RU2405796C1 - Adhesive additive for bitumen and bitumen-polymer compositions - Google Patents

Adhesive additive for bitumen and bitumen-polymer compositions Download PDF

Info

Publication number
RU2405796C1
RU2405796C1 RU2009149816/04A RU2009149816A RU2405796C1 RU 2405796 C1 RU2405796 C1 RU 2405796C1 RU 2009149816/04 A RU2009149816/04 A RU 2009149816/04A RU 2009149816 A RU2009149816 A RU 2009149816A RU 2405796 C1 RU2405796 C1 RU 2405796C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
bitumen
additive
adhesive additive
adhesive
molecular weight
Prior art date
Application number
RU2009149816/04A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Юрий Константинович Гусев (RU)
Юрий Константинович Гусев
Виктор Петрович Юдин (RU)
Виктор Петрович Юдин
Евгений Васильевич Блинов (RU)
Евгений Васильевич Блинов
Екатерина Алексеевна Лозовенко (RU)
Екатерина Алексеевна Лозовенко
Original Assignee
Юрий Константинович Гусев
Виктор Петрович Юдин
Евгений Васильевич Блинов
Екатерина Алексеевна Лозовенко
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 Юрий Константинович Гусев, Виктор Петрович Юдин, Евгений Васильевич Блинов, Екатерина Алексеевна Лозовенко filed Critical Юрий Константинович Гусев
Priority to RU2009149816/04A priority Critical patent/RU2405796C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2405796C1 publication Critical patent/RU2405796C1/en

Links

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: adhesive additive based on maleinised low molecular weight polybutadiene contains bound maleic anhydride in amount of 21.5-33 wt %, alkenyl succinic anhydride as described in claim 1, with weight ratio of maleinized low molecular weight polybutadiene: alkenyl succinic anhydride equal to 25-85:75-15. The range of batching said adhesive additive per bitumen composition equals 0.4-0.8 wt %. When using the additive, there is no need for pre-mixing the adhesive additive with thermoplastic. Owing to this, the bitumen composition is prepared in a single step. The polymer-bitumen composition with an additive is characterised by high level of adhesion of mineral filler to alkaline and acidic mineral filler.
EFFECT: adhesive additive is characterised by dynamic viscosity of 0,2-1,0 Pa·s, can be easily batched and has good distribution in the bitumen composition.
1 tbl, 10 ex

Description

Изобретение относится к адгезионным добавкам для битумно-полимерных композиций.The invention relates to adhesive additives for bitumen-polymer compositions.

Адгезионные добавки обеспечивают связь битума с минеральным наполнителем при строительстве автодорог, обустройстве кровельных покрытий. Они существенно повышают адгезионные свойства битумов - улучшают сцепление битума с минеральными материалами. При этом физико-механические показатели битумов не ухудшаются.Adhesive additives provide the connection of bitumen with mineral filler during the construction of roads, the arrangement of roofing. They significantly increase the adhesion properties of bitumen - improve the adhesion of bitumen to mineral materials. In this case, the physical and mechanical properties of bitumen do not deteriorate.

Известен ряд адгезионных добавок для битумно-полимерных композиций на основе азотсодержащих соединений: четвертичные аммониевые основания - катионные поверхностно - активные вещества, пиперазиновые производные, имидазолинол (Сб. «Использование ПАВ в дорожном строительстве». ЗАО «ЦИВССМ», Астрахань, 2001 г.). Дозировка азотсодержащих добавок от 0,5 до 2,0% на битумную композицию. Свойства они сохраняют до температуры 160-163°С. Существенными недостатками этих добавок являются неприятный (аминный) запах и высокая токсичность (это, как правило, вещества 2-го класса опасности по ГОСТ 12.1.007-76).A number of adhesive additives are known for bitumen-polymer compositions based on nitrogen-containing compounds: quaternary ammonium bases - cationic surfactants, piperazine derivatives, imidazolinol (Sat. "Use of surfactants in road construction." CIVSSM, Astrakhan, 2001) . Dosage of nitrogen-containing additives from 0.5 to 2.0% per bitumen composition. They retain their properties to a temperature of 160-163 ° C. Significant disadvantages of these additives are unpleasant (amine) odor and high toxicity (these are, as a rule, substances of the 2nd hazard class according to GOST 12.1.007-76).

