RU2767539C1 - Block copolymer composition and method for its preparation - Google Patents
Block copolymer composition and method for its preparation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2767539C1 RU2767539C1 RU2020134924A RU2020134924A RU2767539C1 RU 2767539 C1 RU2767539 C1 RU 2767539C1 RU 2020134924 A RU2020134924 A RU 2020134924A RU 2020134924 A RU2020134924 A RU 2020134924A RU 2767539 C1 RU2767539 C1 RU 2767539C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- block copolymer
- copolymer composition
- polymer
- bitumen
- ether
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F212/00—Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by an aromatic carbocyclic ring
- C08F212/02—Monomers containing only one unsaturated aliphatic radical
- C08F212/04—Monomers containing only one unsaturated aliphatic radical containing one ring
- C08F212/06—Hydrocarbons
- C08F212/08—Styrene
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F236/00—Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, at least one having two or more carbon-to-carbon double bonds
- C08F236/02—Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, at least one having two or more carbon-to-carbon double bonds the radical having only two carbon-to-carbon double bonds
- C08F236/04—Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, at least one having two or more carbon-to-carbon double bonds the radical having only two carbon-to-carbon double bonds conjugated
- C08F236/10—Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, at least one having two or more carbon-to-carbon double bonds the radical having only two carbon-to-carbon double bonds conjugated with vinyl-aromatic monomers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F297/00—Macromolecular compounds obtained by successively polymerising different monomer systems using a catalyst of the ionic or coordination type without deactivating the intermediate polymer
- C08F297/02—Macromolecular compounds obtained by successively polymerising different monomer systems using a catalyst of the ionic or coordination type without deactivating the intermediate polymer using a catalyst of the anionic type
- C08F297/04—Macromolecular compounds obtained by successively polymerising different monomer systems using a catalyst of the ionic or coordination type without deactivating the intermediate polymer using a catalyst of the anionic type polymerising vinyl aromatic monomers and conjugated dienes
- C08F297/044—Macromolecular compounds obtained by successively polymerising different monomer systems using a catalyst of the ionic or coordination type without deactivating the intermediate polymer using a catalyst of the anionic type polymerising vinyl aromatic monomers and conjugated dienes using a coupling agent
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F297/00—Macromolecular compounds obtained by successively polymerising different monomer systems using a catalyst of the ionic or coordination type without deactivating the intermediate polymer
- C08F297/02—Macromolecular compounds obtained by successively polymerising different monomer systems using a catalyst of the ionic or coordination type without deactivating the intermediate polymer using a catalyst of the anionic type
- C08F297/04—Macromolecular compounds obtained by successively polymerising different monomer systems using a catalyst of the ionic or coordination type without deactivating the intermediate polymer using a catalyst of the anionic type polymerising vinyl aromatic monomers and conjugated dienes
- C08F297/046—Macromolecular compounds obtained by successively polymerising different monomer systems using a catalyst of the ionic or coordination type without deactivating the intermediate polymer using a catalyst of the anionic type polymerising vinyl aromatic monomers and conjugated dienes polymerising vinyl aromatic monomers and isoprene, optionally with other conjugated dienes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F4/00—Polymerisation catalysts
- C08F4/42—Metals; Metal hydrides; Metallo-organic compounds; Use thereof as catalyst precursors
- C08F4/44—Metals; Metal hydrides; Metallo-organic compounds; Use thereof as catalyst precursors selected from light metals, zinc, cadmium, mercury, copper, silver, gold, boron, gallium, indium, thallium, rare earths or actinides
- C08F4/46—Metals; Metal hydrides; Metallo-organic compounds; Use thereof as catalyst precursors selected from light metals, zinc, cadmium, mercury, copper, silver, gold, boron, gallium, indium, thallium, rare earths or actinides selected from alkali metals
- C08F4/48—Metals; Metal hydrides; Metallo-organic compounds; Use thereof as catalyst precursors selected from light metals, zinc, cadmium, mercury, copper, silver, gold, boron, gallium, indium, thallium, rare earths or actinides selected from alkali metals selected from lithium, rubidium, caesium or francium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J3/00—Processes of treating or compounding macromolecular substances
- C08J3/20—Compounding polymers with additives, e.g. colouring
- C08J3/22—Compounding polymers with additives, e.g. colouring using masterbatch techniques
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L53/00—Compositions of block copolymers containing at least one sequence of a polymer obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds; Compositions of derivatives of such polymers
- C08L53/02—Compositions of block copolymers containing at least one sequence of a polymer obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds; Compositions of derivatives of such polymers of vinyl-aromatic monomers and conjugated dienes
- C08L53/025—Compositions of block copolymers containing at least one sequence of a polymer obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds; Compositions of derivatives of such polymers of vinyl-aromatic monomers and conjugated dienes modified
-
- 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)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
Description
Область техники, к которой относится изобретениеThe field of technology to which the invention belongs
Изобретение относится к способу получения блок-сополимерной композиции, применяемой в составе полимерно-битумных вяжущих (ПБВ), адгезивных композиций, клеев-расплавов и т.д.The invention relates to a method for producing a block copolymer composition used in the composition of polymer-bitumen binders (PBV), adhesive compositions, hot melt adhesives, etc.
Технический результат состоит в получении блок-сополимерной композиции, характеризующейся повышенным содержанием высокомолекулярной фракции (Mw), расширенной полидисперсностью, как следствие, полученная блок-сополимерная композиция отличается улучшенной перерабатываемостью; на основе блок-сополимерной композиции получают полимерно-битумное вяжущее (ПБВ), отличающееся улучшенным сродством полимера к битуму, улучшенным комплексом свойств, а именно повышенной растяжимостью и максимальным усилием при растяжении, улучшенной эластичностью и повышенной стабильностью ПБВ при термическом старении.The technical result consists in obtaining a block copolymer composition characterized by a high content of high molecular weight fraction (M w ), expanded polydispersity, as a result, the resulting block copolymer composition is characterized by improved processability; on the basis of the block copolymer composition, a polymer-bitumen binder (PBB) is obtained, characterized by an improved affinity of the polymer for bitumen, an improved set of properties, namely, increased extensibility and maximum tensile force, improved elasticity and increased stability of PBB during thermal aging.
Уровень техникиState of the art
Битумы относятся к наиболее распространённым органическим вяжущим веществам и представляют собой сложную смесь из многочисленных и разнообразных по химическому строению жидких и твёрдых насыщенных, ненасыщенных, ароматических и полиароматических углеводородов и их окисленных кислородсодержащих производных, не растворимых в воде, но растворимых в сероуглероде, хлороформе и других органических растворителях. Битумы широко используются в изготовлении кровли и дорожном строительстве. Дорожные покрытия с применением битумов отличаются прочностью и безопасностью, а также обходятся в 2-2,5 раза дешевле, чем бетонные дорожные покрытия. Общим для большей части дорожных покрытий является сочетание в них минеральных наполнителей и битума, при этом битум используют в качестве прочной водонепроницаемой связующей среды. Зачастую, физические, физико-механические и реологические характеристики природных и промышленных битумов не удовлетворяют в полной мере предъявляемым требованиям. Для придания битумам требуемых свойств широко распространена практика модификации битумов различными полимерными материалами. В ряду используемых полимеров-модификаторов широкое применение находят блок-сополимеры винилароматических углеводородов и сопряженных диенов. Блочная молекулярная структура таких сополимеров приводит к возникновению в полимерной фазе матрицы термопластичных доменов из агрегированных поливиниароматических блоков, которые связанны между собой эластичными полидиеновыми блоками. Эта матрица сохраняется при модификации битумов такими сополимерами, что приводит к росту прочностных характеристик полимерно-битумного вяжущего (ПБВ) с одновременным снижением температуры хрупкости ПБВ (рост морозостойкости), повышением показателей эластичности и растяжимости. Эластичность (наряду с другими характеристиками, как например, температура размягчения и показатель глубины проникания иглы, пенетрации) определяет способность немодифицированного битума и ПБВ снижать циклические нагрузки, тем самым повышая устойчивость дорожного покрытия к колееобразованию. Улучшается способность битумов и ПБВ к взаимодействию с полимером, наполнителем и дорожным основанием, что приводит к росту растяжимости и максимального усилия растяжения, и долговечности дорожного покрытия. Таким образом, разработка рецептур полимерно-битумных вяжущих для дорожного покрытия является предметом непрекращающихся научно-практических изысканий и широко описана в научной литературе и патентной документации. Bitumens are among the most common organic binders and are a complex mixture of numerous and chemically diverse liquid and solid saturated, unsaturated, aromatic and polyaromatic hydrocarbons and their oxidized oxygen-containing derivatives, insoluble in water, but soluble in carbon disulfide, chloroform and others. organic solvents. Bitumens are widely used in roofing and road construction. Road surfaces using bitumen are durable and safe, and also cost 2-2.5 times cheaper than concrete road surfaces. Common to most pavements is their combination of mineral fillers and bitumen, with bitumen being used as a strong watertight bonding medium. Often, the physical, physico-mechanical and rheological characteristics of natural and industrial bitumen do not fully satisfy the requirements. To impart the required properties to bitumen, the practice of modifying bitumen with various polymeric materials is widespread. Among the modifier polymers used, block copolymers of vinyl aromatic hydrocarbons and conjugated dienes are widely used. The block molecular structure of such copolymers leads to the appearance in the polymer phase of a matrix of thermoplastic domains from aggregated polyviniaromatic blocks, which are interconnected by elastic polydiene blocks. This matrix is retained when bitumen is modified with such copolymers, which leads to an increase in the strength characteristics of the polymer-bitumen binder (PBM) with a simultaneous decrease in the brittleness temperature of PBV (increase in frost resistance), and an increase in elasticity and extensibility. Elasticity (along with other characteristics such as softening point and index of needle penetration, penetration) determines the ability of unmodified bitumen and PMB to reduce cyclic loads, thereby increasing the resistance of the road surface to rutting. The ability of bitumen and PMB to interact with the polymer, filler and road base is improved, which leads to an increase in extensibility and maximum tensile force, and durability of the road surface. Thus, the development of formulations of polymer-bitumen binders for road pavement is the subject of ongoing scientific and practical research and is widely described in the scientific literature and patent documentation.
В патенте US7220798 (KRATON CORPORATION, 22.05.2007) описан способ получения блочных сополимеров сопряженного диена (блоки В) и одного или нескольких алкениларенов (блоки А), где диблочные сополимеры структуры А-B с «живым» литиевым активным центром сшиваются в итоговый полимер силанами формулы Rx-Si-(OR’)y (x=0,1; y+x=4), R и R’ представляют собой алкильные группы различной структуры. Кроме того, описана композиция, состоящая из блок-сополимеров структур (А-В)4X (0-5%), (А-В)3X (0-60%), (А-В)2X (40-95%) и A-B (2-10%), где А представляет собой полимерный блок моноалкениларена и В – полимерный блок сопряженного диена, X представляет собой остаток алкоксисиланового связующего агента. Область применения блок-сополимерной композиции не уточняется. Patent US7220798 (KRATON CORPORATION, May 22, 2007) describes a method for producing block copolymers of a conjugated diene (blocks B) and one or more alkenyl arenes (blocks A), where diblock copolymers of the A-B structure with a “living” lithium active center are crosslinked into the final polymer silanes of the formula R x -Si-(OR') y (x=0.1; y+x=4), R and R' are alkyl groups of various structures. In addition, a composition is described consisting of block copolymers of structures (A-B) 4 X (0-5%), (A-B) 3 X (0-60%), (A-B) 2 X (40- 95%) and AB (2-10%), where A is a polymer block of a monoalkenyl arene and B is a polymer block of a conjugated diene, X is the remainder of the alkoxysilane coupling agent. The scope of the block copolymer composition is not specified.
Недостатком указанного изобретения является присутствие в полимере блочных структур, значительно отличающихся между собой молекулярными массами, что может привести к неравномерному распределению блок-сополимерной композиции в битуме, как следствие к сниженной прочности полимерной сетки и нерегулярности свойств в материале полимерно-битумных вяжущих.The disadvantage of this invention is the presence in the polymer of block structures that differ significantly from each other in molecular weights, which can lead to uneven distribution of the block copolymer composition in bitumen, as a result of reduced strength of the polymer network and irregularity of properties in the material of polymer-bitumen binders.
