Способ получения полимер-битумного вяжущего для дорожного строительства

Изобретение относится к способу получения полимер-битумного вяжущего для строительной отрасли, которое может быть использовано при приготовлении асфальтобетонных и щебеночно-мастичных смесей, а также при устройстве кровель, гидроизоляций и герметичных швов. Способ включает последовательное введение при перемешивании в битум при 150-160°С пластификатора, в качестве которого используют талловое масло, полимер в виде блок-сополимера бутадиена и стирола типа стирол-бутадиен-стирол, стеариновой кислоты, эпоксидной смолы и перемешивание всех компонентов в течение 1,5 ч при температуре 150-160°С до полного растворения, далее в полученную смесь вводят полиэтиленполиамин и перемешивают в течение 10-15 мин при температуре 150-160°С. Техническим результатом является повышение гомогенности полимер-битумного вяжущего, его физико-механических характеристик, а также уменьшение времени и температуры приготовления полимер-битумного вяжущего и разработки одностадийного процесса его получения. 2 табл.

 

Изобретение относится к способу получения полимер-битумного вяжущего для строительной отрасли, которое может быть использовано при приготовлении асфальтобетонных и щебеночно-мастичных смесей, а также при устройстве кровель, гидроизоляций и герметичных швов.

Известен способ получения вяжущего для дорожных покрытий путем смешения 85-98 мас. % битума, 15-2 мас. % разветвленного или линейного стирольного блок-сополимера при 200-250°С в течение 15-40 минут (патент на изобретение ЕР №0458386, кл. C08L 95/00, 1972).

Кроме того, известен способ получения вяжущего для дорожных покрытий путем введения в битум при температуре 80-200°С и непрерывном перемешивании дивинилстирольных блок-сополимеров типа стирол-бутадиен-стирол (СБС), взятых в количестве 0,1-10% от массы битума, в виде 5-25% раствора в легких растворителях (патент на изобретение SU №272881, А).

При указанных способах получения вяжущие имеют достаточно высокую прочность и эластичность, однако в том случае, когда в вяжущем отсутствует растворитель, не наблюдается хорошее совмещение полимера с битумом, т.е. структура вяжущего негомогенна, несмотря на то, что процесс его получения осуществляется при температуре 200-250°С. Кроме того, нагрев битума более 160°С способствует быстрому испарению легких фракций, а следовательно, его старению. Это приводит к снижению интервала пластичности битума.

Также известен способ получения полимер-битумного вяжущего, включающий предварительную подготовку полимерного компонента путем смешивания 0,001-0,03 мас. % одностенных углеродных нанотрубок (ОУНТ) с маслом индустриальным в количестве 2,2-9,4 мас. % при температуре 100-120°С и последующего введения 1,1-3,4 мас. % полимера класса термоэластопластов - блок-сополимер бутадиена и стирола типа СБС - ДСТ-30Р-01, после чего полученную смесь при перемешивании вводят в битум при 120-160°С.

К недостаткам известного способа получения полимер-битумного вяжущего относится сложность равномерного растворения ОУНТ в индустриальном масле, а также их высокая стоимость. Небольшое количество ОУНТ невозможно точно отдозировать и равномерно распределить путем диспергирования в индустриальном масле с помощью стандартного оборудования, используемого для приготовления полимер-битумного вяжущего. В связи с этим эффект от использования ОУНТ в полимер-битумном вяжущем, заключающийся в высоких показателях когезии, эластичности, адгезии, температуры размягчения и низком показателе температуры хрупкости вяжущего, может не наблюдаться. Недостатком способа является также трехстадийность процесса приготовления полимер-битумного вяжущего, а также ограниченная возможность варьирования одним из четырех компонентов, входящих в состав композиции.

Известен способ получения вяжущего для дорожных покрытий, осуществляемый в аппарате смешения путем введения при перемешивании в битум при 150-160°С последовательно ароматического пластификатора, взятого в количестве 3,0-6,0 мас. %, затем блок-сополимера алкадиена и стирола в количестве 3,0-3,5 мас. % до полного растворения, далее вакуумного дистиллята фр. 340-530°С в количестве 3,0-9,0 мас. % (патент на изобретение РФ №2477736, кл. C08L 95/00, 2012).