Известна также адгезионная добавка, представляющая собой продукт взаимодействия талового масла и триэтаноламина при массовом соотношении 66-68:32-34 соответственно (RU №2119513, C08L 95/00, 27.09.1998). Ее используют в дозировках 0,7-7,0%. Добавка имеет следующие недостатки:An adhesive additive is also known, which is the product of the interaction of taly oil and triethanolamine with a mass ratio of 66-68: 32-34, respectively (RU No. 2119513, C08L 95/00, 09/27/1998). It is used in dosages of 0.7-7.0%. The additive has the following disadvantages:

- из-за высокой вязкости добавки необходима стадия предварительного подогрева ее перед введением в битумную композицию;- due to the high viscosity of the additive, a stage of preheating it before introducing it into the bitumen composition is necessary;

- непостоянный состав талового масла, зависимый от исходного природного сырья (лиственные или хвойные породы деревьев) существенно влияет на адгезионные свойства добавки,- the variable composition of melt oil, depending on the source of natural raw materials (deciduous or coniferous trees) significantly affects the adhesive properties of the additive,

- неприятный запах,- bad smell

- высокие дозировки для обеспечения нужного уровня адгезии.- high dosages to ensure the right level of adhesion.

Наиболее близким к заявленному техническому решению является адгезионная добавка к битумной композиции, представляющая собой малеинизированный низкомолекулярный полибутадиен с содержанием связанного малеинового ангидрида 12-21 мас.%, имеющий динамическую вязкость при 25°С 10-100 Па·с (RU №2226203, МПК C08L 95/00, 53/02, 15/00, 27.03.2004).Closest to the claimed technical solution is an adhesive additive to the bitumen composition, which is maleinized low molecular weight polybutadiene with a content of bound maleic anhydride of 12-21 wt.%, Having a dynamic viscosity at 25 ° C of 10-100 Pa · s (RU No. 2226203, IPC C08L 95/00, 53/02, 15/00, 03/27/2004).

Недостатком данной адгезионной добавки является высокая вязкость: 10-100 Па·с при 25°С. Из-за этого возникают технологические трудности по введению добавки в битумные композиции.The disadvantage of this adhesive additive is its high viscosity: 10-100 Pa · s at 25 ° C. Because of this, technological difficulties arise in introducing an additive into bitumen compositions.

Задачей заявляемого изобретения является улучшение технологических свойств добавки при сохранении адгезионных свойств битумных композиций, в которых она используется, на том же уровне, что и в случае применения известных адгезионных добавок.The task of the invention is to improve the technological properties of the additive while maintaining the adhesive properties of the bitumen compositions in which it is used at the same level as in the case of using known adhesive additives.

Технический результат заключается в снижении вязкости адгезионной добавки, при сохранении показателя «сцепление с минеральными носителями» полимер - битумных композиций, в которых она используется, на том же уровне, что и в случае применения известных адгезионных добавок.The technical result consists in reducing the viscosity of the adhesive additive, while maintaining the indicator "adhesion with mineral carriers" of polymer - bitumen compositions in which it is used at the same level as in the case of the use of known adhesive additives.

Технический результат достигается тем, что известная адгезионная добавка на основе малеинизированного низкомолекулярного полибутадиена, содержащая связанный малеиновый ангидрид, согласно изобретению, дополнительно содержит алкенилянтарный ангидрид общей формулы:The technical result is achieved by the fact that the known adhesive additive based on maleinized low molecular weight polybutadiene containing bound maleic anhydride according to the invention further comprises an alkenyl succinic anhydride of the general formula:

Figure 00000001
Figure 00000001

где n=12-26where n = 12-26

при массовом соотношении малеинизированный низкомолекулярный полибутадиен: алкенилянтарный ангидрид 25-85:75-15, а содержание связанного малеинового ангидрида в ней составляет 21,5-33 мас.%.with a mass ratio of maleized low molecular weight polybutadiene: alkenyl succinic anhydride 25-85: 75-15, and the content of bound maleic anhydride in it is 21.5-33 wt.%.

На таблице приведена характеристика заявляемой адгезионной добавки и результаты испытаний содержащих ее полимербитумных композиций.The table shows the characteristics of the inventive adhesive additives and the test results of the polymer-bitumen compositions containing it.

Заявляемая адгезионная добавка характеризуется высокими технологическими свойствами - значение динамической вязкости значительно ниже, чем для известных адгезионных добавок - 0,2-1,0 Па·с. Она легко дозируется и хорошо распределяется в битумной композиции. При ее применении не требуется операция предварительного смешения адгезионной добавки с термоэластопластом. Благодаря этому приготовление битумной композиции осуществляется в одну стадию.The inventive adhesive additive is characterized by high technological properties - the value of dynamic viscosity is significantly lower than for known adhesive additives - 0.2-1.0 Pa · s. It is easily dosed and well distributed in the bitumen composition. When using it, the operation of preliminary mixing of the adhesive additive with thermoplastic elastomer is not required. Due to this, the preparation of the bitumen composition is carried out in one stage.

