RU2314325C2 - Битумная композиция, способ получения и ее применение - Google Patents

Битумная композиция, способ получения и ее применение Download PDF

Info

Publication number
RU2314325C2
RU2314325C2 RU2005114352/04A RU2005114352A RU2314325C2 RU 2314325 C2 RU2314325 C2 RU 2314325C2 RU 2005114352/04 A RU2005114352/04 A RU 2005114352/04A RU 2005114352 A RU2005114352 A RU 2005114352A RU 2314325 C2 RU2314325 C2 RU 2314325C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
bitumen
solvent
composition
carbon atoms
elastomer
Prior art date
Application number
RU2005114352/04A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2005114352A (ru
Inventor
Франсуа Жьюльен Рауль ДЕЙГУ (FR)
Франсуа Жьюльен Рауль ДЕЙГУ
Ален Марсель Бернар СЭВ (FR)
Ален Марсель Бернар СЭВ
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 RU2005114352A publication Critical patent/RU2005114352A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2314325C2 publication Critical patent/RU2314325C2/ru

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09J—ADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J195/00—Adhesives based on bituminous materials, e.g. asphalt, tar, pitch
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00—Use of organic ingredients
    • C08K5/04—Oxygen-containing compounds
    • C08K5/09—Carboxylic acids; Metal salts thereof; Anhydrides thereof
    • C08K5/098—Metal salts of carboxylic acids
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L95/00—Compositions of bituminous materials, e.g. asphalt, tar, pitch
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2666/00—Composition of polymers characterized by a further compound in the blend, being organic macromolecular compounds, natural resins, waxes or and bituminous materials, non-macromolecular organic substances, inorganic substances or characterized by their function in the composition
    • C08L2666/02—Organic macromolecular compounds, natural resins, waxes or and bituminous materials
    • C08L2666/04—Macromolecular compounds according to groups C08L7/00 - C08L49/00, or C08L55/00 - C08L57/00; Derivatives thereof
    • C08L2666/08—Homopolymers or copolymers according to C08L7/00 - C08L21/00; Derivatives thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2666/00—Composition of polymers characterized by a further compound in the blend, being organic macromolecular compounds, natural resins, waxes or and bituminous materials, non-macromolecular organic substances, inorganic substances or characterized by their function in the composition
    • C08L2666/66—Substances characterised by their function in the composition
    • C08L2666/68—Plasticizers; Solvents

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Adhesives Or Adhesive Processes (AREA)
  • Road Paving Structures (AREA)
  • Processes Of Treating Macromolecular Substances (AREA)

Abstract

Настоящее изобретение относится к битумной композиции, которая включает (i) от 0,1 до 25 мас.% эластомера, (ii) от 0,1 до 40 мас.% растворителя, (iii) от 30 до 99 мас.% битума, (iv) от 0,1 до 30 мас.% литиевой соли С10-С40-жирной кислоты или гидрокси-жирной кислоты, и, возможно, (v) от 0 до 69,70 мас.% наполнителя, причем все концентрации рассчитаны от всей битумной композиции, где растворитель имеет общую формулу (I):
Figure 00000001
в которой R1 означает атом водорода или углеводородную группу, имеющую от 1 до 6 атомов углерода, R2 означает углеводородную группу, имеющую от 1 до 6 атомов углерода, а сумма атомов углерода в R1 и R2 составляет от 5 до 7, причем эластомер является блок-сополимером, включающим по меньшей мере два концевых поли(моновинилароматический углеводород)ных блока и по меньшей мере один центральный поли(сопряженный диен)овый блок. Также изобретение касается способа приготовления битумной композиции и применения битумной композиции в качестве связующего материала холодного нанесения. 3 н. и 6 з.п. ф-лы, 3 табл.

