EA019659B1 - Битумная композиция - Google Patents

Битумная композиция Download PDF

Info

Publication number
EA019659B1
EA019659B1 EA201201173A EA201201173A EA019659B1 EA 019659 B1 EA019659 B1 EA 019659B1 EA 201201173 A EA201201173 A EA 201201173A EA 201201173 A EA201201173 A EA 201201173A EA 019659 B1 EA019659 B1 EA 019659B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
bitumen
sulfur
carboxylic
additive
asphalt
Prior art date
Application number
EA201201173A
Other languages
English (en)
Other versions
EA201201173A1 (ru
Inventor
Маджид Ямсхед Чугтаи
Аниндиа Кумар Гхосал
Майкл Дейвид Ланкшир
Дейвид Стрикленд
Original Assignee
Шелл Интернэшнл Рисерч Маатсхаппий Б.В.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Шелл Интернэшнл Рисерч Маатсхаппий Б.В. filed Critical Шелл Интернэшнл Рисерч Маатсхаппий Б.В.
Publication of EA201201173A1 publication Critical patent/EA201201173A1/ru
Publication of EA019659B1 publication Critical patent/EA019659B1/ru

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L95/00Compositions of bituminous materials, e.g. asphalt, tar, pitch
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/36Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing sulfur, sulfides or selenium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/02Elements
    • C08K3/06Sulfur
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00Use of organic ingredients
    • C08K5/04Oxygen-containing compounds
    • C08K5/09Carboxylic acids; Metal salts thereof; Anhydrides thereof
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E01CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01CCONSTRUCTION OF, OR SURFACES FOR, ROADS, SPORTS GROUNDS, OR THE LIKE; MACHINES OR AUXILIARY TOOLS FOR CONSTRUCTION OR REPAIR
    • E01C7/00Coherent pavings made in situ
    • E01C7/08Coherent pavings made in situ made of road-metal and binders
    • E01C7/18Coherent pavings made in situ made of road-metal and binders of road-metal and bituminous binders
    • E01C7/26Coherent pavings made in situ made of road-metal and binders of road-metal and bituminous binders mixed with other materials, e.g. cement, rubber, leather, fibre
    • E01C7/267Coherent pavings made in situ made of road-metal and binders of road-metal and bituminous binders mixed with other materials, e.g. cement, rubber, leather, fibre with sulfur
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/00474Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00
    • C04B2111/0075Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00 for road construction
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2555/00Characteristics of bituminous mixtures
    • C08L2555/20Mixtures of bitumen and aggregate defined by their production temperatures, e.g. production of asphalt for road or pavement applications
    • C08L2555/22Asphalt produced above 140°C, e.g. hot melt asphalt
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2555/00Characteristics of bituminous mixtures
    • C08L2555/40Mixtures based upon bitumen or asphalt containing functional additives
    • C08L2555/50Inorganic non-macromolecular ingredients
    • C08L2555/54Sulfur or carbon black
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2555/00Characteristics of bituminous mixtures
    • C08L2555/40Mixtures based upon bitumen or asphalt containing functional additives
    • C08L2555/60Organic non-macromolecular ingredients, e.g. oil, fat, wax or natural dye

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Road Paving Structures (AREA)
  • Working-Up Tar And Pitch (AREA)

Abstract

Изобретение предлагает битумную композицию, содержащую битум в количестве от 20 до 90% (мас.), карбоксильную добавку в количестве от 0,25 до 5% (мас.) и серу в количестве от 5 до 75% (мас.), при этом все процентные величины получены в расчете на массу битума, карбоксильной добавки и серы, а карбоксильная добавка выбрана из карбоновых кислот, сложных эфиров карбоновых кислот и ангидридов карбоновых кислот. Дополнительно оно предлагает способ получения данной композиции и асфальтовых композиций, содержащих такую битумную композицию.