Из патента US8357735 (KRATON POLYMERS US LLC (US), 22.01.2013) известен способ получения композиции модифицированного бутадиен-стирольным блок-сополимером полимерно-битумного вяжущего. Композиция полимерно-битумного вяжущего включает 90-98 мас.% битума и 2-10 мас.% блок-сополимерной композиции. В одном из вариантов осуществления изобретения композиция полимерно-битумного вяжущего включает в себя композицию блок-сополимера, содержащую (i), получаемый реакцией сочетания блок-сополимер, имеющий множество лучей, включающих, по меньшей мере, два блока моновинилароматического углеводорода, размещенных, по меньшей мере, на двух из множества лучей, и, по меньшей мере, один блок сопряженного диена, размещенный, по меньшей мере, на одном из множества лучей, и (ii) один или несколько блок-сополимеров, включающих, по меньшей мере, один блок моновинилароматического углеводорода и, по меньшей мере, один блок сопряженного диена. Соотношение (i):(ii) в композициях сополимера составляет более, чем 1:1.From the patent US8357735 (KRATON POLYMERS US LLC (US), January 22, 2013) a method is known for producing a composition of a polymer-bitumen binder modified with styrene-butadiene block copolymer. The polymer-bitumen binder composition includes 90-98 wt.% bitumen and 2-10 wt.% block copolymer composition. In one of the embodiments of the invention, the polymer-bitumen binder composition includes a block copolymer composition containing (i) a block copolymer obtained by a coupling reaction having a plurality of beams, including at least two blocks of a monovinyl aromatic hydrocarbon placed at least on at least two of the plurality of arms, and at least one conjugated diene block located on at least one of the plurality of arms, and (ii) one or more block copolymers comprising at least one block a monovinyl aromatic hydrocarbon and at least one conjugated diene block. The ratio (i):(ii) in the copolymer compositions is more than 1:1.
Использование полимерно-битумного вяжущего, модифицированного блок-сополимерной композицией по изобретению, в нижнем слое дорожного покрытия позволяет улучшить усталостные характеристики, обеспечить повышенную стойкость к необратимым деформациям и повышает экономичность строительства и эксплуатации дороги. Использование неполярных сшивающих агентов – силанов не позволяет в полной мере обеспечить требуемое сродство полимера к полярным частицам наполнителя и битума и, как следствие, не достигается требуемая прочность связывания полимерно-битумного вяжущего и наполнителя в дорожном покрытии и долговечность дорожных покрытий на основе таких полимерно-битумных вяжущих.The use of a polymer-bitumen binder modified with a block copolymer composition according to the invention in the lower layer of the road surface makes it possible to improve fatigue characteristics, provide increased resistance to irreversible deformations, and increase the cost-effectiveness of road construction and operation. The use of non-polar cross-linking agents - silanes does not allow to fully ensure the required affinity of the polymer for the polar particles of the filler and bitumen and, as a result, the required bonding strength of the polymer-bitumen binder and filler in the road surface and the durability of road surfaces based on such polymer-bitumen binders.
Заявка WO9525136 A1 (EXXON RESEARCH ENGINEERING CO (US), 21.09.1995) раскрывает сульфонированные негидрогенированные сополимеры стирола и бутадиена и способ их получения. Блок-сополимеры по изобретению соответствуют формуле А-В-А, где А – поливинилареновый блок, В – блок сопряженного диена. Сульфогруппы вводятся в уже готовый полимер путем реакции с ацилсульфатами (на основе уксусной или пропионовой кислоты), как готовых, так и полученных in situ. Указанные блок-сополимеры применяют для улучшения характеристик ПБВ, в частности повышения стойкости к расслаиванию. Application WO9525136 A1 (EXXON RESEARCH ENGINEERING CO (US), Sept. 21, 1995) discloses sulfonated non-hydrogenated styrene-butadiene copolymers and a process for their preparation. Block copolymers according to the invention correspond to the formula A-B-A, where A is a polyvinyl arene block, B is a conjugated diene block. Sulfo groups are introduced into the finished polymer by reaction with acyl sulfates (based on acetic or propionic acid), both ready-made and obtained in situ. These block copolymers are used to improve the performance of PMB, in particular to increase the resistance to delamination.
Недостатком указанного способа является использование для получения полимера агрессивных реагентов (карбоновые и серная кислоты), что требует дополнительного реакторного оборудования и отдельных стадий подготовки полимера и проведения модификации полимера.The disadvantage of this method is the use of aggressive reagents (carboxylic and sulfuric acids) to obtain the polymer, which requires additional reactor equipment and separate stages of polymer preparation and polymer modification.
Из патента CN101316730 (DOW GLOBAL TECHNOLOGIES INC (US), 10.11.2010) известны эластомерные полимеры, модифицированные по концам цепей силанами и сульфидами, а также способ их получения. Такие функционализированные полимеры предназначены для использования в составе вулканизируемых композиций, в частности для шин, применение указанных модификаторов обеспечивает уменьшение сопротивления качению (показатель tg δ при 60 °С), в то же время, сохраняя хорошую перерабатываемость и физико-механические свойства. From patent CN101316730 (DOW GLOBAL TECHNOLOGIES INC (US), November 10, 2010), elastomeric polymers modified at the ends of the chains with silanes and sulfides, as well as a method for their preparation, are known. Such functionalized polymers are intended for use in vulcanizable compositions, in particular for tires, the use of these modifiers provides a decrease in rolling resistance (tg δ index at 60 °C), while maintaining good processability and physical and mechanical properties.
Однако вышеуказанные полимеры не имеют блочного строения и неприменимы в составе полимерно-битумных смесей. However, the above polymers do not have a block structure and are not applicable in the composition of polymer-bitumen mixtures.
В патенте CN106496467 (SHANGHAI RES INST CHEMICAL IND, 15.03.2017) предложен функционализированный блок-сополимер для модификации дорожного битума. После стадий полимеризации и нейтрализации активного центра, полученный полимер функционализируют в присутствии инициатора радикальной реакции и тиола с полярными группами на конце: тиолбензойная кислота и т.п. Функционализация полимера приводит к повышению сродства блок-сополимера структуры к частицам битума и улучшению распределения полимера в битумах и стабильности полимерно-битумных вяжущих при повышении температуры. Patent CN106496467 (SHANGHAI RES INST CHEMICAL IND, March 15, 2017) proposes a functionalized block copolymer for modifying road bitumen. After the steps of polymerization and neutralization of the active site, the resulting polymer is functionalized in the presence of a radical reaction initiator and a thiol with polar groups at the end: thiolbenzoic acid, and the like. The functionalization of the polymer leads to an increase in the affinity of the block copolymer of the structure to bitumen particles and to an improvement in the distribution of the polymer in bitumen and the stability of polymer-bitumen binders with increasing temperature.
Стоит отметить, что, в данном случае результат изобретения достигается за счет присутствия в полимере полярных групп. Тиольная группа не играет роли во взаимодействии с частицами битума, а используется только в качестве связки между молекулой полимера и полярной группой. It should be noted that, in this case, the result of the invention is achieved due to the presence of polar groups in the polymer. The thiol group plays no role in the interaction with the bitumen particles, but is used only as a link between the polymer molecule and the polar group.
Недостатком данного изобретения является сложность проведения радикальной реакции, которой трудно управлять и, как следствие, контролировать конечный результат. Кроме того, применяемые реагенты коммерчески труднодоступны.The disadvantage of this invention is the complexity of the radical reaction, which is difficult to manage and, as a consequence, to control the final result. In addition, the reagents used are commercially difficult to obtain.
Из патента US9328235 (LG CHEM LTD (KR), 03.05.2016) известна структура и способ получения полимерного модификатора битума, который представляет собой трехблочный сополимер и который синтезируют путем анионной блок-сополимеризации винилароматического углеводорода и диенового углеводорода с сопряженными двойными связями с использованием органического анионного инициатора в реакторе, содержащем углеводородный растворитель. Cтадия получения блок-сополимера включает формирование винилароматического блока путем добавления винилароматического углеводорода в реактор, включающий углеводородный растворитель, и затем введение в него органического анионного инициатора; формирование блока диена с сопряженными двойными связями, присоединенного к концу винилароматического блока, путем добавления соединения диена с сопряженными двойными связями в реактор; введение функциональной добавки, выбранной из группы, состоящей из соединений, представленных формулой 1, в реактор; и получение композиции модификатора асфальта, включающей блок-сополимер и функциональную добавку, путем удаления углеводородного растворителя. В формуле 1 сумма n+m+m’ составляет до 35, n является целым числом от 1 до 5, каждое из m и m’ является целым числом, равным, по меньшей мере, 1, и Х является сложной эфирной группой [-С(=O)O-]. Изобретение также относится к способу композиции модификатора битума и композиции полимерно-битумного вяжущего.From the patent US9328235 (LG CHEM LTD (KR), 05/03/2016), the structure and method for producing a polymeric bitumen modifier is known, which is a triblock copolymer and which is synthesized by anionic block copolymerization of a vinyl aromatic hydrocarbon and a diene hydrocarbon with conjugated double bonds using an organic anionic initiator in a reactor containing a hydrocarbon solvent. The step of obtaining a block copolymer includes forming a vinyl aromatic block by adding a vinyl aromatic hydrocarbon to a reactor containing a hydrocarbon solvent, and then introducing an organic anionic initiator into it; forming a conjugated diene block attached to the end of the vinyl aromatic block by adding a conjugated diene compound to the reactor; introducing a functional additive selected from the group consisting of compounds represented by formula 1 into the reactor; and obtaining an asphalt modifier composition comprising a block copolymer and a functional additive by removing the hydrocarbon solvent. In formula 1, the sum of n+m+m' is up to 35, n is an integer from 1 to 5, each of m and m' is an integer equal to at least 1, and X is an ester group [-C (=O)O-]. The invention also relates to a method for the composition of the bitumen modifier and the composition of the polymer-bitumen binder.
Формула 1Formula 1
Стоит отметить, что в качестве сшивающего агента используются соединения, содержащие полярные карбоксилатные группы, которые в свою очередь могут уменьшать сродство к неполярным частицам модифицируемого битума. Также показано, что изобретение не приводит к росту температуры размягчения в получающемся полимерно-битумном вяжущем.It should be noted that compounds containing polar carboxylate groups are used as a cross-linking agent, which, in turn, can reduce the affinity for non-polar particles of the modified bitumen. It is also shown that the invention does not lead to an increase in the softening temperature in the resulting polymer-bitumen binder.
В патенте US6025418 (FINA RESEARCH (BE), 15.02.2002) известен способ получения битум-полимерных композиций в присутствии новых вулканизирующих агентов для более качественного контроля реакции вулканизации. Битумная композиция содержит, мас.ч.: битум с индексом пенетрации 20-320 – 80-90; бутадиеновый полимер или бутадиен-стирольный блок-сополимер – 1-20; сера и серосодержащая добавка – 0,01-0,15. Способ получения битум-полимерных композиций осуществляют путем смешения компонентов при 150-170°С. Бутадиен-стирольный блок-сополимер является сополимером с линейной, радиальной или с звездообразной структурой с молекулярной массой 120000-280000. Изобретение относится к области модификации углеводородных связующих материалов, таких как битумы, асфальты, гудроны.In patent US6025418 (FINA RESEARCH (BE), Feb. 15, 2002), a method for producing bitumen-polymer compositions in the presence of new vulcanizing agents for better control of the vulcanization reaction is known. The bituminous composition contains, parts by weight: bitumen with a penetration index of 20-320 - 80-90; butadiene polymer or butadiene-styrene block copolymer - 1-20; sulfur and sulfur-containing additive - 0.01-0.15. The method of obtaining bitumen-polymer compositions is carried out by mixing the components at 150-170°C. The styrene-butadiene block copolymer is a linear, radial or star-shaped copolymer with a molecular weight of 120,000-280,000. The invention relates to the field of modification of hydrocarbon binders such as bitumen, asphalts, tars.
Совместное применение вулканизующей системы и серы позволило приготовить битумные вяжущие материалы с улучшенными свойствами сопротивления к образованию трещин. Однако недостатком является низкая селективность реакции модификации серой и серосодержащими вулканизирующими агентами, что приводит к неравномерности распределения сшитой полимерной сетки, следовательно, к снижению ее прочности и возникновению нерегулярности свойств в материале полимерно-битумного вяжущего. Также в примерах отмечено отсутствие улучшения в прочности прилипания и сцепления частиц битума с наполнителем в полимерно-битумном вяжущем, и его стабильности к старению.The combined use of a vulcanizing system and sulfur has made it possible to prepare bituminous binders with improved crack resistance properties. However, the disadvantage is the low selectivity of the modification reaction with sulfur and sulfur-containing vulcanizing agents, which leads to uneven distribution of the cross-linked polymer network, therefore, to a decrease in its strength and the occurrence of irregular properties in the material of the polymer-bitumen binder. Also in the examples, there was no improvement in the strength of adhesion and adhesion of bitumen particles with the filler in the polymer-bitumen binder, and its stability to aging.
