PL237887B1 - Polimeroasfalt oraz sposób otrzymywania polimeroasfaltu - Google Patents

Polimeroasfalt oraz sposób otrzymywania polimeroasfaltu Download PDF

Info

Publication number
PL237887B1
PL237887B1 PL422187A PL42218717A PL237887B1 PL 237887 B1 PL237887 B1 PL 237887B1 PL 422187 A PL422187 A PL 422187A PL 42218717 A PL42218717 A PL 42218717A PL 237887 B1 PL237887 B1 PL 237887B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
asphalt
polymer
extrusion
polyurethane foam
processed
Prior art date
Application number
PL422187A
Other languages
English (en)
Other versions
PL422187A1 (pl
Inventor
Mohamed Sulyman
Maciej Sienkiewicz
Józef Haponiuk
Andrzej Stelmasik
Original Assignee
Politechnika Gdanska
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 Politechnika Gdanska filed Critical Politechnika Gdanska
Priority to PL422187A priority Critical patent/PL237887B1/pl
Publication of PL422187A1 publication Critical patent/PL422187A1/pl
Publication of PL237887B1 publication Critical patent/PL237887B1/pl

Links

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00—Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/62—Plastics recycling; Rubber recycling

Landscapes

  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Road Paving Structures (AREA)
  • Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)

Abstract

Przedmiotem zgłoszenia jest polimeroasfalt zawierający asfalt oraz modyfikator polimerowy, który charakteryzuje się tym, że zawiera od 75% mas. do 97% mas. asfaltu oraz od 3% mas. Do 25% mas. modyfikatorów w postaci przetworzonej metodą wytłaczania pianki poliuretanowej. Zgłoszenie zawiera też sposób otrzymywania polimeroasfaltu, który przeprowadza się w trzech etapach. W pierwszym etapie piankę poliuretanową mieli się na granulat, korzystnie o wielkości ziaren co najwyżej 10 mm. W drugim etapie otrzymany granulat pianki poliuretanowej poddaje się przetworzeniu w procesie wytłaczania znanym sposobem przy użyciu wytłaczarki, przy czym wytłaczanie prowadzi się w temperaturze w zakresie od 140°C do 250°C, korzystnie od 160°C do 180°C, a otrzymaną tym sposobem wytłoczynę przetworzonej pianki, w postaci drobnego proszku chłodzi się uzyskując modyfikator asfaltu polimerowy w postaci drobnego proszku. W trzecim etapie uzyskany modyfikator w ilości od 3% mas. do 25% mas. miesza się z asfaltem użytym w ilości od 75% mas. do 97% mas., w temperaturze w zakresie od 160°C do 250°C, korzystnie w temperaturze od 160°C do 180°C.