Description

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к битумной композиции. Изобретение также относится к способу получения битумной композиции, гранулам серы, асфальтовой композиции, содержащей битумную композицию, способу получения асфальтовой композиции, способу получения асфальтового дорожного покрытия и полученному таким образом асфальтовому дорожному покрытию.
Уровень техники
Битум представляет собой материал, который обычно используют для получения материалов дорожного и кровельного покрытия и для нанесения покрытий, таких как в случае труб и внутренних облицовок резервуаров. В промышленности дорожного строительства и получения дорожного покрытия хорошо использующейся на практике методикой являются нанесение на материал заполнителя, такой как песок, гравий, битый камень или их смеси, покрытия из горячего текучего битума, распределение материала покрытия в виде однородного слоя на дорожном полотне или на прежде построенной дороге, пока он еще находится в горячем состоянии, и уплотнение однородного слоя в результате прикатывания его тяжелыми катками для получения дороги с гладкой поверхностью.
Комбинацию из битума и материала заполнителя, такого как песок, гравий, битый камень или их смеси, называют асфальтом. Битум, также называемый асфальтовым связующим, обычно представляет собой жидкое связующее, содержащее асфальтены, смолы и масла. Он может встречаться в природе, но также и может быть получен из мазута сырой нефти, например, в результате фракционирования или в результате осаждения, например, при использовании пропана или получен по завершении способов переработки сырых нефтей, таких как крекинг. Битум обычно содержит углеводороды, характеризующиеся высоким уровнем содержания асфальтенов, например, равным 12% (мас.) и более. Битум также может быть подвергнут определенной дополнительной обработке, например продувке, при которой компоненты битума подвергают окислению под действием кислорода, например воздуха, или химического компонента, например фосфорной кислоты.
Как известно на современном уровне техники, для областей применения в промышленности дорожного строительства и получения дорожного покрытия с битумом может быть перемешана сера. Одна из проблем, встречающихся при использовании серы в битуме, заключается в нежелательном образовании сероводорода, происходящем в результате прохождения реакций гидрирования серы в битуме при высоких температурах, например, больших чем 140°С.
С учетом использования существенных количеств серы, в особенности в асфальте, характеризующемся высокими массовыми соотношениями сера-битум, например, доходящими до 1:1, выделение сероводорода представляет собой серьезную помеху. Поэтому желательно уменьшить нежелательное образование и выделение сероводорода из серосодержащего асфальта.
Один способ уменьшения выделения сероводорода из горячих отлитых смесей сера-асфальт описывается в публикации \УО 2005/059016. Выделение сероводорода во время изготовления серосодержащего асфальта можно уменьшить включением в гранулы серы подавителя сероводорода, такого как хлорид трехвалентного железа. Однако сульфид трехвалентного железа может оказаться трудным в обращении и подверженным реакции с влагой в воздухе, так что желательно отыскать альтернативные способы уменьшения выделения сероводорода из смесей сера-асфальт.
В публикации И8 3960585 также описываются способы уменьшения выделений сероводорода из горячих отлитых смесей сера-асфальт. В одном примере в качестве подавителя используют смесь из оксида цинка, стеариновой кислоты и дифенилгуанидина (каждое соединение присутствует в количестве 0,1% (мас.) в расчете на массу смеси). Вероятно, оксид цинка и стеариновая кислота вступают в реакцию друг с другом с образованием стеарата цинка, который может выполнять функцию окислительновосстановительного катализатора.
Изобретатели в настоящее время открыли то, что температура изготовления серосодержащего асфальта может быть уменьшена в случае добавления во время изготовления асфальта дополнительного компонента. Уменьшение температуры перемешивания и/или температуры уплотнения приводит к уменьшению количества сероводорода, которое высвобождается во время изготовления асфальтового дорожного покрытия. Несмотря на меньшие температуры перемешивания и/или уплотнения, получающийся в результате асфальт является долговечным и характеризуется низкой восприимчивостью к воде.
Раскрытие изобретения
В соответствии с этим настоящее изобретение предлагает битумную композицию, содержащую битум в количестве в диапазоне от 20 до 90% (мас.), карбоксильную добавку в количестве в диапазоне от 0,25 до 5% (мас.) и серу в количестве в диапазоне от 5 до 75% (мас.), при этом все процентные величины получают в расчете на массу битума, карбоксильной добавки и серы, в которой карбоксильная добавка выбрана из карбоновых кислот, сложных эфиров карбоновых кислот и ангидридов карбоновых кислот.
Настоящее изобретение также относится к способу получения битумной композиции, соответствующей настоящему изобретению, который включает стадии, на которых:
(ί) нагревают битум;
(ίί) перемешивают полученный таким образом горячий битум с серой в количестве от 5 до 75% (мас.) в расчете на массу битума, карбоксильной добавки и серы; причем по меньшей мере на одной из
- 1 019659 стадий (ί) или (ίί) добавляют карбоксильную добавку, выбранную из карбоновых кислот, сложных эфиров карбоновых кислот и ангидридов карбоновых кислот, в количестве от 0,25 до 5% (мас.) в расчете на массу битума, карбоксильной добавки и серы. Битумная композиция, соответствующая настоящему изобретению, может быть выгодным образом использована в дорожных и кровельных областях применения, предпочтительно дорожных областях применения.
Настоящее изобретение дополнительно относится к асфальтовой композиции, содержащей заполнитель и битумную композицию, соответствующую настоящему изобретению.
Настоящее изобретение также предлагает способ получения асфальтовой композиции, соответствующей настоящему изобретению, который включает стадии, на которых:
(ί) нагревают битум;
(ίί) нагревают заполнитель;
(ίίί) перемешивают горячий битум с горячим заполнителем в смесительной установке для получения асфальтовой композиции; причем от 5 до 75% (мас.) серы в расчете на массу битума, карбоксильной добавки и серы добавляют по меньшей мере на одной из стадий (ί), (ίί) или (ίίί); и от 0,25 до 5% (мас.) карбоксильной добавки в расчете на массу битума, карбоксильной добавки и серы добавляют по меньшей мере на одной из стадий (ί), (ίί) или (ίίί).
Настоящее изобретение, в дополнение к этому, также предлагает способ получения асфальтового дорожного покрытия, в котором получают асфальтовую композицию при использовании настоящего способа получения асфальтовой композиции с последующими стадиями, на которых:
(ίν) распределяют асфальтовую композицию в виде слоя;
(ν) уплотняют указанный слой.
Настоящее изобретение дополнительно относится к асфальтовому дорожному покрытию, полученному при использовании такого способа.
