RU2618854C1 - Способ получения полимер-битумного вяжущего для дорожного строительства - Google Patents
Способ получения полимер-битумного вяжущего для дорожного строительства Download PDFInfo
- Publication number
- RU2618854C1 RU2618854C1 RU2015155547A RU2015155547A RU2618854C1 RU 2618854 C1 RU2618854 C1 RU 2618854C1 RU 2015155547 A RU2015155547 A RU 2015155547A RU 2015155547 A RU2015155547 A RU 2015155547A RU 2618854 C1 RU2618854 C1 RU 2618854C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- bitumen
- polymer
- styrene
- butadiene
- temperature
- Prior art date
Links
Classifications
-
- 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
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
Изобретение относится к способу получения полимер-битумного вяжущего для строительной отрасли, которое может быть использовано при приготовлении асфальтобетонных и щебеночно-мастичных смесей, а также при устройстве кровель, гидроизоляций и герметичных швов. Способ включает последовательное введение при перемешивании в битум при 150-160°С пластификатора, в качестве которого используют талловое масло, полимер в виде блок-сополимера бутадиена и стирола типа стирол-бутадиен-стирол, стеариновой кислоты, эпоксидной смолы и перемешивание всех компонентов в течение 1,5 ч при температуре 150-160°С до полного растворения, далее в полученную смесь вводят полиэтиленполиамин и перемешивают в течение 10-15 мин при температуре 150-160°С. Техническим результатом является повышение гомогенности полимер-битумного вяжущего, его физико-механических характеристик, а также уменьшение времени и температуры приготовления полимер-битумного вяжущего и разработки одностадийного процесса его получения. 2 табл.
Description
Изобретение относится к способу получения полимер-битумного вяжущего для строительной отрасли, которое может быть использовано при приготовлении асфальтобетонных и щебеночно-мастичных смесей, а также при устройстве кровель, гидроизоляций и герметичных швов.
Известен способ получения вяжущего для дорожных покрытий путем смешения 85-98 мас. % битума, 15-2 мас. % разветвленного или линейного стирольного блок-сополимера при 200-250°С в течение 15-40 минут (патент на изобретение ЕР №0458386, кл. C08L 95/00, 1972).
Кроме того, известен способ получения вяжущего для дорожных покрытий путем введения в битум при температуре 80-200°С и непрерывном перемешивании дивинилстирольных блок-сополимеров типа стирол-бутадиен-стирол (СБС), взятых в количестве 0,1-10% от массы битума, в виде 5-25% раствора в легких растворителях (патент на изобретение SU №272881, А).
При указанных способах получения вяжущие имеют достаточно высокую прочность и эластичность, однако в том случае, когда в вяжущем отсутствует растворитель, не наблюдается хорошее совмещение полимера с битумом, т.е. структура вяжущего негомогенна, несмотря на то, что процесс его получения осуществляется при температуре 200-250°С. Кроме того, нагрев битума более 160°С способствует быстрому испарению легких фракций, а следовательно, его старению. Это приводит к снижению интервала пластичности битума.
Также известен способ получения полимер-битумного вяжущего, включающий предварительную подготовку полимерного компонента путем смешивания 0,001-0,03 мас. % одностенных углеродных нанотрубок (ОУНТ) с маслом индустриальным в количестве 2,2-9,4 мас. % при температуре 100-120°С и последующего введения 1,1-3,4 мас. % полимера класса термоэластопластов - блок-сополимер бутадиена и стирола типа СБС - ДСТ-30Р-01, после чего полученную смесь при перемешивании вводят в битум при 120-160°С.
