RU2296142C2 - Способ модификации битума - Google Patents
Способ модификации битума Download PDFInfo
- Publication number
- RU2296142C2 RU2296142C2 RU2005117750/04A RU2005117750A RU2296142C2 RU 2296142 C2 RU2296142 C2 RU 2296142C2 RU 2005117750/04 A RU2005117750/04 A RU 2005117750/04A RU 2005117750 A RU2005117750 A RU 2005117750A RU 2296142 C2 RU2296142 C2 RU 2296142C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- bitumen
- polymer additive
- isocyanate groups
- introducing
- polyurethane
- Prior art date
Links
Landscapes
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области модификации битумов полимерами. Описан способ модификации битумов путем введения в битум полимерной добавки, отличающийся тем, что перед введением полимерной добавки осуществляют введение в битум изоционатного компонента, выбранного из группы, включающей 2,4-толуилендиизоцианат или полидиизоционат для образования в битуме свободных активных изоционатных групп, осуществляют выдержку образовавшейся смеси двух компонентов, а в качестве полимерной добавки используют сложные или простые полиэфиры, выбранные из группы, включающей полиэтиленбутиленгликольадипинат или полиоксипропилендиол или полиоксипропилентриол с функциональными группами, образующие с активными изоционатными группами битум-полиуретановую композицию в соотношении битум-полиуретан как 95-67:5-33. Технический эффект - получение битум-полиуретановой композиции с улучшенными физико-техническими характеристиками. 2 табл.
Description
Изобретение относится к области модификации битумов полимерами и может быть использовано в строительной промышленности, гидроизоляции, дорожном строительстве.
Известен способ модификации битума полимерами, основанный на введении в готовый битум раствора каучука ["Автомобильные дороги", №7, июль 1998 г."Об опыте применения битумов, модифицированных полимерами", с.10-12].
Известны способы модификации битумов введением в битум измельченной полимерной добавки путем сплавления. А.М.Кисина, В.И.Куценко "Полимербитумные кровельные и гидро-изоляционные материалы" Ленинград. Стройиздат. Ленинградское отделение. 1983, с.24. Получаемые битум-полимерные материалы применяются для дорожных покрытий, для защиты трубопроводов от коррозии, для кровельных, рулонных и гидроизоляционных материалов и др.
Известны способы модификации битумов введением в раствор битума раствора полимерной добавки для получения защитных покрытий для защиты от подземной коррозии трубопроводов водо- и теплоснабжения, а также от атмосферной коррозии различных металлических изделий и конструкций, в том числе трубопроводов, емкостей, металлических гаражей и др. RU 21070806, C 09 D 195/00, C 09 D 195/00, C 09 D 109/00, C 09 D 123/22, 1998.03.20.
Однако в указанных способах модификация осуществляется путем введения в битум отдельно синтезированной полимерной добавки.
Наиболее близким по технической сущности изобретением является способ модификации битумов и битумных продуктов полиуретанами "Битумные продукты, содержащие полиуретаны" путем последовательного или одновременного смешения полиэфирных и изоцианатных компонентов с битумом при температуре 180-200°С, причем полиэфирный компонент должен содержать не менее 5-ти (от 5 до 8) гидроксильных групп в одном из компонентов, то есть быть на основе сорбита или сахарозы в качестве стартового вещества, и дальнейшей конденсациеи с алкиленоксидами, такими как этиленоксид или пропиленоксид. Причем молекулярная масса полиэфиров составляет от 400 до 10,000. В качестве изоцианатного компонента предлагаются: толуилендиизоцианат, дифенилметан-диизоцианат и полиметиленполифенилизоцианат при соотношении изоцианатных и гидроксильных групп от 1:1 до 1:2 с преимущественным отношением приблизительно 1,1:1, GB 1314352 A.
К недостаткам следует отнести сложность процесса получения из-за достаточно высокой температуры, а также использования отдельно полученного полиэфирного компонента на основе сорбита или сахарозы путем конденсации с алкиленоксидами такими, как этиленоксид или пропиленоксид.