Осуществление изобретения
Битумная композиция настоящего изобретения содержит три существенных компонента: битум, серу и карбоксильную добавку.
Битум может быть выбран из широкого диапазона битумных соединений. В то время как некоторые документы предшествующего уровня техники предписывают необходимость проведения продувки битума перед тем, как его потребуется использовать в областях применения при получении дорожного покрытия, такое требование не является необходимым для композиций, соответствующих настоящему изобретению. Таким образом, битумом, который может быть использован, могут являться битум, полученный прямой отгонкой, мазут термического крекинга или осажденный битум, например, из пропана. Хотя это и не обязательно, но битум также может быть подвергнут продувке. Продувка может быть проведена в результате обработки битума кислородсодержащим газом, таким как воздух, воздух, обогащенный кислородом, чистый кислород или любой другой газ, который содержит молекулярный кислород и инертный газ, такой как диоксид углерода или азот. Операция продувки может быть проведена при температурах в диапазоне от 175 до 400°С, предпочтительно от 200 до 350°С. В альтернативном варианте, обработка продувкой может быть проведена при использовании каталитического способа. Катализаторы, подходящие для использования в таких способах, включают хлорид трехвалентного железа, фосфорную кислоту, пентаоксид фосфора, хлорид алюминия и борную кислоту. Использование фосфорной кислоты является предпочтительным.
Уровень содержания битума в битумной композиции, соответствующей изобретению, может находиться в диапазоне от 20 до 90% (мас.) в расчете на массу битума, серы и карбоксильной добавки. Хорошие результаты получали с количествами в диапазоне от 50 до 75% (ма.с).
Карбоксильная добавка в битумной композиции присутствует при уровне содержания в диапазоне от 0,25 до 5% (мас.), более предпочтительно при уровне содержания в диапазоне от 0,5 до 3% (мас.), наиболее предпочтительно от 1 до 3% (мас.), в расчете на массу битума, серы и карбоксильной добавки.
Карбоксильную добавку выбирают из карбоновых кислот, сложных эфиров карбоновых кислот и ангидридов карбоновых кислот. Предпочтительно карбоксильная добавка представляет собой карбоновую кислоту.
В одном предпочтительном варианте осуществления карбоксильную добавку выбирают из карбоксильных соединений, описывающихся формулой К.СООХ, где Я представляет собой С822-алкил или алкенил, а X представляет собой Н; С122-алкил или алкенил; или Я'СО, где Я' представляет собой С822-алкил или алкенил. В случае, когда X представляет собой Н, карбоксильная добавка будет представлять собой карбоновую кислоту. X может представлять собой С122-алкил, в этом случае карбоксильная добавка представляет собой сложный эфир карбоновой кислоты, X может представлять собой Я'СО, где Я' представляет собой С822-алкил или алкенил, а карбоксильная добавка представляет собой ангидрид карбоновой кислоты. Предпочтительно Я представляет собой алкильную группу. Предпочтительно, чтобы Я представлял бы собой С1520-алкильную или алкенильную группу, более предпочтительно С1518-алкильную или алкенильную группу, а в особенности С1518-алкильную группу. Например, карбоксильная добавка может представлять собой стеариновую кислоту, этилстеарат или ангидрид стеариновой кислоты. В альтернативном варианте, Я может представлять собой
- 2 019659
С22-алкильную группу, например, карбоксильная добавка может представлять собой бегеновую кислоту, этилбегенат или ангидрид бегеновой кислоты.
Карбоксильная добавка также может содержать более чем одну кислотную, сложноэфирную или ангидридную группу. Как триоктилтримеллитат, так и бис-(2-этилгексил)себацинат имеют несколько сложноэфирных групп и могут быть использованы в качестве карбоксильной добавки в настоящем изобретении.
В композиции настоящего изобретения также могут быть включены и смеси одной или нескольких карбоксильных добавок.
Существенную часть материала связующего составляет сера. Поэтому используют существенные количества серы. В этом заключается отличие от использования серы в качестве сшивателя, где используют количества, меньшие чем 2% (мас.) в расчете на массу битума, серы и карбоксильной добавки. В области применения настоящего изобретения сера присутствует в количествах в диапазоне от 5 до 75% (мас.) в расчете на массу битума, карбоксильной добавки и серы. В подходящем случае сера в композиции битума может присутствовать в количествах в диапазоне от 20 до 60% (мас.), поскольку улучшение прочности, которое придает композиции битума сера, уменьшается при использовании в композиции битума, соответствующей изобретению, менее чем 20% (мас.) серы.
В соответствии с описанием в публикации νθ-Α-03/014231 сера в битумную композицию может быть добавлена в форме гранул серы, и предпочтительно серу в композиции настоящего изобретения включают в данной форме. Ссылка на гранулы в настоящем документе относится к любому типу материала серы, который отлили из расплавленного состояния для получения определенного типа частиц правильной формы, например чешуек, пластинок или серы сферической формы, такой как дробины, бисерины, крупинки и пастилки, или серы с формой половины горошины. Гранулы серы обычно содержат от 50 до 100% (мас.) серы в расчете на массу гранул серы, предпочтительно от 60% (мас.), а наиболее предпочтительно от 70% (мас.) и обычно до 99% (мас.), а предпочтительно до 95% (мас.) или до 100% (мас.). Один более предпочтительный диапазон заключен в пределах от 60 до 100% (мас.).
Данные гранулы могут содержать технический углерод и при необходимости другие ингредиенты, такие как амилацетат и воск. Технический углерод может присутствовать в количествах, доходящих вплоть до 5% (мас.) в расчете на массу гранулы, предпочтительно вплоть до 2% (мас.). В подходящем случае уровень содержания технического углерода в гранулах серы составляет по меньшей мере 0,25% (мас.). Уровень содержания других ингредиентов, таких как амилацетат и воск, обычно не превосходит количества 1,0% (мас.) для каждого. В случае присутствия воска он может иметь форму, например, парафинового гача или воска, произведенного по способу Фишера-Тропша. Примерами восков, подходящих для использования в настоящем документе, являются 8а§оЬй (К.ТМ) - воск, произведенный по способу Фишера-Тропша и коммерчески доступный в компании 8а§о1, и воск 8X100 - воск Фишера-Тропша от компании 8йе11 Ма1ауыа.
В одном варианте осуществления настоящего изобретения в грануле серы присутствует карбоксильная добавка.
В то время как битумная композиция, соответствующая изобретению, содержит три существенных компонента - битум, карбоксильную добавку и серу, для специалиста в соответствующей области техники очевидно, что в такую композицию также могут быть добавлены и другие соединения. Например, могут быть добавлены полимеры, такие как те, которые упоминаются в публикации νθ-Α-03/014231.
