетонов включает нефтеполимерную смолу, индустриальное масло, синтетический полибутадиеновый каучук и дополнительно содержит вторичный полимер, представляющий собой смесь полиэтилена низкой плотности, частиц алюминиевой фольги и полиолефина с активными функциональными группами. Соотношение компонентов следующее, мас.%: нефтеполимерная смола - 45-55, индустриальное масло - 34-42, синтетический каучук - 3,8-6, вторичный полимер - 7. Результатом является создание вяжущего для цветных асфальтобетонов, обеспечивающего повышенные яркость цвета и долговечность асфальтобетонного покрытия. 2 табл., 6 пр.

 

Изобретение относится к дорожно-строительным материалам и может быть использовано в качестве вяжущего материала цветного асфальтобетонного покрытия.

Цветные асфальтобетонные покрытия позволяют формировать привлекательную и безопасную городскую среду путем цветовой маркировки дорог, тротуаров, велосипедных дорожек и спортивных площадок.

Известны составы цветных смесей, в которых в качестве связующего материала используют неосветленные дорожные битумы. Недостатком таких составов является невозможность обеспечения асфальтобетону ярких цветов.

Из патента RU2119464, МПК6 С04В 26/26, C08L 95/00, публ. 27.09.1998 г., известно вяжущее для дорожного строительства, включающее битум нефтяной дорожный (96-98%), в качестве полимерной структурирующей добавки масляный раствор синтетического полибутадиенового каучука (1,6-3,0%), а также поверхностно-активную добавку НПС - нефтеполимерную смолу (0,4-1,0%).

Недостатком такого вяжущего является наличие в его составе вязкого битума, свойства которого не позволяют обеспечить яркие цвета, даже за счет введения большого количества пигмента. Для выделения цветных участков дорог необходим материал на основе органического вяжущего, имеющего светлую окраску, которой можно придать различные оттенки и создать яркие цветные смеси.

Известна также проблема утилизации отходов упаковки типа «Терта Пак». В настоящее время в России за год, по сообщению вице-президента по экологии компании "Тетра Пак" А. Барсукова, перерабатывается до 15 тысяч тонн отходов такой упаковки. Предполагается, что к 2020 г. объем промышленной переработки отходов упаковки достигнет 100 тысяч тонн. (см. сообщение РИА «Новости» от 06.03.2013 г., http://ria.ru/eco/20130306/926097596.html).

Из патента RU 121511 U1, МПК D21B 1/34, публ. 27.10.2012 г., известна установка для переработки пищевой упаковки типа «Тетра Пак», благодаря которой после извлечения целлюлозы получают так называемую «полиалюминиевую смесь» из присутствующих в упаковке алюминия и полиэтиленовой пленки.

За прототип заявляемого изобретения взято вяжущее для дорожных асфальтобетонов, известное из патента RU 2418019 C1, МПК C08L 95/00, С04В 26/26, публ. 10.05.2011 г., включающее раствор в индустриальном масле синтетического полибутадиенового каучука СКД (марка П) и нефтеполимерную смолу, которое отличается от известных тем, что дополнительно содержит структурирующие полиолефиновые компоненты из вторичного полиэтилена и окисленного атактического пропилена, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

- нефтеполимерная смола - 43-55;

- индустриальное масло - 24-26;

- каучук - 8-12;

- окисленный атактический полипропилен - 7-10;

- вторичный полиэтилен - 6-9.

Прототип имеет светлую окраску, ему можно придать различные оттенки и создать яркие цветные дорожные покрытия, он обладает хорошим сцеплением с минеральными материалами кислых и основных пород, приемлемой температурой размягчения (62-67°С) и пониженной температурой хрупкости.

Недостатками прототипа являются использование дорогостоящих компонентов - синтетического каучука и окисленного атактического полипропилена, а также недостаточные яркость цвета и долговечность асфальтобетонного покрытия.

Технический результат, на достижение которого направлено заявляемое изобретение, заключается в создании вяжущего для цветных асфальтобетонов на основе нефтеполимерной смолы, индустриального масла и синтетического каучука, характеризующегося малым числом компонентов, пониженным содержанием синтетического каучука, использованием отходов упаковки типа «Тетра Пак» и обеспечивающего при этом повышенные яркость цвета и долговечность асфальтобетонного покрытия.

