RU2131441C1 - Method of preparing rubber solution for road building - Google Patents
Method of preparing rubber solution for road building Download PDFInfo
- Publication number
- RU2131441C1 RU2131441C1 RU97109517A RU97109517A RU2131441C1 RU 2131441 C1 RU2131441 C1 RU 2131441C1 RU 97109517 A RU97109517 A RU 97109517A RU 97109517 A RU97109517 A RU 97109517A RU 2131441 C1 RU2131441 C1 RU 2131441C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rubber
- kerosene
- shale oil
- solution
- solvent
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к дорожному строительству к способу приготовления органических вяжущих материалов и может быть использовано в промышленности строительных материалов. В дорожном строительстве известны способы модификации битума каучуком, сополимерами, латексами, мономерами. The invention relates to road construction to a method for the preparation of organic binders and can be used in the building materials industry. In road construction, methods for modifying bitumen with rubber, copolymers, latexes, monomers are known.
Методы компаундирования битумов каучуками и сополимерами весьма трудоемки, требуют специального оборудования. Эффективность способа объединения битумов с латексами невелика из-за коагуляции макромолекул каучука под воздействием высоких температур. Процесс полимеризации мономеров в битуме требует специальных реагентов, строго определенной температуры и соответствующего оборудования. Methods of compounding bitumen with rubbers and copolymers are very laborious, require special equipment. The effectiveness of the method of combining bitumen with latex is small due to the coagulation of rubber macromolecules under the influence of high temperatures. The process of polymerization of monomers in bitumen requires special reagents, a strictly defined temperature and appropriate equipment.
Общими недостатками указанных способов модификации битумов полимерами являются неоднородность вяжущих, повышенный расход полимера для достижения необходимого эффекта. Указанные недостатки устранятся объединением битумов с растворами каучуков. Common disadvantages of these methods for modifying bitumen with polymers are heterogeneity of binders, increased polymer consumption to achieve the desired effect. These disadvantages will be eliminated by combining bitumen with rubber solutions.
Каучук растворяют в отходах производства заводов синтетического каучука, например, в кубовых остатках толуольной фракции при соотношении 1-4-12. Rubber is dissolved in the waste from the production of synthetic rubber plants, for example, in still bottoms of the toluene fraction at a ratio of 1-4-12.
Раствор каучука подается в битум с последующим частичным удалением растворителя при 180oС в гомогенизирующих установках.The rubber solution is fed into bitumen, followed by partial removal of the solvent at 180 ° C. in homogenizing plants.
Возможно введение в битумно-каучуковое вяжущее мягчителя и заполнителя при температуре выше точки кипения растворителя. It is possible to introduce a softener and a filler into a bitumen-rubber binder at a temperature above the boiling point of the solvent.
Предлагается в качестве растворителя дивинилстирольного термоэластопласта использовать нефтяное сырье для производства вязких битумов (гудрон) или индустриальное масло (Автомобильные дороги, М., 1995, N12). It is proposed to use petroleum raw materials for the production of viscous bitumen (tar) or industrial oil as a solvent for divinylstyrene thermoplastic elastoplast (Automobile Roads, M., 1995, N12).
Недостатками рассматриваемых способов получения растворов каучуков (полимеров) для приготовления битумно-каучуковых вяжущих являются уменьшение теплоустойчивости вследствие наличия разжижителя, значительные трудовые и энергетические затраты, недостаточное сцепление с минеральными материалами. The disadvantages of the considered methods of obtaining solutions of rubbers (polymers) for the preparation of bitumen-rubber binders are a decrease in heat resistance due to the presence of a thinner, significant labor and energy costs, insufficient adhesion to mineral materials.
Наиболее близким к предлагаемому решению является способ получения раствора каучука в виде его 12 - 15%-ного раствора в сланцевом масле и кубовых остатках пиролизных смол (авторское свидетельство СССР 1671671 A, 1991). Closest to the proposed solution is a method for producing a rubber solution in the form of its 12-15% solution in shale oil and bottoms of pyrolysis resins (USSR copyright certificate 1671671 A, 1991).