К недостаткам известного способа получения полимер-битумного вяжущего относится сложность равномерного растворения ОУНТ в индустриальном масле, а также их высокая стоимость. Небольшое количество ОУНТ невозможно точно отдозировать и равномерно распределить путем диспергирования в индустриальном масле с помощью стандартного оборудования, используемого для приготовления полимер-битумного вяжущего. В связи с этим эффект от использования ОУНТ в полимер-битумном вяжущем, заключающийся в высоких показателях когезии, эластичности, адгезии, температуры размягчения и низком показателе температуры хрупкости вяжущего, может не наблюдаться. Недостатком способа является также трехстадийность процесса приготовления полимер-битумного вяжущего, а также ограниченная возможность варьирования одним из четырех компонентов, входящих в состав композиции.
Известен способ получения вяжущего для дорожных покрытий, осуществляемый в аппарате смешения путем введения при перемешивании в битум при 150-160°С последовательно ароматического пластификатора, взятого в количестве 3,0-6,0 мас. %, затем блок-сополимера алкадиена и стирола в количестве 3,0-3,5 мас. % до полного растворения, далее вакуумного дистиллята фр. 340-530°С в количестве 3,0-9,0 мас. % (патент на изобретение РФ №2477736, кл. C08L 95/00, 2012).
К недостаткам данного способа относится низкая скорость растворения полимера в битуме, пластифицированного ароматической добавкой, которая составляет 3,0 часа, а также плохое растворение полимера в битуме, что влияет на гомогенность получаемого вяжущего.
Наиболее близким техническим решением к предполагаемому изобретению является битумное вяжущее для дорожного покрытия и способ его получения (патент на изобретение РФ №2038360, кл. C08L 95/00, опубл. 27.06.1995), содержащее битум, блок-сополимеры алкадиена и стирола типа стирол-алкадиен-стирол (САС), а также дополнительно индустриальное масло в следующем количестве масс. %:
битум | 44,4-98,0 |
блок-сополимеры алкадиена и стирола типа САС | 0,1-22,3 |
масло индустриальное | 1,9-33,3 |
Способ получения битумного вяжущего заключается в смешении блок-сополимера при 80-160°С с маслом индустриальным, после чего полученную смесь вводят при 110-160°С в битум.
К основным недостаткам предложенного прототипа относится то, что полной однородности полимер-битумного вяжущего достигнуть не удается, в результате чего действие модифицирующей добавки (блок-сополимера алкадиена и стирола) реализуется не в полной мере и, как следствие, отражается на его физико-механических характеристиках: температуре размягчения, интервале пластичности, эластичности и сцеплении с песком. Также за счет двухстадийности процесса ограничена возможность варьирования одним из трех компонентов.
Задачей, на решение которой направлено данное изобретение, является повышение гомогенности полимер-битумного вяжущего, его физико-механических характеристик, а также уменьшение времени и температуры приготовления полимер-битумного вяжущего и разработки одностадийного процесса его получения.
Решение поставленной задачи достигается тем, что способ получения полимер-битумного вяжущего для дорожного строительства включает введение при перемешивании в битум при 150-160°С пластификатора и полимера. В предложенном решении в битум последовательно вводят в качестве пластификатора талловое масло, в качестве полимера – блок-сополимер бутадиена и стирола типа стирол-бутадиен-стирол и дополнительно - стеариновую кислоту, затем эпоксидную смолу и перемешивают в течение 1,5 часов при температуре 150-160°С до полного растворения всех компонентов, далее в полученную смесь вводят полиэтиленполиамин (ПЭПА) и перемешивают в течение 10-15 минут при температуре 150-160°С при следующем соотношении компонентов, мас. %:
блок-сополимер бутадиена и стирола типа стирол-бутадиен-стирол | 4-8 |
талловое масло | 6-8 |
эпоксидная смола | 1-3 |
полиэтиленполиамин | 0,01-0,03 |
стеариновая кислота | 2-4 |
битум | остальное |
Сущность предлагаемого способа получения полимер-битумного вяжущего в сравнении с известным способом иллюстрируется конкретными примерами. Для реализации данного способа получения полимер-битумного вяжущего используют дорожный битум марки БНД 60/90 по ГОСТ 22245-90, блок-сополимер бутадиена и стирола типа СБС термоэластопласт ДСТ-30-01 по ТУ 38.103267-80, масло талловое по ТУ 13-4000177-26-85, эпоксидную смолу по ГОСТ 10587-84, полиэтиленполиамин по ТУ 2413-357-00203447-99, стеариновую кислоту по ГОСТ 6484-96 в соотношениях, приведенных в таблице 1.