Description

Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest lepiszcze asfaltowe w postaci asfaltu modyfikowanego polimerami tj. pianką poliuretanową czyli polimeroasfalt. Przedmiotem wynalazku jest również sposób otrzymywania lepiszcza asfaltowego w wyniku modyfikacji asfaltu za pomocą przetworzonej metodą wytłaczania pianki poliuretanowej, zwłaszcza odpadów polimerowych w postaci granulatu elastycznej pianki poliuretanowej, pozyskiwanego w procesach recyklingu m.in. mebli, materiałów budowlanych i foteli samochodowych.
Zastosowanie homopolimerów i kopolimerów do modyfikacji właściwości asfaltu prowadzone jest już od wielu lat, zarówno w skali laboratoryjnej jak i wielkoprzemysłowej. Wysokie koszty polimerów wykorzystywanych na szeroką skalę w modyfikacji asfaltów sprawiły, że w ostatnich latach producenci asfaltów drogowych i wykonawcy dróg asfaltowych coraz większą uwagę zwracają na potrzebę obniżania materiałowych kosztów wytwarzania asfaltu modyfikowanego polimerami: polimeroasfaltów. Znane jest użycie w tym celu, w roli modyfikatorów asfaltów, produktów recyklingu wyrobów polimerowych, a głównym rodzajem odpadu polimerowego używanego obecnie do modyfikacji asfaltów jest granulat gumowy otrzymywany przede wszystkim w wyniku rozdrabniania poużytkowych opon samochodowych. Ponadto wykorzystywanie odpadów polimerowych do modyfikacji asfaltów pozwala na zagospodarowywanie znacznej ich ilości. W opisie wynalazku US20130217809 przedstawiono sposób modyfikowania asfaltów odpadami gumowymi w procesie wytłaczania mieszaniny złożonej z asfaltu użytego w ilości do 99% mas. i granulatu gumowego zastosowanego w ilości od 1 do 99% mas., a także dodatków wprowadzanych do mieszaniny w ilości do 80% mas. Otrzymane sposobem według wynalazku zmodyfikowane asfalty mogą być stosowane, jako materiał na nawierzchnie chodników oraz materiał do produkcji izolacji dachowych, uszczelek, klejów asfaltowych i emulsji asfaltowych.
Z opisu wynalazku US4430464 znany jest sposób otrzymywania asfaltów modyfikowanych odpadami gumowymi przeznaczonych do wytwarzania przy ich udziale nawierzchni drogowych.
Z opisu wynalazku US5334641 i US5525653 znany jest sposób otrzymywania polimeroasfaltów, uzyskanych poprzez modyfikację asfaltu drogowego za pomocą drobno zmielonej gumy o wielkości cząstek poniżej 300 μm. Sposób ten prowadzi się w czasie krótszym niż 25 minut i w temperaturze, co najmniej 190°C.
Użycie rozdrobnionych odpadów gumowych, w tym szczególnie granulatu i miału gumowego otrzymywanego w procesach rozdrabniania poużytkowych opon do modyfikacji asfaltu znacząco poprawia właściwości asfaltu, co przedstawiono w literaturze: [Lo Presti D., Recycled Tyre Rubber Modified Bitumens for road asphalt mixtures A literature review, Construction and Building Materials, 49, (2013), 863-881; Ibrahim M.R., Katman H.Y., Karim M.R., Koting S., Mashaan N.S., A Review on the Effect of Crumb Rubber Addition to the Rheology of Crumb Rubber Modified Bitumen, Advances in Materials Science and Engineering, (2013), 1-8; Chojnacka M., Zastosowanie kopolimerów blokowych i recyklatów gumowych do modyfikacji asfaltów, Elastomery, tom 16, nr 3, (2012), 24-29]. W pracach tych wykazano, że asfalty modyfikowane granulatem i miałem gumowym charakteryzują się wysoką elastycznością, odpornością na działanie wysokich temperatur, obniżoną wrażliwością na temperaturę, zmniejszoną tendencją do trwałego odkształcenia - koleinowania. Ponadto zwiększenie trwałości nawierzchni gumowo-asfaltowych wpływa na możliwość zmniejszenia grubości nanoszonej warstwy, a tym samym skrócenie czasu jej wykonywania. Wykazano również, że modyfikacja asfaltu gumą wpływa na utrzymanie czarnej barwy nawierzchni asfaltowej przez długi okres czasu, a tym samym zwiększa trwałość utrzymania kontrastu oznakowania nawierzchni, a przez to poprawia bezpieczeństwo w ruchu kołowym. Użycie do budowy nawierzchni asfaltów zmodyfikowanych gumą pozwala poprawić ich odporność na koleinowanie przy wysokich temperaturach, na wzrost jej odporności na pękanie zmęczeniowe, kraking termiczny oraz trwałe odkształcenia. Pod wpływem gumy następuje również poprawa właściwości reologicznych asfaltu oraz wzrost jego wytrzymałości na rozciąganie.
Niedogodnością asfaltów modyfikowanych odpadami gumowymi jest ich brak stabilności podczas ich składowania i transportowania w podwyższonej temperaturze. Ponadto lepiszcza modyfikowane granulatem lub miałem gumowym często charakteryzują bardzo wysoką lepkością, co znacznie utrudnia proces ich sporządzania, mieszania i przepompowywania do zbiorników lub cystern transportowych, a także wytwarzania nawierzchni drogowych.
Z tego względu poszukuje się nowych sposobów modyfikacji asfaltu oraz nowych modyfikatorów asfaltu, które pozwolą na usprawnianie i zwiększenie wydajności produkcji lepiszczy asfaltowych oraz
PL 237 887 B1 umożliwią otrzymanie modyfikowanych lepiszczy asfaltowych o pożądanych właściwościach i jednocześnie wysokiej stabilności podczas magazynowania i transportowania.
