БИТУМНАЯ КОМПОЗИЦИЯ Российский патент 1998 года по МПК C08L95/00 C08K5/01 C08L95/00 C08L23/02 C08L23/16 

Изобретение относится к битумным вяжущим материалам и может быть использовано, в частности, при строительстве и ремонте автомобильных дорог и аэродромных покрытий.

Битум является одним из основных вяжущих материалов при устройстве верхнего слоя автострад, мостов и аэродромов. Однако для улучшения физико-механических свойств битума его часто используют с модифицирующими добавками, например высокополимерными соединениями, обеспечивающими способность битума к высокоэластичным деформациям.

Известно битумное вяжущее для дорожного покрытия, содержащее (мас.%): битума 44,4-98,0; блок-сополимера алкадиена и стирола 0,1-22,3; масло индустриальное 1,9-33,3 [1].

Это битумное вяжущее обладает высокими физико-механическими свойствами. Однако оно имеет низкие адгезионные характеристики, что приводит к отрыву битума от поверхности каменного материала.

Известна также битумная композиция, содержащая битуминозный материал, состоящий из остатка, полученного при крекинге парафино-нафтеновых остатков дистилляции сырой нефти, с 2,5-40% (в расчете на состав) натурального или синтетического каучука, полиолефина или их смеси [2].

Однако полимеры трудно распределить в битуме. Это обстоятельство требует длительного времени изготовления битумнополимерной композиции для ее гомогенизации (порядка 3-4 часов), а следовательно, значительных энергозатрат.

Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности является битумная композиция, содержащая битум, 2-12 мас.% смеси этилен-пропиленового или этилен-пропилен-диенового каучука с полиолефином (полиэтилен, полипропилен) в соотношении 100:(30-100), нафтеновое масло (пластификатор) и наполнитель [3] . Благодаря добавке нафтенового масла и специального двухстадийного метода изготовления композиция легче и быстрее перерабатывается на стандартном смесительном оборудовании, тем не менее каучук и полиолефин не достаточно хорошо распределяются в битуме, что не обеспечивает гомогенность композиции, а следовательно, однородности свойств. Это приводит к ухудшению деформативных характеристик (эластичность, растяжение).

Кроме того, из-за введения в композицию наполнителя невозможно осуществлять контроль качества битумно-полимерной смеси.

Поставленная задача состояла в разработке состава битумной композиции с высокими деформативными свойствами, не требующей длительного времени ее изготовления.

Эта задача решена тем, что композиция, содержащая битум, этилен-пропилен(диен)овый каучук, полиолефин и пластификатор, в качестве последнего содержит экстракт селективной очистки масляных фракций с кинематической вязкостью при 100^oC 35-40 мм²/с и плотностью при 20^oC 0,96-0,98 г/см² (масло ПН-6ш) при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:
Битум - 70,000-97,000
Этилен-пропилен(диен)овый каучук - 0,480-11,760
Полиолефин (полипропилен, полиэтилен) - 0,012-2,400
Масло ПН-6 - 1,800-24,000
Было найдено, что сочетание 1,8-24,0 мас. ч. указанного пластификатора с небольшой добавкой полиолефина (0,012-2,4 мас.ч.) по отношению к каучуку, содержание которого составляет 0,48-11,76 мас.ч. (по прототипу не менее 30 мас.ч. на 100 мас.ч. каучука) позволяет добиться вышеуказанного результата.

Согласно изобретению композиция может содержать различные марки битумов, например битумы нефтяные дорожные вязкие (ГОСТ 22245-90).

Предпочтительным является введение в композицию этилен-пропилен(диен)ового каучука с полиолефином в соотношении (80-98):(20-2).

Предпочтительное соотношение смеси этилен-пропилен(диен)ового каучука с полиолефином и масла ПН-6 составляет (60-80):(40-20) по массе.

Повышение дозировки полиолефина приводит к ухудшению деформативных свойств композиции. Тот же отрицательный результат имеет место при замене предложенного пластификатора на другой известный пластификатор, в том числе на нафтеновое масло.

