RU2327719C1 - Bitumen-rubber composition and method of obtaining it - Google Patents

Bitumen-rubber composition and method of obtaining it Download PDF

Info

Publication number
RU2327719C1
RU2327719C1 RU2007113596/04A RU2007113596A RU2327719C1 RU 2327719 C1 RU2327719 C1 RU 2327719C1 RU 2007113596/04 A RU2007113596/04 A RU 2007113596/04A RU 2007113596 A RU2007113596 A RU 2007113596A RU 2327719 C1 RU2327719 C1 RU 2327719C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
bitumen
rubber
crumb
composition
naphthalene fraction
Prior art date
Application number
RU2007113596/04A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Виктор Викторович Алексеенко (RU)
Виктор Викторович Алексеенко
ев Валерий Николаевич Кижн (RU)
Валерий Николаевич Кижняев
Леонтий Ильич Верещагин (RU)
Леонтий Ильич Верещагин
Роман Георгиевич Житов (RU)
Роман Георгиевич Житов
Александр Ильич Смирнов (RU)
Александр Ильич Смирнов
Александр Викторович Митюгин (RU)
Александр Викторович Митюгин
Original Assignee
Виктор Викторович Алексеенко
Валерий Николаевич Кижняев
Леонтий Ильич Верещагин
Роман Георгиевич Житов
Александр Ильич Смирнов
Александр Викторович Митюгин
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 Виктор Викторович Алексеенко, Валерий Николаевич Кижняев, Леонтий Ильич Верещагин, Роман Георгиевич Житов, Александр Ильич Смирнов, Александр Викторович Митюгин filed Critical Виктор Викторович Алексеенко
Priority to RU2007113596/04A priority Critical patent/RU2327719C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2327719C1 publication Critical patent/RU2327719C1/en

Links

Abstract

FIELD: chemistry; obtaining bitumen-rubber compositions.
SUBSTANCE: bitumen-rubber composition consists of the following components with the given percentage mass ratios: bitumen -70-80, powder from vulcanised rubber from used motor car tyres - 15-25 and naphthalene fraction of coal resin - 5-10. The mixture of bitumen and naphthalene fraction of coal resin is heated to 100°C. The powder with particle size of 5-10 mm is then added. The components are mixed in an unsealed container at 200-220°C for 30-60 minutes. The hot mixture is then forced through a draw plate with diameter of 1 mm using a screw device. The obtained composition, which is ready for use, is poured through a metallic net into a container for storage and transportation.
EFFECT: wider assortment of bitumen-rubber compositions with better operational characteristics, simple technology of manufacturing and shortening of the process.
2 tbl, 1 ex

Description

Изобретение относится к получению битумно-резиновых композиций (БРК) из битума и крошки вулканизированной резины из отработанных автомобильных шин. Получаемые БРК могут быть использованы в дорожном строительстве в качестве вяжущего для асфальтобетонных смесей, в промышленном и гражданском строительстве для кровельных, гидроизоляционных работ, для производства мастик и клеев.The invention relates to the production of bitumen-rubber compositions (DBK) from bitumen and crushed vulcanized rubber from used car tires. Obtained DBK can be used in road construction as a binder for asphalt mixes, in industrial and civil construction for roofing, waterproofing, for the production of mastics and adhesives.

Известна битумно-резиновая композиция, включающая битум и дисперсную фазу, представляющую собой резиновую крошку, поверхность которой посредством радикальной полимеризации «подшивается» к непредельным компонентам, содержащимся в битуме. В результате в битуме образуется гетерогенная армирующая пространственная структура из компонентов композиции (пат России 2167898 С1, кл. С08L 95/00).A well-known bitumen-rubber composition comprising bitumen and a dispersed phase, which is a rubber crumb, the surface of which by means of radical polymerization is “stitched” to unsaturated components contained in bitumen. As a result, a heterogeneous reinforcing spatial structure is formed in bitumen from the components of the composition (US Pat 2167898 C1, class C08L 95/00).