Битумная композиция, соответствующая настоящему изобретению, также может содержать и подавитель запаха, такой как, например, те соединения, которые описываются в публикации ЕР 2185640.
Битумные и асфальтовые композиции настоящего изобретения также могут содержать воск, например парафиновый гач или воск, произведенный по способу Фишера-Тропша. Примерами восков, подходящих для использования в настоящем документе, являются 8а§оЬй (К.ТМ) - воск, произведенный по способу Фишера-Тропша и коммерчески доступный в компании 8а§о1, и воск 8X100 - воск ФишераТропша от компании 8йе11 Ма1ауыа.
Битумные и асфальтовые композиции настоящего изобретения также могут содержать и добавки, повышающие сцепление.
Битумную композицию, соответствующую изобретению, выгодным образом используют в форме асфальтовой композиции, содержащей битумную композицию и наполнитель и/или заполнитель. Примеры наполнителей описывались в публикации И8-А-5863971 и включают технический углерод, диоксид кремния, карбонат кальция, стабилизаторы, антиоксиданты, пигменты и растворители. Примеры заполнителей включают песок, горную породу, гравий, камни, гальки и т.п. Данные материалы заполнителей являются в особенности подходящими для использования при получении дорожных покрытий.
Обычно асфальтовая композиция содержит по меньшей мере 1% (мас.) битума в расчете на массу асфальтовой композиции. Предпочтительной является асфальтовая композиция, содержащая от приблизительно 1 до приблизительно 10% (мас.) битума, при этом особенное предпочтение отдается асфальтовым композициям, содержащим от приблизительно 3 до приблизительно 7% (мас.) битума в расчете на массу асфальтовой композиции.
- 3 019659
Битумная композиция, соответствующая настоящему изобретению, может быть получена в результате перемешивания трех ингредиентов в соответствующих количествах. Предпочтительно сначала получать смесь битум-карбоксильная добавка, а после этого добавлять серу.
В соответствии с этим настоящее изобретение предлагает способ получения битумной композиции, соответствующей настоящему изобретению, который включает стадии, на которых:
(ί) нагревают битум;
(ίί) перемешивают полученный таким образом горячий битум с серой в количестве от 5 до 75% (мас.) в расчете на массу битума, карбоксильной добавки и серы; причем по меньшей мере на одной из стадий (ί) или (ίί) добавляют карбоксильную добавку.
Настоящее изобретение также предлагает способ получения асфальтовой композиции, соответствующей настоящему изобретению, который включает стадии, на которых:
(ί) нагревают битум;
(ίί) нагревают заполнитель;
(ίίί) перемешивают горячий битум с горячим заполнителем в смесительной установке для получения асфальтовой композиции; причем от 5 до 75% (мас.) серы в расчете на массу битума, карбоксильной добавки и серы добавляют по меньшей мере на одной из стадий (ί), (ίί) или (ίίί); и от 0,25 до 5% (мас.) карбоксильной добавки в расчете на массу битума, карбоксильной добавки и серы добавляют по меньшей мере на одной из стадий (ί), (ίί) или (ίίί).
На стадии (ί) способов получения настоящих битумных или асфальтовых композиций битум нагревают, предпочтительно при температуре от 60 до 200°С, предпочтительно от 80 до 150°С, более предпочтительно от 100 до 145°С, а еще более предпочтительно от 125 до 145°С. Проведению операции при более чем 120°С свойственно преимущество, заключающееся в том, что сера является жидкой, что облегчает проведение процесса перемешивания. Хотя специалист в соответствующей области техники легко может определить оптимальное время перемешивания, время перемешивания может быть относительно коротким, например от 10 до 600 с.
Битум предпочтительно представляет собой битум, относящийся к марке для получения дорожного покрытия, подходящий для использования в дорожной области применения и характеризующийся пенетрацией, например, от 9 до 1000 дмм, более предпочтительно от 15 до 450 дмм (согласно испытанию при 25°С в соответствии с документом ΕΝ 1426: 1999) и температурой размягчения от 25 до 100°С, более предпочтительно от 25 до 60°С (согласно испытанию в соответствии с документом ΕΝ 1427: 1999).
На стадии (ίί) способа получения настоящей асфальтовой композиции нагревают заполнитель, предпочтительно при температуре от 60 до 200°С, предпочтительно от 80 до 170°С, более предпочтительно от 100 до 160°С, еще более предпочтительно от 100 до 145°С. Заполнитель в подходящем случае представляет собой любой заполнитель, который является подходящим для использования в дорожных областях применения. Заполнитель может состоять из смеси крупного заполнителя (удерживается на сите на 4 мм), мелкого заполнителя (проходит через сито на 4 мм, но удерживается на сите на 63 мкм) и наполнителя (проходит через сито на 63 мкм).
На стадии (ίίί) способа получения асфальта горячий битум и горячий заполнитель перемешивают в смесительной установке. В подходящем случае перемешивание проводят при температуре от 80 до 200°С, предпочтительно от 90 до 150°С, более предпочтительно от 100 до 145°С. Обычно время перемешивания составляет от 10 до 60 с, предпочтительно от 20 до 40 с.
Температуры, при которых битум и заполнитель нагревают, а после этого перемешивают, желательно выдерживать по возможности более низкими для уменьшения выделений сероводорода при добавлении серы. Однако температуры должны быть достаточно высокими для того, чтобы битум мог бы эффективно образовывать покрытие на заполнителе. Настоящее изобретение делает возможным получение смесей битума, заполнителя и серы при подавлении появления запаха от асфальтовой смеси.
В способе получения асфальта серу предпочтительно добавляют по возможности позднее, предпочтительно на стадии (ίίί).
В способах настоящего изобретения серу предпочтительно добавлять в форме гранул серы, как это описывалось выше.
Сера и карбоксильная добавка могут быть добавлены совместно, т.е. как на стадии (ί), так и на стадии (ίί) или на стадии (ίίί) соответствующих способов получения настоящих битумных и асфальтовых композиций. В первом варианте осуществления горячий заполнитель перемешивают с серой и карбоксильной добавкой. После этого к горячей смеси заполнитель-сера добавляют горячий битум. Во втором варианте осуществления горячий заполнитель перемешивают с горячим битумом и к горячей смеси битум-заполнитель добавляют серу и карбоксильную добавку. Данный вариант осуществления демонстрирует преимущество в виде получения большей прочности для смеси сера-асфальт. В третьем варианте осуществления горячий битум перемешивают с серой и карбоксильной добавкой и получающуюся в результате горячую смесь битум-сера перемешивают с горячим заполнителем для получения серосодержащей асфальтовой смеси.
В альтернативном варианте, в способе получения асфальта карбоксильная добавка может быть добавлена отдельно. Например, карбоксильная добавка к битуму может быть добавлена на стадии (ί), а сера
- 4 019659 может быть добавлена на стадии (ш).