Полимер - битумная композиция, содержащая ее, характеризуется таким же высоким уровнем показателя «сцепление с минеральными наполнителями» как к щелочным, так и к кислым минеральным наполнителям, что и в случае использования известных адгезионных добавок. Оптимальный диапазон дозировки заявляемой адгезионной добавки в составе битумной композиции 0,4-0,8 мас.%, на композицию.A polymer - a bitumen composition containing it, is characterized by the same high level of adhesion with mineral fillers to both alkaline and acidic mineral fillers, as in the case of using known adhesive additives. The optimal dosage range of the inventive adhesive additives in the composition of the bitumen composition of 0.4-0.8 wt.%, Per composition.

Заявляемая адгезионная добавка может быть получена двумя способами:The inventive adhesive additive can be obtained in two ways:

1. Смешением при нагревании раздельно полученных малеинизированного низкомолекулярного полибутадиена и алкенилянтарного ангидрида в заданном соотношении компонентов.1. By mixing, when heated, separately obtained maleinized low molecular weight polybutadiene and alkenyl succinic anhydride in a given ratio of components.

2. Осуществлением процесса малеинизации в одном реакторе в две стадии: на первой стадии проводят малеинизацию α - олефина формулы СnН2n, где n=12-26 при избытке малеинового ангидрида; на второй стадии в реактор подают расчетное количество низкомолекулярного полибутадиена и продолжают процесс малеинизации.2. The implementation of the maleinization process in one reactor in two stages: at the first stage, the α-olefin maleinization of the formula C n H 2n is maleinized , where n = 12-26 with an excess of maleic anhydride; at the second stage, the calculated amount of low molecular weight polybutadiene is fed into the reactor and the maleinization process is continued.

При осуществлении изобретения используют следующие продукты:In carrying out the invention, the following products are used:

НизкомолекулярныйLow molecular weight полибутадиенpolybutadiene - по ТУ 38.103641-98- according to TU 38.103641-98 α - Олефиныα - Olefins - по ТУ 2411- 058- 05766801-96- according to TU 2411 - 058 - 05766801-96 МалеинизированныйMaleized   низкомолекулярныйlow molecular weight   полибутадиенpolybutadiene - по ТУ 0257-12-33452160-2003- according to TU 0257-12-33452160-2003 Битум нефтянойOil bitumen - по ГОСТ 22245-90- according to GOST 22245-90 Малеиновый ангидридMaleic Anhydride - по ГОСТ 11153-75- according to GOST 11153-75

Алкенилянтарные ангидриды получены из промышленных фракций α-олефинов производства «Нижнекамскнефтехим».Alkenyl succinic anhydrides were obtained from industrial fractions of α-olefins produced by Nizhnekamskneftekhim.

Определение динамической вязкости проводят на рео-вискозиметре Хеплера (Реотест 2.1).The determination of dynamic viscosity is carried out on a Hepler rheo-viscometer (Reotest 2.1).

Содержание свободного (непрореагировавшего) малеинового ангидрида определяют методом титрования раствором щелочи водного экстракта из добавки.The content of free (unreacted) maleic anhydride is determined by titration with an alkaline solution of an aqueous extract from an additive.

Содержание общего малеинового ангидрида рассчитывают по кислотному числу, найденному методом неводного титрования щелочью адгезионной добавки.The content of total maleic anhydride is calculated by the acid number found by non-aqueous alkali titration of an adhesive additive.

Содержание связанного малеинового ангидрида рассчитывают по разности между количеством общего и свободного малеинового ангидрида.The content of bound maleic anhydride is calculated from the difference between the amount of total and free maleic anhydride.

Среднечисленную молекулярную массу (Mn) низкомолекулярного полибутадиена определяют методом гель - проникающей хроматографии.The number average molecular weight (Mn) of low molecular weight polybutadiene is determined by gel permeation chromatography.

Полидисперсность использованных образцов низкомолекулярного полибутадиена составляет 1,9-2,6.The polydispersity of the used samples of low molecular weight polybutadiene is 1.9-2.6.

Изобретение иллюстрируется примерами конкретного исполнения.The invention is illustrated by examples of specific performance.

