СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БИТУМНО-КАУЧУКОВОГО ВЯЖУЩЕГО Российский патент 2008 года по МПК C08L95/00 

Описание патента на изобретение RU2330053C1

Изобретение относится к способам получения модифицированных битумных вяжущих, мастик, герметизирующих и изоляционных материалов с улучшенными техническими характеристиками и предназначенными для использования в дорожном, аэродромном, гидротехническом и других видах строительства.

Известны битум-каучуковые вяжущие материалы и способы их получения, в которых синтетические каучуки или отходы их производства непосредственно добавляются к битумам в процессе производства или приготовления асфальта. Использование подобных добавок позволяет улучшить физико-механические свойства битумов, такие как расширение температурного интервала работоспособности дорожного покрытия, т.е. понижения его хрупкости, увеличения трещиностойкости, повышения эластичности (RU 2167898, опубл. 12.01.00; RU 2248381, опубл. 20.03.05, а.с. СССР 1671671, опубл. 08.23.91).

Недостатками известных способов являются неоднородность состава и низкая стабильность в горячем состоянии получаемых битум-каучуковых вяжущих.

Известны способы получения битум-каучуковых вяжущих, в которых с целью устранения вышеперечисленных недостатков каучуки подвергаются предварительному растворению в органических растворителях, таких как смесь керосина и мазута (RU 2270846, опубл. 27.02.06), сланцевое масло, толуол (RU 2132857, опубл. 07.10.99) и т.д., с последующим добавлением образующейся смеси к нефтяному битуму.

Недостатком способов является невозможность использования маслостойких сортов каучуков, а также отходов их производства, имеющих низкую растворимость в вышеперечисленных растворителях.

Наиболее близким к настоящему изобретению является способ получения битумного вяжущего, который заключается в перемешивании битума при нагревании с каучуксодержащим компонентом - 11-17% раствором каучука и/или его отходов в органическом растворителе в количестве 0,1-10% от массы битума. Каучукосодержащий компонент готовят в две стадии: на первой стадии используют органический растворитель с температурой вспышки не ниже 62°С в количестве 1/3 от общего расчетного количества растворителя и процесс проводят при температуре не выше 20-25°С в течение 1 ч, на второй стадии добавляют 2/3 расчетного количества органического растворителя с температурой вспышки не более 28°С, процесс растворения проводят при 90-100°С при перемешивании в течение 10-11 ч (RU 2162476, опубл. 27.01.01).

Недостатками данного способа являются: невозможность использования маслостойких сортов каучуков или отходов их производства, имеющих растворимость в указанных растворителях существенно ниже 80%; низкая концентрация каучука (11-17%) в каучукосодержащем компоненте, что предполагает повышенный расход органического растворителя.

Задачей настоящего изобретения является получение битумно-каучуковых вяжущих на основе нефтяных битумов и растворов каучуков маслостойких сортов в органических растворителях; расширение ассортимента органических растворителей, используемых для приготовления каучукосодержащих компонентов.

Поставленная задача решается тем, что в способе получения битумного вяжущего путем перемешивания нефтяного битума при нагревании с каучукосодержащим компонентом в виде раствора в органическом растворителе, взятом в количестве 2,5-5,0 мас.% от битумного вяжущего, согласно изобретению, в качестве каучукосодержащего компонента используют раствор маслостойких сортов каучука с содержанием каучука до 35 мас.%, а в качестве органического растворителя используют жидкие продукты превращения угля, а именно: смолу полукоксования каменного угля или смолу полукоксования бурого угля или фракцию продуктов гидрогенизации бурого угля, кипящую выше 350°С.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что отличительными признаками являются:

- использование растворов маслостойких каучуков или продуктов их переработки в органических растворителях в качестве каучукосодержащего компонента битумно-каучуковых вяжущих,

- использование в качестве органических растворителей для маслостойких каучуков жидких продуктов превращения угля, а именно смолы полукоксования каменного угля или смолы полукоксования бурого угля или высококипящей фракции гидрогенизации бурого угля, кипящей выше 350°С.

- проведение процесса растворения в одну стадию.

Сущность изобретения поясняется следующими примерами.