В одном варианте осуществления изобретения серу и карбоксильную добавку добавляют совместно; сера имеет форму гранул, и карбоксильную добавку включают в гранулы серы. Гранулы серы предпочтительно содержат от 0,1 до 28% (мас.) карбоксильной добавки в расчете на массу гранул серы. Гранулы серы в подходящем случае получают по способу, в котором жидкую серу перемешивают с карбоксильной добавкой и при необходимости дополнительными компонентами, такими как технический углерод или амилацетат. После этого смесь формуют и/или гранулируют.
В одном варианте осуществления изобретения сера может быть добавлена в форме двух типов гранул серы; первый тип - гранулы серы, которые содержат карбоксильную добавку, и второй тип - гранулы серы, которые не содержат карбоксильной добавки. Преимущество этого заключается в том, что карбоксильная добавка, по существу, концентрируется в первом типе гранул серы, а для восполнения остальной потребности в сере могут быть использованы обычные гранулы серы.
Изобретение дополнительно предлагает способ получения асфальтового дорожного покрытия, в котором асфальт получают по способу, соответствующему изобретению и дополнительно включающему стадии, на которых:
(ίν) распределяют асфальт в виде слоя и (ν) уплотняют указанный слой.
Изобретение дополнительно предлагает асфальтовое дорожное покрытие, полученное по способам, соответствующим изобретению.
Уплотнение на стадии (ν) в подходящем случае проводят при температуре от 80 до 200°С, предпочтительно от 90 до 150°С, более предпочтительно от 100 до 145°С. Температуру уплотнения желательно выдерживать по возможности более низкой для уменьшения выделения сероводорода. Однако температура уплотнения должна быть достаточно высокой для того, чтобы уровень содержания пустот в получающемся в результате асфальте был бы достаточно низким для обеспечения долговечности и водостойкости асфальта.
Далее изобретение будет описано при обращении к примерам, которые проиллюстрированы при использовании следующего далее раздела Примеры, которые не предполагают ограничения изобретения.
Примеры
Образцы битума получали в результате перемешивания битума и гранул серы при соотношениях, указанных в табл. 1, с последующим добавлением карбоксильной добавки. Перемешивание проводили при температуре 125-145°С в течение 30 мин.
Табл. 1 демонстрирует рецептуру каждого образца.
Таблица 1
Битум Сера Карбоксильная добавка
Сравнительный пример 1 100 % (масс.) 0 0
Сравнительный пример 2 70 % (масс.) 30 % (масс.) 0
Пример 1 69,3 % (масс.) 29,7% (масс.) 1,0 % (масс.) стеаринового ангидрида
Пример 2 69,3 % (масс.) 29,7 % (масс.) 1,0 % (масс.) этилстеарата
Пример 3 69,7 % (масс.) 29,9 % (масс.) 0,5 % (масс.) этилстеарата
Пример 4 69,0 % (масс.) 26,6 % (масс.) 1,5 % (масс.) стеариновой кислоты
Пример 5 69,3 % (масс.) 29,7 % (масс.) 1,0 % (масс.) триоктилтримеллитата
Пример 6 69,3 % (масс.) 29,7% (масс.) 1,0 % (масс.) бис(2этилгексил (себацината
Вязкость измеряли в соответствии с документом ΕΝ 13302 при 125, 135 и 145°С с использованием вискозиметра Брукфильда. Результаты продемонстрированы в табл. 2.
Таблица 2
Вязкость (Па.сек)
125®С 135°С 145°С
Сравнительный пример 1 1,05 0,85 0,51
Сравнительный пример 2 0,83 0,47 0,30
Пример 1 0,59 0,33 0,23
Пример 2 0,56 0,35 0,20
Пример 3 0,69 0,40 0,25
Пример 4 0,70 0,42 0,26
Пример 5 0,71 0,43 0,27
Пример 6 0,77 0,46 0,28
Результаты измерения вязкости были меньшими для примеров (в каждом случае содержащих карбоксильную добавку), чем для сравнительных примеров (которые не содержат карбоксильной добавки). Температура изготовления серосодержащего асфальта должна быть достаточно высокой для достижения
- 5 019659 приемлемо низкой вязкости. Поэтому в случае демонстрации образцом битума пониженной вязкости при конкретной температуре температура изготовления серосодержащего асфальта может быть уменьшена.
Образцы асфальта получали при использовании разработки для смесей АС-13 в соответствии с китайской публикацией Тес11шса1 ЗресЖсаПоик £от СопйгисИои о£ Нщ11\\ау Вйишеи РауешеШк (ТГО Р402004 и АА8НТО Т-245). Табл. 3 демонстрирует рецептуру каждой битумной композиции, использующейся для получения образцов асфальта.
Таблица 3
Битум Сера Карбоксильная добавка
Сравнительный пример 3 70 % (масс.) 30 % (масс.) 0
Сравнительный пример 4 60 % (масс.) 40 % (масс.) 0
Пример 7 69,3 % (масс.) 29,7 % (масс.) 1,0 % (масс.) стеариновой кислоты
Пример 8 59,4 % (масс.) 39,6 % (масс.) 1,0 % (масс.) стеариновой кислоты
Пример 9 69,3 % (масс.) 29,7 % (масс.) 1,0 % (масс.) бегеновой кислоты
Пример 10 59,4 % (масс.) 39,6 % (масс.) 1,0 % (масс.) бегеновой кислоты
Битум представляет собой битум пропиточной марки, характеризующийся пенетрацией 74 дмм и температурой размягчения 48,5°С. Серу добавляли в форме гранул серы. Гидролитическую устойчивость измеряли при использовании остаточной устойчивости по Маршаллу и испытания на различные типы растяжений при замораживании-оттаивании в соответствии со стандартным китайским методом испытания Т0729. Остаточная устойчивость по Маршаллу представляет собой соотношение между устойчивостью по Маршаллу для образцов асфальта, подвергнутых пропитыванию, и устойчивостью по Маршаллу для образцов, не подвергнутых обработке. Результаты испытания на растяжение приведены в виде соотношения пределов прочности при растяжении, которое представляет собой предел прочности при растяжении для различных типов растяжения у кондиционированного образца, поделенный на предел прочности при растяжении для различных типов растяжения у некондиционированного образца. Сопротивление колееобразованию измеряли в стандартном китайском испытании на колесную нагрузку (Т0719). В испытании для уплотнения рыхлой асфальтовой смеси при температуре уплотнения используют стальной цилиндр в квадратной форме на 300 мм и глубиной 50 мм. После этого уплотненный образец отверждают при 60°С при циклическом нагружении в 0,7 МПа при 42 проход/мин с использованием литой шины (диаметром 200 мм и шириной 50 мм). Динамическую устойчивость (в проход/мм) рассчитывают по приведенной ниже формуле
Ό8 [проход/мм] = Ν15'/(Ό60 - Ό45), где N15' представляет собой проходы по нагрузке (т.е. N15' = 15 [мин] х 42 [проходы/мин]); а
Ό60 - Ό45 представляет собой изменение глубины колеи за последние 15 мин испытания в мм.
Результаты по гидролитической устойчивости и сопротивлению колееобразованию продемонстрированы в табл. 4.
Таблица 4
Остаточная устойчивость по Маршаллу (%) Соотношение пределов прочности при растяжении (%) Динамическая устойчивость (проход/мм)
Сравнительный пример 3 61 50 1945
Сравнительный пример 4 52 40 3724
Пример 7 77,9 72 1342
Пример 8 82 75 3147
Пример 9 - - 2688
Пример 10 - 80 3643
Образцы асфальта, содержащие стеариновую кислоту, (примеры 7 и 8) демонстрируют лучшую гидролитическую устойчивость в сопоставлении с образцами асфальта, соответствующими предшествующему уровню техники, (сравнительные образцы 3 и 4). Образцы асфальта, содержащие бегеновую кислоту, (примеры 9 и 10) демонстрируют лучшие гидролитическую устойчивость и сопротивление колееобразованию в сопоставлении с образцами асфальта, соответствующими предшествующему уровню техники, (сравнительные примеры 3 и 4).