Z opisu wynalazku CN1341685 znany jest sposób otrzymania asfaltu o dużej twardości, który polega na modyfikacji asfaltu spienionym poliuretanem, przy czym pianka poliuretanowa jest syntetyzowana w środowisku asfaltu. Zgodnie z wynalazkiem, spieniony poliuretanem asfalt może zostać użyty do pokrywania stalowych materiałów zwiększając ich odporność na korozję oraz oddziaływanie warunków atmosferycznych. Ponadto, uzyskana kompozycja może znaleźć zastosowanie jako materiał izolacyjny w budownictwie oraz izolacja rur ciepłowniczych, poza tym jako materiał powlekający wnętrze rurociągu naftowego, a także jako materiał wodoodporny oraz wygłuszający hałas. Niedogodnością tego rozwiązania jest prowadzenie modyfikacji asfaltu za pomocą wieloskładnikowych piankowych systemów poliuretanowych, co znacznie utrudnia prawidłowe przeprowadzenie procesu modyfikacji, ponieważ wiąże się to z potrzebą ścisłego przestrzegania stechiometrii reakcji syntezy pianki poliuretanowej w asfalcie. Ponadto po zmieszaniu wszystkich komponentów, wykorzystywanych do syntezy pianek poliuretanowych, z asfaltem następuje stopniowy wzrost lepkości otrzymywanych mieszanin, aż do osiągnięcia pełnego utwardzenia pianki w asfalcie. Dlatego aplikacja asfaltu zmodyfikowanego pianką poliuretanową musi nastąpić natychmiast po zmieszaniu wszystkich komponentów użytych do otrzymania polimeroasfaltu, sposobem według wynalazku.
Z opisu wynalazku US5308898 znany jest sposób otrzymania lepiszczy polimerowo-asfaltowych, uzyskanych w wyniku zmodyfikowania asfaltu rozdrobnionymi odpadami polimerowymi, uzyskiwanymi w procesach recyklingu elementów polimerowych z samochodów, zawierającymi polimery termoplastyczne (poli(chlorek winylu), poliolefiny) oraz co najmniej 4% mas. odpadowej pianki poliuretanowej oraz co najmniej 2% mas. żywic termoutwardzalnych (poliestrowych i epoksydowych). Proces modyfikacji polega na zmieszaniu uprzednio zmielonych odpadów polimerów, o wielkość ziaren poniżej 10 mm ze stopionym asfaltem lub innym materiałem bitumicznym, w temperaturze pomiędzy 150°C, a 300°C. Według wynalazku zastosowanie drobno zmielonego granulatu pianki poliuretanowej i żywicy termoutwardzalnej, pomaga zwiększyć szybkość homogenizacji fazy polimerowej w asfalcie. Ponadto opisano zastosowanie w sposobie modyfikacji asfaltu dodatku kwasów Lewisa lub Broensteda, w roli katalizatora, który wywołuje w zastosowanej temperaturze modyfikacji reakcje sprzęgania między polimerami, a niektórymi składnikami asfaltu, co pozwala na znaczną poprawę właściwości lepiszcza, takich jak stabilność, wrażliwość cieplna oraz odporność na wibracje i ścieranie. Z kolei wprowadzenie do lep iszcza substancji alkalicznych - wodorotlenków, tlenków metali - pozwala zneutralizować chlorowodór i kwas solny wydzielający się z układu podczas rozkładu polichlorku winylu. Niedogodnością tej metody modyfikacji asfaltu jest ograniczona powtarzalność właściwości użytych modyfikatorów wynikająca z niepowtarzalnego składu mieszaniny polimerów, uzyskanej w wyniku recyklingu wyrobów polimerowych obecnych w poddawanych utylizacji samochodach. Powtarzalność ta może zostać poprawiona poprzez zastosowanie selektywnego odseparowywania każdego rodzaju polimeru, jednak podnosi to znacznie materiałowe koszty wytwarzania tego typu polimeroasfaltów. Ponadto dodatek modyfikatorów sposobem według wynalazku pozwala uzyskać polimeroasfalty charakteryzujące się wysoką temperaturą mięknienia tj. powyżej 80°C, co znacznie utrudni wytwarzanie przy ich udziale m ieszanek mineralno-asfaltowych - wymagane jest utrzymywanie wysokiej temperatury komponentów mieszanki podczas jej sporządzania, a także może powodować problemy w ich aplikacji na nawierzchnię drogową utrudnione zagęszczanie.
W prezentacji pt. „Utilization of recycled polyurethane foam and ground tire rubber for asphalt modifications: Basic and rheological properties”, która została przedstawiona podczas kongresu: World Congress and Expo on Recycling w dniach 25-27 lipca 2016 w Berlinie, ujawniono sposób modyfikowania asfaltów za pomocą pianki poliuretanowej w postaci mikroporowatych elastomerów uretanowych, uzyskanych z podeszew poużytkowego obuwia oraz granulatu gumowego, wytworzonego ze zużytych opon. Ujawniony sposób polega na wprowadzeniu do stopionego asfaltu kolejno granulatu gumowego, a następnie granulatu mikroporowatego elastomeru uretanowego i poddaniu otrzymanej tym sposobem kompozycji mieszaniu przy wykorzystaniu szybkoobrotowego homogenizatora. Aby uzyskać lepiszcze charakteryzujące się dobrym rozdyspergowaniem fazy poliuretanowej i gumowej w asfalcie, proces mieszania musi być prowadzony przy bardzo wysokiej prędkości obrotowej homogenizatora, wynoszącej około 6000 obrotów na minutę w bardzo wysokiej temperaturze w czasie ponad 90 minut. Warunki temperaturowe oraz długi czas modyfikacji jest niezbędny do częściowego zdegradowania usieciowanej struktury zarówno modyfikatora gumowego, jak i poliuretanowego. Otrzymany asfalt modyfikowany poliuretanami charakteryzuje się wysoką stabilnością w warunkach ich przechowywania w podwyższonej