Результаты испытаний приведены в таблице 2, где показано влияние различных компонентов, использующихся при приготовлении полимер-битумного вяжущего, на его физико-механические показатели.
Анализ результатов таблицы 2 показывает, что приготовление полимер-битумных вяжущих, опробованных в примерах 2, 3 и 4, обеспечивает получение вяжущих с оптимальным сочетанием физико-механических характеристик.
Введение в исходный битум пластификатора в качестве таллового масла позволяет уменьшить температурный режим объединения битума с полимерами (стирол-бутадиен-стиролом ДСТ-30-01 и эпоксидной смолой), ускоряет процесс растворения и гомогенизации стирол-бутадиен-стирола ДСТ-30-01 в массе битума, снижая время приготовления полимер-битумного вяжущего до двух часов и обеспечивая образование однородной структуры. Кроме того, смесь органических соединений преимущественно ненасыщенных и жирных кислот, содержащаяся в талловом масле, позволяет повысить адгезию битума к каменным материалам, в частности к песку, а также увеличить его глубину проникания иглы. Так, сцепление разработанных составов полимер-битумного вяжущего с песком или мрамором соответствует образцу №1.
Стеариновая кислота, вводимая в раствор полимер-битумного вяжущего, представляет собой органическое соединение, синтезируемое преимущественно из животных жиров. Она дополнительно пластифицирует битум и ускоряет процесс и температуру растворения полимера. Кроме того, стеариновая кислота улучшает условия смачивания поверхности частиц каменного материала битумом и способствует образованию хемоадсорбционных связей с битумом на границе раздела фаз, повышая сцепление вяжущего с песком.
Эпоксидная смола представляет собой олигомер на основе диглицидилового эфира дифенилолпропана, который под действием отвердителя (в частности, полиэтиленполиамина) способен образовывать сшитые полимеры. Введение эпоксидной смолы и полиэтиленполиамина в количестве 1% от массы эпоксидной смолы в состав битума способствует повышению его температуры размягчения, снижению температуры хрупкости, что будет способствовать увеличению трещиностойкости и сдвигоустойчивости асфальтобетонных покрытий. При этом использование эпоксидной смолы в количестве 3% и отвердителя ПЭПА - 0,03% способствует наиболее интенсивному росту температуры размягчения и снижению температурыхрупкости до 70 и -24°С соответственно. Дальнейшее увеличение данных компонентов приводит к незначительному изменению температуры размягчения и росту температуры хрупкости.
Применение полимерного модификатора блок-сополимера стирол-бутадиен-стирола термоэластопласта ДСТ-30-01 позволяет повысить эластичность и интервал пластичности битума, понизить температуру хрупкости. Характерно, что улучшение данных свойств битумов наступает при введении полимера стирол-бутадиен-стирола ДСТ-30-01 в диапазоне от 4 до 8% и таллового масла в количестве от 6 до 8% соответственно. Дальнейшее повышение стирол-бутадиен-стирола ДСТ-30-01 приводит к необходимости дополнительного введения таллового масла для полного растворения полимера в битуме. С повышением содержания масла в исходном битуме более 8% понижается растяжимость, интервал пластичности и увеличивается температура хрупкости готового полимер-битумного вяжущего.
Одностадийность процесса позволяет дополнительно корректировать содержание компонентов в пределах, входящих в обозначенные интервалы значений заявленного изобретения, на любом из этапов его приготовления без снижения заявленных требований к композиции.