Claims (9)

  1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
    1. Битумная композиция, содержащая битум в количестве от 20 до 90 мас.%, карбоксильную добавку в количестве от 0,25 до 5 мас.% и серу в количестве от 5 до 75 мас.%, при этом все процентные значения приведены в расчете на массу битума, карбоксильной добавки и серы, где карбоксильная добавка выбрана из карбоновых кислот, сложных эфиров карбоновых кислот и ангидридов карбоновых кислот.
  2. 2. Композиция по п.1, в которой карбоксильная добавка выбрана из карбоксильных соединений формулы КСООХ, где К представляет собой С822-алкил или алкенил; X представляет собой Н, С122алкил, С122-алкенил, или К'СО, где К' представляет собой С822-алкил или алкенил.
  3. 3. Композиция по п.2, в которой X представляет собой Н, а К представляет собой С1518-алкильную или алкенильную группу.
  4. 4. Композиция по любому из пп.1-3, в которой сера присутствует в количестве от 20 до 60 мас.%.
  5. 5. Способ получения битумной композиции по любому из пп.1-4, включающий стадии, на которых: (ί) нагревают битум;
    (ίί) перемешивают полученный таким образом горячий битум с серой в количестве от 5 до 75 мас.% в расчете на массу битума, карбоксильной добавки и серы; причем по меньшей мере на одной из стадий (ί) или (ίί) добавляют карбоксильную добавку, выбранную из карбоновых кислот, сложных эфиров карбоновых кислот и ангидридов карбоновых кислот, в количестве от 0,25 до 5 мас.% в расчете на массу битума, карбоксильной добавки и серы.
  6. 6. Асфальтовая композиция, содержащая битумную композицию по любому из пп.1-4 и наполнитель и/или заполнитель.
  7. 7. Способ получения асфальтовой композиции по п.6, включающий стадии, на которых:
    (ί) нагревают битум;
    (ίί) нагревают заполнитель;
    (ίίί) перемешивают горячий битум с горячим заполнителем в смесительной установке для получения асфальтовой композиции; причем от 5 до 75 мас.% серы в расчете на массу битума, карбоксильной добавки и серы добавляют по меньшей мере на одной из стадий (ί), (ίί) или (ίίί) и от 0,25 до 5 мас.% карбоксильной добавки, выбранной из карбоновых кислот, сложных эфиров карбоновых кислот и ангидридов карбоновых кислот, в расчете на массу битума, карбоксильной добавки и серы добавляют по меньшей мере на одной из стадий (ί), (ίί) или (ίίί).
  8. 8. Способ по п.7, в котором серу добавляют в форме гранул серы.
  9. 9. Способ получения асфальтового дорожного покрытия, в котором асфальтовую композицию получают способом по п.7 или 8 с последующими стадиями, на которых:
    (ίν) распределяют асфальтовую композицию в виде слоя и (ν) уплотняют указанный слой.
    О Евразийская патентная организация, ЕАПВ
    Россия, 109012, Москва, Малый Черкасский пер., 2
EA201201173A 2010-02-23 2011-02-23 Битумная композиция EA019659B1 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP10154428 2010-02-23
PCT/IN2011/000109 WO2011104726A1 (en) 2010-02-23 2011-02-23 Bituminous composition