К недостаткам данного способа относится низкая скорость растворения полимера в битуме, пластифицированного ароматической добавкой, которая составляет 3,0 часа, а также плохое растворение полимера в битуме, что влияет на гомогенность получаемого вяжущего.

Наиболее близким техническим решением к предполагаемому изобретению является битумное вяжущее для дорожного покрытия и способ его получения (патент на изобретение РФ №2038360, кл. C08L 95/00, опубл. 27.06.1995), содержащее битум, блок-сополимеры алкадиена и стирола типа стирол-алкадиен-стирол (САС), а также дополнительно индустриальное масло в следующем количестве масс. %:

битум 44,4-98,0
блок-сополимеры алкадиена и стирола типа САС 0,1-22,3
масло индустриальное 1,9-33,3

Способ получения битумного вяжущего заключается в смешении блок-сополимера при 80-160°С с маслом индустриальным, после чего полученную смесь вводят при 110-160°С в битум.

К основным недостаткам предложенного прототипа относится то, что полной однородности полимер-битумного вяжущего достигнуть не удается, в результате чего действие модифицирующей добавки (блок-сополимера алкадиена и стирола) реализуется не в полной мере и, как следствие, отражается на его физико-механических характеристиках: температуре размягчения, интервале пластичности, эластичности и сцеплении с песком. Также за счет двухстадийности процесса ограничена возможность варьирования одним из трех компонентов.

Задачей, на решение которой направлено данное изобретение, является повышение гомогенности полимер-битумного вяжущего, его физико-механических характеристик, а также уменьшение времени и температуры приготовления полимер-битумного вяжущего и разработки одностадийного процесса его получения.

Решение поставленной задачи достигается тем, что способ получения полимер-битумного вяжущего для дорожного строительства включает введение при перемешивании в битум при 150-160°С пластификатора и полимера. В предложенном решении в битум последовательно вводят в качестве пластификатора талловое масло, в качестве полимера – блок-сополимер бутадиена и стирола типа стирол-бутадиен-стирол и дополнительно - стеариновую кислоту, затем эпоксидную смолу и перемешивают в течение 1,5 часов при температуре 150-160°С до полного растворения всех компонентов, далее в полученную смесь вводят полиэтиленполиамин (ПЭПА) и перемешивают в течение 10-15 минут при температуре 150-160°С при следующем соотношении компонентов, мас. %:

блок-сополимер бутадиена и стирола типа стирол-бутадиен-стирол 4-8
талловое масло 6-8
эпоксидная смола 1-3
полиэтиленполиамин 0,01-0,03
стеариновая кислота 2-4
битум остальное

Сущность предлагаемого способа получения полимер-битумного вяжущего в сравнении с известным способом иллюстрируется конкретными примерами. Для реализации данного способа получения полимер-битумного вяжущего используют дорожный битум марки БНД 60/90 по ГОСТ 22245-90, блок-сополимер бутадиена и стирола типа СБС термоэластопласт ДСТ-30-01 по ТУ 38.103267-80, масло талловое по ТУ 13-4000177-26-85, эпоксидную смолу по ГОСТ 10587-84, полиэтиленполиамин по ТУ 2413-357-00203447-99, стеариновую кислоту по ГОСТ 6484-96 в соотношениях, приведенных в таблице 1.

Результаты испытаний приведены в таблице 2, где показано влияние различных компонентов, использующихся при приготовлении полимер-битумного вяжущего, на его физико-механические показатели.

Анализ результатов таблицы 2 показывает, что приготовление полимер-битумных вяжущих, опробованных в примерах 2, 3 и 4, обеспечивает получение вяжущих с оптимальным сочетанием физико-механических характеристик.