Description

Область техники
Настоящее изобретение относится к битумной композиции, способу приготовления битумной композиции и к применению битумной композиции в качестве связующего материала.
Уровень техники
Битум является универсальным материалом, который широко используется в гражданском строительстве. Одной из областей применения битума является связующий материал для заделки трещин в зданиях и дорожных покрытий, а также в качестве уплотнителя швов. При использовании битума в качестве связующего материала битум перед применением обычно необходимо нагревать до температуры, при которой он становится пригодным для работы. Однако в некоторых областях применения это неудобно, в связи с чем были разработаны битумные композиции холодного нанесения, т.е. такие композиции, которые могут наноситься в качестве связующего материала, не требуя нагрева. Одна из таких композиций описана в ЕР-А 37136.
Композиции ЕР-А 37136 являются связующими материалами холодного нанесения, которые включают битум, эластомер и литиевую соль жирной кислоты. Литиевая соль выполняет роль тиксотропного агента, заставляя композицию затвердевать после ее нанесения. Композиции обладают способностью прилипать ко многим подложкам на холоду в сырых условиях и широко применяются в качестве уплотнителей на металле, бетоне и кирпичной кладке, в кровельной индустрии и в области водных сооружений, например в качестве уплотнителей для облицовки каналов или плотин из водостойкого цементного бетона.
С целью облегчения нанесения композиции ЕР-А 37136 могут, кроме того, содержать ароматический углеводородный растворитель (например, бензол, толуол, ксилол и т.д.) или галогеноуглеводородный растворитель (например, дихлорметан или 1,1,1-трихлорэтан). После нанесения эти растворители испаряются, заставляя композицию твердеть.
В настоящее время единственными растворителями, которые считаются пригодными для использования в композициях холодного нанесения, такими как композиции, описанные в ЕР-А 37136, являются ароматические углеводородные растворители или галогеноуглеводородные растворители, из которых особенно предпочтителен 1,1,1-трихлорэтан. Однако в последние годы было обнаружено, что ароматические углеводородные и галогенированные растворители являются экологически вредными и могут неблагоприятно влиять на здоровье человека. Следовательно, было бы полезно найти возможность замены этих растворителей в битумных связующих материалах холодного нанесения.
Раскрытие изобретения
Неожиданным образом было обнаружено, что битумная композиция, включающая растворитель на основе сложных эфиров, обладает великолепными свойствами для использования его в качестве связующего материала холодного нанесения. Обладая свойствами, близкими или такими же, как и свойства композиций, включающих галогенированные или ароматические углеводородные растворители, эти композиции превосходят существующие составы в том отношении, что растворители на основе сложных эфиров являются более привлекательными с экологической точки зрения и не угрожают здоровью человека.
Таким образом, настоящее изобретение предлагает битумную композицию, включающую:
i) от 0,1 до 25 мас.% эластомера,
ii) от 0,1 до 40 мас.% растворителя,
iii) от 30 до 99 мас.% битума,
iv) от 0,1 до 30 мас.% литиевой соли С10-С40-жирной кислоты или гидрокси-жирной кислоты, и необязательно,
v) от 0 до 70 мас.% наполнителя, причем все проценты относятся ко всей битумной композиции,
где растворитель имеет общую формулу (I):
в которой R1 означает атом водорода или углеводородную группу, имеющую от 1 до 6
Figure 00000003
атомов углерода, R2 означает углеводородную группу, имеющую от 1 до 6 атомов углерода, а сумма атомов углерода в R1 и R2 составляет от 5 до 7.
Раскрытие изобретения
Битумная композиция настоящего изобретения включает от 0,1 до 40 мас.% растворителя общей формулы (I). Количество растворителя может варьироваться в зависимости от способа, с помощью которого предполагается нанесение битумной композиции. Например, в том случае, когда композиция наносится с помощью шпателя, ручного баллона или инжектора для прецизионного нанесения, подходящее количество растворителя может составлять от 5 до 15 мас.%, преимущественно от 9 до 12 мас.%, в расчете на всю битумную композицию. Однако, когда битумная композиция должна наноситься путем распыления для обработки большой площади поверхности, подходящее количество растворителя может составлять от 15 до 30 мас.% в расчете на всю композицию.
Предпочтительно, чтобы каждый из R1 и R2 в общей формуле (I) был углеводородной группой, имеющей от 1 до 6 атомов углерода. Углеводородные группы общей формулы (I) являются незамещенными. Углеводородные группы могут быть нормальными или разветвленными цепями, насыщенными или ненасыщенными, причем предпочтительными углеводородными группами являются алкильные или алкенильные группы, имеющие от 1 до 6 атомов углерода, более предпочтительно алкильные группы, имеющие от 2 до 4 атомов углерода, например этильная, пропильная и бутильная группы. Особенно предпочтительны н-алкильные группы, имеющие от 2 до 4 атомов углерода.
Сумма атомов углерода в общей формуле (I) составляет от 5 до 7. Это обусловлено тем, что, когда сумма атомов углерода превышает 7, время затвердевания композиции слишком мало, а когда сумма атомов углерода меньше 5, растворители слишком огнеопасны, что препятствует их безопасному использованию в композициях. Предпочтительно, чтобы сумма атомов углерода в R1 и R2 составляла 6.
При нанесении битумной композиции настоящего изобретения растворитель общей формулы (I) должен испаряться, а композиция твердеть. Время, необходимое для композиции для затвердевания, будет варьироваться в зависимости от толщины наносимой композиции. Однако целесообразно, чтобы время затвердевания было в пределах от 7 до 60 суток, предпочтительно от 10 до 30 суток. Исходя из этого, предпочтительно, чтобы растворитель общей формулы (I) имел температуру кипения от 110 до 180°С, более предпочтительно от 120 до 160°С.
В одном из предпочтительных воплощений настоящего изобретения битумная композиция включает растворитель общей формулы (I), в которой каждый из R1 и R2 независимо обозначает алкильную группу, имеющую от 2 до 4 атомов углерода, а сумма атомов углерода в R1 и R2 составляет 6. Примеры растворителей, которые очень удобны для использования в соответствии с данным воплощением, включают этилвалерат, этилизовалерат, этил-2-метилбутират, н-пропилбутират, изопропилбутират, н-бутилпропионат и изобутилпропионат.
Растворителями общей формулы (I) являются сложные эфиры, которые имеются в продаже и/или могут быть легко получены известными химическими способами. Растворителем общей формулы (I), который, будучи использованным в настоящем изобретении, дает очень хорошие результаты, является н-бутилпропионат, который может быть получен от фирмы Eastman Chemical Company или Dow Chemical Company (температура кипения 145°С).