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EA201201173A1 EA201201173A1 (ru) 2013-01-30
EA019659B1 true EA019659B1 (ru) 2014-05-30

Family

ID=42340664

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA201201173A EA019659B1 (ru) 2010-02-23 2011-02-23 Битумная композиция

Country Status (7)

Country Link
US (1) US9028602B2 (ru)
EP (1) EP2539402B1 (ru)
JP (1) JP5706915B2 (ru)
CN (1) CN102762665A (ru)
CA (1) CA2789876A1 (ru)
EA (1) EA019659B1 (ru)
WO (1) WO2011104726A1 (ru)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9346956B2 (en) * 2013-12-10 2016-05-24 Saudi Arabian Oil Company Foamed sulfur asphalts for pavement recycling and soil stabilization
US10435560B2 (en) 2015-07-01 2019-10-08 Performance Materials Na, Inc. Polymer modified asphalt reaction products
CN108291066A (zh) 2015-07-23 2018-07-17 纳幕尔杜邦公司 环氧官能化的乙烯共聚物沥青反应产物
EP3331946A1 (en) 2015-08-07 2018-06-13 E. I. du Pont de Nemours and Company Modified asphalt using phosphorous acid
BR112018009808B1 (pt) 2015-12-29 2022-08-23 Dow Global Technologies Llc Composição de asfalto modificada com o polímero, material de pavimentação de estradas ou um material de cobertura e método para a preparação da composição de asfalto modificada com o polímero
EP3249017A1 (en) * 2016-05-27 2017-11-29 Sasol Wax GmbH A bitumen composition comprising a wax mixture consisting of a petroleum slack wax and a fischer-tropsch wax, the use of the wax mixture in bitumen compositions, the use of the bitumen composition in asphalt compositions, asphalt compositions comprising the bitumen composition and the method of producing asphalt pavements thereof
CN110482907A (zh) * 2017-12-26 2019-11-22 郑州辉兴生物科技有限公司 一种能够较好防止烫伤的高可视性柏油
JP6893291B6 (ja) * 2018-12-25 2021-09-29 大成ロテック株式会社 常温合材および常温合材の製造方法
US11814506B2 (en) 2019-07-02 2023-11-14 Marathon Petroleum Company Lp Modified asphalts with enhanced rheological properties and associated methods
US20230130068A1 (en) * 2020-04-06 2023-04-27 Hindustan Petroleum Corporation Limited Sulphur additive and sulphur modified bitumen
CA3192804A1 (en) * 2020-10-29 2022-05-05 Eswararao DONI Modified bitumen composition and process of preparation thereof

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3960585A (en) * 1973-12-17 1976-06-01 Shell Oil Company Reducing H2 S-emission from hot cast sulfur-asphalt mixtures
WO2005059016A1 (en) * 2003-12-10 2005-06-30 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Sulphur pellet comprising h2s-suppressant
WO2009121917A2 (en) * 2008-04-02 2009-10-08 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Process for manufacturing asphalt

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3738853A (en) * 1971-10-05 1973-06-12 Shell Oil Co Articles produced by casting of sulfur asphalt
JPS5722076B2 (ru) * 1974-03-29 1982-05-11
HRP970258B1 (en) 1996-05-20 2002-04-30 Shell Int Research Process for preparing bitumen compositions
CA2355408C (en) * 2000-08-18 2008-12-23 China Petroleum And Chemical Corporation A storage-stable modified asphalt composition and its preparation process
JP4115184B2 (ja) * 2001-07-18 2008-07-09 旭化成ケミカルズ株式会社 アスファルト組成物
US6863724B2 (en) * 2001-08-09 2005-03-08 Shell Canada Limited Sulfur additives for paving binders and manufacturing methods
US7341624B2 (en) * 2004-10-15 2008-03-11 Fina Technology, Inc. Asphalt compositions and the preparation thereof
DE602007010659D1 (de) * 2006-10-19 2010-12-30 Shell Int Research Verfahren zur herstellung einer asphaltstrassenbelagsmischung
DE102007037534A1 (de) 2007-08-09 2009-02-12 Air & D - Sarl Verfahren zu Geruchsverminderung bei Bitumen
AR071288A1 (es) * 2008-04-02 2010-06-09 Shell Int Research Un proceso de produccion de asfalto
US8361216B2 (en) * 2010-05-27 2013-01-29 Shell Oil Company Method providing for a low release of H2S during the preparation of sulfur-extended asphalt