Введение в исходный битум пластификатора в качестве таллового масла позволяет уменьшить температурный режим объединения битума с полимерами (стирол-бутадиен-стиролом ДСТ-30-01 и эпоксидной смолой), ускоряет процесс растворения и гомогенизации стирол-бутадиен-стирола ДСТ-30-01 в массе битума, снижая время приготовления полимер-битумного вяжущего до двух часов и обеспечивая образование однородной структуры. Кроме того, смесь органических соединений преимущественно ненасыщенных и жирных кислот, содержащаяся в талловом масле, позволяет повысить адгезию битума к каменным материалам, в частности к песку, а также увеличить его глубину проникания иглы. Так, сцепление разработанных составов полимер-битумного вяжущего с песком или мрамором соответствует образцу №1.

Стеариновая кислота, вводимая в раствор полимер-битумного вяжущего, представляет собой органическое соединение, синтезируемое преимущественно из животных жиров. Она дополнительно пластифицирует битум и ускоряет процесс и температуру растворения полимера. Кроме того, стеариновая кислота улучшает условия смачивания поверхности частиц каменного материала битумом и способствует образованию хемоадсорбционных связей с битумом на границе раздела фаз, повышая сцепление вяжущего с песком.

Эпоксидная смола представляет собой олигомер на основе диглицидилового эфира дифенилолпропана, который под действием отвердителя (в частности, полиэтиленполиамина) способен образовывать сшитые полимеры. Введение эпоксидной смолы и полиэтиленполиамина в количестве 1% от массы эпоксидной смолы в состав битума способствует повышению его температуры размягчения, снижению температуры хрупкости, что будет способствовать увеличению трещиностойкости и сдвигоустойчивости асфальтобетонных покрытий. При этом использование эпоксидной смолы в количестве 3% и отвердителя ПЭПА - 0,03% способствует наиболее интенсивному росту температуры размягчения и снижению температурыхрупкости до 70 и -24°С соответственно. Дальнейшее увеличение данных компонентов приводит к незначительному изменению температуры размягчения и росту температуры хрупкости.

Применение полимерного модификатора блок-сополимера стирол-бутадиен-стирола термоэластопласта ДСТ-30-01 позволяет повысить эластичность и интервал пластичности битума, понизить температуру хрупкости. Характерно, что улучшение данных свойств битумов наступает при введении полимера стирол-бутадиен-стирола ДСТ-30-01 в диапазоне от 4 до 8% и таллового масла в количестве от 6 до 8% соответственно. Дальнейшее повышение стирол-бутадиен-стирола ДСТ-30-01 приводит к необходимости дополнительного введения таллового масла для полного растворения полимера в битуме. С повышением содержания масла в исходном битуме более 8% понижается растяжимость, интервал пластичности и увеличивается температура хрупкости готового полимер-битумного вяжущего.

Одностадийность процесса позволяет дополнительно корректировать содержание компонентов в пределах, входящих в обозначенные интервалы значений заявленного изобретения, на любом из этапов его приготовления без снижения заявленных требований к композиции.

Таким образом, преимущество предлагаемого способа перед известным заключается в том, что получение полимер-битумных вяжущих разработанных составов составляет менее двух часов. При этом входящие в состав компоненты способствуют ускорению процесса растворения и гомогенизации полимера, а также позволяют полностью реализовать заявленные свойства ПБВ за счет расширения его интервала пластичности, увеличения температуры размягчения, эластичности и повышения сцепления с каменным материалом, в частности песком.

Способ получения полимер-битумного вяжущего для дорожного строительства, включающий введение при перемешивании в битум при 150-160°С пластификатора и полимера, отличающийся тем, что в битум последовательно вводят в качестве пластификатора - талловое масло, в качестве полимера - блок-сополимер бутадиена и стирола типа стирол-бутадиен-стирол и дополнительно стеариновую кислоту и эпоксидную смолу и перемешивают в течение 1,5 ч при температуре 150-160°С до полного растворения всех компонентов, далее в полученную смесь вводят полиэтиленполиамин и перемешивают в течение 10-15 мин при температуре 150-160°С при следующем соотношении компонентов, мас.%:

блок-сополимер бутадиена и стирола
типа стирол-бутадиен-стирол 4-8
талловое масло 6-8
эпоксидная смола 1-3
полиэтиленполиамин 0,01-0,03
стеариновая кислота 2-4
битум остальное



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области приготовления дорожных битумов путем окисления, может быть использовано в нефтеперерабатывающей промышленности и в промышленности строительных материалов.