Растворение каучука размером 5 - 15 мм проводят в лабораторной мешалке рамного типа. Температура растворителя 60oС. Соотношение сланцевого масла и кубовых остатков пиролизных смол (0,5 - 0,6) : (0,5 - 0,4) принято из условия растворимости и максимального использования сланцевого масла.The dissolution of rubber with a size of 5 - 15 mm is carried out in a laboratory type stirrer. The temperature of the solvent is 60 o C. The ratio of shale oil and bottoms of pyrolysis resins (0.5 - 0.6): (0.5 - 0.4) is taken from the solubility condition and the maximum use of shale oil.
Технологический процесс по вышеуказанному способу приготовления раствора каучуков весьма сложен, т.к. требует герметичного оборудования, наличия холодильника и емкости для сбора конденсата. Это связано с тем, что в состав кубовых остатков пиролизных смол входят бензол, толуол, ксилол, этилтолуол, м-стирол и другие компоненты, характеризующиеся канцерогенными и токсичными свойствами. The process according to the above method of preparing a solution of rubbers is very complicated, because It requires sealed equipment, a refrigerator and a condensate collection tank. This is due to the fact that the composition of the bottoms of pyrolysis resins includes benzene, toluene, xylene, ethyl toluene, m-styrene and other components characterized by carcinogenic and toxic properties.
Возникают аналогичные проблемы при объединении раствора каучука в сланцевом масле и кубовых остатков пиролизных смол с битумом. Similar problems arise when combining a solution of rubber in shale oil and bottoms of pyrolysis resins with bitumen.
Целью предлагаемого изобретения является упрощение технологии, улучшение экологической ситуации при приготовлении раствора каучука, снижение энергоемкости технологического процесса. The aim of the invention is to simplify the technology, improve the environmental situation when preparing the rubber solution, reduce the energy intensity of the process.
Цель достигается тем, что в способе приготовления раствора каучука для дорожного строительства в качестве растворителя каучука используется керосин и сланцевое масло в соотношении (0,2 - 0,3) : (0,8 - 0,7), а растворение каучука производится в следующей последовательности. В мешалку помещается расчетное количество керосина, нагретого до 70 - 80oС. Затем в керосин подается необходимое количество дробленого каучука (фракции 0 - 10 мм) и он остается в нем в течение 3 - 4 ч. Затем в мешалку подается сланцевое масло из расчета получения 12 - 15%-ного раствора. После подачи в реактор сланцевого масла включается мешалка. Время работы мешалки определяется однородностью получаемого раствора.The goal is achieved in that in the method of preparing a rubber solution for road construction, kerosene and shale oil are used as a rubber solvent in the ratio (0.2 - 0.3): (0.8 - 0.7), and the rubber is dissolved in the following sequence. The calculated quantity of kerosene heated to 70 - 80 ° C is placed in the mixer. Then, the required amount of crushed rubber (fraction 0 - 10 mm) is fed into kerosene and it remains in it for 3 to 4 hours. Then, shale oil is fed into the mixer based on obtaining a 12 - 15% solution. After shale oil is fed into the reactor, the agitator is switched on. The operating time of the mixer is determined by the uniformity of the resulting solution.
Сопоставимый анализ с прототипом показывает, что заявляемый способ приготовления раствора каучуков отличается от прототипа тем, что в качестве растворителя используются керосин и сланцевое масло в соотношении (0,2 - 0,3) : (0,8 - 0,7), температурным интервалом 70 - 80oС и последовательностью процесса растворения, в керосин подается крошка каучука, после набухания каучука в течение 3 - 4 ч подается сланцевое масло с последующим перемешиванием компонентов до получения однородного раствора.A comparable analysis with the prototype shows that the inventive method for preparing a solution of rubbers differs from the prototype in that kerosene and shale oil are used as a solvent in the ratio (0.2 - 0.3): (0.8 - 0.7), the temperature range 70 - 80 o With and the sequence of the dissolution process, crumb rubber is fed into kerosene, after rubber swelling for 3 to 4 hours, shale oil is fed with subsequent mixing of the components until a homogeneous solution is obtained.