Синтетические этилен-пропилен(диен)овые каучуки представляют собой продукты сополимеризации этилена с пропиленом (двойные сополимеры типа СКЭП), а также с небольшим количеством третьего сополимера - диена с изолированными двойными связями (тройные сополимеры типа СКЭПТ).

Полиолефины представляют собой термопластичные продукты полимеризации моноолефинов при низком или высоком давлении. Предпочтительным является использование полипропилена или полиэтилена, но конкретный вид полимера не является решающим для достижения результата.

Применяемый пластификатор выпускается промышленностью (ТУ 38.1011217-89) "Пластификатор нефтяной (масло ПН-6)".

Композиция может быть изготовлена на стандартном оборудовании смесительного типа.

Изобретение иллюстрируется, но не ограничивается следующими примерами:
Пример 1.

Готовят композиции 1-7, для чего навеску смеси СКЭП(Т) с полипропиленом (полиэтиленом) в виде гранул засыпают в смесительную емкость, содержащую масло ПН-6, нагретое до 100^oC, и перемешивают до однородного состояния в течение 60 мин при температуре 180^oC.

Готовую смесь подают в другую емкость (асфальтосмеситель Тельтомат) для смешения с нефтяным битумом марки БНД 60/90 (композиции 1-5,7) или БНД 90/130 (композиция 6), нагретым до 180^oC, и осуществляют смешение в течение 20 мин, после чего готовую композицию выгружают. Состав композиций 1-7 приведен в табл. 1.

Образцы полученных продуктов подвергают стандартным испытаниям, результаты которых представлены в табл. 2.

Как следует из представленных данных, предлагаемая композиция обладает целым комплексом высоких физико-механических свойств (растяжимость, эластичность и глубина проникновения иглы) при времени ее изготовления не превышающем 1,5 часа и возможности визуального контроля качества битумно-полимерной смеси по отсутствию нерастворимых включений.

Изобретение относится к переработке полимеров и может быть использовано при изготовлении дорожных покрытий. Композиция содержит битум, этилен-пропилен (диен)овый каучук, полиолефин и пластификатор - экстракт селективной очистки масляных фракций нефти с кинематической вязкостью при 100^oC 35 - 40 мм²/с и плотностью при 20 ^oC 0,96 - 0,98 г/см² при следующем соотношении компонентов, мас.ч.: битум 70,000 - 97,000; этилен-пропилен(диен)овый каучук 0,480 - 11,760; полиолефин 0,012 - 2,400; пластификатор 1,800 - 24,000. Изобретение позволяет повысить растяжимость и эластичность покрытий 2 з.п. ф-лы, 2 табл.

1. Битумная композиция, содержащая битум, этилен-проплен-(диен)овый каучук, полиолефин и пластификатор, отличающаяся тем, что в качестве пластификатора она содержит экстракт селективной очистки масляных фракций нефти с кинематической вязкостью при 100^oC 35 - 40 мм²/с и плотностью при 20^oC 0,96 - 0,98 г/см² при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:
Битум - 70,000 - 97,000
Этилен-пропилен(диен)овый каучук - 0,480 - 11,760
Полиолефин - 0,012 - 2,400
Экстракт селективной очистки масляных фракций нефти с кинематической вязкостью при 100^oC 35 - 40 мм²/с и плотностью при 20^oC 0,96 - 0,98 г/см² - 1,800 - 24,000
2. Композиция по п.1, отличающаяся тем, что она содержит этилен-пропилен(диен)овый каучук и полиолефин в массовом соотношении 80 - 98 : 2 - 20. 3. Композиция по пп.1 и 2, отличающаяся тем, что она содержит экстракт селективной очистки масляных фракций нефти с кинематической вязкостью при 100^oC 35 - 40 мм²/с и плотностью 0,96 - 0,98 г/см² при 20^oC и смесь этилен-пропилен(диен)ового каучука с полиолефином в массовом соотношении 60 - 80 : 20 - 40.