PL 237 887 B1 temperaturze. Niedogodnością tej metody jest jednakże stosowana wysoka temperatura oraz parametry mieszania, które wpływają na wysokie koszty wytwarzania modyfikowanych asfaltów. Z tego względu poszukuje się wciąż nowych metod modyfikacji asfaltów.
Polimeroasfalt zawierające asfalt oraz modyfikator polimerowy, charakteryzuje się według wynalazku tym, że zawiera w roli modyfikatora od 3% mas. do 25% mas. przetworzonej metodą wytłaczania odpadowej elastycznej pianki poliuretanowej, pochodzącej z procesu recyklingu z mebli i/lub materiałów budowlanych i/lub foteli samochodowych, o gęstości od 10 kg/m3 do 600 kg/m3, a także zawiera od 75% mas. do 97% mas. asfaltu.
Sposób otrzymywania polimeroasfaltu polegający na zmieszaniu modyfikatora polimerowego z ciekłym asfaltem, w podwyższonej temperaturze, charakteryzuje się tym, że sposób przeprowadza się w trzech etapach. W pierwszym etapie elastyczną piankę poliuretanową pochodzącą z procesu recyklingu mebli i/lub materiałów budowlanych i/lub foteli samochodowych o gęstości od 10 kg/m3 do 600 kg/m3 mieli się na granulat, korzystnie o wielkości ziaren co najwyżej 10 mm. W drugim etapie otrzymany granulat pianki poliuretanowej poddaje się przetworzeniu w procesie wytłaczania znanym sposobem przy użyciu wytłaczarki, przy czym wytłaczanie prowadzi się w temperaturze w zakresie od 140°C do 250°C, korzystnie od 160°C do 180°C, a otrzymaną tym sposobem wytłoczynę przetworzonej pianki w postaci drobnego proszku chłodzi się po wytłoczeniu uzyskując modyfikator polimerowy w postaci drobnego proszku. W trzecim etapie uzyskany modyfikator w ilości od 3% mas. do 25% mas. miesza się z asfaltem użytym w ilości od 75% mas. do 97% mas., w temperaturze w zakresie od 160°C do 250°C, korzystnie w temperaturze od 160°C do 180°C.
Korzystnie, w drugim etapie granulat pianki poliuretanowej poddaje się przetworzeniu w procesie wytłaczania przy użyciu wytłaczarki jednoślimakowej lub dwuślimakowej przy utrzymywaniu temperatury głowicy i strefy uplastyczniania w zakresie od 140°C do 250°C, korzystnie w tem peraturze do 180°C.
Korzystnie, w drugim etapie wytłoczynę przetworzonej pianki w postaci drobnego proszku chłodzi się po wytłoczeniu powietrzem do temperatury pokojowej.
Korzystnie, wytłaczanie prowadzi się tak aby uzyskać modyfikator w postaci drobnego proszku o wielkości ziaren co najwyżej 1 mm, korzystnie poniżej 0,5 mm.
Korzystnie, trzeci etap prowadzi się co najmniej 60 minut, przy zachowaniu prędkości mieszania na poziomie co najmniej 2000 obr/min, korzystnie 2000-3000 obr/min.
Korzystnie, w trzecim etapie przeprowadza się mieszanie przy użyciu homogenizatora.
Korzystnie, wytłaczanie według drugiego etapu przeprowadza się co najmniej dwukrotnie.
Sposób według wynalazku umożliwia modyfikację asfaltu za pomocą przetworzonej w procesie wytłaczania elastycznej pianki poliuretanowej w warunkach zapewniających zmniejszenia kosztów ich produkcji, poprzez skrócenie czasu procesu modyfikacji oraz obniżenie temperatury i prędkości mieszania komponentów polimeroasfaltów, w porównaniu do znanych sposobów modyfikacji asfaltów polimerami. Sposób według wynalazku charakteryzuje się przy tym wysoką wydajnością produkcji polimeroasfaltów. Warunki te umożliwiają również obniżenie emisji gazów wydzielanych podczas rozkładu pianki poliuretanowej w czasie jej mieszania z asfaltem. Polimeroasfalty według wynalazku charakteryzują się pożądanymi właściwościami, w tym niską lepkością, wysoką elastycznością, odpornością na działanie wysokich temperatur, obniżoną wrażliwością na temperaturę, zmniejszoną tendencją do trwałego odkształcenia. Asfalt modyfikowany według wynalazku charakteryzuje się również wysoką stabilnością podczas magazynowania i transportowania w podwyższonej temperaturze 160-180°C, co umożliwia wyeliminowanie ze zbiorników magazynowych i transportowych kosztownych mieszadeł i pomp cyrkulacyjnych oraz wyeliminowanie użycia kompatybilizatorów stosowanych przy modyfikowanych lepiszczach asfaltowych dla poprawy ich stabilności podczas przechowywania. Polimertoasfalt według wynalazku stanowi dobry materiał, z którego łatwo można uzyskać nawierzchnię drogową o dużej trwałości oraz można go wykorzystać do otrzymywania pokryć dachowych, uszczelnień oraz materiałów izolacyjnych.
Korzyści z przetwarzania metodą wytłaczania pianki poliuretanowej oraz jej kompozycji z granulatem gumowym wynikają również z możliwości znacznej redukcji jej objętości, która jest wysoka, ze względu na niską gęstość pozorną pianki mieszczącą się w zakresie 10-600 kg/m3. Siły ścinające, wysoka temperatura i wysokie ciśnienie w trakcie wytłaczania umożliwiają rozerwanie węzłów międzykomórkowych pianki, co pozwala na zagęszczenie rozdrobnionej pianki, dzięki czemu jej objętość ulega znacznie większej redukcji, niż w przypadku zastosowania mielenia lub cięcia, w których to procesach
PL 237 887 B1 większość węzłów międzykomórkowych w piance pozostaje nienaruszona. W korzystnej odmianie sposobu według wynalazku dalszą poprawę właściwości fizyko-mechanicznych, reologicznych oraz stabilność zmodyfikowanych asfaltów można uzyskać w wyniku wielokrotnego przetworzenia pianki p oliuretanowej na drodze wytłaczania.