В технологии приготовления раствора каучуков не известны способ, при котором в качестве растворителя каучука используется керосин и сланцевое масло в соотношении (0,2 - 0,3) : (0,8 - 0,7), и последовательность процесса растворения; в реактор (мешалку) подается керосин и нагревается до 70 - 80oС. Затем в нагретый керосин вводится крошка каучука фр. 0 - 10 мм и выдерживается в нем в течение 3 - 4 ч. После набухания каучука подается сланцевое масло с последующим перемешиванием компонентов до получения однородного раствора. На протяжении всего периода перемешивания поддерживается температура 70 - 80oС.In the technology for preparing the rubber solution, there is no known method in which kerosene and shale oil are used as the rubber solvent in the ratio (0.2 - 0.3): (0.8 - 0.7), and the sequence of the dissolution process; kerosene is fed into the reactor (mixer) and heated to 70 - 80 o C. Then, crumb rubber fr. is introduced into the heated kerosene. 0 - 10 mm and maintained in it for 3 to 4 hours. After the rubber swells, shale oil is fed, followed by mixing of the components until a homogeneous solution is obtained. Throughout the entire period of mixing maintained at a temperature of 70 - 80 o C.
Следовательно, предложенные существенные признаки соответствуют критерию "существенные отличия". Therefore, the proposed essential features meet the criterion of "significant differences".
Сущность изобретения поясняется чертежами. The invention is illustrated by drawings.
На фиг. 1 представлена зависимость времени перемешивания (растворения) каучука от соотношения керосина и сланцевого масла. In FIG. 1 shows the dependence of the time of mixing (dissolution) of rubber on the ratio of kerosene and shale oil.
На фиг.2 представлена зависимость времени растворения каучука от температуры нагрева компонентов. Figure 2 presents the dependence of the time of dissolution of the rubber on the heating temperature of the components.
Пример реализации способа. Для проведения исследований были приняты товарные каучуки СКД (бутадиеновый), СКС (стирольный) производства Воронежского завода. В качестве растворителей - сланцевое масло С - 1 производства сланцеперерабатывающего завода "Сланцы", отвечающего требованиям ТУ 38.10957.80, керосин по ГОСТ 18499-73. Названные каучуки в сланцевом масле растворяются только при малых концентрациях, 5 - 7%. Такие растворы оказывают незначительное влияние на свойства битумно-каучуковых вяжущих. An example implementation of the method. For research, commodity rubbers SKD (butadiene), SCS (styrene) produced by the Voronezh plant were adopted. As solvents - shale oil C - 1 manufactured by the Shale Oil Refinery, which meets the requirements of TU 38.10957.80, kerosene according to GOST 18499-73. The named rubbers in shale oil dissolve only at low concentrations, 5-7%. Such solutions have a negligible effect on the properties of bitumen-rubber binders.
С целью увеличения концентрации каучука в растворителе был принят керосин. Каучуки отлично растворяются в керосине. In order to increase the concentration of rubber in the solvent, kerosene was adopted. Rubbers are highly soluble in kerosene.
При исследовании и подборе растворов каучуков принимались во внимание задача минимального использования керосина, чтобы количество испаряющихся продуктов было также минимальным, и время растворения. In the study and selection of rubber solutions, the minimal use of kerosene was taken into account, so that the amount of evaporated products was also minimal, and the dissolution time.
Растворение каучука размером 0 - 10 мм проводилось в лабораторной мешалке рамного типа емкостью 4 л. Температура растворения была принята в пределах 50 - 100oС.The dissolution of rubber with a size of 0 - 10 mm was carried out in a laboratory mixer of a frame type with a capacity of 4 l. The dissolution temperature was adopted in the range of 50 - 100 o C.