Предлагаемое изобретение решает техническую задачу - осуществление модификации при более низкой температуре с образованием полимера непосредственно в битуме путем проведения в нем химической реакции и получения битум-полиуретановой композиции с повышенными физико-техническими характеристиками, тем самым расширяя ассортимент средств данного назначения.
Это достигается тем, что в способе модификации битумов путем введения в битум полимерной добавки согласно изобретению перед введением полимерной добавки осуществляют введение в битум изоционатного компонента, выбранного из группы, включающей 2,4-толуилендиизоцианат или полидиизоционат для образования в битуме свободных активных изоционатных групп, а в качестве полимерной добавки используют сложные или простые полиэфиры, выбранные из группы, включающей полиэтиленпропиленгликольадипинат или полиоксипропилендиол, или полиоксипропилентриол с функциональными группами, образующие с активными изоционатными группами битум-полиуретановую композицию в соотношении битум-полиуретан как 95-67:5-33.
Отличием заявляемого решения от известных является то, что непосредственно в битуме, представляющем собой сложную коллоидную систему, состоящую из асфальтенов, смол и масел, в которых имеются функциональные группы, содержащие подвижный атом водорода (гидроксильные, альдегидные, карбоксильные, фенольные, меркаптановые и др.) /1/, происходит химическая реакция, в которой модификация изоционатом приводит сначала к образованию уретановой группы
где R - битум, имеющий ряд функциональных групп, способных взаимодействовать с -NCO группой (гидроксильные, карбоксильные, меркаптановые и др.),
R' - полиэтиленпропиленгликольадипинат или полиоксипропиленгликоль,
а затем при добавлении полиэфиров реагирует 2-ая -NCO группа с образованием полиуретанов. Таким образом, происходит сшивание молекул битума посредством реакции уретанообразования. При этом модификация проводится при более низкой температуре, чем по прототипу. При этом полученная битум-полиуретановая композиция имеет улучшенные свойства, а именно пониженную температуру стеклования, повышенную температуру текучести, увеличенные деформационные характеристики коррозионной стойкости.
Способ иллюстрируется следующими примерами.
Пример 1.
Битум БНИ-IV растворяют в толуоле в соотношении 1:1. К навеске битума в толуоле добавляют 2,4 толуилендиизоционат (ТДИ) или (ПИЦ) в количестве согласно таблице 1, чтобы при добавлении полиэфира (ПЭ) получались следующие составы %: битум + полиуретан (ПУ) (95:5; 90:10; 85:15 и тд). Составы битум + 2,4-толуилендиизоционат выдерживают при комнатной температуре в течение 5-7 суток. Далее к полученным составам добавляют раствор ПЭ 3003 (Лапрол 3003) (табл.1 составы 1-6; 27-31; 32-36) или ПЭ П6БА (полиэтиленбутиленгликольадипинат) (табл.1 составы 11-16, 37-41). Все перемешивают в течение 3 минут и разливают в формы, в которых в течение 3-5 дней происходит образование битум-полиуретановой композиции. Испытания образцов приведены в табл.2. Количество ТДИ и ПИЦ зависит от молекулярной массы полиэфира и соотношений битум: ПУ и колеблется от долей процента до единиц, хотя можно и больше, но не выгодно экономически.
Пример 2.
К разогретому битуму БНИ-IV добавляют 2,4-толуилендиизоционат или ПИЦ в количестве согласно табл.1. Смесь выдерживают в печи в течение 3 суток при температуре 60°С, после чего вводят ПЭ5003-2Б-14 (Лапрол 5003) (табл.1 составы 7-10) или ПЭ 5003 (полиоксипропилентриол) (табл.1 составы 17-21) и после перемешивания выливают в соответствующие формы, которые оставляют в печи при температуре 60°С еще на 3 суток до образования битум-полиуретановой композиции. Испытания образцов 7-10 и 17-21 приведены в табл.2
Пример 3.