Wynalazek został bliżej przedstawiony w przykładzie wykonania oraz na rysunku, gdzie na fig. 1 i fig. 2 przedstawiono schemat trójetapowego sposobu modyfikacji asfaltu według wynalazku, na którym:
a) w pierwszym etapie elastyczną piankę poliuretanową 1, korzystnie uzyskaną z odzysku, mieli się przy wykorzystaniu młynów nożowych na granulat 2, korzystnie o wielkości ziaren poniżej 10 mm, zwłaszcza w zakresie od 1 mm do 4 mm;
b) w drugim etapie granulat 2 pianki poliuretanowej poddaje się przetworzeniu w procesie wytłaczania, przy użyciu wytłaczarki 3, korzystnie jedno ślimakowej lub dwuślimakowej, przy utrzymywaniu temperatury głowicy i strefy uplastyczniania w zakresie od 140°C do 250°C, korzystnie od 160°C do 180°C, w celu uzyskania wysoce rozdrobnionego produktu. Otrzymaną wytłoczynę przetworzonej pianki w postaci drobnego proszku 4, korzystnie o wielkości ziaren co najwyżej 1,0 mm chłodzi się powietrzem do temperatury pokojowej, uzyskując gotowy modyfikator asfaltu;
c) w trzecim etapie, otrzymany modyfikator asfaltu miesza się z asfaltem 5 stosując 3-25% mas. modyfikatora oraz 75-97% mas. asfaltu, przy czym mieszanie przeprowadza się przy wykorzystaniu klasycznych urządzeń mieszających 6 używanych w modyfikacji asfaltu, korzystnie homogenizatora przy zachowaniu prędkości mieszania co najmniej około 2000 obr/min i czasu mieszania wynoszącego co najmniej 60 minut. Trzeci etap prowadzi się w temperaturze w zakresie od 160°C do 250°C, korzystnie poniżej 180°C.
Końcowym produktem otrzymywanym w trzecim etapie jest lepiszcze asfaltowe 7 modyfikowane przetworzoną elastyczną pianką poliuretanową tj. polimeroasfalt. Sposób jego otrzymywania przeprowadza się przy wykorzystaniu znanych urządzeń stosowanych w przemyśle do recyklingu polimerów oraz modyfikacji asfaltów. Jak pokazano na fig. 2, proces wytłaczania w korzystnym wariancie przeprowadza się podwójnie.
Polimeroasfalty otrzymywane sposobem według wynalazku mogą znaleźć szerokie zastosowanie zwłaszcza do otrzymywania nawierzchni drogowych, pokryć dachowych, uszczelnień oraz materiałów izolacyjnych.
P r z y k ł a d 1
Do otrzymania asfaltów modyfikowanych pianką poliuretanową stosuje się: asfalt 70/100, którego penetracja w 25°C (1/10 mm) zawiera się w przedziale 70-100 [0,1 mm], np. od producenta LOTOS Asfalt Sp. z o. o., elastyczną piankę poliuretanową o gęstości w przedziale 10-600 kg/m3.
Sposób otrzymania polimeroasfaltów przy użyciu asfaltu i przetwarzanej metodą wytłaczania pianki poliuretanowej przeprowadza się w trójetapowym procesie.
W pierwszym etapie dokonuje się rozdrobnienia elastycznej pianki poliuretanowej, przy wykorzystaniu klasycznego młyna nożowego, stosowanego do rozdrabniania wyrobów tworzyw sztucznych. Warunki rozdrobnienia dobiera się tak aby w wyniku rozdrobnienia uzyskać granulat pianki poliuretanowej o rozmiarach ziaren w zakresie od 1,0 mm do 10 mm.
W drugim etapie otrzymany granulat pianki poliuretanowej dozuje się do leja zasypowego wytłaczarki jednoślimakowej np. Brabender-Duisburg, o stosunku L/D równym 8 i dokonuje się wytłaczania z wydajnością 120 g/min, utrzymując stałą temperaturę w strefie grzejnej układu uplastyczniającego i głowicy wytłaczarki na poziomie 180°C. Uzyskaną w tym procesie przetworzoną piankę poliuretanową, w postaci proszku o wielkości ziaren, co najwyżej 1 mm, po opuszczeniu głowicy wytłaczarki, chłodzi się powietrzem do temperatury pokojowej.
W trzecim etapie przetworzoną metodą wytłaczania piankę poliuretanową stanowiącą modyfikator asfaltu wykorzystuje się do zmodyfikowania asfaltu o penetracji w zakresie 70-100 [0,1 mm]. W tym celu 400 g asfaltu co stanowi 97% mas. umieszcza się w stalowej puszcze o objętości 1 dm3 i ogrzewa się do temperatury 180°C. Następnie do płynnego asfaltu dodaje się 12,37 g uzyskanej metodą wytłaczania pianki poliuretanowej, co stanowi 3% mas. uzyskiwanego polimeroasfaltu. Piankę dodaje się do asfaltu porcjami ok. 5 g, w warunkach ciągłego mieszania asfaltu za pomocą znanego homogenizatora laboratoryjnego np. IKA T50 basic ULTRA-TURRAX wyposażonego w rotor mieszający M1 np. typ S 50 N - G 45 M, którego prędkość obrotową utrzymywano na poziomie ok. 2000 obr/min. Po wprowadzeniu całej ilości przetworzonej pianki poliuretanowej, prędkość obrotową rotora mieszającego zwiększa się do 3000 obr/min i w temperaturze 180°C prowadzi się proces modyfikacji asfaltu w czasie około
PL 237 887 B1 minut, otrzymując po tym czasie gotowy polimeroasfalt. Uzyskany produkt można wykorzystać w procesie wytwarzania mieszanek mineralno-asfaltowych na nawierzchnie drogowe lub użyć do otrzymania pokryć dachowych, uszczelnień oraz materiałów izolacyjnych.
Otrzymany według przykładu polimeroasfalt poddano badaniom penetracji według normy PN-EN 1426, temperatury mięknienia według normy PN-EN 1427, badaniom stabilności według normy PN-EN 13399, badaniom lepkości w temperaturze 160°C, a uzyskane wyniki przedstawiono w tabeli nr 1.