Указанный технический результат может быть получен в вяжущем, включающем в себя нефтеполимерную смолу, индустриальное масло и синтетический полибутадиеновый каучук.

Технический результат достигается тем, что вяжущее дополнительно содержит вторичный полимер, полученный при переработке упаковки типа «Тетра Пак», при следующем соотношении компонентов, мас.%:.

нефтеполимерная смола 45-55;
индустриальное масло 34-42;
синтетический каучук 3,8-6;
вторичный полимер 7

Вторичный полимер, полученный при переработке упаковки типа «Тетра Пак», представляет собой смесь полиэтилена низкой плотности, а также полиолефина с активными (акриловыми) функциональными группами, предназначение которых в упаковке в создании химических связей между полиэтиленом и оксидом алюминия и обеспечении нужной адгезии полимерного слоя и алюминиевой фольги, служащей барьерным слоем в упаковке.

В связи с тем, что активные функциональные группы частично сохраняют свою активность при вторичной переработке, их введение в состав связующего способствует лучшей совместимости компонентов связующего между собой, обеспечивая нужные механические свойства асфальтобетона при пониженном содержании дорогостоящих компонентов по сравнению с прототипом.

Во вторичном полимере, описанном выше, присутствуют частицы алюминиевой фольги, которые оказывают положительное влияние на свойства покрытия. Распределенные во вторичном полимере в количестве около 16-20% они отражают солнечное излучение и, таким образом, объективно обеспечивают как повышенную яркость цвета асфальтобетонного покрытия, так и защиту полимерной составляющей от преждевременного старения, связанного с фотохимической деструкцией.

Как видно из приведенного выше состава вяжущего, он отличается от прототипа:

1) увеличенным содержанием индустриального масла;

2) пониженным вдвое содержанием синтетического каучука;

3) отсутствием окисленного атактического полипропилена;

4) заменой вторичного полиэтилена на вторичный полимер, полученный при переработке упаковки типа «Тетра Пак».

Снижение содержания синтетического каучука и отказ от использования в составе вяжущего окисленного атактического полипропилена положительно влияет на стоимость продукта.

Замена вторичного полиэтилена на вторичный полимер, полученный при переработке упаковки типа «Тетра Пак», позволяет использовать в дорожном строительстве отходы упаковки типа «Тетра Пак», присутствующие на рынке России в промышленных масштабах.

Свойства вторичного полимера, в состав которого входят частицы алюминиевой фольги, обеспечивают защиту полимерной составляющей от преждевременного старения, связанного с фотохимической деструкцией, и повышенную яркость цвета асфальтобетонного покрытия.

При реализации изобретения в состав заявляемого вяжущего материала были включены следующие компоненты.

В качестве высокомолекулярного компонента был выбран дивинилстирольный термоэластопласт ДСТ производства Воронежского завода синтетического каучука.

В качестве полимера был использован вторичный полимер, полученный при переработке упаковки типа «Тетра Пак».

В качестве пластификатора использовалось индустриальное масло И-40 (ГОСТ 20799-88).

Для улучшения свойств вяжущего, стабилизации его свойств и повышения адгезии к каменным материалам в состав вяжущего была включена нефтеполимерная лакокрасочная смола НПС производства сланцеперерабатывающего комбината г.Сланцы Ленинградской области (ТУ 38.10916-79). Известно, что нефтеполимерная смола стабилизирует структуру вяжущих и улучшает их деформативные свойства, теплостойкость и сцепление с минеральными материалами.

Для придания окраса асфальтобетону использовался пигмент зеленого цвета (окись хрома) производства «ООО Экспериментальная мастерская технологий искусств», Новосибирская область, село Кубовое, выпускаемый по ТУ 2331-012-59971638-2004.

Технология приготовления вяжущего отличается простотой и заключается в предварительном смешении масла И-40 и ДСТ при температуре +160-180°С до получения однородной массы с последующим введением вторичного полимера, полученного при переработке упаковки типа «Тетра Пак», до его полного растворения при более низкой температуре, последующем введении НПС и при завершении процесса приготовления добавлении пигмента.