Таким образом, преимущество предлагаемого способа перед известным заключается в том, что получение полимер-битумных вяжущих разработанных составов составляет менее двух часов. При этом входящие в состав компоненты способствуют ускорению процесса растворения и гомогенизации полимера, а также позволяют полностью реализовать заявленные свойства ПБВ за счет расширения его интервала пластичности, увеличения температуры размягчения, эластичности и повышения сцепления с каменным материалом, в частности песком.
Claims (2)
- Способ получения полимер-битумного вяжущего для дорожного строительства, включающий введение при перемешивании в битум при 150-160°С пластификатора и полимера, отличающийся тем, что в битум последовательно вводят в качестве пластификатора - талловое масло, в качестве полимера - блок-сополимер бутадиена и стирола типа стирол-бутадиен-стирол и дополнительно стеариновую кислоту и эпоксидную смолу и перемешивают в течение 1,5 ч при температуре 150-160°С до полного растворения всех компонентов, далее в полученную смесь вводят полиэтиленполиамин и перемешивают в течение 10-15 мин при температуре 150-160°С при следующем соотношении компонентов, мас.%:
-
блок-сополимер бутадиена и стирола типа стирол-бутадиен-стирол 4-8 талловое масло 6-8 эпоксидная смола 1-3 полиэтиленполиамин 0,01-0,03 стеариновая кислота 2-4 битум остальное
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015155547A RU2618854C1 (ru) | 2015-12-23 | 2015-12-23 | Способ получения полимер-битумного вяжущего для дорожного строительства |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015155547A RU2618854C1 (ru) | 2015-12-23 | 2015-12-23 | Способ получения полимер-битумного вяжущего для дорожного строительства |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2618854C1 true RU2618854C1 (ru) | 2017-05-11 |
Family
ID=58715982
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015155547A RU2618854C1 (ru) | 2015-12-23 | 2015-12-23 | Способ получения полимер-битумного вяжущего для дорожного строительства |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2618854C1 (ru) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2672417C1 (ru) * | 2017-07-21 | 2018-11-14 | МСД Текнолоджис С.а.р.л. | Асфальтобетонная смесь, модифицированный нефтяной битум и модификатор для битума |
RU2746887C1 (ru) * | 2017-09-13 | 2021-04-21 | Й. Реттенмайер Унд Зёне Гмбх + Ко. Кг | Масса на основе битума для дорожного покрытия |
CN114456612A (zh) * | 2022-01-21 | 2022-05-10 | 石家庄宏建防水材料有限公司 | 一种改性沥青及其制备方法与改性沥青防水卷材 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU453417A1 (ru) * | 1973-02-09 | 1974-12-15 | научно исследовательского института | Холодная асфальтобетонная смесь |
RU2119513C1 (ru) * | 1997-07-31 | 1998-09-27 | Воронежский филиал Государственного предприятия "Научно-исследовательский институт синтетического каучука им.акад.С.В.Лебедева" | Битумная композиция и способ ее получения |
RU2226203C2 (ru) * | 2001-12-24 | 2004-03-27 | Закрытое акционерное общество "Техпрогресс" | Битумная композиция |
RU2345966C1 (ru) * | 2007-10-19 | 2009-02-10 | Евгений Сергеевич Шитиков | Смесь для ремонта асфальтобетона |
US20090054556A1 (en) * | 2007-08-20 | 2009-02-26 | Barnat James J | Method and product of making a polymer-binder composite |
-
2015
- 2015-12-23 RU RU2015155547A patent/RU2618854C1/ru active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU453417A1 (ru) * | 1973-02-09 | 1974-12-15 | научно исследовательского института | Холодная асфальтобетонная смесь |