К разогретому до 100-140°С битуму БНД 90/130 добавляют 2,4-ТДИ в количестве, указанном в табл.1, после чего смесь перемешивают в течение 2,5 часов при той же температуре. Затем добавляют ПЭ П914 согласно составам 22-26 и продолжают перемешивание 1-5 часов при температуре 100-140°С до образования битум-полиуретановой композиции. Испытания образцов 22-26 приведены в табл.2
В предлагаемом способе могут быть использованы различные марки битума, традиционно применяемые для изготовления асфальтобетонов, например битумы нефтяные дорожные вязкие: БНД 90/130, БНД 200/300, БНД 130/200 - ГОСТ 22245-90; битумы нефтяные изоляционные: БНИ - IV ГОСТ 9812-74 и др.
2,4-толуилендиизоционат - ТУ 113-03-331-79; полидиизоционат - ТУ 113-03-375-75; ПЭ 3003 - полиоксипропилентриол - ТУ 6-05-1513-75; ПЭ 5003 - полиоксипропилентриол - ТУ 2226-023-95; ПЭ 5003-2Б-10 - полиоксипропилентриол - ТУ 2226-023-10488057-95; ПЭ П6БА - полиэтиленбутиленгликольадипинат - ТУ 38.103582-85; ПЭ П914 - полидиэтиленгликоли разветвленные с добавкой глицерина - ТУ 38.303 - 04-03-90; ПЭ 2102 - полиоксипропилендиол - ТУ 6-05-021-266-80.
В таблице 2 приведены следующие показатели модифицированных битумов: прочность при разрыве (σр-р), относительное удлиннение при разрыве(ε, %). Испытания проводились по ГОСТ 11262-80 на разрывной машине РМ-30 М W, % (водопоглощение) по ГОСТ 7025-91; R, % (коррозионная стойкость) - метод основан на измерение сопротивления металлических пластин (сталь 08КП), покрытых исследуемым составом, до и после выдержки их в гидростате Г4. Сопротивление измерялось мостом Р-38. σадг, МПа, ГОСТ 15140-78 - измерение адгезионной прочности на приборе Р-0,5
Таблица 1 | ||||||||||||||
Пример 1 | № | %ПУ | Состав | Масса бит, г | Масса изоц., г | Масса ПЭ, г | ||||||||
1 | 8 | БНИ-IV+2,4-ТДИ+ | 9,2 | 0,1184 | 0,6816 | |||||||||
2 | 10 | ПЭ 3003 | 9,0 | 0,1480 | 0,8520 | |||||||||
3 | 13 | 8,7 | 0,1924 | 1,1076 | ||||||||||
4 | 17 | 8,3 | 0,2516 | 1,4484 | ||||||||||
5 | 23 | 7,7 | 0,3404 | 1,9596 | ||||||||||
6 | 33 | 6,7 | 0,4884 | 2,8116 | ||||||||||
Пример 2 | ||||||||||||||
7 | 5 | БНИ-IV+2,4-ТДИ+ | 9,5 | 0,0475 | 0,4525 | |||||||||
8 | 10 | ПЭ 5003-2Б-10 | 9,0 | 0,0950 | 0,9050 | |||||||||
9 | 15 | 8,5 | 0,1425 | 1,3575 | ||||||||||