P r z y k ł a d 2
Sposób otrzymywania polimeroasfaltów w przykładzie 2 przeprowadza się w ten sam sposób jak opisano w przykładzie 1 z tym, że do zmodyfikowania 400 g asfaltu co stanowi 90% mas. wykorzystano 44,44 g przetworzonej metodą wytłaczania pianki poliuretanowej, pozyskiwanej w procesach recyklingu mebli, materiałów budowlanych i foteli samochodowych, co stanowi 10% mas. otrzymywanego polimeroasfaltu. Otrzymany według przykładu nr 2 polimeroasfalt poddano badaniom penetracji według normy PN-EN 1426, badaniom temperatury mięknienia według normy PN-EN 1427, badaniom stabilności według normy PN-EN 13399, badaniom lepkości w temperaturze 160°C, a uzyskane wyniki przedstawiono w tabeli nr 1.
P r z y k ł a d 3
Sposób otrzymywania polimeroasfaltów w przykładzie 3 przeprowadza się jak opisano w przykładzie 1 albo 2, przy wykorzystaniu tych samych surowców z tym, że do zmodyfikowania 400 g asfaltu co stanowi 85% mas. wykorzystano 70,59 g uzyskanej metodą wytłaczania pianki poliuretanowej, co stanowi 15% mas. otrzymywanego polimeroasfaltu.
Otrzymany według przykładu nr 3 polimeroasfalt poddano badaniom penetracji według normy PN-EN 1426, badaniom temperatury mięknienia według normy PN-EN 1427, badaniom stabilności według normy PN-EN 13399, badaniom lepkości w temperaturze 160°C, a uzyskane wyniki przedstawiono w tabeli nr 1.
P r z y k ł a d 4
Sposób otrzymywania polimeroasfaltów w przykładzie 4 przeprowadza się jak opisano w przykładzie 1 albo 2, przy wykorzystaniu tych samych surowców z tym, że do zmodyfikowania 400 g asfaltu co stanowi 80% mas. wykorzystano 100,0 g uzyskanej metodą wytłaczania pianki poliuretanowej, co stanowi 20% mas. otrzymywanego polimeroasfaltu.
Otrzymany według przykładu nr 4 polimeroasfalt poddano badaniom penetracji według n ormy PN-EN 1426, badaniom temperatury mięknienia według normy PN-EN 1427, badaniom stabilności według normy PN-EN 13399, badaniom lepkości w temperaturze 160°C, a uzyskane wyniki przedstawiono w tabeli nr 1.
P r z y k ł a d 5
Sposób otrzymywania polimeroasfaltów w przykładzie 5 przeprowadza się jak opisano w przykładzie 1 lub 2, przy wykorzystaniu tych samych surowców z tym, że do zmodyfikowania 400 g asfaltu co stanowi 75% mas. wykorzystano 133,33 g uzyskanej metodą wytłaczania pianki poliuretanowej, co stanowi 25% mas. otrzymywanego polimeroasfaltu.
Otrzymany według przykładu nr 5 polimeroasfalt poddano badaniom penetracji według normy PN-EN 1426, badaniom temperatury mięknienia według normy PN-EN 1427, badaniom stabilności według normy PN-EN 13399, badaniom lepkości w temperaturze 160°C, a uzyskane wyniki przedstawiono w tabeli nr 1.
P r z y k ł a d 6
Sposób otrzymywania polimeroasfaltów przeprowadza się jak opisano w powyższych przykładach i pokazano na fig. 2, z tym, że do zmodyfikowania asfaltu wykorzystano uzyskaną metodą wytłaczania piankę poliuretanową, przy czym proces wytłaczania przeprowadzono podwójnie. Zauważono dalszą poprawę właściwości fizyko-mechanicznych, reologicznych oraz stabilność zmodyfikowanych asfaltów uzyskanych tym sposobem.
PL 237 887 Β1
T a b e I a 1 Charakterystyka właściwości asfaltu naftowego 70/100 oraz polimeroasfaltów otrzymanych według przykładu 1, 2, 3, 4, 5.
Typ materiału Skład polimeroasfaltu [%mas] Penetracja Temperatura mięknienia Lepkość w 160°C Różnica w temp, mięknienia po teście tubowym Różnica w penetracji po teście tubowym
Asfalt 70/100 Przetworzona pianka poliuretanowa
[0,1 mm] [Pas] _ [0,1 mm]
Asfalt n iemody fikowany 100 - 85 46 0,04 0 0
Polimeroasfalt z przykładu 1 97 3 78 48 0,07 1,0 1,0
Polimeroasfalt z przykładu 2 90 10 55 50 0,13 1,0 1,0
Polimeroasfalt z przykładu 3 85 15 50 54 0,20 1,0 2,0
Polimeroasfalt z przykładu 4 80 20 49 56 0,30 2,0 2,0
Polimeroasfalt z przykładu 5 75 25 49 59 0,48 2,7 3,0
Przestawione w tabeli 1 wyniki badań polimeroasfaltów otrzymanych sposobem według przykładu 1-5 wskazują, że polimeroasfalty otrzymane przy wykorzystaniu przetworzonej metodą wytłaczania pianki poliuretanowej użytej w ilości 3-25% mas. charakteryzują się znacznie wyższą temperaturą mięknienia oraz niższą penetracją w stosunku do niemodyfikowanego asfaltu 70/100. Dowodzi to na istotny wpływ tych materiałów na poprawę właściwości asfaltu.
Użyte do otrzymania polimeroasfaltów modyfikatory spowodowały podwyższenie ich lepkości, w porównaniu do asfaltu niemodyfikowanego, ale jej wartość jest na poziomie umożliwiającym bezproblemowe przepompowywanie i transportowanie polimeroasfaltu rurociągami. Ponadto lepiszcze z przykładów 1-4 charakteryzuje się stabilnością według wytycznych TWT-PAD 2003 (Tymczasowe Wytyczne Techniczne - Polimeroasfalty Drogowe), co oznacza, że materiały te po wygrzewaniu przez 72 godziny w temperaturze 180°C nie wykazują separacji fazowej, ponieważ różnica w temperaturze mięknienia i penetracji pomiędzy górną i dolną częścią próbki po teście tubowym nie przekracza odpowiednio 2 i 5°C [0,1 mm], Wskazuje to na fakt, że lepiszcze mogą być przechowywane i transportowane bez obaw zmiany ich właściwości i rozdzielenia się fazy polimerowej od fazy asfaltowej.