Пример 1. Каучук марки СКН-40 АСМ-Е Красноярского завода синтетического каучука в количестве 45 г и смолу, образующуюся при полукоксовании каменного угля марки Д на ГП «Завод полукоксования» г.Ленинск-Кузнецк (ТУ-2453-001-22931414-96) в количестве 105 г, берут в соотношении 30% и 70% от массы смеси, соответственно. Смесь нагревают до 100-120°С, перемешивают в течение 4 часов. В результате образуется однородная гомогенная смесь. Полученный каучукосодержащий компонент добавляют в количестве 2,5 мас.% к нефтяному битуму БНД 90/130. Характеристики битумно-каучукового вяжущего приведены в таблице.

Пример 2. Аналогично примеру 1, но каучукосодержащий компонент добавляют к нефтяному битуму в количестве 5,0 мас.%. В результате образуется однородное гомогенное вяжущее.

Пример 3. Аналогично примеру 1, но каучук 52,5 г и смолу полукоксования каменного угля 97,5 г берут в соотношении 35% и 65%, соответственно. В результате образуется однородное гомогенное вяжущее.

Пример 4. Аналогично примеру 1, но каучук 60 г и смолу полукоксования каменного угля 90 г берут в соотношении 40% и 60%, соответственно. Образующееся вяжущее содержит нерастворенный каучук.

Пример 5. Аналогично примеру 1, но каучук 52,5 г и смолу полукоксования бурого угля (С 87,85; Н 8,95; N 0,35; S 0,31; О 2,54; ρ - 1,025 г/см3) 97,5 г берут в соотношении 35% и 65%, соответственно. В результате образуется однородное гомогенное вяжущее.

Пример 6. Аналогично примеру 1, каучук 52,5 г и фракцию гидрогенизации бурого угля, кипящую выше 350°С, (С 87,5; Н 9,3; N 0,4; S 0,4; О 2,4; ρ - 1,01 г/см3) 97,5 г, берут в соотношении 35% и 65%, соответственно. Полученное вяжущее представляет собой однородную и гомогенную смесь.

Пример 7. Аналогично примеру 1, но берется каучук БНКС-28 АМН 52,5 г и смола полукоксования каменного угля 97,5 г, 35% и 65%, соответственно. Полученное вяжущее представляет собой однородную и гомогенную смесь.

Пример 8. Аналогично примеру 1, но каучук БНКС-28 АМН 60 г и смолу полукоксования каменного угля 90 г берут в соотношении 40% и 60%, соответственно. Образующаяся смесь вяжущего содержит нерастворенный каучук.

Пример 9. Аналогично примеру 2, но каучук 52,5 г и смолу полукоксования каменного угля 97,5 г берут в соотношении 35% и 65%, соответственно. Полученное вяжущее представляет собой однородную и гомогенную смесь.

Пример 10. Аналогично примеру 2, но каучук 52,5 г и смолу полукоксования бурого угля 97,5 г берут в соотношении 35% и 65%, соответственно. Полученное вяжущее представляет собой однородную и гомогенную смесь.

Пример 11. Аналогично примеру 2, каучук 52,5 г и фракцию гидрогенизации бурого угля, кипящую выше 350°С, полученную в лабораторных условиях - 97,5 г, берут в соотношении 35% и 65%, соответственно. Полученное вяжущее представляет собой однородную и гомогенную смесь.

Пример 12. Аналогично примеру 2, но каучук БНКС-28 АМН 52,5 г и смолу полукоксования каменного угля 97,5 г берут в соотношении 35% и 65%, соответственно. В результате образуется однородная гомогенная смесь вяжущего.

Пример 13. (Реализация способа по прототипу)

Каучукосодержащий компонент (15% раствор) готовят в две стадии: на первой стадии каучук СКН-40 АСМ-Е в количестве 22,5 г смешивают с 42,5 г (1/3 от общего расчетного количества растворителя) керосина прямой гонки при температуре не выше 20-25°С в течение 1 ч; на второй стадии к смеси добавляют 85 г горячего технического керосина (2/3 расчетного количества органического растворителя) при перемешивании в течение 10-11 ч и нагревании до 90-100°С. Образующаяся смесь содержит нерастворенный каучук.

Как следует из примеров, битумно-каучуковое вяжущее имеет однородную и гомогенную структуру при содержании каучука в смеси до 35%, содержание более 40% нецелесообразно из-за неполной растворимости каучука в предложенных растворителях.