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3960585A (en) * 1973-12-17 1976-06-01 Shell Oil Company Reducing H2 S-emission from hot cast sulfur-asphalt mixtures
WO2005059016A1 (en) * 2003-12-10 2005-06-30 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Sulphur pellet comprising h2s-suppressant
WO2009121917A2 (en) * 2008-04-02 2009-10-08 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Process for manufacturing asphalt

Non-Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
AKZO NOBEL: "REDISET WMX", INTERNET CITATION, [Online], 2008, pages 1-6, XP002594006, Retrieved from the Internet: URL:http://www.surfactants.akzonobel.com/asphalt/pdf/Rediset%20Brochure 0907.pdf> [retrieved on 2010-07-27], the whole document *
D.H. TIMM ET AL.: "Incorporation of Sulphur Extended Asphalt Mix in Perpetual Pavement Design", [Online], 23 July 2009 (2009-07-23), pages 1-18, XP002594004, International Conference on Perpetual Pavement 2009 Retrieved from the Internet:URL:http://www.ktc.uky.edu/kytc/kypel/downloadAttachment.php?fileIndex=541> [retrieved on 2010-07-27], the whole document *
DAVID TIMM ET AL.: "NCAT Report 09-05: Evaluation of Mixture Performance and Structural Capacity of Pavements using Shell Thiopave", [Online], August 2009 (2009-08), pages 1-96, XP002594002, National Center for Asphalt Technology Retrieved from the Internet: URL:http://www.ncat.us/reports/rep09-05.pdf> [retrieved on 2010-07-27], abstract; figures 4.1, 4.2, 4.3; table 4.2, page 2 *
FEDERAL HIGHWAY ADMINISTARTION: "Warm Mix Asphalt Technologies and Research", [Online], 29 October 2008 (2008-10-29), pages 1-5, XP002594005, Retrieved from the Internet: URL:http://www.fhwa.dot.gov/pavement/asphalt/wma.cfm> [retrieved on 2010-07-27], page 3 *
G.L. FITTS: "Sulphur's Place in CE", INTERNET CITATION, [Online], 18 February 2009 (2009-02-18), pages 1-36, XP002594003, Shell Retrieved from the Internet: URL:http://www.foundationperformance.org/pastpresentations/FittsPresSlides-18Feb09.pdf> [retrieved on 2010-07-27], the whole document *
GRAHAM C. HURLEY ET AL.: "Evaluation of Sasobit for use in warm mix asphalt", INTERNET CITATION, [Online], June 2005 (2005-06), XP002451497, Retrieved from the Internet: URL:http://www.eng.auburn.edu/center/nat/reports/rep05-06.pdf> [retrieved on 2007-09-19], the whole document *
HURLEY G.C. ET AL.: "Evaluation of Evotherm for use in warm mix asphalt", 20060601, [Online], no. ncat report 06-02, 1 June 2006 (2006-06-01), pages 1-49, XP002513180, Retrieved from the Internet: URL:http://www.meadwestvaco.com/mwv/groups/content/documents/document/mwv003429.pdf> [retrieved on 2009-02-03], the whole document *
SHELL: "Introduction to Shell Thiopave", INTERNET CITATION, [Online], May 2010 (2010-05), pages 1-9, XP002594001, Retrieved from the Internet: URL:http://www-static.shell.com/static/sulphur/downloads/introduction shell thiopave.pdf> [retrieved on 2010-07-27], the whole document *
ZYDEX INDUSTRIES: "Paving the way for Nanotechnology", [Online], 2008, XP002594007, Retrieved from the Internet: URL:zydexindustries.com/cms/downloadDoc.ph p?id=986> [retrieved on 2010-07-27], the whole document *

Also Published As

Publication number Publication date
EA201201173A1 (ru) 2013-01-30
JP2013520548A (ja) 2013-06-06
CN102762665A (zh) 2012-10-31
WO2011104726A1 (en) 2011-09-01
US20130004662A1 (en) 2013-01-03
EP2539402A1 (en) 2013-01-02
US9028602B2 (en) 2015-05-12
JP5706915B2 (ja) 2015-04-22
EP2539402B1 (en) 2013-12-11
CA2789876A1 (en) 2011-09-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EA019659B1 (ru) Битумная композиция
AU2009232015B2 (en) Process for manufacturing asphalt
AU2009212230B2 (en) Polyphosphate modifier for warm asphalt applications
US9074099B2 (en) Bituminous composition
KR20150005902A (ko) 폐아스팔트의 재생
WO2012061579A1 (en) Sulfur modified asphalt for warm mix applications
JP5639037B2 (ja) アスファルトの製造方法
US20180244920A1 (en) Bitumen/polymer composition having improved mechanical properties
US20140147205A1 (en) Bituminous composition
WO2012061577A1 (en) Performance graded sulfur modified asphalt compositions for super pave compliant pavements
CN104603205A (zh) 具有改善的热致可逆性的包含添加剂的含沥青组合物
EP2121847B2 (fr) Composition bitumineuse resistante au vieillissement
JP2014500374A (ja) 減少した硫化水素の放出を有する瀝青組成物
CA2967796C (en) Petrocoke and extract-doped modified bitumen composition for use in production of asphalt and method of producing the same
RU2028990C1 (ru) Композиция для изготовления дорожного покрытия

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): AM AZ BY KG MD TJ TM

MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): KZ RU