10 | 20 | 8,0 | 0,1900 | 1,8100 | ||||||||||
Пример 1 | ||||||||||||||
11 | 8 | БНИ-IV + 2,4-ТДИ+ | 9,2 | 0,1186 | 0,6814 | |||||||||
12 | 10 | ПЭ П6БА | 9,0 | 0,1482 | 0,8518 | |||||||||
13 | 13 | 8,7 | 0,1927 | 1,1073 | ||||||||||
14 | 17 | 8,3 | 0,2519 | 1,4481 | ||||||||||
15 | 23 | 7,7 | 0,3408 | 1,9590 | ||||||||||
16 | 33 | 6,7 | 0,4891 | 2,8109 | ||||||||||
Пример 2 | - | - | ||||||||||||
17 | 5 | 9,5 | 0,0475 | 0,4525 | ||||||||||
18 | 10 | БНД90/130+2,4-ТДИ+ | 9,0 | 0,0950 | 0,0950 | |||||||||
19 | 15 | ПЭ 5003 | 8,5 | 0,1425 | 1,3575 | |||||||||
20 | 20 | 8,0 | 0,1900 | 1,8100 | ||||||||||
21 | 30 | 7,0 | 0,2820 | 2,7180 | ||||||||||
Пример 3 | 22 | 5 | БНД90/130+2,4-ТДИ+ | 9,5 | 0,0741 | 0,4259 | ||||||||
23 | 10 | ПЭ П914 | 9,0 | 0,1482 | 0,8518 | |||||||||
24 | 15 | 8,5 | 0,2223 | 1,2777 | ||||||||||
25 | 20 | 8,0 | 0,2960 | 1,7040 | ||||||||||
26 | 30 | 7,0 | 0,4440 | 2,5560 | ||||||||||
Пример 1 | 27 | 5 | 9,5 | 0,0625 | 0,4375 | |||||||||
28 | 10 | БНИ-IV+ПИЦБ+ | 9,0 | 0,1250 | 0,8750 | |||||||||
29 | 15 | ПЭ 2102 | 8,5 | 0,1875 | 1,3125 | |||||||||
30 | 20 | 8,0 | 0,2500 | 1,7500 | ||||||||||
31 | 30 | 7,0 | 0,3750 | 2,6250 | ||||||||||
Пример 1 | 32 | 5 | БНИ-IV+ПИЦБ+ | 9,5 | 0,0625 | 0,4375 | ||||||||
33 | 10 | ПЭ 3003 | 9,0 | 0,1250 | 0,8750 | |||||||||
34 | 15 | 8,5 | 0,1875 | 1,3125 | ||||||||||
35 | 20 | 8,0 | 0,2500 | 1,7500 | ||||||||||
36 | 30 | 7,0 | 0,3750 | 2,6250 | ||||||||||
Пример 1 | 37 | 5 | БНИ-IV+ПИЦБ+ | 9,5 | 0,0625 | 0,4375 | ||||||||
38 | 10 | П6БА | 9,0 | 0,1250 | 0,8750 | |||||||||
39 | 15 | 8,5 | 0,1875 | 1,3125 | ||||||||||
40 | 20 | 8,0 | 0,2500 | 1,7500 | ||||||||||
41 | 30 | 7,0 | 0,3750 | 2,6250 | ||||||||||
Где ПЭ - полиэфир. | ||||||||||||||
Таблица 2 | ||||||||||||||
№ составов | Тст., °С | Ттек.,°С | σр-р, МПа | ε, % | Wсутки, % | Rсутки, % | σадг. МПа | |||||||
1 | - | - | 0,19 | 23 | 1,22 | 8,9 | 1,50 | |||||||
2 | - | - | 0,20 | 25 | 1,04 | 5,5 | 1,80 | |||||||
3 | - | - | 0,20 | 27 | 1,24 | 5,3 | 1,85 | |||||||
4 | -42 | -8 | 0,20 | 27 | 1,25 | 4,2 | 1,90 | |||||||
5 | -50° | +31° | 0,40 | 59 | 1,39 | 4,0 | 2,0 | |||||||
6 | -70 | +78 | 0,53 | 65 | 1,43 | 3,8 | 2,1 | |||||||
7 | 0,18 | 23 | 0,94 | 9,7 | 1,2 | |||||||||