Недостатком этой композиции является то, что требуется использование относительно дорогой мелкой резиновой крошки (не более 0,5 мм), дорогостоящих инициаторов (перекисные соединения) и соинициаторов (нитроны) радикальной полимеризации. Кроме того, образование пространственной сетки внутри композита предполагает ее разрушение при вторичном нагревании при получении конечного асфальтового материала, что должно отрицательно сказываться на его эксплуатационных свойствах.The disadvantage of this composition is that it requires the use of relatively expensive small rubber crumbs (not more than 0.5 mm), expensive initiators (peroxide compounds) and co-initiators (nitrons) of radical polymerization. In addition, the formation of a spatial grid inside the composite implies its destruction upon secondary heating upon receipt of the final asphalt material, which should adversely affect its operational properties.

Известна битумная композиция, представляющая собой растворенную в битуме девулканизированную резину, что достигается нагреванием смеси резиновой крошки, битума и добавок органического основания (ароматические или гетероароматические амины, фосфины) в герметичном реакторе (пат. России 2164927 С2, кл. С08L 95/00). Способ позволяет получать гомогенную систему с низкой температурой хрупкости, однако, не указано размеров частиц резиновой крошки, подвергаемой растворению, что предполагает использование очень тонко измельченной (следовательно, дорогой) резиновой крошки. Кроме того, использование герметичного реактора подразумевает работу с избыточным давлением и прерывность самого процесса получения битумно-резинового композита.Known bitumen composition, which is dissolved in bitumen devulcanized rubber, which is achieved by heating a mixture of rubber crumb, bitumen and additives of an organic base (aromatic or heteroaromatic amines, phosphines) in a sealed reactor (US Pat. Russia 2164927 C2, class C08L 95/00). The method allows to obtain a homogeneous system with a low temperature of brittleness, however, the particle sizes of the rubber crumb to be dissolved are not indicated, which involves the use of very finely ground (therefore, expensive) rubber crumb. In addition, the use of a sealed reactor implies operation with excess pressure and the discontinuity of the process for producing a bitumen-rubber composite.

Наиболее близкой предлагаемому изобретению композицией и способом ее получения является композиция, получаемая в соответствии с патентом 2162475 С2, кл. С08L 95/00 (Россия). По указанному способу битумная композиция, содержащая битум и диссоциированную до отсутствия различимых частиц резину, получается при термическом и механическом воздействии на смесь битума, углеводородного масла, жидкого каучука и резиновой крошки. Недостатками данной композиции и способа ее получения является длительный и сложный технологический процесс многократных загрузок и прогрева при интенсивном перемешивании, использовании дорогостоящих реагентов - ароматических масел с торговыми названиями "SUNTEH" и "HYDROENE", низкомолекулярного жидкого каучука (полибутадиенового или полиизопренового с молекулярной массой 300-60000). Кроме того, не указано, какими эксплуатационными свойствами обладает битумно-резиновый композит.The closest composition to the invention and the method for its preparation is the composition obtained in accordance with patent 2162475 C2, class. С08L 95/00 (Russia). According to this method, a bitumen composition containing bitumen and rubber dissociated to a lack of distinguishable particles is obtained by thermally and mechanically acting on a mixture of bitumen, hydrocarbon oil, liquid rubber and crumb rubber. The disadvantages of this composition and its production method is a long and complex process of multiple loading and heating with vigorous stirring, the use of expensive reagents - aromatic oils with the trade names "SUNTEH" and "HYDROENE", low molecular weight liquid rubber (polybutadiene or polyisoprene with a molecular weight of 300- 60,000). In addition, it is not indicated what operational properties a bitumen-rubber composite has.

Задачей предлагаемого изобретения является расширение ассортимента битумно-резиновых композиций с улучшенными эксплуатационными характеристиками при упрощении технологии приготовления композиции за счет уменьшения числа стадий и сокращения длительности процесса, обеспечения возможности проведения процесса приготовления БРК в непрерывном режиме и отсутствия дорогостоящих ингредиентов при их получении.The objective of the invention is to expand the range of bitumen-rubber compositions with improved performance while simplifying the technology of preparation of the composition by reducing the number of stages and reducing the duration of the process, making it possible to conduct the process of preparing DBK in a continuous mode and the absence of expensive ingredients in their preparation.

