Изобретение относится к битумным эмульсиям, используемым в создании дорожных покрытий.
Известна битумная эмульсия для дорожных работ, включающая битум, катионную адгезионную присадку, соляную кислоту и воду [Методические рекомендации по приготовлению и применению в дорожном строительстве катионных эмульсий. М., СоюздорНИИ, 1973, с.3-24].
Недостатками этой эмульсии являются недостаточная стабильность и сцепляемость с минеральным наполнителем и сложность регулирования скорости ее распада при одном и том же содержании эмульгатора.
Наиболее близкой предлагаемому изобретению является битумная эмульсия [патент RU №2176652, кл. 7 C 08 L 95/00, 2001], включающая битум, эмульгатор на основе ПАВ типа аминов, диаминов, полиаминов и четвертичных аммониевых солей, соляную кислоту в качестве реагента для нейтрализации эмульгатора и воду. Причем она дополнительно содержит отход процесса пиролиза углеводородного сырья - тяжелую пиролизную смолу при следующих соотношениях компонентов, мас.%:
Битум 20-70
Эмульгатор 0,1-5
реагент для нейтрализации эмульгатора 0,5-3
ТПС 0,4-8
вода остальное
Рецепт эмульсии позволяет регулировать скорость ее распада при одном и том же содержании эмульгатора, повышает ее стабильность и сцепляемость с минеральным наполнителем, а также способствует экономии битума.
Недостатком эмульсии является недостаточная устойчивость к процессам окислительного старения. Изменения значений глубины проникания иглы и растяжимости битума, выделенного из эмульсии, относительно значений соответствующих показателей исходного битума, использованного для приготовления эмульсии, не соответствуют требованиям ГОСТ 18659-81 на эмульсии битумные дорожные, согласно которым эти изменения не должны превышать 15%, в то время как для прототипа значения этих показателей уменьшаются на 16-19%. Указанный недостаток, по-видимому, вызван наличием в ТПС (согласно результатам анализов методами ЯМР и ИК спектроскопии)
непредельных олефиновых структур и ненасыщенных алифатических альдегидов. Указанный недостаток может привести к сокращению срока службы дорожных покрытий.
Задачей изобретения является разработка эмульсии, позволяющей повысить устойчивость битумного компонента к процессам окислительного старения при одновременном сохранении остальных преимуществ, а именно возможность регулирования скорости ее распада при одном и том же содержании эмульгатора, высокая стабильность и хорошая сцепляемость с минеральным наполнителем и экономия битума.
Поставленная задача решается разработкой битумной эмульсии, включающей битум, эмульгатор, реагент для нейтрализации эмульгатора, воду и дополнительный компонент, отличающийся тем, что в качестве дополнительного компонента она содержит побочный продукт производства изопропилбензола - полиалкилбензольную смолу при следующих соотношениях компонентов, % мас.:
Битум 45-60
Эмульгатор 0,125-0,25
Реагент для нейтрализации эмульгатора 1-2
Полиалкилбензольная смола 1-15
Вода остальное
Для приготовления эмульсии используют нефтяные дорожные битумы марок БНД 60/90 и БНД 90/130 по ГОСТ 22245-90.
Физико-химические показатели полиалкилбензольной смолы (ПАБС) (продукт АО “Казаньоргсинтез”, ТУ 38.10296-83) приведены в табл.1.
В качестве эмульгатора используют ПАВ типа аминов, диаминов, полиаминов и четвертичных аммониевых солей.
В качестве реагента для нейтрализации эмульгатора используют концентрированную соляную кислоту.
Битумную эмульсию готовят по известной технологии смешением компонентов в следующей последовательности:
В смесь воды, эмульгатора, кислоты и ПАБС, нагретую при перемешивании до 70-75°С, вводят также при перемешивании предварительно разогретый до 120-125°С дорожный битум.
Образцы битумных эмульсий были приготовлены в соответствии со следующими примерами:
Пример 1. К смеси из 77,75 г воды, 0,25 г эмульгатора, 2 г кислоты и 2 г ПАБС, нагретой до 75°С, при постоянном перемешивании добавляют 118 г предварительно
разогретого в отдельной емкости до 125°С дорожного битума БНД 60/90 и перемешивают до полной однородности.
Состав полученной эмульсии следующий (% мас.): битум - 59, эмульгатор - 0.125, кислота - 1, ПАБС - 1, вода - 38,875.
Пример 2. К смеси из 77,75 г воды 0,25 г эмульгатора, 2 г кислоты и 6 г ПАБС, нагретой до 75°С, при постоянном перемешивании добавляют 114 г предварительно разогретого в отдельной емкости до 125°С дорожного битума БНД 60/90 и перемешивают до полной однородности.
Состав полученной эмульсии следующий (% мас.): битум - 57, эмульгатор - 0.125, кислота - 1, ПАБС - 3, вода - 38,875.
Пример 3. К смеси из 77,75 г воды 0,25 г эмульгатора, 2 г кислоты и 10 г ПАБС, нагретой до 75°С, при постоянном перемешивании добавляют 110 г предварительно разогретого в отдельной емкости до 125°С дорожного битума БНД 60/90 и перемешивают до полной однородности.