Битум (iii) настоящего изобретения может представлять собой битум природного происхождения или битум, полученный из минерального масла, например, в качестве крекинг-остатка, или смесь битумов разных типов.
Примеры битума, который может быть с успехом использован в настоящем изобретении, включают перегнанный, или "прямогонный", битум, осажденный битум (например, битум, осажденный пропаном) и окисленный, или продутый, битум. Другие пригодные для использования битумы включают смеси одного или более из названных битумов с расширителями, такими как нефтяные экстракты, дистилляты или остатки и масла. Предпочтительно, чтобы битумом был перегнанный, или "прямогонный", битум, который может содержать расширитель.
Предпочтительно, чтобы битум (iii) имел пенетрацию от 100 до 300 дмм, предпочтительнее от 140 до 260 дмм (измеренную при 25°С в соответствии с EN 1426). Точка размягчения битума преимущественно составляет от 30 до 50°С, предпочтительнее от 34 до 43°С (измерение в соответствии с EN 1427).
Количество битума в битумной композиции составляет преимущественно от 30 до 75 мас.%, более предпочтительно от 30 до 60 мас.% и наиболее предпочтительно от 35 до 50 мас.%, в расчете на всю битумную композицию.
Битумная композиция настоящего изобретения включает от 0,1 до 25 мас.% эластомера (i). Предпочтительно, чтобы количество эластомера составляло от 0,2 до 10 мас.%, предпочтительнее от 0,5 до 6 мас.% и наиболее предпочтительно от 1 до 3 мас.%, в расчете на всю битумную композицию.
В битумной композиции настоящего изобретения могут быть использованы самые разнообразные эластомеры. Примеры с успехом используемых эластомеров включают проявляющие эластомерные свойства полиэстеры, полиакрилаты, полисульфиды, полисиликоны и полиэстерамиды.
Классом эластомеров, которые могут быть с успехом использованы в соответствии с настоящим изобретением, являются эластомеры на основе полимеров диенов типа бутадиена или изопрена и сополимеров таких диенов с винилароматическими соединениями типа стирола.
Соответственным образом, в одном из предпочтительных воплощений настоящего изобретения эластомер является блок-сополимером, включающим, по меньшей мере, два концевых поли(моновинилароматический углеводород)ных блока и, по меньшей мере, один центральный поли(сопряженный диен)овый блок, которые образуют сплошную сетку.
Предпочтительно, чтобы блок-сополимер названного предпочтительного воплощения выбирался из группы, состоящей из блок-сополимеров формулы А(ВА)m или (АВ)nХ, где А обозначает блок из преимущественно поли(моновинилароматического углеводорода), В обозначает блок из преимущественно поли(сопряженного диена), Х обозначает остаток поливалентного сочетающего агента, n обозначает целое число ≥1, предпочтительно ≥2, и m обозначает целое число ≥1, предпочтительно равное 1.
Более предпочтительно, чтобы блоки А преимущественно представляли собой полистирольные блоки, а блоки В преимущественно представляли собой полибутадиеновые или полиизопреновые блоки. Наиболее предпочтительно, чтобы блоки В были преимущественно полибутадиеновыми. В число предполагаемых для использования поливалентных сочетающих агентов входят хорошо известные в технике сочетающие агенты. Под выражением "преимущественно" подразумевается, что соответствующие блоки А и В могут быть в основном произведены от моновинилароматического углеводородного мономера и сопряженного диенового мономера, причем эти мономеры могут быть смешаны с другими структурно родственными или неродственными сомономерами, например моновинилароматический углеводородный мономер в качестве главного компонента и небольшое количество (до 10%) других мономеров или бутадиена, смешанного с изопреном или небольшими количествами стирола. Более предпочтительно, чтобы сополимеры содержали блоки из чистого полистирола, чистого полиизопрена или чистого полибутадиена.
Предпочтительно, чтобы блоки А в блок-сополимерах имели кажущуюся молекулярную массу в пределах от 3000 до 100000 и предпочтительно в пределах от 5000 до 50000, в то время как блоки В преимущественно имели кажущуюся молекулярную массу в пределах от 10000 до 300000, более предпочтительно в пределах от 40000 до 200000 и наиболее предпочтительно в пределах от 45000 до 120000.
Предварительно получаемые поли(сопряженный диен)овые блоки обычно содержат виниловые группы в пределах от 5 до 50 мол.% и являются продуктами 1,2-полимеризации сопряженных диеновых молекул, причем предпочтительное содержание виниловых групп находится в пределах от 10 до 25%.
Предполагаемые для использования блок-сополимеры согласно настоящему изобретению содержат преимущественно полимеризованные винилароматические мономеры в количестве от 10 до 60 мас.%, более предпочтительно в пределах от 15 до 45 мас.%.
Кажущаяся молекулярная масса всего блок-сополимера должна быть преимущественно в пределах от 50000 до 600000 и более предпочтительно в пределах от 150000 до 550000.
Блок-сополимеры могут быть в некоторых случаях прогидрированы. Гидрирование может быть полным или частичным и может при желании производиться с использованием известного в технике способа.
Предпочтительные для использования в настоящем изобретении эластомеры могут быть получены от Kraton B.F. (торговая марка Kraton), например Kraton B-1184.
Битумная композиция настоящего изобретения включает литиевую соль С10-С40-жирной кислоты или гидрокси-жирной кислоты (iv). Предпочтительно, чтобы количество литиевой соли составляло от 0,5 до 20 мас.%, более предпочтительно от 1 до 10 мас.% и наиболее предпочтительно от 2 до 6 мас.%, в расчете на всю битумную композицию.
Предпочтительными литиевыми солями, согласно настоящему изобретению, являются литиевые соли жирных кислот или гидрокси-жирных кислот, содержащих 12-22 атомов углерода. Примеры литиевых солей, которые могут быть очень успешно использованы, включают стеарат лития, гидроксистеарат лития, пальмитат лития и гидроксипальмитат лития, из которых особенно предпочтителен стеарат лития. Могут быть также применены литиевые соли ненасыщенных жирных кислот, а также смеси различных литиевых солей жирных кислот или гидрокси-жирных кислот.