8 | 0,18 | 23 | 1,0 | 4,8 | 1,25 | |||||||||
9 | 0,19 | 25 | 1,4 | 6,6 | 1,35 | |||||||||
10 | 0,23 | 28 | 2,1 | 6,6 | 1,80 | |||||||||
11 | 0,18 | 24 | 0,39 | 8,7 | 1,20 | |||||||||
12 | 0,18 | 34 | 0,67 | 6,2 | 1,45 | |||||||||
13 | 0,23 | 39 | 0,69 | 5,1 | 1,60 | |||||||||
14 | 0,35 | 47 | 0,70 | 4,9 | 1,80 | |||||||||
15 | 0,43 | 49 | 0,70 | 4,1 | 2,18 | |||||||||
16 | 0,93 | 79 | 1,39 | 3,9 | 2,50 | |||||||||
17 | -46 | +25 | 0,18 | 18 | 0,30 | 5,7 | 0,90 | |||||||
18 | -18 | 0,18 | 18 | 0,50 | 4,5 | 1,10 | ||||||||
19 | -25 | 0,19 | 20 | 0,54 | 3,5 | 1,45 | ||||||||
20 | -17 | 0,19 | 25 | 0,57 | 3,2 | 1,60 | ||||||||
21 | -18 | 0,26 | 28 | 1,12 | 1,6 | 2,10 | ||||||||
22 | -61 | +33 | 0,33 | 35 | 1,97 | 1,6 | 3,10 | |||||||
23 | 0,18 | 19 | 0,32 | 4,7 | 1,47 | |||||||||
24 | 0,18 | 21 | 0,65 | 3,8 | 1,58 | |||||||||
25 | 0,19 | 22 | 0,79 | 3,7 | 1,75 | |||||||||
26 | 0,20 | 23 | 1,82 | 2,5 | 1,90 | |||||||||
27 | 0,27 | 28 | 1,95 | 1,5 | 2,17 | |||||||||
28 | 0,18 | 1,223 | 1,54 | - | 1,50 | |||||||||
29 | 0,19 | 1,325 | 1,56 | - | 1,58 | |||||||||
30 | 0,22 | 1,325 | 1,56 | - | 1,68 | |||||||||
31 | 0,22 | 1,427 | 2,03 | - | 1,90 | |||||||||
32 | 0,27 | 1,939 | 2,20 | - | 2,30 | |||||||||
33 | 0,19 | 1,325 | 1,62 | 1,70 | ||||||||||
34 | 0,20 | 1,325 | 1,64 | 1,72 | ||||||||||
35 | 0,22 | 1,530 | 1,75 | 1,85 | ||||||||||
36 | 0,24 | 2,041 | 1,88 | 2,02 | ||||||||||
37 | 0,38 | 1,847 | 2,30 | 2,35 | ||||||||||
38 | 0,20 | 1,223 | 1,28 | 1,50 | ||||||||||
39 | 0,22 | 1,325 | 1,35 | 1,58 | ||||||||||
40 | 0,23 | 1,325 | 1,44 | 1,65 | ||||||||||
41 | 0,26 | 1,417 | 1,68 | 1,98 | ||||||||||
42 | 0,31 | 1,635 | 1,73 | 2,18 | ||||||||||
ГОСТ | ГОСТ | ГОСТ | ГОСТ 15140- | |||||||||||
11262-80 | 11262-80 | 7025-91 | 78 | |||||||||||
Из таблицы следует, что битум, модифицированный полиуретаном, по сравнению с не модифицированным битумом, обладает улучшенными свойствами, а именно имеет пониженную температуру стеклования, повышенную температуру текучести, увеличенные деформационные характеристики коррозионной стойкости, прочность при разрыве, относительное удлинение при разрыве, что расширяет ассортимент средств данного назначения. При этом, чем выше содержания ПУ в битуме, тем лучше свойства, по сравнению с чистым битумом.