Состав полученной эмульсии следующий (% мас.): битум - 55, эмульгатор - 0.125, кислота - 1, ПАБС - 5, вода - 38,875.
Пример 4. К смеси из 77,75 г воды, 0,25 г эмульгатора, 2 г кислоты и 20 г ПАБС, нагретой до 75°С, при постоянном перемешивании добавляют 100 г предварительно разогретого в отдельной емкости до 125°С дорожного битума БНД 60/90 и перемешивают до полной однородности.
Состав полученной эмульсии следующий (% мас.): битум - 50, эмульгатор - 0.125, кислота - 1, ПАБС - 10, вода - 38,875.
Пример 5. К смеси из 77,75 г воды 0,25 г эмульгатора, 2 г кислоты и 30 г ПАБС, нагретой до 75°С, при постоянном перемешивании добавляют 90 г предварительно разогретого в отдельной емкости до 125°С дорожного битума БНД 60/90 и перемешивают до полной однородности.
Состав полученной эмульсии следующий (% мас.): битум - 45, эмульгатор - 0.125, кислота - 1, ПАБС - 15, вода - 38,875.
Пример 6. К смеси из 75,5 г воды, 0,5 г эмульгатора, 4 г кислоты и 2 г ПАБС, нагретой до 70°С, при постоянном перемешивании добавляют 118 г предварительно разогретого в отдельной емкости до 120°С дорожного битума БНД 90/130 по и перемешивают до полной однородности.
Состав полученной эмульсии следующий (% мас.): битум - 59, эмульгатор - 0.25, кислота - 2, ПАБС - 1, вода - 37,75.
Пример 7. К смеси из 75,5 г воды, 0,5 г эмульгатора, 4 г кислоты и 6 г ПАБС, нагретой до 70°С, при постоянном перемешивании добавляют 114 г предварительно разогретого в отдельной емкости до 120°С дорожного битума БНД 90/130 и перемешивают до полной однородности.
Состав полученной эмульсии следующий (% мас.): битум - 57, эмульгатор - 0.25, кислота - 2, ПАБС - 3, вода - 37,75.
Пример 8. К смеси из 75,5 г воды, 0,5 г эмульгатора, 4 г кислоты и 10 г ПАБС, нагретой до 70°С, при постоянном перемешивании добавляют 110 г предварительно разогретого в отдельной емкости до 120°С дорожного битума БНД 90/130 и перемешивают до полной однородности.
Состав полученной эмульсии следующий (% мас.): битум - 55, эмульгатор - 0.25, кислота - 2, ПАБС - 5, вода - 37,75.
Пример 9. К смеси из 75,5 г воды, 0,5 г эмульгатора, 4 г кислоты и 20 г ПАБС, нагретой до 70°С, при постоянном перемешивании добавляют 100 г предварительно разогретого в отдельной емкости до 120°С дорожного битума БНД 90/130 и перемешивают до полной однородности.
Состав полученной эмульсии следующий (% мас.): битум - 50, эмульгатор - 0.25, кислота - 2, ПАБС - 10, вода - 37,75.
Пример 10. К смеси из 75,5 г воды, 0,5 г эмульгатора, 4 г кислоты и 30 г ПАБС, нагретой до 70°С, при постоянном перемешивании добавляют 90 г предварительно разогретого в отдельной емкости до 120°С дорожного битума БНД 90/130 по ГОСТ 22245-90 и перемешивают до полной однородности.
Состав полученной эмульсии следующий (% мас.): битум - 45, эмульгатор - 0.25, кислота - 2, ПАБС - 15, вода - 37,75.
Для сравнения предлагаемых образцов эмульсий с прототипом были приготовлены 2 образца эмульсий согласно прототипу (примеры 11-12).
Пример 11. В 49.7 г дорожного битума (по ГОСТ 22245-90), нагретого до температуры 110°С, добавляют при перемешивании 0.3 г катионоактивного эмульгатора. Водную фазу готовят следующим образом: в 48.5 г воды добавляют при перемешивании 0.5 г безводной тяжелой пиролизной смолы (ТПС) и 1 г соляной кислоты, затем нагревают при перемешивании до 85°С, затем добавляют смесь битума с эмульгатором, имеющую температуру 110°С и перемешивают до полной однородности.
Состав полученной эмульсии следующий (% мас.): битум - 49.7, эмульгатор - 0.3, кислота - 1, ТПС - 0.5, вода - 48,5.
Пример 12. В 49.7 г дорожного битума (по ГОСТ 22245-90), нагретого до температуры 110°С, добавляют при перемешивании 0.3 г катионоактивного эмульгатора и 2 г безводной ТПС. Водную фазу готовят следующим образом: в 47 г воды добавляют 1 г соляной кислоты, тщательно перемешивают, нагревают этот раствор до температуры 85°С, затем добавляют нагретую до 110°С смесь битума, эмульгатора и тяжелой пиролизной смолы. Перемешивают до полной однородности.