Битумная композиция настоящего изобретения может в некоторых случаях содержать один или более наполнителей (v). Количество наполнителя может достигать 70 мас.% в расчете на всю композицию. Предпочтительно, чтобы количество наполнителя (в случае его присутствия) было в пределах от 15 до 60 мас.%, более предпочтительно от 25 до 50 мас.%, в расчете на всю композицию. Природа наполнителя может быть неорганической или органической. Примеры с успехом используемых наполнителей включают мел, известь, необожженный порошкообразный гипс, тальк, зола-унос, отход сжигания каменного угля, пигменты, такие как диоксид титана, оксид железа и оксид хрома, диатомовая земля и другие глины, кварцевая мука, карбонат кальция и кварцевое стекло. Наполнителем, который показал очень хорошие результаты в настоящем изобретении, является кальциево-карбонатный наполнитель.
Заявители хотели бы отметить, что, как легко могут догадаться специалисты, общее количество компонентов (i), (ii), (iii), (iv) и (v) в битумной композиции не превышает 100 мас.% в расчете на всю битумную композицию.
Битумная композиция настоящего изобретения может, кроме того, дополнительно включать добавки, традиционно используемые в битумных связующих материалах, в частности антиоксиданты, противомикробные средства и водные репелленты.
Битумная композиция настоящего изобретения может быть приготовлена с помощью различных известных в технике способов. Однако предпочтительный способ приготовления композиции включает добавление к предварительно приготовленной смеси битума с литиевой солью раствора эластомера в растворителе. Предпочтительно приготовлять композицию именно таким путем, так как для того, чтобы смешать битум с литиевой солью, часто оказывается необходимым нагревать битум до высокой температуры, что может привести к разложению присутствующего эластомера. Однако непосредственное смешение эластомера с предварительно приготовленной смесью битума и литиевой соли представляет трудности и поэтому полезно перед добавлением эластомера растворить его в растворителе.
Соответственным образом, настоящее изобретение предлагает также способ приготовления битумной композиции, который включает смешение компонента (А), содержащего (i) от 0,1 до 25 мас.% эластомера, (ii) от 0,1 до 40 мас.% растворителя, (iii) от 30 до 99 мас.% битума, (iv) от 0,1 до 30 мас.% литиевой соли С10-С40-жирной кислоты или гидрокси-жирной кислоты, и, необязательно, (v) от 0 до 70 мас.% наполнителя, причем все концентрации рассчитаны от всей битумной композиции, где растворитель имеет общую формулу (I):
Figure 00000003
в которой R1 означает атом водорода или углеводородную группу, имеющую от 1 до 6 атомов углерода, R означает углеводородную группу, имеющую от 1 до 69 атомов углерода, а сумма атомов углерода в R1 и R2 составляет от 5 до 7.
Описанные выше материалы и количества, будучи предпочтительными в отношении битумной композиции настоящего изобретения, аналогичным образом предпочтительны и в отношении способа изобретения.
Компонент (А) способа может быть удобно получен путем растворения эластомера в растворителе общей формулы (I) при комнатной температуре (25°С). Количество эластомера к растворителю в компоненте (А) может варьироваться, но при этом компонент (А) предпочтительно содержит от 1 до 25 мас.%, более предпочтительно от 5 до 15 мас.%, эластомера в расчете на весь компонент (А). В том случае, когда битумная композиция дополнительно содержит добавки, такие как антиоксиданты или водные репелленты, эти добавки предпочтительно вводятся в компонент (А).
Компонент (В) преимущественно приготовляют нагреванием битума до температуры в пределах от 200 до 300°С, более предпочтительно от 220 до 280°С, и последующим добавлением литиевой соли. Битум и литиевую соль после этого перемешивают преимущественно с помощью механической мешалки при скорости более 500 об/мин, более предпочтительно от 800 до 1200 об/мин, до получения гомогенной смеси. При необходимости к смеси при повышенной температуре, преимущественно от 200 до 300°С, добавляют наполнитель.
Компонент (А) может быть подмешан к компоненту (В) при комнатной температуре (25°С). Однако при необходимости облегчить смешивание компонент (В) может быть нагрет до температуры 80°С, предпочтительно от 50 до 80°С. В то время как весовое отношение количества компонента (А) к количеству компонента (В) может варьировать, предпочтительное отношение может находиться в пределах от 1:20 до 1:5 и более предпочтительно от 1:12 до 1:6 в расчете на все количество (А) и (В).
Битумная композиция настоящего изобретения может быть композицией холодного нанесения и применяться на разнообразных подложках, в том числе на металле, бетоне, дереве и фетре, даже во влажных условиях. Соответственным образом, настоящее изобретение предлагает также применение битумной композиции согласно настоящему изобретению в качестве связующего материала холодного нанесения. Под "холодным нанесением" подразумевается то, что композиция может быть нанесена при комнатной температуре (25°С) без необходимости ее подогрева.
В случае ее применения в качестве связующего материала холодного нанесения композиция в особенности полезна для уплотнения швов и для водонепроницаемых бетонных поверхностей. Когда композицию необходимо нанести на конкретную поверхность (например, в случае применения композиции в качестве уплотнителя швов), композицию удобно наносить при комнатной температуре с помощью шпателя, ручного баллона или какого-либо другого подходящего средства нанесения: в том случае, когда композиция должна наноситься на большой площади поверхности, ее удобно наносить с помощью распыления или кисти. В случае применения в очень холодных условиях к композиции с успехом может быть добавлено небольшое количество разбавителя с высокой температурой кипения (не ниже 200°С). Примеры пригодных для использования разбавителей включают алифатические углеводороды, простые эфиры и ди- или полигликоли с температурой кипения не ниже 200°С.
Далее изобретение будет интерпретироваться с помощью следующих иллюстративных примеров.
Примеры
В следующих примерах был протестирован ряд растворителей с целью оценки их способности растворять эластомер и технические характеристики содержащих растворители битумных связующих материалов холодного нанесения в сравнении с известной композицией, включающей 1,1,1-трихлорэтан.
Тест на растворимость
Были отобраны различные растворители, и их способность растворять эластомер была оценена путем приготовления 10%-ных (по массе) растворов эластомера в каждом из растворителей. В качестве эластомера был использован негидрированный радиального типа стирол-бутадиен-стирольный блок-сополимер со средним молекулярным весом 420000 и содержанием стирола 30 мас.% (Kraton D-1184, полученный от Kraton B.V., где Kraton означает торговую марку).
Результаты тестов выявили три основные характеристики растворителей, классифицируемые как а) "растворенный" - эластомер полностью растворился в растворителе, b) "набухающий" - эластомер набухал с образованием геля, и с) "рассеивающийся" - эластомер образовывал дисперсию в растворителе, который принимал вид молочной жидкости (тонкое рассеивание) или суспензии грубых частиц (грубое рассеяние).