Из заявки US6087420 (ELF ANTAR FRANCE (FR), 11.07.2000) известен способ получения битумно-полимерных композиций с улучшенными физико-механическими свойствами для дорожных покрытий, битумных смесей или водонепроницаемой облицовки. Способ так же относится к маточному раствору полимера, который может быть использован для приготовления из указанных композиций. Согласно предлагаемому варианту осуществления приготовления полимерно-битумных композиций, битум или смесь битумов и сополимера стирола и бутадиена линейной или разветвленной структуры, имеющие общее содержание бутадиена в диапазоне от 50 до 95 мас.% и 1,2-звеньев в диапазоне от 12 до 50 мас.%, выдерживают при перемешивании при температурах от 100 до 230°С. Для образования полимерно-битумной композиции, которая содержит по меньшей мере один сшивающий агент, выбранный из группы, образованной (i) серо-донорными связующими агентами, (ii) функционализирующими агентами, выбранными из карбоновых кислот или сложных эфиров, содержащих тиольные или дисульфидные группы, и (iii) пероксидными соединениями, которые генерируют свободные радикалы при температурах от 100°С до 230°С. В качестве связующего агента предпочтительно используется сера. From application US6087420 (ELF ANTAR FRANCE (FR), 07/11/2000) a method for producing bitumen-polymer compositions with improved physical and mechanical properties for road surfaces, bituminous mixtures or waterproof lining is known. The method also relates to the mother liquor of the polymer, which can be used to prepare from these compositions. According to the proposed embodiment of the preparation of polymer-bitumen compositions, bitumen or a mixture of bitumens and a copolymer of styrene and butadiene of a linear or branched structure, having a total content of butadiene in the range from 50 to 95 wt.% and 1,2-units in the range from 12 to 50 wt. .%, maintained under stirring at temperatures from 100 to 230°C. To form a polymer-bitumen composition that contains at least one cross-linking agent selected from the group formed by (i) sulfur-donor coupling agents, (ii) functionalizing agents selected from carboxylic acids or esters containing thiol or disulfide groups, and (iii) peroxide compounds that generate free radicals at temperatures from 100°C to 230°C. Sulfur is preferably used as a binding agent.
Известно, что пероксидные соединения инициируют разрушение и деструкцию полимера. Таким образом, применение данных соединений приводит к быстрому ухудшению свойств полимерно-битумных вяжущих.It is known that peroxide compounds initiate the destruction and destruction of the polymer. Thus, the use of these compounds leads to a rapid deterioration of the properties of polymer-bitumen binders.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ модификации полимерно-битумного вяжущего, раскрытый в патенте US5508112 (ARR-MAZ PRODUCTS, L.P., FLORIDA, 16.04.1996). В данном патенте способ приготовления ПВБ включает гомогенизацию смеси битума и блочного сополимера стирола и сопряженного диена при повышенной температуре в течение определённого промежутка времени. Затем в гомогенную полимерно-битумную композицию при нагревании и продолжительном перемешивании добавляют смесь серы в качестве сшивающего агента и ускорителя сшивки, выбранным из моно- и дитиурамсульфида, морфолиндисульфида, капролактам N,N’-дисульфида, с добавками алкилдисульфидов, бензотиазолсульфонамидов, дитиокарбаматов металлов (висмут, цинк, медь, натрий), гуанидина, жирных кислот. Полимер представляет собой ди- или трехблочный сополимер стирола с бутадиеном, или изопреном, или карбоксилированным изопреном, или хлоропреном, или карбоксилированным бутадиеном. Полимер и сшивающий агент вводят в битум одновременно в форме раствора в масле, смешение проводят при 100-230°С в течение не менее 10 минут, предпочтительно от 10 до 60-ти минут. The closest in technical essence and the achieved result is a method for modifying a polymer-bitumen binder, disclosed in patent US5508112 (ARR-MAZ PRODUCTS, L.P., FLORIDA, 04/16/1996). In this patent, the method for preparing PVB involves homogenizing a mixture of bitumen and a block copolymer of styrene and a conjugated diene at an elevated temperature for a certain period of time. Then, a mixture of sulfur is added to the homogeneous polymer-bitumen composition with heating and prolonged stirring as a cross-linking agent and a cross-linking accelerator, selected from mono- and dithiuramsulfide, morpholine disulfide, caprolactam N,N'-disulfide, with the addition of alkyl disulfides, benzothiazolsulfonamides, metal dithiocarbamates (bismuth , zinc, copper, sodium), guanidine, fatty acids. The polymer is a di- or triblock copolymer of styrene with butadiene or isoprene or carboxylated isoprene or chloroprene or carboxylated butadiene. The polymer and the crosslinking agent are introduced into the bitumen simultaneously in the form of a solution in oil, mixing is carried out at 100-230°C for at least 10 minutes, preferably from 10 to 60 minutes.
К недостаткам указанного способа относится использование серы, что несет в себе экологические риски, а также то, что смешение по отдельности полимера в битуме и смеси серосодержащего сочетающего агента и ускорителя сшивки не позволяет достичь их гомогенного распределения в структуре полимер-битум, что может привести к ухудшению характеристик полимерно-битумного вяжущего и низкому качеству дорожного покрытия на его основе.The disadvantages of this method include the use of sulfur, which carries environmental risks, as well as the fact that mixing separately the polymer in bitumen and a mixture of a sulfur-containing coupling agent and a crosslinking accelerator does not allow them to be homogeneously distributed in the polymer-bitumen structure, which can lead to deterioration of the characteristics of the polymer-bitumen binder and the low quality of the road surface based on it.
Раскрытие ИзобретенияDisclosure of the Invention
Технической задачей настоящего изобретения является создание блок-сополимерной композиции, способствующей повышению показателей растяжимости, максимального усилия при растяжении и эластичности полимерно-битумных вяжущих (ПБВ); улучшение стабильности ПБВ при термическом воздействии.The technical objective of the present invention is the creation of a block copolymer composition that improves extensibility, maximum tensile strength and elasticity of polymer-bitumen binders (PBV); improving the stability of PBB under thermal exposure.
Настоящее изобретение относится к способу получения блок-сополимерной композиции полимеризацией винилароматического углеводорода и сопряженного диена, взятых в соотношениях (30-32):(68-70) мас.% соответственно, в среде углеводородного растворителя, в присутствии электронодонорной добавки, литийорганического инициатора, постполимеризационной обработкой, как минимум, двумя сочетающими агентами, дегазацией, отжимом, выделением и сушкой, причем каждый из сочетающих агентов независимо выбран из кремнийсодержащих соединений формулы R2SiHal2, где R представляет собой С1-С20 алкильные или С5-С20 арильные группы, и серосодержащих соединений, имеющих в своей структуре полисульфидные группы (-S-)n, где n=1-8, и группу-линкер (-Y-), выбранную из С1-С20-алкильных, С3-С20-алициклических, С3-С20-гетероциклических, С5-С20-ароматических групп.The present invention relates to a method for producing a block copolymer composition by polymerization of a vinyl aromatic hydrocarbon and a conjugated diene, taken in the ratios (30-32): (68-70) wt.%, respectively, in a hydrocarbon solvent medium, in the presence of an electron donor additive, an organolithium initiator, a post-polymerization treatment with at least two coupling agents, degassing, squeezing, isolation and drying, each of the coupling agents being independently selected from silicon-containing compounds of formula R 2 SiHal 2 , where R is C 1 -C 20 alkyl or C 5 -C 20 aryl groups, and sulfur-containing compounds having in their structure polysulfide groups (-S-) n , where n=1-8, and a linker group (-Y-) selected from C 1 -C 20 -alkyl, C 3 -C 20 -alicyclic, C 3 -C 20 -heterocyclic, C 5 -C 20 -aromatic groups.
Настоящее изобретение также относится к способу получения полимерно-битумных вяжущих путем получения вышеописанной блок-сополимерной композиции полимеризацией винилароматического углеводорода, постполимеризационной обработкой с применением, как минимум, двух сочетающих агентов, дегазацией, отжимом, выделением и сушкой, причем каждый из сочетающих агентов независимо выбран из кремнийсодержащих соединений формулы R2SiHal2, где R представляет собой С1-С20 алкильные или С5-С20 арильные группы, и серосодержащих соединений, имеющих в своей структуре полисульфидные группы (-S-)n, где n=1-8, и группу-линкер (-Y-), выбранную из С1-С20-алкильных, С3-С20-алициклических, С3-С20-гетероциклических, С5-С20-ароматических групп, и добавления полученной блок-сополимерной композиции в битум.The present invention also relates to a method for producing polymer-bitumen binders by obtaining the above-described block copolymer composition by polymerizing a vinyl aromatic hydrocarbon, post-polymerization treatment using at least two coupling agents, degassing, pressing, isolating and drying, each of the coupling agents being independently selected from silicon-containing compounds of the formula R 2 SiHal 2 , where R represents C 1 -C 20 alkyl or C 5 -C 20 aryl groups, and sulfur-containing compounds having polysulfide groups (-S-) n in their structure, where n=1-8 , and a linker group (-Y-) selected from C 1 -C 20 -alkyl, C 3 -C 20 -alicyclic, C 3 -C 20 -heterocyclic, C 5 -C 20 -aromatic groups, and adding the resulting block -copolymer composition into bitumen.
Кроме того, настоящее изобретение относится к блок-сополимерной композиции для полимерно-битумных вяжущих, включающей In addition, the present invention relates to a block copolymer composition for polymer-bitumen binders, comprising
(i) от 8 до 16 мас. % несшитого двублочного блок-сополимера АB;(i) 8 to 16 wt. % uncrosslinked diblock block copolymer AB;
(ii) от 34 до 87 мас. % трехблочного блок-сополимера, полученного с применением кремнийсодержащего сочетающего агента;(ii) from 34 to 87 wt. % triblock block copolymer obtained using a silicon-containing coupling agent;
(iii) от 5 до 50 мас. % трехблочного блок-сополимера, полученного с применением серосодержащего сочетающего агента и(iii) from 5 to 50 wt. % triblock block copolymer obtained using a sulfur-containing coupling agent and
(iv) необязательно, функциональные добавки,(iv) optionally, functional additives,
где A представляет собой блок моновинилароматического углеводорода, В представляет собой блок сопряженного диена, where A is a monovinyl aromatic hydrocarbon block, B is a conjugated diene block,
причем содержание связанного моновинилароматического мономера составляет от 30 до 32 мас.%, сопряженного диена – от 68 до 70 мас.%, содержание 1,2-винильных звеньев - от 10 до 43 мас.% в расчете на 100 мас.% блок-сополимерной композиции. moreover, the content of the bound monovinyl aromatic monomer is from 30 to 32 wt.%, the conjugated diene is from 68 to 70 wt.%, the content of 1,2-vinyl units is from 10 to 43 wt.% based on 100 wt.% block copolymer compositions.
Блок-сополимерная композиция характеризуется содержанием связанного моновинилароматического мономера от 30 до 32 мас.%, содержанием 1,2-звеньев от 10 до 43 мас.% на полимерный блок сопряженного диена, содержанием двублочного сополимера от 8 до 16 мас.%, средневесовой молекулярной массой от 75000 до 115000 а.е.м. и полидисперсностью от 1,3 до 1.6.The block copolymer composition is characterized by the content of bound monovinyl aromatic monomer from 30 to 32 wt.%, the content of 1,2 units from 10 to 43 wt.% per polymer block of conjugated diene, the content of diblock copolymer from 8 to 16 wt.%, weight average molecular weight from 75,000 to 115,000 amu and polydispersity from 1.3 to 1.6.
Также настоящее изобретение относится к полимерно-битумному вяжущему для дорожного строительства, которое представляет собой смесь, состоящую из 95,0-98,0 мас. % битума и 2,0-5,0 мас. % блок-сополимерной композиции по изобретению.The present invention also relates to a polymer-bitumen binder for road construction, which is a mixture consisting of 95.0-98.0 wt. % bitumen and 2.0-5.0 wt. % block copolymer composition according to the invention.
Техническим результатом настоящего изобретения является получение блок-сополимерной композиции, характеризующейся повышенным содержанием высокомолекулярной фракции (Mw), расширенной полидисперсностью (от 1,3 до 1.6), как следствие, блок-сополимерная композиция по изобретению отличается улучшенной перерабатываемостью; полученное на основе блок-сополимерной композиции полимерно-битумное вяжущее (ПБВ) отличается улучшенным сродством полимера к битуму, улучшенным комплексом свойств, а именно повышенной растяжимостью и максимальным усилием при растяжении, улучшенной эластичностью и повышенной стабильностью ПБВ при термическом старении.The technical result of the present invention is to obtain a block copolymer composition characterized by a high content of high molecular weight fraction (M w ), expanded polydispersity (from 1.3 to 1.6), as a result, the block copolymer composition according to the invention is characterized by improved processability; The polymer-bitumen binder (PBB) obtained on the basis of the block copolymer composition is characterized by improved affinity of the polymer to bitumen, an improved set of properties, namely, increased extensibility and maximum tensile force, improved elasticity and increased stability of PBB during thermal aging.