Состав полученной эмульсии следующий (% мас,): битум - 49.7, эмульгатор - 0.3, кислота - 1, ТПС - 2, вода - 47.
Физико-механические свойства эмульсий, приготовленных согласно примерам №1-№12, приведены в табл.2, согласно которой предлагаемая эмульсия превосходит прототип по устойчивости к окислительному старению. Изменение глубины проникания иглы и растяжимости битума, выделенного из предлагаемой эмульсии, составляет 7-11% от значения данного показателя для исходного битума, против 16-19% для прототипа. По остальным показателям предлагаемая эмульсия не уступает прототипу.
Физико-химические свойства полиалкилбензольной смолы АО “Казаньоргсинтез” (ТУ 38.10296-83).
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
БИТУМНАЯ ЭМУЛЬСИЯ | 2007 |
|
RU2361894C1 |
БИТУМНАЯ ЭМУЛЬСИЯ | 2008 |
|
RU2407764C2 |
БИТУМНОЕ ВЯЖУЩЕЕ ДЛЯ ДОРОЖНОГО ПОКРЫТИЯ | 1997 |
|
RU2140947C1 |
БИТУМНАЯ ЭМУЛЬСИЯ | 1999 |
|
RU2176652C2 |
БИТУМНО-РЕЗИНОВАЯ КОМПОЗИЦИЯ И СПОСОБ ЕЕ ПОЛУЧЕНИЯ | 1997 |
|
RU2137792C1 |
БИТУМНАЯ ЭМУЛЬСИЯ ОБРАТНОГО ТИПА | 1999 |
|
RU2194062C2 |
КРАСКА | 2003 |
|
RU2238290C1 |
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БИТУМА | 1997 |
|
RU2124038C1 |
КАТИОНАКТИВНАЯ АДГЕЗИОННАЯ ПРИСАДКА К БИТУМАМ И СПОСОБ ЕЕ ПОЛУЧЕНИЯ | 2007 |
|
RU2374280C2 |
КВАНТОВО-АКТИВИРОВАННАЯ БИТУМНАЯ ЭМУЛЬСИЯ | 2013 |
|
RU2525547C1 |
Изобретение относится к битумным эмульсиям, используемым в создании дорожных покрытий. Достигается повышение устойчивости битумного компонента к процессам окислительного старения при сохранении возможности регулирования скорости распада эмульсии при одном и том же содержании эмульгатора, высокой стабильности и хорошей сцепляемости с минеральным наполнителем, а также экономия битума. Битумная эмульсия содержит битум, ПАВ типа аминов, диаминов, полиаминов и четвертичных аммониевых солей в качестве эмульгатора, соляную кислоту в качестве реагента для нейтрализации эмульгатора, воду и дополнительный компонент, причем в качестве дополнительного компонента она содержит полиалкилбензольную смолу, являющуюся побочным продуктом производства изопропилбензола, при следующем содержании компонентов, масс.%: битум - 45-59, эмульгатор - 0,125-0,25, реагент для нейтрализации эмульгатора - 1-2, полиалкилбензольная смола - 1-15, вода - остальное. 2 табл.
Битумная эмульсия, содержащая битум, ПАВ типа аминов, диаминов, полиаминов и четвертичных аммониевых солей в качестве эмульгатора, соляную кислоту в качестве реагента для нейтрализации эмульгатора, воду и дополнительный компонент, отличающаяся тем, что в качестве дополнительного компонента она содержит полиалкилбензольную смолу, являющуюся побочным продуктом производства изопропилбензола, при следующем содержании компонентов, мас.%:
Битум 45-59
Эмульгатор 0,125-0,25
Реагент для нейтрализации эмульгатора 1-2
Полиалкилбензольная смола 1-15
Вода Остальное
БИТУМНАЯ ЭМУЛЬСИЯ | 1999 |
|
RU2176652C2 |
RU 97113987 A, 27.05.1999 | |||
БЫСТРОРАСПАДАЮЩАЯСЯ ЭМУЛЬСИЯ^Г-РСОЮЗНАЯJa#s::^.Jj;''i^ ""-^^s'Mn.: ^*;:;:'-Г ii.V";in:;u= | 0 |
|
SU319567A1 |
БИТУМНАЯ ЭМУЛЬСИЯ | 0 |
|
SU337358A1 |
КАТИОНОАКТИВНАЯ ЭМУЛЬСИЯ | 0 |
|
SU346320A1 |
Эмульсионная композиция | 1975 |
|
SU527460A1 |
Битумная эмульсия | 1973 |
|
SU437789A1 |
СОСТАВ ДЛЯ ИЗОЛЯЦИОННОГО ПОКРЫТИЯ ПОДЗЕМНОГО ТРУБОПРОВОДА И СПОСОБ РЕМОНТА ИЗОЛЯЦИОННОГО ПОКРЫТИЯ ПОДЗЕМНОГО ТРУБОПРОВОДА | 1991 |
|
RU2031914C1 |
БИТУМНАЯ ЭМУЛЬСИЯ ОБРАТНОГО ТИПА | 1999 |
|
RU2194062C2 |
Авторы
Даты
2005-01-20—Публикация
2003-06-04—Подача