Результаты теста на растворимость показаны в табл.1, где указаны растворенный эластомер и время его полного растворения.
Результаты по растворимости в табл.1 демонстрируют то, что использование неароматических алифатических углеводородных растворителей приводит к необычному гелю, в то время как растворители с гидроксильными функциями, такие как этиллактат и метилпрокситол, образуют дисперсии. Отличными от 1,1,1-трихлорэтана растворителями, которые полностью растворяли эластомер, были н-бутилпропионат, декагидронафталин (DHN) и н-пропилбромид.
Таблица 1
Растворитель Растворимость Время растворения (25°С)
Shellsol D251 Набухающий Нерастворимый
Смеси изопарафинов2 Набухающий Нерастворимый
DNN3 Растворенный 4 часа
н-Бутилпропионат4 Растворенный 2 часа
Метилпрокситол5 Рассеивающийся (грубо) Нерастворимый
Метилпрокситол-ацетат6 Рассеивающийся (тонко) Нерастворимый
Н-Пропилбромид7 Растворенный 1 час
Этиллактат8 Рассеивающийся (грубо) Нерастворимый
PGPE9 Рассеивающийся (тонко) Нерастворимый
1,1,1-Трихлорэтан Растворенный 1 час
1 Углеводородный растворитель с низким содержанием ароматической фракции, полученный от фирмы Shell Chemicals (торговая марка Shellsol).
2 Смесь нехлорированных углеводородных растворителей, полученная от фирмы Dercam под торговыми названиями Evolve CG 10, Evolve CH 12 Evolve CH 14 (торговая марка Evolve).
3 Декагидронафталин (DHN), полученный от фирмы Degussa-Huls A.G.
4 EtCO2Bu, полученный от фирмы Eastman Chemical Company.
5 1-Метокси-2-пропанол (СН3ОСН2СН(ОН)СН3), полученный от фирмы Shell Chemicalls.
6 Метокси-2-пропанол-ацетат (СН3ОСН2СН(СН3)СН2OCH3), полученный от фирмы Shell Chemicals.
7 СН3СН2СН2Br, полученный от фирмы Dercam.
8 CH3CH(OH)CO2Et, полученный от фирмы Dow Chemical Company.
9 н-Пропиловый эфир пропиленгликоля (n-PrOCH2CH(OH)СН3) (PGPE), полученный от фирмы Dow Chemical Company под торговым названием Dowanol PNP (торговая марка Dowanol).
Тестирование адгезивности
Битумные композиции были получены с использованием ряда растворителей, и оценена их способность выполнять функцию связующих материалов.
Битумные композиции были приготовлены ручным смешением смеси эластомера и растворителя (компонент А) с предварительно приготовленной смесью битума, стеарата лития и наполнителя (компонент В) при температуре 60°С. Весовое отношение компонента А к компоненту В было равным 3:17 (т.е. 15 мас.% А и 85 мас.% В).
Компонент В содержал 48,4 мас.% нафтенового прямогонного битума, имеющего пенетрацию при 25°С от 160 до 220 дмм (измеренную в соответствии с EN 1426), 5,6 мас.% стеарата лития и 46,0 мас.% кальциево-карбонатного наполнителя, где все концентрации даны в расчете на весь компонент В. Компонент В был приготовлен нагреванием битума до температуры приблизительно 250°С с последующим добавлением литиевой соли и перемешиванием в течение 1 часа с помощью механической мешалки при скорости 1000 об/мин. После этого был добавлен наполнитель при температуре 220°С и смесь перемешивали до получения гомогенной смеси.
Битумную композицию наносили холодной (25°С) с помощью широкого шпателя на сухую кирпичную поверхность, влажную кирпичную поверхность и кирпичную поверхность под водой. Оценивали адгезивную способность композиций. Характеристики твердения оценивали после одной недели в соответствующих условиях.
Результаты приведены в табл.2.
Таблица 2
  Пример 1 Пр.2 (сравн) Пр.3 (сравн) Пр.4 (сравн) Пр.5 (сравн) Пр.6 (сравн)
Растворитель н-Бутил-пропионат н-Пропилбромид Декагидронафталин Метилпрокситол Метилпрокситолацетат 1,1,1-Трихлорэтан
Адгезия:            
Сухая поверхность ++ ++ ++ ++ ++ ++
Влажная поверхность ++ - + - + ++
Под водой ++ - + - + ++
Твердение            
Сухая поверхность + ++ - + - ++
Под водой + NT - NT + +
++ хорошее; + среднее; - посредственное; - плохое.
NT = не протестировано
Адгезия:
Хорошая: Полная адгезия при нанесении.
Средняя: Некоторые поверхности без адгезии при нанесении.
Посредственная: Преимущественное отсутствие адгезии при нанесении.
Плохая: Полное отсутствие адгезии при нанесении.
Твердение:
Хорошее: Весь растворитель испаряется/выходит, оставляя твердый материал.
Среднее: Большая часть растворителя испаряется/выходит, но материал все еще не полностью затвердел.
Посредственное: Большое количество растворителя остается, и материал все еще мягок.
Плохое: Отсутствие затвердевания: материал после нанесения в основном не изменяется в течение времени
Из табл.2 следует, что только композиция примера 1 (содержащая н-бутилпропионат) проявляет хорошую адгезию при всех условиях, удовлетворительное твердение и общие характеристики, близкие к характеристикам композиции, содержащей 1,1,1-трихлорэтан (пример 6).
С целью непосредственного сравнения характеристик твердения композиции согласно изобретению с композицией, содержащей в качестве растворителя 1,1,1-трихлорэтан, были приготовлены еще две композиции способом, аналогичным способу, описанному для примеров 1-6. Композиции наносили на кирпичи и прослеживали твердение в сухих условиях и под водой, осуществляя, в частности, взвешивание образцов для оценки потери растворителя.
Составы и характеристики композиций приведены в табл.3. В этой таблице обозначения: хорошее, среднее, посредственное и плохое имеют тот же смысл, как и в табл.2.
Из табл.3 следует, что битумная композиция согласно изобретению (пример 7) проявляет характеристики затвердевания, близкие к характеристикам композиции, содержащей 1,1,1-трихлорэтан (пример 8) в сухих условиях, и лучшие характеристики по сравнению с характеристиками примера 8 при твердении под водой.
Соответственным образом, из описанных выше иллюстративных примеров следует, что битумные композиции настоящего изобретения являются во всех отношениях прекрасной заменой известных битумных связующих материалов холодного нанесения, включающих хлорированные растворители.
Таблица 3
  Пример 7 Пример 8 (сравнительный)
Растворитель Н-Бутилпропионат  
Компонент(i)    
мас.% растворителя 80,3 82,6
Mac.% KratonD-1184 12,4 10,9
мас.% Inipol 002(iv) 7,3 6,5
мас.% компонента В(ii) 86,3 84,9
мас.% компонента А 13,7 15,1
Битумная композиция (iii)    
мас.% растворителя 11,0 12,5
мас.% KratonD-1184 1,7 1,6
мас.% Inipol 002 1,0 1,0
мас.% битума 41,8 41,1
мас.% стеарата лития 4,8 4,8
мас.% наполнителя 39,7 39,0
Сухое отверждение    
1 неделя + ++
2 недели ++ ++
Затвердевание под водой    
1 неделя ++ +
1 месяц ++ ++
++ хорошее; + среднее; - посредственное; -- плохое.
(i) в расчете на общий вес компонента А
(ii) в расчете на общий вес А+В
(iii) в расчете на общий вес битумной композиции
(iv) Водный репеллент на основе олеинового амина, полученный от фирмы Сеса