Блок-сополимерная композиция для полимерно-битумных вяжущих в соответствии с изобретением представляет собой смесь блок-сополимеров (i)-(iii) как определено выше, с добавлением, при необходимости, функциональных добавок (iv), традиционных в данной области.Block copolymer composition for polymer-bitumen binders in accordance with the invention is a mixture of block copolymers (i)-(iii) as defined above, with the addition, if necessary, functional additives (iv), conventional in this field.
Присутствие от 8 до 16 мас. % блок-сополимера АВ (i) в составе композиции придает повышенную адгезию блок-сополимерной композиции к частицам битума за счет межмолекулярных физико-химических контактов, являясь по сути регулятором вязкости и скорости распределения полимера в битуме. При содержании несшитого блок-сополимера АВ (i) ниже 8 мас. % снижается скорость смешивания блок-сополимера с битумом, тем самым не достигается полного распределения блок-сополимера в ПБВ. При содержании блок-сополимера АВ (i) более 16 мас. % снижается температура размягчения ПБВ, возрастает значения показателя пенетрации (глубины проникания иглы), что негативно влияет на эксплуатационные характеристики дорожного покрытия.The presence of 8 to 16 wt. % block copolymer AB (i) in the composition gives increased adhesion of the block copolymer composition to bitumen particles due to intermolecular physical and chemical contacts, being in fact a regulator of the viscosity and distribution rate of the polymer in bitumen. When the content of non-crosslinked block copolymer AB (i) is below 8 wt. %, the mixing rate of the block copolymer with bitumen decreases, thereby not achieving complete distribution of the block copolymer in PBB. When the content of the block copolymer AB (i) more than 16 wt. %, the softening temperature of PMB decreases, the value of the penetration index (needle penetration depth) increases, which negatively affects the performance of the road surface.
Присутствие от 34 до 87 мас. % блок-сополимера, сшитого кремнийсодержащим сочетающим агентом (ii) в составе композиции по изобретению обеспечивает образование в ПБВ прочной термоэластопластной сетки полистирольных доменов, связанных эластическими полибутадиеновыми блоками.The presence of 34 to 87 wt. % block copolymer cross-linked with a silicon-containing coupling agent (ii) in the composition according to the invention ensures the formation in PMB of a strong thermoplastic network of polystyrene domains connected by elastic polybutadiene blocks.
Присутствие от 5 до 50 мас. % блок-сополимера, сшитого серосодержащим сочетающим агентом (iii) обеспечивает прочную адгезию между частицами блок-сополимерной композиции и битума за счет образующихся химических связей через атомы серы. При содержании блок-сополимера (iii) ниже 5 мас. % улучшений свойств ПБВ не отмечается. При содержании блок-сополимера (iii) выше 50 мас. % снижается прочность полимерной сетки в ПБВ, что негативно отражается на всех ключевых эксплуатационных характеристиках дорожного покрытия: долговечности, устойчивости к образованию трещин и колеи, морозо- и теплостойкости.The presence of 5 to 50 wt. % block copolymer crosslinked with a sulfur-containing coupling agent (iii) provides strong adhesion between the particles of the block copolymer composition and bitumen due to the formation of chemical bonds through sulfur atoms. When the content of the block copolymer (iii) is below 5 wt. % improvement of PMB properties is not observed. When the content of the block copolymer (iii) above 50 wt. %, the strength of the polymer mesh in PMB decreases, which negatively affects all the key performance characteristics of the road surface: durability, resistance to cracking and rutting, frost and heat resistance.
В соответствии с настоящим изобретением блок А в составе блок-сополимеров представляет собой блок моновинилароматического углеводорода. В качестве моновинильных ароматических углеводородов предпочтительно используют стирол или α-метилстирол, наиболее предпочтительно используют стирол. Содержание моновинильных ароматических углеводородов в конечном блок-сополимере составляет от 30 до 32 мас.% от общей массы блок-сополимера.In accordance with the present invention, block A in the composition of block copolymers is a block of monovinyl aromatic hydrocarbon. As monovinyl aromatic hydrocarbons, styrene or α-methylstyrene is preferably used, most preferably styrene is used. The content of monovinyl aromatic hydrocarbons in the final block copolymer is from 30 to 32 wt.% of the total weight of the block copolymer.
В соответствии с настоящим изобретением блок В в составе блок-сополимеров представляет собой блок сопряженного диена. В качестве сопряженных диенов предпочтительно используют 1,3-бутадиен или изопрен, наиболее предпочтительно используют 1,3-бутадиен. Содержание сопряженного диена в конечном блок-сополимере составляет от 68 до 70 мас.% от общей массы блок-сополимера.In accordance with the present invention, the B block in the block copolymers is a conjugated diene block. The conjugated dienes are preferably 1,3-butadiene or isoprene, most preferably 1,3-butadiene. The content of the conjugated diene in the final block copolymer is from 68 to 70 wt.% of the total weight of the block copolymer.
В качестве сочетающего агента используют комбинацию кремне- и серосодержащих соединений. As a coupling agent, a combination of silicon and sulfur-containing compounds is used.
В качестве кремнийсодержащего сочетающего агента предпочтительно применяют галогенозамещенные силаны общей формулой R2SiHal2, где R представляет собой С1-С20 алкильные или С5-С20 арильные группы. Наиболее предпочтительными кремнийсодержащими сочетающими агентами являются диметилдихлорсилан (ДМДХС) и дифенилдихлорсилан (ДФДХС).As silicon-containing coupling agent, halogen-substituted silanes of the general formula R 2 SiHal 2 are preferably used, where R represents C 1 -C 20 alkyl or C 5 -C 20 aryl groups. The most preferred silicon-containing coupling agents are dimethyldichlorosilane (DMDCS) and diphenyldichlorosilane (DPDCS).
Количество применяемого кремнийсодержащего сочетающего агента рассчитывают на количество лития в инициаторе, при этом по предлагаемому изобретению мольное соотношение галогена к литию находится в диапазоне от 0,34 до 0,84. Указанный диапазон обеспечивает требуемую степень разветвления блок-сополимера, так как при использовании меньшего количества кремнийсодержащего сочетающего агента содержание двублочного сополимера превышает 16 мас.% в составе блок-сополимера, а дозировка кремнийсодержащего сочетающего агента выше указанного диапазона приведет к тому, что содержание блок-сополимера (ii) в составе композиции будет превышать 87 мас. %. The amount of silicon-containing coupling agent used is calculated on the amount of lithium in the initiator, while according to the invention, the molar ratio of halogen to lithium is in the range from 0.34 to 0.84. The specified range provides the desired degree of branching of the block copolymer, since when using a smaller amount of silicon-containing coupling agent, the content of the diblock copolymer exceeds 16 wt.% in the composition of the block copolymer, and the dosage of the silicon-containing coupling agent above the specified range will lead to the content of the block (ii) in the composition will exceed 87 wt. %.
В качестве серосодержащих сочетающих агентов, которые выступают как сшивающие агенты и в дальнейшем как ускорители сшивки при приготовлении полимерно-битумных композиций, применяют соединения, имеющие в своей структуре полисульфидные группы (-S-)n, где n=1-8, предпочтительно n=1-4, наиболее предпочтительно n=2 или n=4. Причем в составе серосодержащих сочетающих агентов присутствуют группы-линкеры (-Y-), которые способны реагировать с активными атомами Li в полимерной цепи и присоединять эти полимерные цепи. В качестве групп-линкеров (-Y-) могут быть использованы С1-С20- алкильные, С3-С20- алициклические, С3-С20-гетероциклические, С5-С20-ароматические групп группы; предпочтительны алкильные группы-линкеры структуры -(СН2)n- , где n=3 и более, наиболее предпочтительны алкильные линкеры -(СН2)n-, где n=3, поскольку такие соединения являются коммерчески доступными. As sulfur-containing coupling agents, which act as cross-linking agents and further as cross-linking accelerators in the preparation of polymer-bitumen compositions, compounds are used that have polysulfide groups (-S-) n in their structure, where n=1-8, preferably n= 1-4, most preferably n=2 or n=4. Moreover, in the composition of sulfur-containing coupling agents there are linker groups (-Y-), which are able to react with active Li atoms in the polymer chain and attach these polymer chains. As linker groups (-Y-), C 1 -C 20 - alkyl, C 3 -C 20 - alicyclic, C 3 -C 20 -heterocyclic, C 5 -C 20 -aromatic group groups can be used; preferred alkyl group-linkers structure -(CH 2 ) n - where n=3 or more, most preferred alkyl linkers -(CH 2 ) n - where n=3, since such compounds are commercially available.
Предпочтительно в качестве серосодержащего сочетающего агента применяют ди(1-метилэтиловый) эфир тиопероксидикарбоновой кислоты, 4,4’-динитродифенилдисульфид, бис(триэтоксисилилпропил)дисульфид, бис[3-(триэтоксисилил)пропил]тетрасульфид, тетра-н-бутилтиурамдисульфид. Preferably, di(1-methylethyl) thioperoxydicarboxylic acid ester, 4,4'-dinitrodiphenyl disulfide, bis(triethoxysilylpropyl)disulfide, bis[3-(triethoxysilyl)propyl]tetrasulfide, tetra-n-butylthiuramdisulfide are used as the sulfur-containing coupling agent.
Наиболее предпочтительно применяют бис[3-(триэтоксисилил)пропил]дисульфид, бис[3-(триэтоксисилил)пропил]тетрасульфид и тетра-н-бутилтиурамдисульфид.Most preferably, bis[3-(triethoxysilyl)propyl]disulfide, bis[3-(triethoxysilyl)propyl]tetrasulfide and tetra-n-butylthiuramdisulfide are used.
Количество применяемого серосодержащего сочетающего агента рассчитывают на количество лития, при этом по предлагаемому изобретению мольное соотношение серосодержащего агента к литию находится в диапазоне от 0,025 до 0,25. Указанный диапазон обеспечивает требуемое по настоящему изобретению содержание серосодержащего блок-сополимера в составе композиции. The amount of sulfur-containing coupling agent used is calculated on the amount of lithium, while according to the invention, the molar ratio of the sulfur-containing agent to lithium is in the range from 0.025 to 0.25. This range provides the content of the sulfur-containing block copolymer required by the present invention in the composition.
Термин "алкильная группа" означает насыщенный углеводородный заместитель с линейной или разветвленной цепью, как правило, содержащий от 1 до 20 атомов углерода, например, от 1 до 10, от 1 до 8, от 1 до 6 или от 1 до 4 атомов углерода. Примеры подобных заместителей включают метил, этил, н-пропил, изопропил, н-бутил, изобутил, втор-бутил, трет-бутил, разветвленные и неразветвленные пентил, гексил, гептил, октил, нонил и децил.The term "alkyl group" means a saturated hydrocarbon substituent with a straight or branched chain, usually containing from 1 to 20 carbon atoms, for example, from 1 to 10, from 1 to 8, from 1 to 6 or from 1 to 4 carbon atoms. Examples of such substituents include methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, n-butyl, isobutyl, sec-butyl, t-butyl, branched and unbranched pentyl, hexyl, heptyl, octyl, nonyl and decyl.
Термин "алкенильная группа" означает углеводородный заместитель с линейной или разветвленной цепью, содержащий одну или несколько двойных связей и, как правило, от 2 до 20 атомов углерода; например, от 2 до 10, от 2 до 8, от 2 до 6 или от 2 до 4 атомов углерода. Примеры подобных заместителей включают этенил (винил), 2-пропенил, 3-пропенил, 1,4-пентадиенил, 1,4-бутадиенил, 1-бутенил, 2-бутенил, 3-бутенил, пентенил и гексенил.The term "alkenyl group" means a straight or branched hydrocarbon substituent containing one or more double bonds and typically 2 to 20 carbon atoms; for example, 2 to 10, 2 to 8, 2 to 6, or 2 to 4 carbon atoms. Examples of such substituents include ethenyl (vinyl), 2-propenyl, 3-propenyl, 1,4-pentadienyl, 1,4-butadienyl, 1-butenyl, 2-butenyl, 3-butenyl, pentenyl, and hexenyl.
Термин "алкинильная группа" (сам по себе или в сочетании с другим(и) термином(ами)) означает углеводородный заместитель с линейной или разветвленной цепью, содержащий одну или несколько тройных связей и обычно от 2 до 15 атомов углерода; например, от 2 до 10, от 2 до 8, от 2 до 6 или от 2 до 4 атомов углерода. Примеры подобных заместителей включают этинил, 2-пропинил, 3-пропинил, 2-бутинил и 3-бутинил.The term "alkynyl group" (by itself or in combination with other term(s)) means a straight or branched hydrocarbon substituent containing one or more triple bonds and typically 2 to 15 carbon atoms; for example, 2 to 10, 2 to 8, 2 to 6, or 2 to 4 carbon atoms. Examples of such substituents include ethynyl, 2-propynyl, 3-propynyl, 2-butynyl and 3-butynyl.