Claims (1)
- Способ модификации битумов путем введения в битум полимерной добавки, отличающийся тем, что перед введением полимерной добавки осуществляют введение в битум изоционатного компонента, выбранного из группы, включающей 2,4-толуилендиизоцианат или полидиизоционат для образования в битуме свободных активных изоционатных групп, осуществляют выдержку образовавшейся смеси двух компонентов, а в качестве полимерной добавки используют сложные или простые полиэфиры, выбранные из группы, включающей полиэтиленбутиленгликольадипинат или полиоксипропилендиол или полиоксипропилентриол с функциональными группами, образующие с активными изоционатными группами битумополиуретановую композицию в соотношении битум - полиуретан как 95-67:5-33.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005117750/04A RU2296142C2 (ru) | 2005-06-08 | 2005-06-08 | Способ модификации битума |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005117750/04A RU2296142C2 (ru) | 2005-06-08 | 2005-06-08 | Способ модификации битума |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2005117750A RU2005117750A (ru) | 2006-11-20 |
RU2296142C2 true RU2296142C2 (ru) | 2007-03-27 |
Family
ID=37502164
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2005117750/04A RU2296142C2 (ru) | 2005-06-08 | 2005-06-08 | Способ модификации битума |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2296142C2 (ru) |
-
2005
- 2005-06-08 RU RU2005117750/04A patent/RU2296142C2/ru not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2005117750A (ru) | 2006-11-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Zain et al. | Preliminary study on bio-based polyurethane adhesive/aluminum laminated composites for automotive applications | |
EP2042539B1 (en) | Hyperbranched polyether polyol and urethan resin composition | |
CN115181232B (zh) | 一种聚氨酯材料及其制备方法和应用 | |
Mishra et al. | Structure–property correlation study of hyperbranched polyurethane–urea (HBPU) coatings | |
Li et al. | Chemical and physical effects of polyurethane-precursor-based reactive modifier on the low-temperature performance of bitumen | |
Zhang et al. | The preparation and characterization of a novel self-healing based on the dynamic translocation of disulfide bonds | |
KR100988040B1 (ko) | 폴리우레탄 변성 아스팔트 방수도포제의 조성물과 제조방법 | |
Thomasson et al. | Hydroxylated hyperbranched polyesters as crosslinking agents for polyurethane networks: Partial modification of the OH chain ends | |
Mohammadi et al. | Synthesis and investigation of properties of thiacalix [4] arene‐based polyurethane elastomers | |
RU2303613C1 (ru) | Способ модификации битумов полиуретанами | |
Honarmand et al. | Low temperature study on the behavior of reinforced bitumen in asphalt via addition of synthesized basalt | |
Jalilian et al. | Synthesis and properties of polyurethane networks derived from new soybean oil‐based polyol and a bulky blocked polyisocyanate | |
Izquierdo et al. | Effects of MDI–PPG molecular weight on the thermorheological behaviour of MDI–isocyanate based bituminous foams | |
CN114262524A (zh) | 一种用于排水路面的复合改性沥青及其制备方法 | |
RU2296142C2 (ru) | Способ модификации битума | |
Zhou et al. | Analysis of the mechanical behavior of polyurethane thermoset elastomers based on hydrogen bonding between different crosslinking point structures | |
TW201437255A (zh) | 新穎聚醚多元醇及使用其所得之軟質聚胺酯發泡體 | |
CN116023626A (zh) | 一种耐水解高固封闭型聚氨酯树脂组合物及其制备方法 | |
Liu et al. | The antihydrolytic effect and properties of crosslinked polyurethane containing natural dimer fatty acids building blocks | |
Xiang et al. | Influence of moisture-curing reaction on the mechanical properties of one-component polyurethane mixtures | |
Bratychak et al. | Cross-linked epoxy-isocyanate blends containing Epidian-6 modified by glycols | |
US20110124761A1 (en) | Chlorinated polyether and polyurethane obtained therefrom | |
EP3168248B1 (de) | Härtungsverfahren für polyurethane | |
JP2017125191A (ja) | 高耐熱、高止水性のポリウレタンフォームからなるシーリング材 | |
Zhang et al. | Preparation of Polyurethane‐Urea Elastomers Using Low Molecular Weight Aliphatic Diamines Enabled by Reversible CO2 Chemistry |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20070609 |