Claims (9)

1. Битумная композиция для холодного нанесения, включающая
(i) от 0,1 до 25 мас.% эластомера,
(ii) от 0,1 до 40 мас.% растворителя,
(iii) от 30 до 99 мас.% битума,
(iv) от 0,1 до 30 мас.% литиевой соли С10-С40-жирной кислоты, и возможно
(v) от 0 до 69,70 мас.% наполнителя, причем все проценты относятся ко всей битумной композиции, где растворитель имеет общую формулу (I)
Figure 00000004
в которой R1 означает атом водорода или углеводородную группу, имеющую от 1 до 6 атомов углерода, R2 означает углеводородную группу, имеющую от 1 до 6 атомов углерода, а сумма атомов углерода в R1 и R2 составляет от 5 до 7, причем эластомер является блок-сополимером, включающим по меньшей мере два концевых поли(моновинилароматический углеводород)ных блока и по меньшей мере один центральный поли(сопряженный диен)овый блок.
2. Битумная композиция по п.1, в которой в растворителе общей формулы (I) каждый из R1 и R2 независимо обозначает алкильную группу, имеющую от 2 до 4 атомов углерода, а сумма атомов углерода в R1 и R2 составляет 6.
3. Битумная композиция по п.2, в которой растворителем общей формулы (I) является н-бутилпропионат.
4. Битумная композиция по п.1, в которой битум имеет пенетрацию в пределах от 100 до 300 дмм (измеренную при 25°С в соответствии с EN 1426).
5. Битумная композиция по п.1, в которой литиевой солью является литиевая соль С10-С40-жирной кислоты или гидроксижирной кислоты.
6. Применение битумной композиции, указанной в пп.1-5 в качестве связующего материала холодного нанесения.
7. Способ приготовления битумной композиции, включающий смешение компонента (А), содержащего (i) от 0,1 до 25 мас.% эластомера, (ii) от 0,1 до 40 мас.% растворителя, со вторым компонентом (В), содержащим (iii) от 30 до 99 мас.% битума, (iv) от 0,1 до 30 мас.% литиевой соли С10-С40-жирной кислоты или гидроксижирной кислоты, и, необязательно, (v) от 0 до 70 мас.% наполнителя, причем все концентрации рассчитаны от общей массы битумной композиции, где растворитель имеет общую формулу (I)
Figure 00000004
в которой R1 означает атом водорода или углеводородную группу, имеющую от 1 до 6 атомов углерода, R2 означает углеводородную группу, имеющую от 1 до 6 атомов углерода, а сумма атомов углерода в R1 и R2 составляет от 5 до 7, причем эластомер является блок-сополимером, включающим по меньшей мере два концевых поли(моновинилароматический углеводород)ных блока и по меньшей мере один центральный поли(сопряженный диен)овый блок.
8. Способ по п.7, в котором приготавливают компонент (В) нагреванием битума до температуры в пределах от 200 до 300°С с последующим добавлением литиевой соли.
9. Способ по п.7 или 8, в котором отношение масс компонента (А) к компоненту (В) находится в пределах от 1:20 до 1:5.
RU2005114352/04A 2002-10-11 2003-10-10 Битумная композиция, способ получения и ее применение RU2314325C2 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP02292520 2002-10-11
EP02292520.0 2002-10-11