Пример 1Example 1

В емкость, снабженную лопастной мешалкой и циркуляционным насосом, загружают 97,5 кг нефтяного битума марки БНД 60/90, разогретого до 140-160°С, подают 2 кг термоэластопласта ДСТ - 30-01 в виде крошки и 0,5 кг адгезионной добавки, представляющей собой смесь низкомолекулярного малеинизированного полибутадиена с алкенилянтарным ангидридом (n=16) в массовом соотношении 60:40. Адгезионная добавка имеет следующие характеристики: динамическая вязкость - 0,75 Па·с, кислотное число - 131,0 мг КОН/1 г, содержание общего малеинового ангидрида - 22,22%, свободного малеинового ангидрида - 0,22%, содержание связанного малеинового ангидрида - 22,0%. Ведут перемешивание при температуре 150-160°С в течение 60 мин до полного растворения термоэластопласта. Адгезионная добавка полностью растворяется в течение 5 мин.97.5 kg of BND 60/90 grade oil bitumen heated to 140-160 ° C are loaded into a tank equipped with a paddle mixer and a circulation pump, 2 kg of DST - 30-01 thermoplastic elastomer are fed in the form of crumbs and 0.5 kg of adhesive additive , which is a mixture of low molecular weight maleated polybutadiene with alkenyl succinic anhydride (n = 16) in a mass ratio of 60:40. The adhesive additive has the following characteristics: dynamic viscosity - 0.75 Pa · s, acid value - 131.0 mg KOH / 1 g, the content of total maleic anhydride - 22.22%, free maleic anhydride - 0.22%, the content of bound maleic anhydride - 22.0%. Mixing is carried out at a temperature of 150-160 ° C for 60 minutes until the thermoelastoplast is completely dissolved. Adhesive additive completely dissolves within 5 minutes.

Образец битумной композиции испытывают стандартными методами.A sample of the bitumen composition is tested by standard methods.

Примеры 2-9Examples 2-9

Все операции осуществляют по примеру 1. Изменяют состав адгезионной добавки, ее характеристики и ее дозировку в составе битумной композиции. Данные по составу, характеристики адгезионных добавок и свойства битумных композиций приведены на табл.1.All operations are carried out as in example 1. Change the composition of the adhesive additive, its characteristics and its dosage in the composition of the bitumen composition. Data on the composition, characteristics of adhesive additives and properties of bitumen compositions are given in table 1.

Пример 10 (по прототипу)Example 10 (prototype)

В резиносмеситель загружают термоэластопласт линейного строения - ДСТ - 30-01 в виде крошке в количестве 2 кг и низкомолекулярный малеинизированный полибутадиен в количестве 0,5 кг, содержащий 12 мас.% связанного малеинового ангидрида, имеющий динамическую вязкость 10 Па·с. Смешение полимеров проводят в течение 15-20 мин при нормальной температуре. Полученную смесь в виде сыпучий крошки в количестве 2,5 кг подают в емкость, снабженную лопастной мешалкой и циркуляционным насосом, в нефтяной битум, разогретый до 140-160°С и ведут перемешивание при температуре 150-160°С в течение 60 мин до полного растворения полимера.A linear elastomeric thermoplastic elastomer, DST-30-01, is loaded into a rubber mixer in the form of crumbs in an amount of 2 kg and low molecular weight maleated polybutadiene in an amount of 0.5 kg, containing 12 wt.% Bound maleic anhydride having a dynamic viscosity of 10 Pa · s. Polymers are mixed for 15-20 minutes at normal temperature. The resulting mixture in the form of loose crumb in the amount of 2.5 kg is fed into a container equipped with a paddle mixer and a circulation pump, in oil bitumen, heated to 140-160 ° C and mixing is carried out at a temperature of 150-160 ° C for 60 minutes until complete polymer dissolution.

Образец битумной композиции подвергают стандартным испытаниям.A sample of the bitumen composition is subjected to standard tests.

Результаты испытаний приведены на табл.1.The test results are shown in table 1.

Таким образом, испытания показали, что адгезионные добавки, синтезированные по предлагаемому изобретению обеспечивают битумным и битумно-полимерным композициям высокий уровень показателей, включая высокое сцепление композиций с минеральными наполнителями.Thus, tests have shown that the adhesion additives synthesized according to the invention provide bitumen and bitumen-polymer compositions with a high level of performance, including high adhesion of the compositions to mineral fillers.