Claims (8)

1. Polimeroasfalt zawierające asfalt oraz modyfikator polimerowy, znamienny tym, że zawiera w roli modyfikatora od 3% mas. do 25% mas. przetworzonej metodą wytłaczania odpadowej elastycznej pianki poliuretanowej, pochodzącej z procesu recyklingu z mebli i/lub materiałów budowlanych i/lub foteli samochodowych, o gęstości od 10 kg/m3 do 600 kg/m3, a także zawiera od 75% mas. do 97% mas. asfaltu.
PL 237 887 B1
2. Sposób otrzymywania polimeroasfaltu polegający na zmieszaniu modyfikatora polimerowego z ciekłym asfaltem, w podwyższonej temperaturze, znamienny tym, że sposób przeprowadza się w trzech etapach, gdzie:
- w pierwszym etapie elastyczną piankę poliuretanową pochodzącą z procesu recyklingu mebli i/lub materiałów budowlanych i/lub foteli samochodowych o gęstości od 10 kg/m3 do 600 kg/m3 mieli się na granulat, korzystnie o wielkości ziaren co najwyżej 10 mm,
- w drugim etapie otrzymany granulat pianki poliuretanowej poddaje się przetworzeniu w procesie wytłaczania znanym sposobem przy użyciu wytłaczarki, przy czym wytłaczanie prowadzi się w temperaturze w zakresie od 140°C do 250°C, korzystnie od 160°C do 180°C, a otrzymaną tym sposobem wytłoczynę przetworzonej pianki w postaci drobnego proszku chłodzi się po wytłoczeniu uzyskując modyfikator polimerowy w postaci drobnego proszku,
- w trzecim etapie uzyskany modyfikator w ilości od 3% mas. do 25% mas. miesza się z asfaltem użytym w ilości od 75% mas. do 97% mas., w temperaturze w zakresie od 160°C do 250°C, korzystnie w temperaturze od 160°C do 180°C.
3. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że w drugim etapie granulat pianki poliuretanowej poddaje się przetworzeniu w procesie wytłaczania przy użyciu wytłaczarki jednoślimakowej lub dwuślimakowej przy utrzymywaniu temperatury głowicy i strefy uplastyczniania w zakresie od 140°C do 250°C, korzystnie w temperaturze do 180°C.
4. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że w drugim etapie wytłoczynę przetworzonej pianki w postaci drobnego proszku chłodzi się po wytłoczeniu powietrzem do temperatury pokojowej.
5. Sposób według zastrz. 2. znamienny tym, że wytłaczenie prowadzi się tak aby uzyskać modyfikator w postaci drobnego proszku o wielkości ziaren co najwyżej 1 mm, korzystnie poniżej 0,5 mm.
6. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że trzeci etap prowadzi się co najmniej 60 minut, przy zachowaniu prędkości mieszania na poziomie co najmniej 2000 obr/min, korzystnie 2000-3000 obr/min.
7. Sposób według zastrz. 2 albo 6, znamienny tym, że w trzecim etapie przeprowadza się mieszanie przy użyciu homogenizatora.
8. Sposób według któregokolwiek z zastrz. 2-7, znamienny tym, że wytłaczanie według drugiego etapu przeprowadza się co najmniej dwukrotnie.
PL422187A 2017-07-11 2017-07-11 Polimeroasfalt oraz sposób otrzymywania polimeroasfaltu PL237887B1 (pl)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL422187A PL237887B1 (pl) 2017-07-11 2017-07-11 Polimeroasfalt oraz sposób otrzymywania polimeroasfaltu