Для получения оптимального соотношения компонентов вяжущего были разработаны и испытаны несколько составов. Результаты испытаний представлены в Таблице 1.

Условные обозначения, приведенные в Таблице 1:

ДСТ - синтетический каучук, дивинилстирольный термоэластопласт;

И-40 - индустриальное масло;

ПА - вторичный полимер, полученный при переработке упаковки типа «Тетра Пак»;

НПС - нефтеполимерная лакокрасочная смола;

Пигмент - пигмент зеленого цвета (окись хрома);

П25,дмм - пенетрация (мера проникновения конуса в вязкую среду) при 25°С, дмм;

КиШ,°С - температура размягчения в соответствии с ГОСТ11506-73.

Таблица 1
№ состава Содержание компонента (в %) Наименование показателя
ДСТ И-40 ПА НПС Пигмент П25,дмм КиШ, °С
1 15,0 75,0 3,0 7,0 - 200 73,5
2 3,8 34,2 7,0 55,0 - 77 55,5
3 6,0 42,0 7,0 45,0 - 37 74,5
4 3,8 34,2 7,0 55,0 - 78 55,5
5 3,8 34,2 7,0 55,0 5,0 75 55,0
6 3,8 34,2 7,0 55,0 6,0 75 55,0

Составы №№2, 6 были подвергнуты испытаниям на соответствие ГОСТ Р52056-2003 г. «Вяжущие полимерно-битумные дорожные на основе блок-сополимеров типа стирол-бутадиен-стирол, технические условия» для полимерно-битумного вяжущего ПБВ 60. Результаты испытаний приведены ниже в Табл.2.

Вяжущее было успешно использовано в составе плотной асфальтобетонной смеси типа «Д», включающей в %:

- песок - 44,0;

- известняковый щебень - 50,0;

- минеральный порошок - 6,0.

Оптимальное содержание полимерного вяжущего, установленное опытным путем, составило 8,0%.

Полученная с применением вяжущего асфальтобетонная смесь полностью соответствует физико-механическим требованиям ГОСТ 9128-09, предъявляемым асфальтобетону типа Д II марки.

В процессе испытаний был освоен технологический прием, заключающийся в введении пигмента непосредственно в асфальтобетонную смесь в процессе ее приготовления. Такой способ введения пигмента позволил получить требуемый (зеленый) цвет асфальтобетона.

Таблица 2
Наименование показателей Значения показателей, составы Нормы по ГОСТ Р 52056-2003 для ПБВ 60
№2 №6
Глубина проникания иглы, 0,1 мм, не менее, при температуре: Не менее
25°С 78 75 60
0°С 35 33 32
Растяжимость, см, не менее, при температуре: Не менее
25°С 28 27 25
0°С 16 16 11
Температура размягчения по КиШ, °С 55,5 55,0 Не ниже 54
После прогрева при 160°С: потеря в весе, % 1,3 1,1
Эластичность %, при температуре: Не менее
25°С 87 88 80
0°С 72 72 70
Изменение температуры размягчения после прогрева, °С 4 4,5 Не более 5
Сцепление с известняковым щебнем Отличное Отличное -
Однородность Однородное Однородное Однородное
Цвет Бесцветный Зеленый -
Состав №2 - бесцветный, состав №6 - с добавлением пигмента.

Вяжущее было успешно использовано в составе плотной асфальтобетонной смеси типа «Д», включающей в %:

- песок - 44,0;

- известняковый щебень - 50,0;

- минеральный порошок - 6,0.

Оптимальное содержание полимерного вяжущего, установленное опытным путем, составило 8,0%.

Полученная с применением вяжущего асфальтобетонная смесь полностью соответствует физико-механическим требованиям ГОСТ 9128-09, предъявляемым асфальтобетону типа Д II марки.

Приготовленный с использованием заявленного вяжущего цветной асфальтобетон по своим свойствам соответствует требованиям ГОСТ 9128 и при проверке на старение при +160°С в течение 12 часов показал устойчивость к высокой температуре как по физико-механическим характеристикам, так и сохранению яркости цвета.