RU2119513C1 (ru) * | 1997-07-31 | 1998-09-27 | Воронежский филиал Государственного предприятия "Научно-исследовательский институт синтетического каучука им.акад.С.В.Лебедева" | Битумная композиция и способ ее получения |
RU2226203C2 (ru) * | 2001-12-24 | 2004-03-27 | Закрытое акционерное общество "Техпрогресс" | Битумная композиция |
US20090054556A1 (en) * | 2007-08-20 | 2009-02-26 | Barnat James J | Method and product of making a polymer-binder composite |
RU2345966C1 (ru) * | 2007-10-19 | 2009-02-10 | Евгений Сергеевич Шитиков | Смесь для ремонта асфальтобетона |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
Г.А.БОНЧЕНКО, "Асфальтобетон. Сдвигоустойчивость и технология модифицирования полимером", "Машиностроение", М., 1994. * |
Г.Я.ХАИМОВ, "Применение и транспортирование нефтяных битумов", "Химия", М., 1968. * |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2672417C1 (ru) * | 2017-07-21 | 2018-11-14 | МСД Текнолоджис С.а.р.л. | Асфальтобетонная смесь, модифицированный нефтяной битум и модификатор для битума |
RU2746887C1 (ru) * | 2017-09-13 | 2021-04-21 | Й. Реттенмайер Унд Зёне Гмбх + Ко. Кг | Масса на основе битума для дорожного покрытия |
CN114456612A (zh) * | 2022-01-21 | 2022-05-10 | 石家庄宏建防水材料有限公司 | 一种改性沥青及其制备方法与改性沥青防水卷材 |
CN114456612B (zh) * | 2022-01-21 | 2023-05-19 | 石家庄宏建防水材料有限公司 | 一种改性沥青及其制备方法与改性沥青防水卷材 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5474834B2 (ja) | ビチューメン組成物 | |
EP3112408B1 (en) | Polymer modified asphalt reaction products | |
CN112409803B (zh) | 改性沥青原料组合物、改性沥青及其制备方法和应用 | |
RU2618854C1 (ru) | Способ получения полимер-битумного вяжущего для дорожного строительства | |
CA2787959A1 (en) | Polymer-modified asphalt with a crosslinking agent and methods of preparing | |
Deng et al. | Improving mechanism and effect analysis of sulfurated and grafted Eucommia Ulmoides Gum modified rubber asphalt | |
EP2276803A1 (fr) | Enrobes bitumineux a froid | |
CN109161212A (zh) | 制备低温沥青改性剂和改性低温沥青的方法 | |
RU2496812C1 (ru) | Полимерно-битумное вяжущее и способ его получения | |
RU2748791C1 (ru) | Модификатор асфальтобетонной смеси и способ его получения | |
EP0537638B1 (de) | Polymermodifizierte Bitumen | |
RU2606499C2 (ru) | Привитой полимер и термообратимо сшитая композиция битум/полимер, содержащая такой привитой полимер | |
WO2016102314A1 (en) | Oligoterpenes as rejuvenating agent in asphalt | |
RU2226203C2 (ru) | Битумная композиция | |
RU2327719C1 (ru) | Битумно-резиновая композиция и способ ее получения | |
RU2522618C2 (ru) | Способ получения полимерно-битумных композиций | |
RU2016149156A (ru) | Битумная композиция, эффективная при низкой температуре и при промежуточной температуре | |
RU2754709C2 (ru) | Полимерно-битумное вяжущее и способ его приготовления | |
RU2798340C1 (ru) | Состав и способ получения модифицированного битума для дорожного строительства | |
US9982135B2 (en) | Polymer-bitumen primary mixtures that can be used for preparing polymer-bitumen binders, and products obtained from these primary mixtures | |
RU2763726C1 (ru) | Полимерно-битумное вяжущее для дорожного покрытия | |
RU2355723C2 (ru) | Битумополимерный материал и способ его получения | |
RU2826014C1 (ru) | Способ приготовления битумов и промежуточных композиций | |
RU2712687C1 (ru) | Модифицирующая композиция для асфальтобетонных смесей | |
RU2543173C1 (ru) | Битумная композиция (варианты) и способ ее получения |