Термин "циклоалкильная группа" означает насыщенный циклический углеводородный заместитель, содержащий от 3 до 14 атомов углерода в цикле. Циклоалкил может иметь один углеродный цикл, который обычно содержит от 3 до 8 кольцевых атомов углерода и более типично от 3 до 6 кольцевых атомов. The term "cycloalkyl group" means a saturated cyclic hydrocarbon substituent containing from 3 to 14 carbon atoms in the ring. Cycloalkyl may have one carbon cycle, which typically contains 3 to 8 ring carbon atoms, and more typically 3 to 6 ring atoms.
Термин "арильная группа" означает ароматический карбоцикл, содержащий от 6 до 14 кольцевых атомов углерода или от 3 до 8, от 3 до 6 или от 5 до 6 кольцевых атомов углерода. Арил может быть моноциклическим или полициклическим (т.е. может иметь больше одного цикла). В случае полициклических ароматических циклов лишь один цикл полициклической системе должен быть ненасыщенным, в то время как остальные циклы могут быть насыщенными, частично насыщенными или ненасыщенными. Примеры арильных групп включают фенил, нафтил.The term "aryl group" means an aromatic carbocycle containing 6 to 14 ring carbon atoms, or 3 to 8, 3 to 6 or 5 to 6 ring carbon atoms. Aryl may be monocyclic or polycyclic (ie may have more than one cycle). In the case of polycyclic aromatic rings, only one ring in the polycyclic system must be unsaturated, while the remaining rings may be saturated, partially saturated or unsaturated. Examples of aryl groups include phenyl, naphthyl.
Термин "гетероциклическая группа" обозначает насыщенную, частично ненасыщенную или ароматическую циклическую структуру, содержащую в общей сложности от 3 до 14 кольцевых атомов, где, по меньшей мере, один из кольцевых атомов представляет собой гетероатом (например, атом кислорода, азота или серы), а остальные кольцевые атомы представляют собой атомы углерода. Гетероциклильная группа может, например, содержать один, два, три, четыре или пять гетероатомов. The term "heterocyclic group" means a saturated, partially unsaturated or aromatic ring structure containing a total of 3 to 14 ring atoms, where at least one of the ring atoms is a heteroatom (for example, an oxygen, nitrogen or sulfur atom), and the remaining ring atoms are carbon atoms. The heterocyclyl group may, for example, contain one, two, three, four or five heteroatoms.
Примеры гетероциклилов включают фуранил, пиразолил, морфолинил, индолизинил, пиранопирролил, пиридил, пиримидинил.Examples of heterocyclyls include furanyl, pyrazolyl, morpholinyl, indolizinyl, pyranopyrrolyl, pyridyl, pyrimidinyl.
Как применено в настоящем описании, "алифатическая группа" является химической группой, которая содержит, по меньшей мере, одну цепочку атомов углерода, которая имеет длину, по меньшей мере, до 20 атомов углерода. As used herein, an "aliphatic group" is a chemical group that contains at least one chain of carbon atoms that is at least 20 carbon atoms in length.
Ароматическая группа может представлять собой карбоциклическую арильную группу с от 6 до 10 атомами углерода в кольце, которая может быть незамещенной или замещенной по меньшей мере одной замещающей группой, выбираемой из группы, состоящей из замещающих групп С, указанных ниже; нитрогруппы; а также карбоксильной группы; указанные замещающие группы С выбирают из группы, состоящей из алкильных групп с от 1 до 6 атомами углерода; алкоксильных групп с от 1 до 6 атомами углерода; гидроксильных групп; атомов галогенов; аминогрупп; алкиламиногрупп с от 1 до 6 атомами углерода.The aromatic group may be a carbocyclic aryl group with from 6 to 10 carbon atoms in the ring, which may be unsubstituted or substituted with at least one substituent group selected from the group consisting of substituent groups C below; nitro groups; as well as a carboxyl group; said substituent C groups are selected from the group consisting of C 1 to C 6 alkyl groups; alkoxy groups with 1 to 6 carbon atoms; hydroxyl groups; halogen atoms; amino groups; alkylamino groups with 1 to 6 carbon atoms.
В качестве углеводородного растворителя по настоящему изобретению применяют алифатические и ароматические углеводородные растворители или их смеси. В соответствии с изобретением могут быть использованы гексан, толуол, циклогексан. Наиболее предпочтительно использовать углеводородный растворитель, представляющий собой смесь циклогексана и нефраса в соотношении (65-75):(30-35), где нефрас представляет собой гексан-гептановую фракцию парафиновых углеводородов деароматизированных бензинов каталитического риформинга с температурными пределами выкипания 65-75°С.As the hydrocarbon solvent of the present invention, aliphatic and aromatic hydrocarbon solvents or mixtures thereof are used. In accordance with the invention, hexane, toluene, cyclohexane can be used. It is most preferable to use a hydrocarbon solvent, which is a mixture of cyclohexane and nefras in the ratio (65-75):(30-35), where nefras is a hexane-heptane fraction of paraffinic hydrocarbons of dearomatized catalytic reforming gasolines with boiling point limits of 65-75°C.
В качестве электронодонорной добавки (ЭД) по настоящему изобретению применяют соединения, выбранные из класса эфиров, такие как диэтиловый эфир, ди-н-бутиловый эфир, диэтиловый эфир этиленгликоля, диметиловый эфир диэтиленгликоля, диметиловый эфир пропиленгликоля, диэтиловый эфир пропиленгликоля, дибутиловый эфир пропиленгликоля, этил-трет-бутиловый эфир этиленгликоля; из класса алкилтетрагидрофуриловых эфиров, такие как метилтетрагидрофуриловый эфир, этилтетрагидрофуриловый эфир, пропилтетрагидрофуриловый эфир, бутилтетрагидрофуриловый эфир, гексилтетрагидрофуриловый эфир, октилтетрагидрофуриловый эфир, тетрагидрофуран, 2,2-ди(тетрагидрофурил)пропан (ДТГФП), метиловый эфир тетрагидрофурилового спирта, бутиловый эфир тетрагидрофурилового спирта или из класса аминов, такие как, бутиловый эфир триэтиламина, пиридин, N,N,N',N'-тетраметилэтилендиамин (ТМЭДА), триэтиламин, трипропиламин, этилентриамин, дипиперидиноэтан.As the electron donor additive (ED) of the present invention, compounds selected from the class of ethers such as diethyl ether, di-n-butyl ether, ethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, propylene glycol dimethyl ether, propylene glycol diethyl ether, propylene glycol dibutyl ether, ethyl tert-butyl ether of ethylene glycol; from the class of alkyltetrahydrofuryl ethers such as methyltetrahydrofuryl ether, ethyltetrahydrofuryl ether, propyltetrahydrofuryl ether, butyltetrahydrofuryl ether, hexyltetrahydrofuryl ether, octyltetrahydrofuryl ether, tetrahydrofuran, 2,2-di(tetrahydrofuryl)propane (DTHFP), tetrahydrofuryl alcohol methyl ether, butyl ether or tetrahydrofuryl alcohol from the class of amines such as triethylamine butyl ether, pyridine, N,N,N',N'-tetramethylethylenediamine (TMEDA), triethylamine, tripropylamine, ethylenetriamine, dipiperidinoethane.
В качестве наиболее предпочтительной электронодонорной добавки в соответствии с настоящим изобретением используют этил-трет-бутиловый эфир этиленгликоля и тетрагидрофуран (ТГФ) или их смеси.As the most preferred electron donor additive in accordance with the present invention, ethylene glycol ethyl tert-butyl ether and tetrahydrofuran (THF) or mixtures thereof are used.
Количество применяемой электронодонорной добавки (ЭД) рассчитывают как мольное соотношение к литию и варьируют в диапазоне от 0,010 до 1,000 в зависимости от требуемой микроструктуры блок-сополимера и применяемой электронодонорной добавки: чем больше дозировка применяемой электронодонорной добавки, тем выше содержание 1,2-звеньев в получаемом блок-сополимере.The amount of electron donor additive (ED) used is calculated as a molar ratio to lithium and varies in the range from 0.010 to 1.000 depending on the required microstructure of the block copolymer and the electron donor additive used: the higher the dosage of the electron donor additive used, the higher the content of 1,2-units in the resulting block copolymer.
В качестве литийорганического инициатора по настоящему изобретению применяют этиллитий, изопропиллитий, н-бутиллитий, втор-бутиллитий, трет-бутиллитий, фениллитий, этиллитий, метиллитий, диметиламинопропиллитий, α-метилстирилдилитий, пирролидид лития, трет-бутилдиметилсилокси-пропиллитий, 2-нафтиллитий, 4-фенилбутиллитий, пропиллитий, изопропиллитий. Наиболее предпочтительно используют н-бутиллитий. Ethyllithium, isopropyllithium, n-butyllithium, sec-butyllithium, tert-butyllithium, phenyllithium, ethyllithium, methyllithium, dimethylaminopropyllithium, α-methylstyryldilithium, lithium pyrrolidide, tert-butyldimethylsiloxypropyllithium, 2-naphthyllithium, 4 -phenylbutyllithium, propyllithium, isopropyllithium. Most preferably, n-butyllithium is used.
Количество применяемого инициатора составляет диапазон от 20,0 до 25,0 ммоль на 1 кг мономеров. Большее или меньшее количество инициатора не позволит получить полимер с требуемыми молекулярными массами полимера.The amount of initiator used is in the range from 20.0 to 25.0 mmol per 1 kg of monomers. More or less initiator will not allow you to get a polymer with the desired molecular weights of the polymer.
В одном из вариантов осуществления изобретения, процесс получения композиции блок-сополимера сопряженного диена и моновинилароматического мономера осуществляют путем анионной сополимеризации в реакторе, в среде углеводородного растворителя, в присутствии электронодонорной добавки, литийорганического инициатора и, как минимум, двух сочетающих агентов, выбранных из кремнийсодержащего и серосодержащего сочетающих агентов. Инициирование полимеризации проводят путем добавления раствора инициатора в реактор к раствору винилароматического углеводорода в углеводородном растворителе в температурном диапазоне от 35 до 60°С, формируя поливинилароматический полимерный блок A с активным литием на конце. После полной конверсии (10-30 минут) винилароматического мономера добавляют сопряженный диен в температурном диапазоне от 45 до 55°С и на второй стадии процесса продолжают синтез полимера формированием полидиенового блока в температурном диапазоне 45-95°С, в течении 10-20 минут. Таким образом, получают двублочный несшитый сополимер строения AB (i).In one of the embodiments of the invention, the process of obtaining a composition of a block copolymer of a conjugated diene and a monovinyl aromatic monomer is carried out by anionic copolymerization in a reactor, in a hydrocarbon solvent medium, in the presence of an electron donor additive, an organolithium initiator and at least two coupling agents selected from silicon-containing and sulfur-containing coupling agents. Polymerization is initiated by adding an initiator solution to a reactor solution of a vinyl aromatic hydrocarbon in a hydrocarbon solvent over a temperature range of 35 to 60° C., forming a polyvinyl aromatic polymer block A with active lithium at the end. After complete conversion (10-30 minutes) of the vinylaromatic monomer, the conjugated diene is added in the temperature range from 45 to 55°C, and at the second stage of the process, polymer synthesis is continued by the formation of a polydiene block in the temperature range of 45-95°C, for 10-20 minutes. In this way, a diblock non-crosslinked copolymer of structure AB (i) is obtained.
Для получения трехблочной структуры сшитого кремнийсодержащим сочетающим агентом сополимера (ii) на заключительной стадии полимеризации проводят сшивку полученного двублочного блок-сополимера с расчетным количеством кремнийсодержащего сочетающего агента. Сшивку проводят в течение 5-10 минут при температуре от 90 до 115°С. Затем после сшивки кремнийсодержащим сочетающим агентом добавляют рассчитанное количество серосодержащего сочетающего агента для получения сшитого серосодержащим агентом блок-сополимера (iii). После сшивки в течение 5-10 минут при температуре от 90 до 115°С остаточный активный литий нейтрализуют стоппером. В качестве стоппера используют соединения с активным водородом: спирты, кислоты, вода и т.п.To obtain a triblock structure crosslinked with a silicon-containing coupling agent copolymer (ii), at the final stage of polymerization, the resulting diblock block copolymer is cross-linked with a calculated amount of a silicon-containing coupling agent. Crosslinking is carried out for 5-10 minutes at a temperature of 90 to 115°C. Then, after crosslinking with a silicon-containing coupling agent, a calculated amount of a sulfur-containing coupling agent is added to obtain a block copolymer crosslinked with a sulfur-containing agent (iii). After cross-linking for 5-10 minutes at a temperature of 90 to 115°C, the residual active lithium is neutralized with a stopper. Compounds with active hydrogen are used as a stopper: alcohols, acids, water, etc.
Процесс сшивки можно проводить введением сочетающих агентов в любой последовательности или одновременно. The crosslinking process can be carried out by introducing combining agents in any sequence or simultaneously.