Разработанный состав вяжущего для цветных асфальтобетонов не известен из уровня техники и отвечает условию патентоспособности «мировая новизна».

Применение вторичного полимера, полученного при переработке упаковки типа «Тетра Пак», в составе вяжущего для цветных асфальтобетонов обеспечивает высокие функциональные свойства вяжущего, в том числе повышенную яркость цвета и долговечность. При этом данное техническое решение не очевидно для среднего специалиста, поэтому оно отвечает условию патентоспособности изобретения «изобретательский уровень».

Простота и доступность технологии изготовления вяжущего, многократно проверенная на практике, подтверждает промышленную применимость заявленного технического решения.

Вяжущее для цветных асфальтобетонов, включающее нефтеполимерную смолу, индустриальное масло и синтетический полибутадиеновый каучук, отличающееся тем, что дополнительно содержит вторичный полимер, представляющий собой смесь полиэтилена низкой плотности, частиц алюминиевой фольги и полиолефина с активными функциональными группами, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

нефтеполимерная смола 45-55
индустриальное масло 34-42
синтетический каучук 3,8-6
вторичный полимер 7.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к дорожному строительству, а именно к технологии приготовления асфальтобетонных смесей для ремонта покрытий автомобильных дорог и аэродромов, и может быть использовано для получения холодных асфальтобетонов с одновременной утилизацией нефтесодержащих отходов - нефтяных шламов.

Изобретение относится к области добавок к асфальтобетонным композиционным смесям для дорожных покрытий, в частности к поверхностно-активным веществам (ПАВ) - адгезионным присадкам к битумам.

Изобретение относится к битумным эмульсиям и может быть использовано для антикоррозионной защиты стали и в дорожном строительстве. Катионная битумная эмульсия для антикоррозионной защиты стали, включающая битум, эмульгатор КАДЭМ-ВТ, кубовой остаток ректификации бензола, соляную кислоту, пеназолин К, дополнительно содержит синергическую смесь ингибиторов коррозии из 5,6,7,8-тетрахлорхинозолина, диэтил-S-(6-хлорбензоксазолинон-2-ил-3-метил)дитиофосфата, при следующем соотношении компонентов, мас.%: битум 55-60; эмульгатор КАДЭМ-ВТ 2,9-4,5; кубовой остаток ректификации бензола 10-11; соляная кислота 0,6-0,8; (диэтил-S-(6-хлорбензоксазолинон-2-ил-3-метил)дитиофосфат 0,3-0,4; 5,6,7,8-тетрахлорхинозолин 0,4-0,5; пеназолин К 0,4-0,9; вода остальное.

Изобретение относится к стабильным при хранении асфальтовым гранулам для дорожного покрытия, включающим сердцевину и оболочку, покрывающую сердцевину так, что гранула имеет максимальный размер от 1/16 до 2 дюймов, причем оболочка содержит водостойкий полимер или воск, или частицы, выбранные из неорганических частиц, частиц переработанного асфальтового покрытия и их комбинаций.
Настоящее изобретение относится к битумному вяжущему веществу, содержащему битум и по меньшей мере две добавки, позволяющие снизить температуры изготовления, обработки и трамбовочные температуры смесей и асфальтов, где первая добавка представляет собой производное талового масла, одно или в смеси, а вторая добавка представляет собой сложный моноэфир смеси жирных кислот.

Изобретение относится к способу получения модифицированных битумных вяжущих, предназначенных для использования в дорожном, аэродромном, гидротехническом и других видах строительства.
Изобретение относится к получению битумно-уретановых вяжущих для гидроизоляционных и антикоррозионных материалов и асфальтобетонных смесей. Вяжущее содержит битум, продукт алкоголиза отходов эластичных пенополиуретанов и изоцианатный компонент.