Растворимость характеризовалась визуально отсутствием нерастворимых кусочков каучука на стеклянной палочке и однородностью раствора. Solubility was characterized visually by the absence of insoluble pieces of rubber on a glass rod and the homogeneity of the solution.
Зависимость времени перемешивания (растворения) каучука от соотношения керосина и сланцевого масла представлена на фиг.1. The dependence of the time of mixing (dissolution) of rubber on the ratio of kerosene and shale oil is presented in figure 1.
Из представленных данных видно, что при соотношении керосин - сланцевое масло 0,2 : 0,8 время растворения составляет 23 ч. Дальнейшее уменьшение керосина приводит к резкому увеличению времени растворения каучука. Получить однородный раствор не удалось. Увеличение содержания керосина более 30% от массы растворителя не приводит к существенному снижению времени растворения, а количество отгоняемого керосина при приготовлении битумно-каучукового вяжущего возрастает, что приводит к удорожанию продукции. From the presented data it is seen that with a ratio of kerosene - shale oil of 0.2: 0.8, the dissolution time is 23 hours. A further decrease in kerosene leads to a sharp increase in the time of dissolution of rubber. It was not possible to obtain a homogeneous solution. An increase in kerosene content of more than 30% by weight of the solvent does not lead to a significant reduction in the dissolution time, and the amount of kerosene to be distilled off during the preparation of bitumen-rubber binder increases, which leads to a rise in the cost of production.
Таким образом, рекомендуемое соотношение керосина и сланцевого масла (0,2 - 0,3) : (0,8 - 0,7) принято из условия растворимости каучука, максимального использования сланцевого масла и экономической эффективности. Thus, the recommended ratio of kerosene to shale oil (0.2 - 0.3): (0.8 - 0.7) is taken from the solubility of rubber, the maximum use of shale oil and economic efficiency.
Разработаны требования к растворам каучука, приведенные в таблице. The requirements for rubber solutions are listed in the table.
Максимальная концентрация раствора (условная вязкость, C5 60 = 1000 с) каучука принята из условия обеспечения возможности работы битумного насоса. Более высокая концентрация не позволит слить из цистерны и перекачать вышеупомянутый раствор.The maximum concentration of the solution (conditional viscosity, C 5 60 = 1000 s) of rubber is taken from the condition that the bitumen pump can work. Higher concentration will not allow to drain from the tank and pump the above solution.
Минимальная концентрация (условная вязкость, C5 60 = 700) принята из условия получения необходимого качественного эффекта от модификации битума и соображений экономики.The minimum concentration (conditional viscosity, C 5 60 = 700) is taken from the conditions for obtaining the necessary qualitative effect from the modification of bitumen and economic considerations.
На фиг. 2 представлена зависимость времени растворения каучука в растворителе от температуры нагрева композиции. Кривые 1, 2, 3 характеризуют отношение керосина и сланцевого масла, как 0,25, 0,33 и 0,42. Время растворения зависит от температуры и от соотношения керосин - сланцевое масло. Из приведенных данных следует, что оптимальной температурой растворения является предел 70 - 80oС. При температурах менее 70oС время растворения резко возрастает, что уменьшает производительность установки и удорожает продукцию.In FIG. 2 shows the dependence of the dissolution time of rubber in a solvent on the heating temperature of the composition.
При температуре выше 80oС время растворения уменьшается, но незначительно. Выигрыш во времени не компенсирует затрат на нагрев композиции более 80oС.At temperatures above 80 o With the dissolution time decreases, but slightly. The gain in time does not compensate for the cost of heating the composition more than 80 o C.
Предлагаемый способ опробирован в производственных условиях в пос. Латное Воронежской области. The proposed method is tested under production conditions in the village. Latne of the Voronezh region.
Предложенный способ позволил упростить технологию приготовления раствора каучука; улучшить санитарно-гигиенические условия на рабочем месте; отказаться от применения канцерогенного и токсичного материала; снизить энергозатраты. The proposed method allowed to simplify the technology of preparation of the rubber solution; improve sanitary and hygienic conditions in the workplace; refuse to use carcinogenic and toxic material; reduce energy costs.
