СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛИМЕРНО-БИТУМНОГО ВЯЖУЩЕГО (ПБВ) Российский патент 2003 года по МПК C08L95/00 C08L53/02 C04B26/26 

Изобретение касается способа получения композиции полимеров с битумом, предназначенной для приготовления асфальтобетонной смеси для дорожного строительства, проведения ремонта автодорог и изготовления гидроизоляционных материалов.

Известен способ получения битумной композиции (патент России 2119513) путем введения в расплавленный битум (77-97,3%) бутадиен-стирольного термоэластопласта (2-16%) и адгезионной добавки (0,7-7,0%). В качестве адгезионной добавки предложено применять талловое масло или продукт ТМТ (продукт взаимодействия таллового масла и тритамеламина). Битумная композиция, полученная по данному способу, обладает сцеплением с мраморной крошкой в соответствии с контрольным образцом 2 (контрольный образец 1 - самое лучшее сцепление, контрольный образец 2 - сцепление соответствует ТУ 35 1669-88 или ОСТ 218.010-98, контрольный образец 3 - сцепление не выдерживается).

Недостатком известного способа является неприятный запах, который появляется при использовании продукта ТМТ - запах низкомолекулярных аминов. Кроме того, при использовании указанных адгезионных добавок, не обеспечивается достаточное сцепление с гранитным каменным материалом.

Целью настоящего изобретения было создание композиции ПБВ с хорошим сцеплением с гранитной крошкой и не имеющего неприятного запаха.

Упомянутые цели были достигнуты за счет использования в качестве адгезионной добавки полимеров, имеющих на конце цепи полярную группу, которая обладает повышенной адгезией к каменным материалам. В качестве таких полимеров могут быть использованы: полистирол, полибутадиен, полиизопрен; двублочники полистирол-полибутадиен, полистирол-полиизопрен с молекулярной массой от 2-60 тыс. (3-15 тыс.). В качестве полярной группы могут быть выбраны соединения, содержащие атомы азота, кислорода, кремния.

Наиболее удобным способом получения таких адгезионных добавок является метод проведения полимеризации мономеров (стирол, бутадиен, изопрен) предпочтительно в углеводородной среде в присутствии литийорганических соединений с последующим присоединением к активному концу полярного соединения, выбранного из ряда тетраэтоксисилан, эпоксидная смола ЭД-22, мочевина. Принцип получения таких полимеров описан в ряде патентов, например патент США 5281671.

Дополнительными агентами адгезии являются ортофосфорная кислота, которая также вводится в ПБВ в количестве 0,01-0,2% на композицию и до 3% технического углерода с высокой удельной поверхностью (не ниже 50 м²/г)
В дальнейшем существо предлагаемого изобретения поясняется на примерах его выполнения.

Пример 1 (контрольный по патенту 2119513)
35 г (3,5%) ДСТ 30-01, 7,0 г продукта "ТМТ" (0,7%) смешали с 958 г (95,8%) битума при температуре 150-160^oС. Затем 30 г гранитной крошки при температуре 130-140^oС смешали с 1,2 г приготовленного ПБВ. Определили сцепление ПБВ с камнем по ГОСТ 11508-74, а остальные показатели в соответствии с ОСТ 218.010-98 "Вяжущие полимерно-битумные дорожные на основе блоксополимеров типа СБС". При испытаниях ощущался неприятный запах.

Результаты испытаний приведены в таблице.

Пример 2
В 195,96 г (19,59%) индустриального масла ИА-40 растворили при 130^oС 35,3 г (3,53%) ДСТ-30-01, содержащего в качестве стабилизатора 0,15 г (0,015%) 2,6 ди-третбутил-4 метилфенола (ионол ТУ 38.103-76) и 0,15 г (0,015%) фосфита НФ (три нонилфенил фосфита, ТУ 6.02-680-83), 15 г (1,5%) гомополистирола с молекулярной массой 10000 и концевой группой:

а также 0,1 г (0,01%) ортофосфорной кислоты и 30 г (3,0%) технического углерода П-514.

Полученный раствор смешали с 724 г (72,4%) расплавленного битума. Затем 30 г гранитной крошки при температуре 130-140^oС смешали с 1,2 г приготовленного ПБВ. Определили сцепление ПБВ с камнем по ГОСТ 11508-74, а остальные показатели ПБВ согласно ОСТ 218.010-98.

Результаты приведены в таблице.

Пример 3
В 882,5 г (88,25%) битума при 130-140^oС ввели 65 г (6,5%) ИА-40, 5 г полибутадиена с мол. массой 2000 и концевой группой:

35,3 г (3,53%) ДСТ-30Р-01, содержащего 0,15 г ионола и 0,15 г (0,015%) фосфита НФ, 1г (0,1) ортофосфорной кислоты, 1 г (0,1%) технического углерода П-324 и гомогенизировали.

Затем 30 г гранитной крошки при температуре 130-140^oС смешали с 1,2 г ПБВ. Определили сцепление ПБВ с камнем, а остальные показатели согласно ОСТ 218.010-98.

Результаты испытаний приведены в таблице.

Пример 4
В 882,5 г (88,25%) битума при 130-140^oС ввели 65 г (6,5%) масла ИА-40, 35,2 г (3,52%) ДСТ-30ДР-01, содержащего 0,1 г (0,01%) ионола и 0,1 г (0,01%) фосфита НФ, 0,5 г (0,05%) ортофосфорной кислоты, 15 г (1,5%) полиизопрена с мол. массой 10000 и концевой группой: полиизопрен - Si(OC₂Н₃)₃, 15 г (1,5) технического углерода П-234.