Поставленная задача достигается тем, что заявляемая битумно-резиновая композиция включает битум (70-80%), крошку вулканизированной резины из отработанных автомобильных шин (15-25%) и нафталиновую фракцию каменноугольной смолы (5-10%). Кроме того, задача решается тем, что предлагаемый способ получения БРК заключается в том, что компоненты перемешиваются в негерметичной емкости при температуре 200-220°С в течение 30-60 мин, а затем смесь в горячем состоянии продавливается с использованием шнекового устройства через фильеры диаметром 1 мм. Полученную готовую к применению БРК сливают через металлическую сетку в емкость для хранения и транспортировки.This object is achieved by the fact that the inventive bitumen-rubber composition includes bitumen (70-80%), crushed vulcanized rubber from used car tires (15-25%) and a naphthalene fraction of coal tar (5-10%). In addition, the problem is solved by the fact that the proposed method for producing DBK is that the components are mixed in an unpressurized container at a temperature of 200-220 ° C for 30-60 minutes, and then the mixture is pressed in the hot state using a screw device through a die 1 mm. The resulting ready-to-use DBK is poured through a metal mesh into a container for storage and transportation.

В указанных условиях вследствие разрушения сетки поперечных сульфидных и полисульфидных связей в резине получается однородная масса без присутствия различимых частиц резины, содержащая недеструктированные полимерные цепи каучука. Конечный продукт отличается от исходного битума улучшенными характеристиками, а именно, более низкой температурой хрупкости, повышенной температурой размягчения, большей эластичностью, что характерно для битумно-полимерных вяжущих композиционных материалов.Under these conditions, due to the destruction of the network of transverse sulfide and polysulfide bonds in the rubber, a homogeneous mass is obtained without the presence of distinguishable particles of rubber containing undeformed polymer rubber chains. The final product differs from the original bitumen in improved characteristics, namely, lower brittleness temperature, increased softening temperature, greater elasticity, which is typical for bitumen-polymer binder composite materials.

Для приготовления композиции используют дорожные битумы марки БНД 60/90 или 90/130 по ГОСТ ГОСТ 22245-90, нафталиновую фракцию каменноугольной смолы, не содержащую компоненты с температурой кипения ниже 200°С по ТУ 14-7-100-80. Концентрационный интервал содержания каменноугольной смолы в композите обусловлен оптимальным соотношением ускоряющего эффекта смолы на процесс растворения резины в битуме и эксплуатационными характеристиками конечного продукта.To prepare the composition, road bitumen of the BND 60/90 or 90/130 brand is used in accordance with GOST GOST 22245-90, a naphthalene fraction of coal tar that does not contain components with a boiling point below 200 ° C according to TU 14-7-100-80. The concentration range of the coal tar content in the composite is determined by the optimal ratio of the accelerating effect of the resin on the dissolution of rubber in bitumen and the operational characteristics of the final product.

Резиновая крошка (5-10 мм) может быть приготовлена измельчением амортизированных автомобильных покрышек как без корда, так и с синтетическим кордом. Нижний предел содержания резиновой крошки обусловлен заметным изменением свойств конечного продукта по сравнению с исходным битумом, а верхний предел ограничен отрицательным влиянием диспергированной сажи, высвобождающейся при растворении резиновой крошки.Rubber crumb (5-10 mm) can be prepared by grinding shock-absorbed car tires both without cord and with synthetic cord. The lower limit of the content of rubber crumb is due to a noticeable change in the properties of the final product compared to the original bitumen, and the upper limit is limited by the negative effect of dispersed soot released during the dissolution of the rubber crumb.