Изобретение относится к профилактическим смазкам, предназначенным для защиты металлической поверхности горно-транспортного оборудования от примерзания влажных сыпучих пород.

Изобретение относится к области аналитической химии, нефтехимии, химии лаков и красок и предназначено для выделения вяжущего компонента из растворов битумных композиций, битумных эмульсий, битумных лаков, а также любых других смесей, содержащих в качестве вяжущего битумную составляющую и дальнейшего его анализа или использования.

Изобретение относится к способу получения сшитой битум-полимерной композиции (PmB) со сниженным выбросом H2S, а также к производственной единице для осуществления такого процесса.

Группа изобретений относится к промышленности строительных материалов, в частности к получению полимерного модификатора и битумно-полимерного вяжущего на его основе, применяемых в дорожном и гражданском строительстве для устройства дорожных асфальтобетонных покрытий, герметизации швов автодорожного полотна, устройства кровли и гидроизоляции строительных конструкций.

Изобретение относится к технологии защиты, сохранения и частичного восстановления асфальто-бетонных покрытий и может быть использовано при строительстве и ремонте дорожных покрытий различного типа, а также для ремонта и сохранения бетонных поверхностей различных конструкций.

Изобретение относится к эластомерной композиции в виде гранул с хорошей сыпучестью для производства, хранения и применения. Сырая эластомерная композиция в гранулированной форме с сыпучестью содержит сырой эластомер с молекулярной массой от 50000 дo 400000 Да и 1-15 мас.% от общей массы антиадгезива, содержащего неорганические наполнители.

Изобретение относится к битумным композициям и может быть использовано для получения битумных композиций, применяемых в дорожном строительстве. Битумная композиция включает в себя смесь окисленного битума с неокисленным нефтепродуктом.

Изобретение относится к области производства щебеночно-мастичных дорожных смесей и асфальтобетонов, применяемых для ремонтно-восстановительных работ и устройства новых слоев дорожных и аэродромных покрытий.

Настоящее изобретение относится к материалам для битумного дорожного покрытия. Материал для битумного дорожного покрытия, содержащий битумное вяжущее в количестве от приблизительно 3 до приблизительно 8 мас.% материала для битумного дорожного покрытия, содержащее базовый битум и полимер, представляющий собой гомополимер окисленного полиэтилена высокой плотности, где полимер присутствует в количестве от приблизительно 0,25 до приблизительно 10 мас.% базового битума; и заполнитель в количестве от приблизительно 92 до приблизительно 97 мас.% материала для битумного дорожного покрытия.

Изобретение относится к области дорожного строительства, а именно к стабилизирующим добавкам, которые используются в асфальтобетонных смесях и могут найти применение при изготовлении дорожных покрытий при использовании щебеночно-мастичного асфальтобетона (ЩМА). Стабилизирующая добавка для щебеночно-мастичного асфальтобетона в виде гранулированной смеси измельченных целлюлозно-бумажных отходов - ЦБО, известнякового порошка и пластификатора содержит измельченные и распушенные ЦБО и в качестве пластификатора - отработанное синтетическое машинное масло при следующем соотношении компонентов, мас.%: указанные целлюлозно-бумажные отходы 70-80, известняковый порошок 10-15, отработанное синтетическое машинное масло 10-15. Технический результат - получение щебеночно-мастичного асфальтобетона, обладающего низким показателем стекания вяжущего, низким водонасыщением и высокими сдвигоустойчивыми характеристиками. 1 пр., 6 табл., 4 ил.