В альтернативном варианте несшитый двублочный сополимер АВ и трехблочные сшитые соответствующими сочетающими агентами блок-сополимеры синтезируются каждый в отдельном реакторе, а затем смешиваются, например, в усреднителе, в таких пропорциях, чтобы соответствовать требованиям настоящего изобретения. Alternatively, the non-crosslinked AB diblock copolymer and the triblock block copolymers crosslinked with appropriate coupling agents are each synthesized in a separate reactor and then mixed, for example, in a blender, in such proportions as to meet the requirements of the present invention.
После дезактивации активных центров до начала дегазации полимеризат стабилизируют любым подходящим антиоксидантом. Наиболее предпочтительно применять смесь фенольного, аминного и серосодержащего антиоксидантов. Дозировка антиоксиданта, как правило, составляет 0,4-0,6 мас.% на полимер. Такая дозировка является необходимой и достаточной для эффективной стабилизации полимера.After deactivation of the active sites prior to degassing, the polymerizate is stabilized with any suitable antioxidant. Most preferably, a mixture of phenolic, amine and sulfur containing antioxidants is used. The dosage of the antioxidant, as a rule, is 0.4-0.6 wt.% on the polymer. This dosage is necessary and sufficient for effective stabilization of the polymer.
Затем блок-сополимерную композицию подвергают водно-паровой дегазации для удаления растворителя и последующей сушке. Then the block copolymer composition is subjected to water-steam degassing to remove the solvent and subsequent drying.
Блок-сополимерная композиция, полученная в соответствии с настоящим изобретением, имеет следующие характеристики: содержание связанного моновинилароматического мономера составляет от 30 до 32 мас.%, сопряженного диена – от 68 до 70 мас.%, содержание 1,2-винильных звеньев составляет от 10 до 43 мас.%, средневесовая молекулярная масса блок-сополимерной композиции находится в диапазоне от 75000 до 115000 а.е.м. и полидисперсность от 1,3 до 1.6.The block copolymer composition obtained in accordance with the present invention has the following characteristics: the content of the bound monovinyl aromatic monomer is from 30 to 32 wt.%, the conjugated diene is from 68 to 70 wt.%, the content of 1,2-vinyl units is from 10 up to 43 wt.%, the weight average molecular weight of the block copolymer composition is in the range from 75,000 to 115,000 a.m.u. and polydispersity from 1.3 to 1.6.
На основе полученной блок-сополимерной композиции путем ее добавления в битум получают полимерно-битумное вяжущее (ПБВ) для дорожного строительства, которое представляет собой смесь, состоящую из (А) 95,0-98,0 мас. % битума и (B) 2,0-5,0 мас. % блок-сополимерной композиции.On the basis of the obtained block copolymer composition, by adding it to the bitumen, a polymer-bitumen binder (PBB) for road construction is obtained, which is a mixture consisting of (A) 95.0-98.0 wt. % bitumen and (B) 2.0-5.0 wt. % block copolymer composition.
Процесс приготовления ПБВ типично осуществляют следующим образом: в разогретый до температуры не менее 175±5°С битум вводят расчетное количество блок-сополимерной композиции. Смешение проводят в течение 120±5 минут при постоянно поддерживаемой температуре 185±5°С и скорости перемешивания 3000±250 об/мин.The PMB preparation process is typically carried out as follows: the calculated amount of the block copolymer composition is introduced into the bitumen heated to a temperature of at least 175±5°C. Mixing is carried out for 120±5 minutes at a constantly maintained temperature of 185±5°C and a stirring speed of 3000±250 rpm.
Битум, используемый в способе согласно настоящему изобретению, выбирают из любых битумов как природного, так и искусственного происхождения, полученных в результате переработки нефти, горючих ископаемых, битуминозных пород. Кроме того, нефтяные и каменноугольные смолы, полученные путем крекинга, могут быть использованы в качестве компонента полимерно-битумной композиции. Также допустимо применять смеси различных битумных материалов. Примеры подходящих битумов включают прямогонные битумы, осажденные битумы, окисленные битумы или их смеси. Кроме того, можно применять смеси одного или более из этих битумов с наполнителями, такими как нефтяные экстракты, например, ароматические экстракты.The bitumen used in the method according to the present invention is selected from any bitumen, both natural and artificial, obtained from the processing of oil, fossil fuels, bituminous rocks. In addition, petroleum and coal tars obtained by cracking can be used as a component of the polymer-bitumen composition. It is also permissible to use mixtures of different bituminous materials. Examples of suitable bitumen include straight run bitumen, precipitated bitumen, oxidized bitumen or mixtures thereof. It is also possible to use mixtures of one or more of these bitumens with fillers such as petroleum extracts, for example aromatic extracts.
Подходящими битумами являются те, которые характеризуются значениями пенетрации в интервале от примерно 25 до примерно 400 дмм при 25°C, предпочтительно от 80 до примерно 160 дмм, наиболее предпочтительно использовать битумы, имеющие пенетрацию от около 80 до около 140 дмм.Suitable bitumens are those having penetration values ranging from about 25 to about 400 dmm at 25° C., preferably from 80 to about 160 dmm, most preferably bitumens having a penetration of from about 80 to about 140 dmm.
Доля битума в составе ПБВ составляет 95-98 мас.%. Повышение количества битума выше указанного диапазона приводит к снижению характеристик дорожного покрытия: устойчивости к колееобразованию, устойчивости к трещинообразованию, теплостойкости и морозостойкости. Снижение количества битума приведет к повышению вязкости (ухудшению технологичности) ПБВ.The share of bitumen in the composition of PMB is 95-98 wt.%. Increasing the amount of bitumen above the specified range leads to a decrease in the characteristics of the road surface: resistance to rutting, resistance to cracking, heat resistance and frost resistance. Reducing the amount of bitumen will lead to an increase in viscosity (deterioration in processability) of PBB.
Доля блок-сополимерной композиции в составе ПБВ составляет от 2 до 5 мас.%. Стоит отметить, что повышение содержания блок-сополимерной композиции выше указанного диапазона будет повышать вязкость ПБВ, а его понижение приведет к тому, что вязкость ПБВ будет соответствовать технологическим требованиям, но при этом снизится температура размягчения и вырастет глубина проникания иглы.The share of the block copolymer composition in the composition of PBB is from 2 to 5 wt.%. It should be noted that an increase in the content of the block copolymer composition above the specified range will increase the viscosity of PMB, and a decrease in it will lead to the fact that the viscosity of PMB will meet the technological requirements, but at the same time the softening temperature will decrease and the penetration depth of the needle will increase.
Полученное ПБВ обладает следующими характеристиками: растяжимость при 25°С в диапазоне от примерно 60 до примерно 91 см; максимальное усилие при растяжении при 0°С от 130,0 до 159,5 Н; изменение пенетрации после старения (70 минут при температуре 163°С) от около 73 до около 86 %; изменение эластичности (при 25°С) после старения (70 минут при температуре 163°С) от 87,6 до 97,9%. При этом остальные ключевые характеристики ПБВ, такие как температура размягчения, глубина проникания иглы, динамическая вязкость по Брукфильду, остаются без изменений.The obtained PMB has the following characteristics: extensibility at 25°C in the range from about 60 to about 91 cm; maximum tensile force at 0°C from 130.0 to 159.5 N; change in penetration after aging (70 minutes at 163°C) from about 73% to about 86%; change in elasticity (at 25°C) after aging (70 minutes at 163°C) from 87.6 to 97.9%. At the same time, other key characteristics of PMB, such as softening point, needle penetration depth, Brookfield dynamic viscosity, remain unchanged.
Осуществление ИзобретенияImplementation of the Invention
Далее будут описаны примеры осуществления настоящего изобретения. Специалистам в данной области будет ясно, что оно не ограничивается только представленными примерами и того же эффекта можно добиться и в иных вариантах осуществления, не выходящих за рамки сущности заявленного изобретения.Next, embodiments of the present invention will be described. Specialists in this field will be clear that it is not limited only to the examples presented, and the same effect can be achieved in other embodiments that do not go beyond the essence of the claimed invention.
Далее описаны методы испытаний, использованные для оценки свойств блок-сополимерной композиции и полимерно-битумного вяжущего, полученных заявленным способом.The following describes the test methods used to evaluate the properties of the block copolymer composition and polymer-bitumen binder obtained by the claimed method.
1) Молекулярно-массовые характеристики образцов блок-сополимерной композиции определяли методом гель-проникающей хроматографии по внутренней методике. Измерения проводились на гель-хроматографе Gel-Permeation Chromatography Agilent 1260 Infinity II с последовательно соединенными колонками: 1) PLgel MIXED-C 300 × 7.5 mm; 2) PLgel MIXED-C 300 × 7.5 mm; 3) PLgel MIXED-C 300 × 7.5 mm, а также на гель-хроматографе «Breeze» фирмы «Waters» с рефрактометрическим детектором. Образцы блок-сополимерной композиции растворяли в свежеперегнанном тетрагидрофуране, массовая концентрация полимера в растворе 2 мг/мм, универсальная калибровка по полистирольным стандартам. Расчет проводили с использованием констант Марка-Куна-Хаувинка (для блок-сополимеров, содержащих моновинильный ароматический углеводород и сопряженный диен К=0,00041, α=0,693). Условия определения:1) The molecular weight characteristics of the samples of the block copolymer composition were determined by gel permeation chromatography according to an internal method. The measurements were carried out on a Gel-Permeation Chromatography Agilent 1260 Infinity II gel chromatograph with columns connected in series: 1) PLgel MIXED-C 300 × 7.5 mm; 2) PLgel MIXED-C 300 × 7.5 mm; 3) PLgel MIXED-C 300 × 7.5 mm, as well as on a Breeze gel chromatograph (Waters) with a refractive index detector. Samples of the block copolymer composition were dissolved in freshly distilled tetrahydrofuran, the mass concentration of the polymer in the solution was 2 mg/mm, universal calibration according to polystyrene standards. The calculation was carried out using the Mark-Kuhn-Houwink constants (for block copolymers containing a monovinyl aromatic hydrocarbon and a conjugated diene K=0.00041, α=0.693). Definition conditions:
- банк из 4-х колонок с высоким разрешением (длиной 300 мм, диаметром 7,8 мм), заполненных стирогелем, HR3, HR4, HR5, HR6, позволяющий анализировать полимеры с молекулярной массой от 500 до 1 × 107 а.е.м;- a bank of 4 columns with high resolution (length 300 mm, diameter 7.8 mm) filled with styrogel, HR3, HR4, HR5, HR6, allowing the analysis of polymers with a molecular weight from 500 to 1 × 107 amu ;
- растворитель – тетрагидрофуран, скорость потока – 1 см3/мин;- solvent - tetrahydrofuran, flow rate - 1 cm 3 /min;
- температура термостата колонок и рефрактометра – 30°С.- temperature of column thermostat and refractometer – 30°C.
2) Определение микроструктуры образцов блок-сополимерной композиции проводилось по внутренней методике, которая основана на регистрации ИК-спектра анализируемого образца на Фурье-спектрометре инфракрасном с использованием приставки МНПВО (многократного нарушенного полного внутреннего отражения) и дальнейшем измерении максимумов оптических плотностей аналитических полос поглощения в диапазонах:2) Determination of the microstructure of samples of the block copolymer composition was carried out according to an internal method, which is based on recording the IR spectrum of the analyzed sample on an infrared Fourier spectrometer using the MATRT attachment (multiple frustrated total internal reflection) and further measuring the optical density maxima of the analytical absorption bands in the ranges :
- для 1,4-транс звеньев от 960 см-1 до 980 см-1;- for 1,4-trans links from 960 cm -1 to 980 cm -1 ;
- для 1,2-звеньев от 900 см-1 до 920 см-1;- for 1,2-links from 900 cm -1 to 920 cm -1 ;
- для связанного стирола от 690 см-1 до 710 см-1.- for bound styrene from 690 cm -1 to 710 cm -1 .
3) Температуру размягчения (КиШ) ПБВ определяют согласно ГОСТ 11506-73. 3) The softening point (K&S) of PBB is determined according to GOST 11506-73.
4) Определение глубины проникания иглы (Пенетрация) ПБВ определяют согласно ГОСТ 11501-78. 4) Determination of the needle penetration depth (Penetration) PBB is determined according to GOST 11501-78.
5) Определение динамической вязкости ПБВ определяют согласно ГОСТ 33142-2014.5) Determination of the dynamic viscosity of PMB is determined according to GOST 33142-2014.
6) Растяжимость ПБВ определяли в соответствие с ГОСТ Р 33138-2014.6) The extensibility of PMB was determined in accordance with GOST R 33138-2014.
7) Определение максимального усилия при растяжении проводили в соответствие с ГОСТ Р 33138-2014.7) The determination of the maximum tensile force was carried out in accordance with GOST R 33138-2014.