Изобретение относится к битумным эмульсиям, используемым в создании дорожных, кровельных и защитных покрытий. Битумная эмульсия включает битум, катионоактивный эмульгатор и кислоту или анионоактивный эмульгатор и щелочь, воду, отход процесса пиролиза углеводородного сырья - тяжелую пиролизную смолу (ТПС) плотностью 1060-1080 кг/м3, содержанием серы 4,5-5,5 мас.%, содержанием тяжелых ароматических соединений 54-55 мас.%, и дополнительно содержит квантовый активатор топлив при следующих соотношениях компонентов, мас.%: битум - 20,0-70,0, эмульгатор - 0,1-5,0, реагент для нейтрализации эмульгатора - 0,5-3,0, ТПС - 0,4-8,0, вода - остальное.

Группа изобретений относится к строительной технике и может применяться для ремонта кровли путем ее заливки горячей резинобитумной мастикой. Способ включает разогрев битума до температуры 90-120ºС в теплоизолированной емкости (1), добавление резиновой крошки и полиэтилена.
Изобретение относится к области производства строительных материалов, а также к области утилизации отходов промышленного, медицинского и бытового назначения, которые могут быть использованы как для производства строительных материалов, так и для производства твердого топлива (экоугля).
Изобретение относится к способу регулирования рН-показателя и нейтрализации кислых и/или основных продуктов деструкции или разложения печатных красок, клеев или органических загрязнений, образующихся в процессе подготовки и рециклинга полимеров, в частности термопластичных.
Изобретение относится к области технологии формования регенерированного терилена из полиэфирных отходов, в частности к способу получения териленового волокна из полиэфирных отходов.

Изобретение относится к способу переработки сырья - фторопластов и материалов, их содержащих, в том числе производственных и эксплуатационных отходов, с целью получения ультрадисперсного фторопласта и перфторпарафинов.

Изобретение относится к технологии регенерации резиновой крошки из каучуков общего назначения и может быть использовано в шинной промышленности, производстве резино-технических изделий и каучукобитумных мастик, на основе которых могут быть получены гидроизоляционные материалы, используемые в строительстве (кровельные мастики, изоляция труб, дорожные покрытия), а также для изготовления антикоррозионных автомобильных мастик.
Изобретение относится к области химии и может быть использовано в нефтедобывающей промышленности, в частности к олигоэтоксисилоксану, который получают путем обработки кремнийорганических отходов, измельченных до размера частиц не более 3 см, смесью, состоящей из тетраэтоксисилана, этилсиликата 32 и/или этилсиликата 40, гидроксида калия или гидроксида натрия и воды при температуре 60-700С в течение 3-8 час с последующей фильтрацией.
Изобретение относится к области дорожно-строительных материалов, в частности получению битумно-резиновых композиций связующего для дорожного покрытия на основе битума, и может быть использовано для строительства, ремонта и капитального ремонта дорожных асфальтобетонных покрытий, а также для устройства и ремонта слоев проезжей части мостов и путепроводов.
Изобретение относится к биотехнологии защиты окружающей среды и, в частности, к области химической, деревообрабатывающей, мебельной и строительной промышленности, а также сельскому хозяйству и может быть использовано для утилизации некондиционной карбамидоформальдегидной смолы при ее производстве и использовании после окончания срока ее годности.

Изобретение относится к способу удаления полифенилполиаминов, связанных мостиковыми метиленовыми группами, из водного потока и к способу получения полифенилполиаминов, связанных мостиковыми метиленовыми группами.

Изобретение относится к получению нанодисперсного фторорганического материала, который может быть использован в качестве твердой смазки, а также в составе композиций для приборов, устройств, машин и механизмов, в том числе, масляных композиций для двигателей и трансмиссий автомобилей.
Изобретение относится к глубокому окислению политетрафторэтилена, а именно к способу утилизации отходов политетрафторэтилена (ПТФЭ). Способ утилизации отходов ПТФЭ включает измельчение отходов ПТФЭ до частиц менее 0,2 мм, смешение их с окислителем и нагревание.

Изобретение относится к дорожному строительству, а именно к технологии приготовления асфальтобетонных смесей для ремонта покрытий автомобильных дорог и аэродромов, и может быть использовано для получения холодных асфальтобетонов с одновременной утилизацией нефтесодержащих отходов - нефтяных шламов.
Наверх