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2005114352A RU2005114352A (ru) 2005-10-10
RU2314325C2 true RU2314325C2 (ru) 2008-01-10

Family

ID=32088068

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2005114352/04A RU2314325C2 (ru) 2002-10-11 2003-10-10 Битумная композиция, способ получения и ее применение

Country Status (14)

Country Link
US (1) US7060743B2 (ru)
EP (1) EP1569993B1 (ru)
JP (1) JP4279256B2 (ru)
CN (1) CN1323106C (ru)
AT (1) ATE454425T1 (ru)
AU (1) AU2003300148B2 (ru)
CA (1) CA2501629C (ru)
DE (1) DE60330905D1 (ru)
DK (1) DK1569993T3 (ru)
MX (1) MXPA05003799A (ru)
NZ (1) NZ539305A (ru)
RU (1) RU2314325C2 (ru)
WO (1) WO2004033547A2 (ru)
ZA (1) ZA200502820B (ru)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2516605C1 (ru) * 2012-12-11 2014-05-20 Министерство Образования И Науки Российской Федерации Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Государственный Ордена Трудового Красного Знамени Научно-Исследовательский Институт Химических Реактивов И Особо Чистых Химических Веществ" Способ обработки асфальтобетонных дорожных покрытий
RU2560033C1 (ru) * 2013-11-06 2015-08-20 Гершман Георгий Исаакович Дорожное покрытие