8) Определение показателя эластичности после старения в течение 70 минут при температуре 163°С в соответствие с ГОСТ 33140-2014 и ГОСТ Р 52056-2003.8) Determination of the elasticity index after aging for 70 minutes at a temperature of 163°C in accordance with GOST 33140-2014 and GOST R 52056-2003.
Сущность предлагаемого технического решения иллюстрируется нижеприведенными примерами конкретного исполнения, которые иллюстрируют, но не ограничивают объем притязаний данного изобретения. Специалистам в данной области будет ясно, что оно не ограничивается только ими и того же эффекта можно добиться, применив эквивалентные формулы.The essence of the proposed technical solution is illustrated by the following examples of specific performance, which illustrate, but do not limit the scope of the claims of this invention. Those skilled in the art will appreciate that it is not limited to them and that the same effect can be achieved by applying equivalent formulas.
Пример 1 (способ по прототипу, который не включает добавление серосодержащего сочетающего агента на стадии получения блок-сополимерной композиции) Example 1 ( prototype method, which does not include the addition of a sulfur-containing coupling agent at the stage of obtaining a block copolymer composition)
a) Синтез бутадиен-стирольных блок-сополимеров осуществляли в металлическом реакторе с рабочим объемом 5 л, снабженном мешалкой, рубашкой для термостатирования, штуцерами и специальными съемными металлическими дозаторами для подачи реагентов. Температура в рубашке и реакторе регулировалась через АСУТП термостата. Скорость вращения мешалки в ходе всего синтеза составляла 300 об/мин. Загрузка смеси 3 л растворителя со 147,5 мл стирола и 7,42 мл ТГФ (в качестве электронодонорной добавки) осуществлялась в токе азота через сосуд с сифонной системой подачи. Инициатор (n-BuLi) в количестве 8,46 мл (8,71 ммоль) подавался в реактор при температуре 40°С. Полимеризацию полистирольного блока осуществляли в течение 20 минут, регистрируя рост температуры. Затем в реактор подавали 298,0 г бутадиена и, принудительным нагревом, повышали температуру реакционной массы до 85°С (соотношение стирол/бутадиен составляет 30/70). По достижении заданной температуры, нагрев реактора отключался. Формирование полибутадиеновой части двублочного сополимера осуществляли в течение 30 минут. Время синтеза полибутадиенового блока отсчитывалось от момента достижения 85°С до начала снижения температуры от максимально достигнутой точки. Далее, в реактор подавали кремнийсодержащий сочетающий агент– диметилдихлорсилан (ДМДХС) в количестве 7,69 мл, после чего включался принудительный нагрев для поддержания постоянной температуры 85°С в реакторе. Стадия сшивки в трехблочный сополимер проводилась в течение 5 минут.a) The synthesis of styrene-butadiene block copolymers was carried out in a metal reactor with a working volume of 5 l, equipped with a stirrer, thermostat jacket, fittings and special removable metal dispensers for reagent supply. The temperature in the jacket and the reactor was controlled through the automated process control system of the thermostat. The rotation speed of the stirrer during the entire synthesis was 300 rpm. The loading of a mixture of 3 liters of solvent with 147.5 ml of styrene and 7.42 ml of THF (as an electron donor additive) was carried out in a stream of nitrogen through a vessel with a siphon feed system. The initiator (n-BuLi) in the amount of 8.46 ml (8.71 mmol) was fed into the reactor at a temperature of 40°C. The polymerization of the polystyrene block was carried out for 20 minutes, recording the temperature increase. Then, 298.0 g of butadiene was fed into the reactor and, by forced heating, the temperature of the reaction mass was raised to 85°C (the ratio of styrene/butadiene is 30/70). Upon reaching the set temperature, the heating of the reactor was turned off. The formation of the polybutadiene part of the diblock copolymer was carried out for 30 minutes. The synthesis time of the polybutadiene block was counted from the moment 85°C was reached until the temperature began to decrease from the maximum reached point. Next, a silicon-containing coupling agent, dimethyldichlorosilane (DMDCS), was fed into the reactor in an amount of 7.69 ml, after which forced heating was turned on to maintain a constant temperature of 85°C in the reactor. The crosslinking step into the triblock copolymer was carried out for 5 minutes.
Готовый продукт выделяли на лабораторном дегазаторе путем отгонки растворителя с острым водяным паром. Сырой образец нарезали небольшими кусками, которые высушивали в сушильном шкафу при 90°С на протяжении 2 часов.The finished product was isolated in a laboratory degasser by distilling off the solvent with live steam. The crude sample was cut into small pieces, which were dried in an oven at 90°C for 2 hours.
b) Затем осуществляли приготовление композиции ПБВ в соответствие с рецептурой. b) Then the preparation of the PMB composition was carried out in accordance with the recipe.
На первом этапе в разогретый битум в количестве 96,9 мас.% добавляли 3,0 мас.% блок-сополимера, синтезированный с использованием кремнийсодержащиего сочетающего агента на стадии а) и далее смешение проводили в течение 3 часов 10 минут с помощью смесительной системы IKA Werke Ultraturrax с применением насадки G45G, обеспечивающей высокое усилие сдвига, при постоянно поддерживаемой температуре 170°С и 3000 об/мин. Затем вводили 0,1 мас.% кристаллической серы в качестве сшивающего агента в смеси с 0,02 мас% бис[3-(триэтоксисилил)пропил]дисульфида в качестве ускорителя сшивки и перемешивали в течение 60 минут с помощью лопастной мешалки.At the first stage, 3.0 wt.% of the block copolymer synthesized using a silicon-containing coupling agent in stage a) was added to the heated bitumen in the amount of 96.9 wt.%, and then mixing was carried out for 3 hours and 10 minutes using the IKA mixing system Werke Ultraturrax using a G45G high shear tip at a constant temperature of 170°C and 3000 rpm. Then, 0.1 wt. % crystalline sulfur as a crosslinking agent was added in a mixture with 0.02 wt.
Свойства полученной блок-сополимерной композиции представлены в таблице 1.The properties of the resulting block copolymer composition are presented in Table 1.
Свойства полученного ПБВ представлены в таблице 2.The properties of the resulting PMB are presented in Table 2.
Пример 2 (сравнительный)Example 2 (comparative)
Получение блок-сополимерной композиции проводили аналогично примеру 1 с тем отличием, что на стадии приготовления ПБВ в разогретый до температуры не менее 175°С битум БНД 90/130 в количестве 96,0 мас.% вводили 4,0 мас.% блок-сополимерной композиции, синтезированной с использованием кремнийсодержащего сочетающего агента. Смешение блок-сополимерной композиции с битумом проводили в течение 120 минут без добавления серы, при постоянно поддерживаемой температуре 185°С. Receipt block copolymer composition was carried out analogously to example 1 with the difference that at the stage of preparation of PBB, 4.0 wt.% of the block copolymer composition synthesized using a silicon-containing coupling agent. The mixing of the block copolymer composition with bitumen was carried out for 120 minutes without adding sulfur, at a constantly maintained temperature of 185°C.
Свойства полученной блок-сополимерной композиции представлены в таблице 1.The properties of the resulting block copolymer composition are presented in Table 1.
Свойства полученного ПБВ представлены в таблице 2.The properties of the resulting PMB are presented in Table 2.
Пример 3Example 3
Получение бутадиен-стирольной блок-сополимерной композиции проводили аналогично примеру 1 с тем отличием, что на стадии синтеза полимера после подачи расчетного количества кремнийсодержащего сочетающего агента вводили серосодержащий сочетающий агент - бис[3-(триэтоксисилил)пропил]дисульфид в количестве 0,34 ммоль. Receipt The butadiene-styrene block copolymer composition was carried out analogously to example 1 with the difference that at the stage of polymer synthesis, after supplying the calculated amount of a silicon-containing coupling agent, a sulfur-containing coupling agent, bis[3-(triethoxysilyl)propyl] disulfide, was introduced in an amount of 0.34 mmol.
Приготовление ПБВ осуществляли так же, как и в примере 2.The preparation of PBB was carried out in the same way as in example 2.
Свойства полученной блок-сополимерной композиции представлены в таблице 1.The properties of the resulting block copolymer composition are presented in Table 1.
Свойства полученного ПБВ представлены в таблице 2.The properties of the resulting PMB are presented in Table 2.
Пример 4Example 4
Получение блок-сополимерной композиции проводили аналогично примеру 3 с тем отличием, что в качестве сопряженного диена использовали изопрен в количестве 298,0 г, а количество серосодержащего сочетающего агента составляло 1,70 ммоль. В качестве кремнийсодержащего сочетающего агента использовали дифенилдихлорсилан в количестве 7,69 мл.Receipt block copolymer composition was carried out analogously to example 3 with the difference that isoprene was used as the conjugated diene in the amount of 298.0 g, and the amount of sulfur-containing coupling agent was 1.70 mmol. Diphenyldichlorosilane was used as the silicon-containing coupling agent in an amount of 7.69 ml.
Приготовление ПБВ осуществляли так же, как и в примере 2 с тем отличием, что количество битума составляло 95 мас.%, количество полимера – 5 мас.%.The preparation of PMB was carried out in the same way as in example 2 with the difference that the amount of bitumen was 95 wt.%, the amount of polymer - 5 wt.%.
Свойства полученной блок-сополимерной композиции представлены в таблице 1.The properties of the resulting block copolymer composition are presented in Table 1.
Свойства полученного ПБВ представлены в таблице 2.The properties of the resulting PMB are presented in Table 2.
Пример 5Example 5
Получение бутадиен-стирольной блок-сополимерной композиции проводили аналогично примеру 4 с тем отличием, что количество стирола 152,2 мл, количество бутадиена 293,7 г (соотношение стирол/бутадиен составляло 32/68), количество серосодержащего сочетающего агента 3,40 ммоль подавали непосредственно на синтез после подачи расчетного количества кремнийсодержащего сочетающего агента.Receipt butadiene-styrene block copolymer composition was carried out analogously to example 4 with the difference that the amount of styrene 152.2 ml, the amount of butadiene 293.7 g (the ratio of styrene/butadiene was 32/68), the amount of sulfur-containing coupling agent 3.40 mmol was applied directly for synthesis after filing the calculated amount of silicon-containing coupling agent.
Приготовление ПБВ осуществляли так же, как и в примере 2, с тем отличием, что количество битума составляло 98 мас.%, количество полимера – 2 мас.%.The preparation of PMB was carried out in the same way as in example 2, with the difference that the amount of bitumen was 98 wt.%, the amount of polymer - 2 wt.%.
Свойства полученной блок-сополимерной композиции представлены в таблице 1.The properties of the resulting block copolymer composition are presented in Table 1.
Свойства полученного ПБВ представлены в таблице 2.The properties of the resulting PMB are presented in Table 2.
Пример 6 (сравнительный)Example 6 (comparative)
Синтез бутадиен-стирольной блок-сополимерной композиции с увеличенным до 40 % (от полибутадиеновой части) содержанием 1,2-винильных звеньев осуществляли в соответствие с примером 2 с тем отличием, что в качестве электронодонорной добавки использовался этил-трет-бутиловый эфир этиленгликоля в количестве 3,96 моль.The synthesis of a butadiene-styrene block copolymer composition with a content of 1,2-vinyl units increased to 40% (of the polybutadiene part) was carried out in accordance with example 2, with the difference that ethyl tert-butyl ether of ethylene glycol was used as an electron donor additive in the amount 3.96 mol.
Приготовление ПБВ осуществляли так же, как и в примере 2.The preparation of PBB was carried out in the same way as in example 2.
Свойства полученной блок-сополимерной композиции представлены в таблице 1.The properties of the resulting block copolymer composition are presented in Table 1.
Свойства полученного ПБВ представлены в таблице 2.The properties of the resulting PMB are presented in Table 2.
Пример 7Example 7
Получение блок-сополимерной композиции проводили аналогично примеру 6, с тем отличием, что в качестве сопряженного диена использовали изопрен. В качестве серосодержащего сочетающего агента применяли бис[3-(триэтоксисилил)пропил]тетрасульфид в количестве 0,25 ммоль. Серосодержащий сочетающий агент подавали непосредственно после формирования диблочного сополимера на стадии синтеза блок-сополимерной композиции.Receipt block copolymer composition was carried out analogously to example 6, with the difference that isoprene was used as the conjugated diene. Bis[3-(triethoxysilyl)propyl]tetrasulfide was used as a sulfur-containing coupling agent in an amount of 0.25 mmol. The sulfur-containing coupling agent was fed directly after the formation of the diblock copolymer at the stage of synthesis of the block copolymer composition.
Приготовление ПБВ осуществляли так же, как и в примере 2.The preparation of PBB was carried out in the same way as in example 2.
Свойства полученной блок-сополимерной композиции представлены в таблице 1.The properties of the resulting block copolymer composition are presented in Table 1.