Указанные пределы температурного режима прогрева композиции являются оптимальными, т.к. ниже 200°С растворение резины происходит очень медленно, а выше 220°С температуру повышать нецелесообразно, т.к. идут процессы деструкции макромолекул каучука. При соблюдении указанного температурного режима амортизированная резина переходит в раствор битума в виде невулканизированного каучука с высокой молекулярной массой, что и обеспечивает улучшение эксплуатационных свойств композита по сравнению с исходным битумом.The indicated limits of the temperature regime of heating the composition are optimal, because below 200 ° C, the dissolution of rubber occurs very slowly, and above 220 ° C, it is impractical to increase the temperature, because processes of destruction of rubber macromolecules are underway. Subject to the specified temperature conditions, the amortized rubber passes into the bitumen solution in the form of unvulcanized rubber with a high molecular weight, which ensures an improvement in the performance properties of the composite compared to the original bitumen.

В табл.1 приведены составы исходной смеси, температурные режимы и продолжительность приготовления композита, а в табл.2 физико-механические свойства получаемых композитов.Table 1 shows the compositions of the initial mixture, temperature conditions and the duration of the preparation of the composite, and in table 2 the physical and mechanical properties of the resulting composites.

Пример 3.Example 3

В 2-литровый химический стакан, снабженный обогревающей рубашкой и механической лопастной мешалкой, помещают 500 г битума марки БНД 60/90, 70 г нафталиновой фракции каменноугольной смолы и смесь нагревают до 100°С. Затем засыпают 140 г крошки вулканизированной резины из отработанных автомобильных шин с размерами частиц 5-10 мм. Полученную массу нагревают при перемешивании до 220°С в течении 60 мин и в горячем состоянии продавливают с использованием шнекового устройства через фильеры диаметром 1 мм.In a 2-liter beaker equipped with a heating jacket and a mechanical paddle mixer, 500 g of BND 60/90 grade bitumen, 70 g of coal tar naphthalene fraction are placed and the mixture is heated to 100 ° C. Then, 140 g of vulcanized rubber crumb from used car tires with a particle size of 5-10 mm are filled up. The resulting mass is heated with stirring to 220 ° C for 60 minutes and pressed hot using a screw device through dies with a diameter of 1 mm.

Способ по предлагаемому изобретению прост в исполнении, позволяет получать битумно-резиновые композиции, превосходящие по своим характеристикам исходный битум. Повысилась температура размягчения на 12-20°С, температура хрупкости, наоборот, понизилась на 10-22°С, появилась эластичность при нормальной температуре (25°С), характерная для полимер-битумных вяжущих, а при пониженной температуре (0°С) полностью отсутствует хрупкий разрыв, характерный для битума. Существенно увеличилась адгезия к мраморной крошке и песку. Небольшая продолжительность процесса перевода резиновой крошки в растворенное состояние позволяет снизить энергозатраты на производство битумно-резинового композита по сравнению с известными способами. Предлагаемое изобретение является одним из эффективных подходов утилизации амортизированных резиновых изделий и отходов их производства.The method according to the invention is simple in execution, allows to obtain bitumen-rubber compositions that exceed the original bitumen in its characteristics. The softening temperature increased by 12–20 ° С, the fragility temperature, on the contrary, decreased by 10–22 ° С, elasticity appeared at normal temperature (25 ° С), typical for polymer-bitumen binders, and at a lower temperature (0 ° С) the brittle gap characteristic of bitumen is completely absent. Adhesion to marble chips and sand increased significantly. The short duration of the process of transferring rubber crumbs into a dissolved state allows to reduce the energy consumption for the production of bitumen-rubber composite in comparison with known methods. The present invention is one of the effective approaches for the disposal of amortized rubber products and waste products.