Изобретение относится к составам мастик на основе битума, которые могут быть использованы в строительстве, например, для герметизации швов. Мастика содержит битум, кислоту ортофосфорную и полиизобутилен в виде вязкой клейкой жидкости с молекулярной массой ниже 50000 или измельченный на частицы до 1-2 мм каучукоподобный полиизобутилен с молекулярной массой 100000-200000 при следующем соотношении компонентов, мас.%: битум - 51,5-56,7, кислота ортофосфорная - 0,3-0,5, полиизобутилен - 43,0-48,0. Техническим результатом является повышение адгезии мастики к бетонным поверхностям. 2 н.п. ф-лы, 1 табл.
Изобретение относится к получению битумно-резиновых композиций, используемых в дорожном строительстве в качестве вяжущих для асфальтобетонных смесей, в промышленном и гражданском строительстве для кровельных и гидроизоляционных работ. Композиция включает битум и не менее 8 мас.% механоактивированной резиновой крошки с характерным размером 0,5 мм. При этом в процессе модификации при температуре 120-130°С в течение 20-30 мин композиция подвергается действию низкочастотного ультразвука с плотностью мощности 0,5-1,5 Вт/см3. Техническим результатом является увеличение количества введенной в композицию резиновой крошки, снижение температуры модификации битума и сокращение длительности процесса, ускорение пропитки резиновой крошки и получение модифицированного битума в виде высокогомогенизированного продукта. 2 пр.

Изобретение относится к битумной композиции и к способу ее получения. Битумная композиция содержит битум, первую добавку, содержащую по меньшей мере одну функциональную группу сложного эфира жирной кислоты, насыщенной или ненасыщенной, линейную или разветвленную, имеющую углеводородную цепь, содержащую от 4 до 36 атомов углерода, необязательно замещенную по меньшей мере одной гидроксильной группой, и вторую добавку, содержащую по меньшей мере один органический гелеобразователь. Изобретение также относится к применению комбинации первой и второй добавок в битумной композиции для снижения динамической вязкости битумной композиции или битумной основы при температуре выше или равной 80°C, предпочтительно выше 80°C, без ухудшения консистенции указанной композиции при температурах эксплуатации. Наконец, изобретение относится к применению указанных битумных композиций в области дорожных применений, в частности в получении дорожных связующих, и в области промышленного применения. 5 н. и 12 з.п. ф-лы, 2 табл.

Изобретение относится к области производства модифицированных битумов, в том числе полимерно-битумных вяжущих (ПБВ). Устройство для производства модифицированного битумного вяжущего содержит емкость со змеевиками масляного обогрева, термоизоляцией, облицовкой гальванизированными металлическими листами, люком, узлом подачи модифицирующих компонентов и смесителем с электроприводом в виде лопастного устройства в цилиндрическом внешнем корпусе с забором смеси битума и модификатора из верхних слоев и подачей в низ емкости, обогреваемые термомаслом входные и выходные циркуляционные трубы с шаровыми кранами, битумный фильтр, электронасос с инвертером и пассивный гидродинамический диспергатор, а также узел промывки диспергатора в составе емкости для промывочного масла и масляного насоса, связанных трубами с входом и выходом диспергатора через трехходовые краны с обеспечением промывки диспергатора потоком масла в направлении, противоположном направлению потока через диспергатор в цикле модификации битума. Технический результат заключается в производстве модифицированного битума, в том числе полимерно-модифицированного, без использования пластификаторов, и энергоэффективном получении равномерного распределения модифицирующего компонента и/или оптимальной непрерывной пространственной структуры термоэластопластов во всем объеме модифицированного битума. 2 з.п. ф-лы, 1 ил., 2 табл., 2 пр.

Изобретение относится к области получения смесей для дорожного строительства и может быть использовано для получения органоминерального порошка для изготовления асфальтобетонных покрытий дорог. В способе получения активированного органоминерального порошка для асфальтобетонных смесей осуществляют совместное измельчение в шаровой мельнице силикагеля и золошлаковых отходов. Производят отбор от полученного измельченного материала рабочей фракции размером 0,07-0,31 мм, упомянутую рабочую фракцию загружают в смеситель, в который также загружают гашеную известь, и осуществляют промежуточное перемешивание. Затем в смеситель загружают гидрофобное ПАВ в количестве 0,3-0,5 мас.% от количества гашеной извести и осуществляют конечное перемешивание до получения гомогенной смеси. Изобретение обеспечивает повышение экологической и экономической эффективности получения активированного органоминерального порошка. 1 табл., 3 пр.