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1737914B1 (en) * 2004-04-14 2007-09-19 Kraton Polymers Research B.V. A polymer modified bitumen composition to be used in asphalt binders or roofing compositions
US7374659B1 (en) 2004-06-22 2008-05-20 Asphalt Technology, Llc. Methods and systems for modifying asphalts
US7829636B2 (en) * 2006-08-29 2010-11-09 Sara Shaghaghi Polymers for bitumen modification & other uses
WO2009152461A2 (en) 2008-06-13 2009-12-17 Asphalt Technology Llc. Methods and systems for manufacturing modified asphalts
FR2967414B1 (fr) * 2010-11-12 2014-01-24 Total Raffinage Marketing Polymeres greffes reticules de maniere thermoreversible
FR3007035A1 (fr) * 2013-06-13 2014-12-19 Ceca Sa Additifs pour bitumes industriels
DE102015105686A1 (de) * 2015-04-14 2016-10-20 Denso-Holding Gmbh & Co. Fugenabdichtung für eine Fuge mit mindestens einer Schicht einer bitumenhaltigen ersten und einer bitumenhaltigen zweiten Masse
IT202100008432A1 (it) * 2021-04-07 2021-07-07 Angelo Tamponi "blocco tagliamuro"

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA1149990A (en) * 1980-03-31 1983-07-12 Jan Lijzenga Plastic bituminous compositions and articles containing them
GB8606903D0 (en) * 1986-03-20 1986-04-23 Shell Int Research Bituminous composition
FR2740140B1 (fr) * 1995-10-19 1997-11-21 Elf Antar France Procede de preparation de compositions bitume/elastomere fonctionnalise a large intervalle de plasticite, application des compositions obtenues a la realisation de revetements et solution mere pour cette preparation
US5888289A (en) * 1996-05-20 1999-03-30 Shell Oil Company Bitumen compositions and a process for their preparation

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2516605C1 (ru) * 2012-12-11 2014-05-20 Министерство Образования И Науки Российской Федерации Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Государственный Ордена Трудового Красного Знамени Научно-Исследовательский Институт Химических Реактивов И Особо Чистых Химических Веществ" Способ обработки асфальтобетонных дорожных покрытий
RU2560033C1 (ru) * 2013-11-06 2015-08-20 Гершман Георгий Исаакович Дорожное покрытие

Also Published As

Publication number Publication date
US7060743B2 (en) 2006-06-13
JP2006502271A (ja) 2006-01-19
MXPA05003799A (es) 2005-06-08
CA2501629A1 (en) 2004-04-22
EP1569993A2 (en) 2005-09-07
NZ539305A (en) 2009-02-28
WO2004033547A2 (en) 2004-04-22
CN1708544A (zh) 2005-12-14
CA2501629C (en) 2010-07-13
US20060052488A1 (en) 2006-03-09
WO2004033547A3 (en) 2004-05-13
DK1569993T3 (da) 2010-02-15
RU2005114352A (ru) 2005-10-10
AU2003300148A1 (en) 2004-05-04
JP4279256B2 (ja) 2009-06-17
EP1569993B1 (en) 2010-01-06
AU2003300148B2 (en) 2006-10-26
DE60330905D1 (de) 2010-02-25
ZA200502820B (en) 2008-08-27
CN1323106C (zh) 2007-06-27
ATE454425T1 (de) 2010-01-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0146163B1 (en) A bituminous composition comprising polymers
RU2479592C2 (ru) Битумно-полимерная композиция с термообратимой сшивкой
US4738723A (en) Asbestos-free asphalt composition
US5331028A (en) Polymer-modified asphalt composition and process for the preparation thereof
RU2314325C2 (ru) Битумная композиция, способ получения и ее применение
US20170190619A1 (en) Adhesive compositions with tunable rheological properties
US5672642A (en) Compatible asphalt-polymer blends
US20100159148A1 (en) Surface coating compositions
GB2164344A (en) Bituminous compositions and preparation thereof
JP2010534263A (ja) グラフトポリマー及び該グラフトポリマーを有する熱可逆的に架橋されたビチューメン
RU2606499C2 (ru) Привитой полимер и термообратимо сшитая композиция битум/полимер, содержащая такой привитой полимер
JPH01165666A (ja) ビチューメン組成物
CA2986876A1 (en) Low voc asphalt composition
US3951895A (en) Asphaltic compound and process for making the same
EP0446391A1 (en) Bituminous binder compositions
EP0858485B1 (en) Road paving binders
WO2004056924A1 (en) Bituminous compositions
CN110997817A (zh) 烃类粘结剂的稀释剂
KR940005186B1 (ko) 아스팔트 에멀젼(Emulsion) 방수재 조성물
RU2034004C1 (ru) Битумная эмульсия
JP2008511718A (ja) 壁の建設における粘着する仕切り、ブロック又はレンガ用の接着剤の組成物の製造のための改善された方法
RU2209219C2 (ru) Резино-битумная мастика
JPH09194736A (ja) アスファルト乳剤

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20191011