Таблица 1Table 1 Состав, температурный и временной режим приготовления битумно-резиновой композицииComposition, temperature and time regime for the preparation of a bitumen-rubber composition №ОбразцаSample No. Состав, мас.%Composition, wt.% Температура приготовления БРК, °СDBK preparation temperature, ° С Время перемешивания, минMixing time min 1 (контрольный пример)1 (test case) Битум - 70; резиновая крошка - 10; каменноугольная смола - 20Bitumen - 70; rubber crumb - 10; coal tar - 20 220220 4040 2 (контрольный пример)2 (test case) Битум - 60; резиновая крошка - 30; каменноугольная смола - 10Bitumen - 60; rubber crumb - 30; coal tar - 10 220220 4040 33 Битум - 70; резиновая крошка - 20; каменноугольная смола - 10Bitumen - 70; rubber crumb - 20; coal tar - 10 220220 4040 4four Битум - 75; резиновая крошка - 20; каменноугольная смола - 5Bitumen - 75; rubber crumb - 20; coal tar - 5 220220 6060 55 Битум - 70; резиновая крошка - 20; каменноугольная смола - 10Bitumen - 70; rubber crumb - 20; coal tar - 10 200200 6060 6 (контрольный пример)6 (test case) Битум - 70; резиновая крошка - 20; каменноугольная смола - 10Bitumen - 70; rubber crumb - 20; coal tar - 10 240240 4040 77 Битум - 70; резиновая крошка - 20; каменноугольная смола - 10Bitumen - 70; rubber crumb - 20; coal tar - 10 220220 6060 88 Битум - 70; резиновая крошка - 20; каменноугольная смола - 10Bitumen - 70; rubber crumb - 20; coal tar - 10 220220 30thirty

Таблица 2table 2 Результаты испытаний некоторых образцов битумно-резиновой композицииThe test results of some samples of bitumen-rubber composition № образцаSample No. Пенетрация при 25°СPenetration at 25 ° C Температура размягчения, °СSoftening point, ° С Температура хрупкости, °СFragility temperature, ° С Эластичность при 25°С, %Elasticity at 25 ° С,% Изменение температуры размягчения после прогрева, °СChange in softening temperature after heating, ° C Сцепление с мрамором или пескомMarble or sand grip Температура вспышки, °СFlash point, ° С 1one 7070 4949 -25-25 4040 55 Выдерживают по контрольному образцу №2 ГОСТ 11508-74Stand according to the control sample No. 2 GOST 11508-74 220220 22 4141 7070 -13-13 3434 4four 33 6565 6767 -39-39 8585 66 4four 6868 5959 -27-27 8080 66 55 5858 6161 -33-33 6161 55 66 9090 5555 -21-21 3939 33 77 7272 6767 -38-38 84,584.5 55 88 63,563.5 6363 -26-26 7575 55 БНД 60/90BND 60/90 80,580.5 4747 -17-17 Не нормируетсяNot standardized 55 Не выдерживаетNot withstand 230230

Claims (2)

1. Битумно-резиновая композиция, включающая битум и крошку из вулканизированной резины из отработанных автомобильных шин, отличающаяся тем, что указанная крошка вулканизированной резины имеет размер 5-10 мм и композиция дополнительно содержит нафталиновую фракцию каменноугольной смолы при следующем соотношении компонентов, мас.%:1. Bitumen-rubber composition, including bitumen and crumb from vulcanized rubber from used car tires, characterized in that the specified crumb of vulcanized rubber has a size of 5-10 mm and the composition further comprises a naphthalene fraction of coal tar in the following ratio, wt.%: битумbitumen 70-8070-80 указанная крошка из вулканизированной резиныspecified vulcanized rubber crumb 15-2515-25 нафталиновая фракция каменноугольной смолыcoal naphthalene fraction 5-105-10
2. Способ получения битумно-резиновой композиции, включающий нагревание смеси битума и нафталиновой фракции каменноугольной смолы до 100°С, затем вводят крошку вулканизированной резины из отработанных автомобильных шин с размерами частиц резины 5-10 мм перемешивают при 200-220°С в течение 30-60 мин и в горячем состоянии продавливают с использованием шнекового устройства через фильеры диаметром 1 мм при следующем соотношение компонентов, мас.%:2. A method of obtaining a bitumen-rubber composition, comprising heating a mixture of bitumen and a naphthalene fraction of coal tar to 100 ° C, then a crumb of vulcanized rubber is introduced from used car tires with rubber particle sizes of 5-10 mm, mixed at 200-220 ° C for 30 -60 min and in a hot state they are forced through a screw device through dies with a diameter of 1 mm in the following ratio of components, wt.%: битумbitumen 70-8070-80 крошка из вулканизированной резиныvulcanized rubber crumb 15-2515-25 нафталиновая фракция каменноугольной смолыcoal naphthalene fraction 5-105-10
RU2007113596/04A 2007-04-11 2007-04-11 Bitumen-rubber composition and method of obtaining it RU2327719C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007113596/04A RU2327719C1 (en) 2007-04-11 2007-04-11 Bitumen-rubber composition and method of obtaining it