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL422187A PL237887B1 (pl) 2017-07-11 2017-07-11 Polimeroasfalt oraz sposób otrzymywania polimeroasfaltu

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL422187A1 PL422187A1 (pl) 2019-01-14
PL237887B1 true PL237887B1 (pl) 2021-06-14

Family

ID=64958897

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL422187A PL237887B1 (pl) 2017-07-11 2017-07-11 Polimeroasfalt oraz sposób otrzymywania polimeroasfaltu

Country Status (1)

Country Link
PL (1) PL237887B1 (pl)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110872433A (zh) * 2019-12-04 2020-03-10 泰安乐邦环保科技有限公司 一种利用涂料废渣制备的防水卷材及其制备方法
RU2763726C1 (ru) * 2021-04-19 2021-12-30 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Вятский государственный университет" Полимерно-битумное вяжущее для дорожного покрытия

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5308898A (en) * 1990-02-21 1994-05-03 Institut Francais Du Petrole Bituminous compositions including residues of thermoplastic polymers with polyurethane foams and thermoset resin, etc.
US5395055A (en) * 1992-11-03 1995-03-07 Illinois Institute Of Technology Solid state shear extrusion pulverization
MXGT05000007A (es) * 2005-07-22 2007-01-22 Ciatec A C Proceso y producto obtenido a partir de una mezcla asfalto-polimero utilizando polimeros de desecho.
RU2527470C1 (ru) * 2013-03-22 2014-08-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный архитектурно-строительный университет" КГАСУ Битумно-уретановое вяжущее и способ его получения

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5308898A (en) * 1990-02-21 1994-05-03 Institut Francais Du Petrole Bituminous compositions including residues of thermoplastic polymers with polyurethane foams and thermoset resin, etc.
US5395055A (en) * 1992-11-03 1995-03-07 Illinois Institute Of Technology Solid state shear extrusion pulverization
MXGT05000007A (es) * 2005-07-22 2007-01-22 Ciatec A C Proceso y producto obtenido a partir de una mezcla asfalto-polimero utilizando polimeros de desecho.
RU2527470C1 (ru) * 2013-03-22 2014-08-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный архитектурно-строительный университет" КГАСУ Битумно-уретановое вяжущее и способ его получения

Also Published As

Publication number Publication date
PL422187A1 (pl) 2019-01-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Sienkiewicz et al. Development of methods improving storage stability of bitumen modified with ground tire rubber: A review
US5604277A (en) Rubber and plastic bonding
US9056971B2 (en) Rubber-plastic alloy for warm mix asphalt mixture and method for manufacturing the same
Isayev Recycling of rubbers
Yazdani et al. Devulcanization of waste tires using a twin‐screw extruder: The effects of processing conditions
CN103038278A (zh) 由工程回收橡胶粉末制备的热固性组合物
JP6138124B2 (ja) イソシアネートフリーのポリマーおよびその産生方法
Datta et al. Mechanical recycling via regrinding, rebonding, adhesive pressing, and molding
Barbosa et al. Devulcanization of natural rubber compounds by extrusion using thermoplastics and characterization of revulcanized compounds
US20130217809A1 (en) Method for Producing Rubber Powder Modified Asphalt and Product of Continuous Asphalt Modification
DE2846620C2 (de) Verfahren zum Herstellen von Schaumstoffen auf Polyolefinbasis
PL237887B1 (pl) Polimeroasfalt oraz sposób otrzymywania polimeroasfaltu
CN107298865B (zh) 一种复合型热解炭黑改性剂以及复合改性沥青混合料
WO2014044856A1 (en) A process for rubber modification for preparing a modified bituminous product, product and plant
CN114786901A (zh) 使硫化橡胶混合物脱硫的方法、进行该方法的装置和该装置用于使硫化橡胶混合物脱硫的用途
WO2020180208A1 (ru) Эластомерный модификатор нефтяных битумов и эластомерно-битумное вяжущее на его основе
KR101419253B1 (ko) 고무발포단열재 및 이의 제조방법
CN113185664B (zh) 一种改良聚氨酯泡沫及其制备方法
CN101885867B (zh) 一种热塑性弹性体、其制备方法和用途以及一种复合改性沥青混合料及其制备方法
CN112852049A (zh) 一种eva发泡鞋底再生颗粒的生产工艺及应用
EP2531560A1 (en) Process for the manufacture of bituminous conglomerates
PL238323B1 (pl) Asfalt modyfikowany elastycznymi kompozycjami poliuretanowo- gumowymi i sposób otrzymywania asfaltu modyfikowanego elastycznymi kompozycjami poliuretanowo-gumowymi
US8901212B2 (en) Recycled polymer and bitumen composite asphalt additive
Manuel et al. Recycling of rubber
US5252641A (en) Process for production of bituminous compositions containing polymeric residues