Затем 30 г гранитной крошки при температуре 130-140^oС смешали с 1,2 г ПБВ. Определили сцепление ПБВ с камнем по ГОСТ 11508-74, а остальные показатели согласно ОСТ 218.010-98.

Результаты испытаний приведены в таблице.

Пример 5
В 882,5 г (88,25%) битума при 130-140^o С ввели 65 г (6,5%) ИА-40, 25 г (2,5%) полистирол-полибутадиен с мол. массой 10000-50000 и концевой группой полистирол-полибутадиен Si(OC₂Н₃)₃, 25,3 г (2,53%) ДСТ - 30-01, содержащего 0,15 г (0,015%) ионола и 0,15 г (0,015%) фосфита НФ, 1,5 г ортофосфорной кислоты, 10 г (1,0%) технического углерода П-324 и гомогенизировали ПБВ.

Затем 30 г гранитной крошки при температуре 130-140^oС смешали в 1,2 г ПБВ. Определили сцепление ПБВ с камнем по ГОСТ 11508-74, а остальные показатели согласно ОСТ 218.010-98. Результаты испытаний приведены в таблице.

Пример 6
В 882,5 г (88,25%) битума при 130-140^oС ввели 65 г (6,5%) ИА-40 и предварительно приготовленную смесь: 45,3 г (4,53%) ДСТ-30ДР-01, содержащего 0,1 г (0,01%) ионола и 0,1 г (0,01%) фосфита НФ, 15 г (1,5%) полистирол-полиизопрен с мол. массой 10000-10000 с концевой группой

2 г (0,2%) ортофосфорной кислоты, 25 г ( 2,5% ) технического углерода П-324 и ПБВ гомогенизировали.

Затем 30 г гранитной крошки при температуре 130-140^oС смешали с 1,2 ПБВ. Определили сцепление ПБВ с камнем по ГОСТ 11508-74, а остальные показатели согласно ОСТ 218.010-98.

Результаты испытаний приведены в таблице.

Таким образом, приведенные примеры показывают, что по указанному способу получается полимерно-битумное вяжущее с хорошим сцеплением с каменным материалом и без неприятного запаха.

Способ получения полимерно-битумного вяжущего, предназначенного для изготовления дорожной асфальтобетонной смеси, заключающийся в смешении расплавленного битума марок БНД с бутадиен-стирольным термоэластопластом линейного, звездообразного или древоподобного строения, заправленного смесью ионола и фосфита НФ, с ортофосфорной кислотой, с техническим углеродом и полимерными адгезионными добавками, представляющими собой полимеры строения: полистирол или полибутадиен, или полистирол - полиизопрен с общей молекулярной массой 2-60 тыс. и концевыми полярными функциональными группами, выбранными из перечня


полимер - Si (OC₂H₅)₃
при составе композиции (в мас.% ): масло 14-26, термоэластопласт 2,5-4,5, полимерная адгезионная добавка 0,5-2,5, стабилизатор 0,025-0,045, ортофосфорная кислота 0,01-0,2, технический углерод 0,1-3, битум - остальное. Композиция имеет отличное сцепление с гранитной крошкой и не имеет неприятного запаха. 3 з.п. ф-лы, 1 табл.

1. Способ получения полимерно-битумного вяжущего для изготовления дорожной асфальтобетонной смеси, включающий растворение в битуме бутадиен-стирольного термоэластопласта, адгезионных добавок, отличающийся тем, что в вяжущее дополнительно вводят стабилизатор термоэластопласта, являющийся смесью ионола и фосфита НФ в соотношении 1: 1, мягчитель - индустриальное масло, в качестве адгезионных добавок орто-фосфорную кислоту, технический углерод и полимер с молекулярной массой 2000-60000, имеющий концевые функциональные группы, содержащие атомы азота, кислорода, кремния и выбранный из перечня


полимер -Si(OC₂H₅)₃,
где полимер является полистиролом, полиизопреном, полибутадиеном, полистирол-полиизопреном, полистирол-полибутадиеном
при следующем соотношении компонентов, мас. %:
Мягчитель-индустриальное масло - 14-26
Вышеуказанный термоэластопласт - 2,5-4,5
Вышеуказанный полимер, выбранный из перечня - 1,0-1,5
Вышеуказанный стабилизатор - 0,025-0,045
Орто-фосфорная кислота - 0,01-0,2
Технический углерод - 0,1-3
Битум - Остальное
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что вяжущее содержит линейный термоэластопласт ДСТ 30-01, звездообразный ДСТ ЗОР-01 или древоподобный ДСТ-ЗОДР-01. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в мягчителе - индустриальном масле растворяют термоэластопласт с вышеуказанным полимером, выбранным из перечня, орто-фосфорную кислоту, технический углерод, стабилизатор термоэластопласта, после этого полученный раствор вводят в расплавленный битум и гомогенизируют. 4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в смесь битума и мягчителя - индустриального масла вводят предварительно приготовленную смесь из термоэластопласта, его стабилизатора, полимера, выбранного из перечня, орто-фосфорной кислоты, технического углерода и затем гомогенизируют.