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007113596/04A RU2327719C1 (en) 2007-04-11 2007-04-11 Bitumen-rubber composition and method of obtaining it

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2327719C1 true RU2327719C1 (en) 2008-06-27

Family

ID=39680051

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2007113596/04A RU2327719C1 (en) 2007-04-11 2007-04-11 Bitumen-rubber composition and method of obtaining it

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2327719C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2541975C1 (en) * 2014-03-05 2015-02-20 Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Сибирский Федеральный Университет" Crushed-stone-mastic asphalt-concrete mix
RU2645482C1 (en) * 2016-11-22 2018-02-21 Общество с ограниченной ответственностью "НПП СК МОСТ" Bricks of bitumen mass and method of their manufacture
RU2650927C1 (en) * 2016-11-21 2018-04-18 Общество с ограниченной ответственностью "БАОЛИРУС Интернейшнл Инвестментс" Method of the bitumen-rubber composition production for road covering

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2541975C1 (en) * 2014-03-05 2015-02-20 Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Сибирский Федеральный Университет" Crushed-stone-mastic asphalt-concrete mix
RU2650927C1 (en) * 2016-11-21 2018-04-18 Общество с ограниченной ответственностью "БАОЛИРУС Интернейшнл Инвестментс" Method of the bitumen-rubber composition production for road covering
RU2645482C1 (en) * 2016-11-22 2018-02-21 Общество с ограниченной ответственностью "НПП СК МОСТ" Bricks of bitumen mass and method of their manufacture

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2185650B1 (en) Method for producing bitumen compositions
AU2010241217B2 (en) Water-in-oil bitumen dispersions and methods for producing paving compositions from the same
CN104610768B (en) Asphalt regeneration agent as well as preparation method and application thereof
RU2509787C2 (en) Bitumen-rubber composition for road surface binder and method for production thereof
JP5474834B2 (en) Bitumen composition
AU2013202839B2 (en) Water-in-oil bitumen dispersions and methods for producing paving compositions from the same
FR3065464B1 (en) SOLID BITUMEN AT AMBIENT TEMPERATURE
FR3061191A1 (en) COLOR ASPHALT COMPOSITION FOR REALIZING COATINGS
WO2015042296A1 (en) Pre-swelled ground tire rubber and methods of making and using the same
RU2327719C1 (en) Bitumen-rubber composition and method of obtaining it
CN106147250B (en) A kind of warm-mixed asphalt and preparation method thereof
RU2618854C1 (en) Method of obtaining a polymer-bitumen astringent for road construction
JP3871704B2 (en) Modified rubber cement manufacturing method
WO2022035343A1 (en) Bitumen/rubber composition for a paving binder and method for producing same
RU2522618C2 (en) Method of obtaining polymer-bitumen compositions
CN115461400A (en) Low temperature process for making modified crumb rubber
RU2355723C2 (en) Bituminous polymeric material and producing method thereof
RU2374198C1 (en) Road concrete mix
RU2148562C1 (en) Method of asphalt-concrete mix preparation
RU2705120C1 (en) Method of producing construction material from a mixture of milled domestic polyethylene and ash from burning waste water sludge
RU2494988C2 (en) Method of producing macadam-mastic asphalt concrete
CN110028266A (en) Pouring asphalt concrete modifying agent and preparation method thereof, pouring asphalt concrete

Legal Events

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

Effective date: 20110412

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20130427

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20140412