Изобретение относится к способу получения битумно-полимерного вяжущего, которое может быть использовано при получении асфальтобетонов, гидроизоляционных покрытий, мастик и рулонных кровельных материалов для строительных работ. Способ заключается в растворении в обогреваемом реакторе с мешалкой 1,0-5,0 мас.% атактического полипропилена в расплаве битума, при этом используют атактический полипропилен, полученный на каталитической системе TiCl4/MgCl2+AlEt3, и приготовление вяжущего проводят при 165-180°C в течение 0,5-2,0 ч с постоянной вентиляцией газовой фазы реактора воздухом с расходом 0,1-0,5 л/мин⋅кг полипропилена. Технический результат заключается в повышении технологичности процесса, упрощении способа приготовления вяжущего, обладающего повышенной стойкостью к термоокислительной деструкции и старению, высокими адгезионными свойствами, твердостью и теплостойкостью, расширенным температурным интервалом работоспособности, что существенно увеличивает срок эксплуатации покрытия автомобильных дорог без проведения текущего ремонта. 6 табл.

Изобретение относится к области нефтепереработки, в частности к способу получения дорожного битума марки БНДУ 60. Способ получения дорожного битума БНДУ 60 включает окисление утяжеленного гудрона. При этом получение битума БНДУ 60 проводят в одну стадию, используя в качестве утяжеленного гудрона - гудрон, полученный из балансовой смеси нефтей «Юролс», с показателями вязкости ВУ80 в интервале 92-158 с, и окисление проводят кислородом воздуха при температуре 215-230°С. Данным изобретением была установлена возможность одностадийного получения битума БНДУ 60, соответствующего по своим физико-механическим свойствам стандарту. 1 табл., 6 пр.

Изобретение относится к производству дорожно-строительных материалов, которые могут быть использованы в строительстве пешеходных дорог, площадок. Масса для дорожного покрытия содержит, мас. %: каменноугольный деготь 4,0-6,0; молотая негашеная известь 0,5-1,0; измельченный до порошкообразного состояния доломит 4,0-6,0; кварцевый песок 89,0-89,5. Технический результат – снижение пористости покрытия. 1 табл.

Изобретение относится к производству дорожно-строительных материалов, которые могут быть использованы в строительстве пешеходных дорог, площадок. Масса для дорожного покрытия содержит, мас. %: каменноугольный деготь 4,0-6,0; измельченный до прохождения через сито №014 известняк, или доломит, или магнезит 5,0-8,0; измельченный до прохождения через сито №014 каменный уголь 0,5-1,0; кварцевый песок 87,5-88,0. Технический результат – снижение пористости покрытия. 1 табл.

Изобретение относится к способу получения полимер-битумного вяжущего для строительной отрасли, которое может быть использовано при приготовлении асфальтобетонных и щебеночно-мастичных смесей, а также при устройстве кровель, гидроизоляций и герметичных швов. Способ включает последовательное введение при перемешивании в битум при 150-160°С пластификатора, в качестве которого используют талловое масло, полимер в виде блок-сополимера бутадиена и стирола типа стирол-бутадиен-стирол, стеариновой кислоты, эпоксидной смолы и перемешивание всех компонентов в течение 1,5 ч при температуре 150-160°С до полного растворения, далее в полученную смесь вводят полиэтиленполиамин и перемешивают в течение 10-15 мин при температуре 150-160°С. Техническим результатом является повышение гомогенности полимер-битумного вяжущего, его физико-механических характеристик, а также уменьшение времени и температуры приготовления полимер-битумного вяжущего и разработки одностадийного процесса его получения. 2 табл.

Наверх