Таким образом, предлагаемый способ получения битумно-каучукового вяжущего упрощает технологию, повышает производительность установки по приготовлению раствора каучука, улучшает санитарно-гигиенические условия, кроме этого появилась возможность отказаться от применения канцерогенного и токсичного растворителя. Thus, the proposed method for producing a bitumen-rubber binder simplifies the technology, increases the productivity of the installation for the preparation of a solution of rubber, improves sanitary conditions, in addition, it became possible to abandon the use of a carcinogenic and toxic solvent.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU97109517A RU2131441C1 (en) | 1997-06-04 | 1997-06-04 | Method of preparing rubber solution for road building |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU97109517A RU2131441C1 (en) | 1997-06-04 | 1997-06-04 | Method of preparing rubber solution for road building |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU97109517A RU97109517A (en) | 1999-05-10 |
RU2131441C1 true RU2131441C1 (en) | 1999-06-10 |
Family
ID=20193899
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU97109517A RU2131441C1 (en) | 1997-06-04 | 1997-06-04 | Method of preparing rubber solution for road building |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2131441C1 (en) |
-
1997
- 1997-06-04 RU RU97109517A patent/RU2131441C1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Автомобильные дороги. -М., 1995, N 12. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Padhan et al. | Enhancement of storage stability and rheological properties of polyethylene (PE) modified asphalt using cross linking and reactive polymer based additives | |
Leng et al. | Value-added application of waste PET based additives in bituminous mixtures containing high percentage of reclaimed asphalt pavement (RAP) | |
Leng et al. | Production of a sustainable paving material through chemical recycling of waste PET into crumb rubber modified asphalt | |
FI90435B (en) | Method for improving the strength of bitumen, asphalt or similar material and a mixture obtained by the method | |
US5501730A (en) | Asphalt composition and process for obtaining same | |
Wang et al. | Preparation and performance evaluation of swine manure bio-oil modified rubber asphalt binder | |
EP2245117A1 (en) | Bituminous compositions | |
Hemida et al. | Component analysis of bio-asphalt binder using crumb rubber modifier and guayule resin as an innovative asphalt replacer | |
US5397818A (en) | Process for producing tire rubber modified asphalt cement systems and products thereof | |
Senise et al. | Thermomechanical and microstructural evaluation of hybrid rubberised bitumen containing a thermoplastic polymer | |
Leite et al. | Interaction of asphalt with ground tire rubber | |
CN1036597C (en) | Styrene butadiene rubber modified asphalt and manufacturing method thereof | |
Kumar et al. | Storage stability of waste tire pyrolytic char–modified asphalt binders: Rheological and chemical characterization | |
CN114656793A (en) | PPA (polyphthalamide) -based compounded high-toughness SBS (styrene butadiene styrene) modified asphalt regenerant and preparation method thereof | |
CN103403070A (en) | Method for preparing cross-linked bitumen/polymer compositions by means of electromagnetic wave radiation | |
Song et al. | Preparation and properties of lignin-based vitrimer system containing dynamic covalent bonds for reusable and recyclable epoxy asphalt | |
RU2131441C1 (en) | Method of preparing rubber solution for road building | |
AU684913B2 (en) | Process for producing rubber modified asphalt cement | |
CN107057387A (en) | It is a kind of to refine road mix asphalt of tar sand and preparation method thereof altogether containing kerosene | |
Xia et al. | Investigation on performance and mechanism of grafting activated waste leather powder modified asphalt | |
US5990203A (en) | Method for improving the compatibility of random vinyl substituted aromatic/C4 -C6 conjugated diolefin polymer/asphalt mixtures | |
WO2022035343A1 (en) | Bitumen/rubber composition for a paving binder and method for producing same | |
RU2152412C1 (en) | Method of preparing bitumen-rubber binder | |
RU2162476C1 (en) | Method of preparing bitumen binder | |
RU2270846C1 (en) | Method of preparing bitumen-rubber binder |