Figure 00000002
Figure 00000002

Claims (1)

Адгезионная добавка для битумных и битумно-полимерных композиций на основе малеинизированного низкомолекулярного полибутадиена, содержащая связанный малеиновый ангидрид, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит алкенилянтарный ангидрид, где алкенил содержит 12-26 атомов углерода (n=12-26) или он получен из фракции(й) α-олефинов с числом атомов углерода 12-26, при массовом соотношении малеинизированный низкомолекулярный полибутадиен: алкенилянтарный ангидрид 25-85:75-15, при содержании связанного малеинового ангидрида в ней 21,5-33 мас.% и дозировке адгезионной добавки 0,4-0,8 мас.% на битумную композицию. Adhesive additive for bituminous and bitumen-polymer compositions based on maleinized low molecular weight polybutadiene containing coupled maleic anhydride, characterized in that it additionally contains alkenyl succinic anhydride, where alkenyl contains 12-26 carbon atoms (n = 12-26) or it is obtained from the fraction (i) α-olefins with the number of carbon atoms 12-26, with a weight ratio of maleized low molecular weight polybutadiene: alkenyl succinic anhydride 25-85: 75-15, with a content of bound maleic anhydride in it of 21.5-33 wt.% and up to irovke adhesive additive of 0.4-0.8 wt.% on the bitumen composition.
RU2009149816/04A 2009-12-31 2009-12-31 Adhesive additive for bitumen and bitumen-polymer compositions RU2405796C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009149816/04A RU2405796C1 (en) 2009-12-31 2009-12-31 Adhesive additive for bitumen and bitumen-polymer compositions

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009149816/04A RU2405796C1 (en) 2009-12-31 2009-12-31 Adhesive additive for bitumen and bitumen-polymer compositions

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2405796C1 true RU2405796C1 (en) 2010-12-10

Family

ID=46306429

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009149816/04A RU2405796C1 (en) 2009-12-31 2009-12-31 Adhesive additive for bitumen and bitumen-polymer compositions

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2405796C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2500699C1 (en) * 2012-04-06 2013-12-10 Юрий Константинович Гусев Adhesive additive for bitumen compositions
RU2587450C1 (en) * 2014-12-09 2016-06-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Башкирский государственный университет" Makeup of bitumen composition for asphalt-concrete coatings

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2500699C1 (en) * 2012-04-06 2013-12-10 Юрий Константинович Гусев Adhesive additive for bitumen compositions
RU2587450C1 (en) * 2014-12-09 2016-06-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Башкирский государственный университет" Makeup of bitumen composition for asphalt-concrete coatings

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8273819B2 (en) Non-gellable and pumpable concentrated binder for bitumen/polymer
US10167390B2 (en) Asphalt binders containing a glyceride and fatty acid mixture and methods for making and using same
CZ20799A3 (en) Process for preparing polymer/bituminous compositions and their use for making coatings
EP3112408A1 (en) Polymer modified asphalt reaction products
RU2405796C1 (en) Adhesive additive for bitumen and bitumen-polymer compositions
JP4030581B2 (en) Liquid amine compound and bituminous emulsifier produced using the same
EP0537638B1 (en) Polymer-modified bitumen
RU2500699C1 (en) Adhesive additive for bitumen compositions
US5693133A (en) Asbestos free roof coatings
RU2618854C1 (en) Method of obtaining a polymer-bitumen astringent for road construction
RU2119513C1 (en) Bitumen composition and method of preparing thereof
Sirisinha et al. Effects of fillers, maleated ethylene propylene diene diene rubber, and maleated ethylene octene copolymer on phase morphology and oil resistance in natural rubber/nitrile rubber blends
RU2327719C1 (en) Bitumen-rubber composition and method of obtaining it
RU2522618C2 (en) Method of obtaining polymer-bitumen compositions
US11731905B2 (en) Emulsifying composition for spreading bitumen
US9029439B2 (en) Additive for a bitumen and bituminous product
CN115477851B (en) Environment-friendly modified rubber homogenizing agent, preparation method thereof and product
CA2937406C (en) Polymer-bitumen primary mixtures that can be used for preparing polymer-bitumen binders, and products obtained from these primary mixtures
RU2244725C1 (en) Bitumen emulsion
JP2001081325A (en) Production of binder for pavement
RU2763726C1 (en) Polymer-bitumen binder for road surface
RU2193540C2 (en) Asphalt-concrete mix preparation process
EP3218431A1 (en) Petrocoke and extract-doped modified bitumen composition for use in production of asphalt and method of producing the same
RU2373225C2 (en) Method of emulsion polymerisation rubber stabilisation
US656191A (en) Compound as substitute for caoutchouc, gutta-percha, or the like.

Legal Events

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

Effective date: 20120101