Свойства полученного ПБВ представлены в таблице 2.The properties of the resulting PMB are presented in Table 2.
Пример 8Example 8
Получение бутадиен-стирольной блок-сополимерной композиции проводили аналогично примеру 7 с тем отличием, что в качестве серосодержащего сочетающего агента использовали тетра-н-бутилтиурамдисульфид в количестве 0,27 ммоль. Серосодержащий сочетающий агент подавали непосредственно после формирования диблочного сополимера на стадии синтеза блок-сополимерной композиции. В качестве кремнийсодержащего сочетающего агента использовали дифенилдихлорсилан.Receipt butadiene-styrene block copolymer composition was carried out analogously to example 7 with the difference that tetra-n-butylthiuram disulfide was used as a sulfur-containing coupling agent in an amount of 0.27 mmol. The sulfur-containing coupling agent was fed directly after the formation of the diblock copolymer at the stage of synthesis of the block copolymer composition. Diphenyldichlorosilane was used as the silicon-containing coupling agent.
Приготовление ПБВ осуществляли так же, как и в примере 4.The preparation of PBB was carried out in the same way as in example 4.
Свойства полученной блок-сополимерной композиции представлены в таблице 1.The properties of the resulting block copolymer composition are presented in Table 1.
Свойства полученного ПБВ представлены в таблице 2.The properties of the resulting PMB are presented in Table 2.
Пример 9Example 9
Получение бутадиен-стирольной блок-сополимерной композиции проводили аналогично примеру 8 с тем отличием, что количество серосодержащего сочетающего агента составляло 1,20 ммоль, его подавали непосредственно после формирования диблочного сополимера на стадии синтеза блок-сополимерной композиции. В качестве кремнийсодержащего сочетающего агента использовали диметилдихлорсилан (ДМДХС).Receipt styrene-butadiene block copolymer composition was carried out analogously to example 8 with the difference that the amount of sulfur-containing coupling agent was 1.20 mmol, it was supplied immediately after the formation of the diblock copolymer at the stage of synthesis of the block copolymer composition. Dimethyldichlorosilane (DMDCS) was used as the silicon-containing coupling agent.
Приготовление ПБВ осуществляли так же, как и в примере 5.The preparation of PBB was carried out in the same way as in example 5.
Свойства полученной блок-сополимерной композиции представлены в таблице 1.The properties of the resulting block copolymer composition are presented in Table 1.
Свойства полученного ПБВ представлены в таблице 2.The properties of the resulting PMB are presented in Table 2.
Пример 10Example 10
Получение бутадиен-стирольной блок-сополимерной композиции проводили аналогично примеру 9 с тем отличием, что в качестве серосодержащего сочетающего агента использовали ди-(1-метилэтиловый) эфир тиопероксидикарбоновой кислоты в количестве 0,27 ммоль. Кремнийсодержащий и серосодержащий сочетающие агенты подавали комбинацией в одном растворе непосредственно после формирования диблочного сополимера на стадии синтеза блок-сополимерной композиции. В качестве кремнийсодержащего сочетающего агента использовали диметилдихлорсилан.Receipt butadiene-styrene block copolymer composition was carried out analogously to example 9 with the difference that di-(1-methylethyl) ester of thioperoxydicarboxylic acid was used as a sulfur-containing coupling agent in an amount of 0.27 mmol. Silicon-containing and sulfur-containing coupling agents were supplied in combination in one solution immediately after the formation of the diblock copolymer at the stage of synthesis of the block copolymer composition. Dimethyldichlorosilane was used as the silicon-containing coupling agent.
Приготовление ПБВ осуществляли так же, как и в примере 8.The preparation of PBB was carried out in the same way as in example 8.
Свойства полученной блок-сополимерной композиции представлены в таблице 1.The properties of the resulting block copolymer composition are presented in Table 1.
Свойства полученного ПБВ представлены в таблице 2.The properties of the obtained PMB are presented in Table 2.
Таблица 1Table 1
Молекулярно-массовые характеристики и микроструктура блок-сополимерной композиции (БСК)Molecular Weight Characteristics and Microstructure of Block Copolymer Composition (BCC)
ПримечаниеNote
СА(Si)* – кремнийсодержащий сочетающий агент SA(Si) * – silicon-containing coupling agent
ДМДХС - диметилдихлорсиланDMDCS - dimethyldichlorosilane
ДФДХС - дифенилдихлорсиланDFDHS - diphenyldichlorosilane
СА(S)** – серосодержащий сочетающий агент – ускоритель сшивки при приготовлении полимерно-битумных композицийSA(S) ** - sulfur-containing coupling agent - crosslinking accelerator in the preparation of polymer-bitumen compositions
СА(S)1 – бис[3-(триэтоксисилил)пропил]дисульфидSA(S) 1 - bis[3-(triethoxysilyl)propyl]disulfide
СА(S)2 – бис[3-(триэтоксисилил)пропил]тетрасульфидSA(S) 2 - bis[3-(triethoxysilyl)propyl]tetrasulfide
СА(S)3 – тетра-н-бутилтиурамдисульфидCA(S) 3 - tetra-n-butylthiuram disulfide
СА(S)4 – ди(1-метилэтиловый) эфир тиопероксидикарбоновой кислотыCA(S) 4 - di(1-methylethyl) ester of thioperoxydicarboxylic acid
ММ*** – моновинилароматический мономерMM *** - monovinyl aromatic monomer
В соответствии с данными таблицы 1 очевидно, что блок-сополимерная композиция по изобретению отличается повышенным содержанием высокомолекулярной фракции (Mw), расширенной полидисперсностью, как следствие, полученная блок-сополимерная композиция отличается улучшенной перерабатываемостью.In accordance with the data in Table 1, it is obvious that the block copolymer composition according to the invention is characterized by an increased content of high molecular weight fraction (Mw), expanded polydispersity, as a result, the resulting block copolymer composition is characterized by improved processability.
Из таблицы 2 очевидно, что ПБВ на основе блок-сополимерной композиции по изобретению отличаются улучшенным комплексом свойств, а именно повышенной растяжимостью и максимальным усилием при растяжении, улучшенной эластичностью и повышенной стабильностью ПБВ при термическом старении.From Table 2 it is obvious that PMBs based on the block copolymer composition according to the invention are distinguished by an improved set of properties, namely increased extensibility and maximum tensile force, improved elasticity and increased stability of PMBs during thermal aging.
Достигнутые улучшения особенно хорошо заметны на фоне сравнительных примеров (примеры 2 и 6), в которых ПБВ готовили на основе блок-сополимера, полученного без применения серосодержащего сочетающего агента. The improvements achieved are especially noticeable against the background of comparative examples (examples 2 and 6), in which PMB was prepared on the basis of a block copolymer obtained without the use of a sulfur-containing coupling agent.
Claims (24)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020134924A RU2767539C1 (en) | 2020-10-25 | 2020-10-25 | Block copolymer composition and method for its preparation |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020134924A RU2767539C1 (en) | 2020-10-25 | 2020-10-25 | Block copolymer composition and method for its preparation |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2767539C1 true RU2767539C1 (en) | 2022-03-17 |
Family
ID=80737065
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2020134924A RU2767539C1 (en) | 2020-10-25 | 2020-10-25 | Block copolymer composition and method for its preparation |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2767539C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2024191313A1 (en) * | 2023-03-10 | 2024-09-19 | Публичное Акционерное Общество "Сибур Холдинг" (Пао "Сибур Холдинг") | Cross-linked polydiene and rubber mix based thereon |
RU2827843C2 (en) * | 2022-11-16 | 2024-10-02 | Публичное акционерное общество "СИБУР Холдинг" | Block copolymer compositions for polymer-bitumen mixtures |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0464847A2 (en) * | 1990-07-06 | 1992-01-08 | Phillips Petroleum Company | Sequential coupling in formation of resinous block copolymers |
US5508112A (en) * | 1988-09-09 | 1996-04-16 | Elf France | Process for the preparation of bitumen-polymer composition |
US5545690A (en) * | 1993-11-15 | 1996-08-13 | Phillips Petroleum Company | Tapered block copolymers of monovinylarenes and conjugated dienes |
RU2233848C1 (en) * | 2003-09-17 | 2004-08-10 | Открытое акционерное общество "Воронежсинтезкаучук" | Method of production of composition of butadiene-styrene block copolymers and butadiene-styrene block copolymer composition produced by this method |
RU2504555C2 (en) * | 2008-06-06 | 2014-01-20 | Стирон Юроп Гмбх | Modified elastomeric polymers |
RU2617403C2 (en) * | 2012-09-14 | 2017-04-25 | ТРИНСЕО ЮРОП ГмбХ | Silane-sulfide modified elastomeric polymers |
RU2689781C2 (en) * | 2014-12-30 | 2019-05-29 | Публичное акционерное общество "СИБУР Холдинг" | Method of producing butadiene-styrene block-copolymers |
-
2020
- 2020-10-25 RU RU2020134924A patent/RU2767539C1/en active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5508112A (en) * | 1988-09-09 | 1996-04-16 | Elf France | Process for the preparation of bitumen-polymer composition |
EP0464847A2 (en) * | 1990-07-06 | 1992-01-08 | Phillips Petroleum Company | Sequential coupling in formation of resinous block copolymers |
US5545690A (en) * | 1993-11-15 | 1996-08-13 | Phillips Petroleum Company | Tapered block copolymers of monovinylarenes and conjugated dienes |
RU2233848C1 (en) * | 2003-09-17 | 2004-08-10 | Открытое акционерное общество "Воронежсинтезкаучук" | Method of production of composition of butadiene-styrene block copolymers and butadiene-styrene block copolymer composition produced by this method |
RU2504555C2 (en) * | 2008-06-06 | 2014-01-20 | Стирон Юроп Гмбх | Modified elastomeric polymers |
RU2617403C2 (en) * | 2012-09-14 | 2017-04-25 | ТРИНСЕО ЮРОП ГмбХ | Silane-sulfide modified elastomeric polymers |
RU2689781C2 (en) * | 2014-12-30 | 2019-05-29 | Публичное акционерное общество "СИБУР Холдинг" | Method of producing butadiene-styrene block-copolymers |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2827843C2 (en) * | 2022-11-16 | 2024-10-02 | Публичное акционерное общество "СИБУР Холдинг" | Block copolymer compositions for polymer-bitumen mixtures |
WO2024191313A1 (en) * | 2023-03-10 | 2024-09-19 | Публичное Акционерное Общество "Сибур Холдинг" (Пао "Сибур Холдинг") | Cross-linked polydiene and rubber mix based thereon |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2458091C2 (en) | Asphalt binder composition and production method thereof | |
CA2694373C (en) | Thermoreversibly crosslinked bitumen/polymer composition | |
CA2533303C (en) | Modified anionically polymerized polymers | |
WO2003066739A1 (en) | Polymer modified bitumen compositions | |
US8722776B2 (en) | Graft polymer and thermoreversibly cross-linked bitumen composition comprising said graft polymer | |
JP4368303B2 (en) | COUPLED STYRENE BLOCK COPOLYMER AND METHOD FOR PREPARING THE SAME | |
RU2208618C2 (en) | Bitumen composition and a method for preparation thereof | |
EP0728814B1 (en) | Bituminous composition | |
JP2000510898A (en) | Bitumen composition and method for producing the same | |
US5854335A (en) | Bituminous composition with diene/monovinyl aromatic block copolymer | |
RU2767539C1 (en) | Block copolymer composition and method for its preparation | |
RU2598084C2 (en) | Method of producing graft polymers without using initiator or solvent and bitumen-polymer compositions containing said graft polymers | |
KR20110038245A (en) | Vinyl aromatic hydrocarbon-conjugated diene block copolymer composition for improving low temperature property of asphalt, method of manufacturing the same, and asphalt composition comprising the same | |
KR20180044065A (en) | Asphalt modifier and asphalt composition comprising the same | |
CN113527604B (en) | Asphalt modifier and preparation method and application thereof | |
KR102584984B1 (en) | Block copolymer composition, method for preparing the same and asphalt composition comprising the same | |
KR20180057189A (en) | Modified asphalt composition | |
KR20180058551A (en) | Asphalt modifier and modified asphalt composition comprising the same | |
JP2021183691A (en) | Block copolymers and polymer modified bitumen therefrom | |
RU2767536C1 (en) | Polymer-bitumen composition for roofing materials and block copolymer included in it | |
RU2827843C2 (en) | Block copolymer compositions for polymer-bitumen mixtures | |
RU2821518C1 (en) | Block copolymer, method for production thereof and asphalt composition containing same | |
RU2825639C1 (en) | Block copolymer for polymer-bitumen binders, polymer-bitumen compositions for road construction | |
KR102241925B1 (en) | Block copolymer composition, method for preparing the block copolymer composition, and asphalt composition comprising the block copolymer composition | |
KR102686091B1 (en) | Method for preparing block copolymer composition |