Таким образом, разработан способ получения битумно-каучуковых вяжущих на основе маслостойких каучуков, обладающих улучшенными физико-механическими свойствами и предложен расширенный ассортимент органических растворителей для каучуксодержащих компонентов.

Сопоставление физико-механических свойств битумно-каучуковых композиций и битума БНД 90/130Наименования показателейБитумно-каучуковое вяжущее, содержащее 5 мас.% каучукового компонента (с каучуком СКН-40 АСМ-Е)Битумно-каучуковое вяжущее, содержащее 2,5 мас.% каучукового компонента (с каучуком СКН-40 АСМ-Е)Нормы для нефтяного битума БНД 90/130 (ГОСТ22245-76)Глубина проникания иглы 1) при 25°С, мм*0,112012091-1302) при 0°С3735не менее 28Температура размягчения по КиШ, °С46,546не ниже 43Растяжимость, см:а) при 25°С6563не менее 60б) при 0°С4,74,5не менее 4.2Температура хрупкости, °С,-23,5-22не выше -17Изменение температуры размягчения после прогрева, °С4,55,0не более 6Сцепление с мрамором или пескомвыдерживаетвыдерживаетвыдерживает

Похожие патенты RU2330053C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БИТУМНО-КАУЧУКОВОГО ВЯЖУЩЕГО 2013
  • Шарыпов Виктор Иванович
  • Кеменев Николай Викторович
  • Барышников Сергей Викторович
  • Береговцова Наталья Григорьевна
  • Киселев Владимир Петрович
  • Кузнецов Борис Николаевич
RU2529552C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БИТУМНОГО ВЯЖУЩЕГО 1999
  • Паученко Е.В.
  • Лаврухин В.П.
  • Несмелов И.В.
  • Горожанкина Л.Я.
RU2162476C1
АКТИВИРОВАННЫЙ МИНЕРАЛЬНЫЙ ПОРОШОК 2001
  • Щелков Ф.Л.
  • Хазипов Р.З.
  • Горбачев Н.Г.
  • Косоренков Д.И.
  • Лебедев И.Н.
RU2194679C1
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ РЕЗИНОБИТУМНОЙ МАСТИКИ 2000
  • Машков В.Н.
  • Соколов А.Н.
RU2165905C1
БИТУМНАЯ КОМПОЗИЦИЯ (ВАРИАНТЫ) И СПОСОБ ЕЕ ПОЛУЧЕНИЯ 2013
  • Биглова Раиса Зигандаровна
  • Талипов Рифкат Фаатович
  • Цадкин Михаил Авраамович
  • Ахунова Рита Ринатовна
  • Ларионов Сергей Леонидович
  • Теляшев Эльшад Гумерович
RU2543173C1
БИТУМИНОЗНЫЙ РУЛОННЫЙ ГИДРОИЗОЛЯЦИОННЫЙ КРОВЕЛЬНЫЙ МАТЕРИАЛ 2001
  • Шигапов Г.Ф.
  • Валиев М.А.
  • Мулюков М.Ф.
  • Косоренков Д.И.
  • Лебедев И.Н.
RU2200221C2
СПОСОБ КОМПЛЕКСНОЙ ТЕРМОХИМИЧЕСКОЙ ПЕРЕРАБОТКИ ТЯЖЕЛЫХ НЕФТЯНЫХ ОСТАТКОВ И ГУМИТОВ 2004
  • Сыроежко Александр Михайлович
  • Проскуряков Владимир Александрович
  • Боровиков Геннадий Иванович
  • Маташкин Вадим Георгиевич
  • Петухова Оксана Николаевна
RU2285716C2
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БИТУМНО-КАУЧУКОВОГО ВЯЖУЩЕГО 1998
  • Кретов В.А.
  • Галиев Р.Г.
  • Мустафин Х.В.
  • Рязанов Ю.И.
  • Ухов Н.И.
  • Курочкин Л.М.
  • Фаирузов З.А.
  • Косоренков Д.И.
  • Лаврухин В.П.
RU2152412C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БИТУМНО-КАУЧУКОВОЙ МАСТИКИ 2004
  • Медведев В.П.
  • Фисечко Р.В.
  • Рахимов А.И.
  • Сторожакова Н.А.
  • Жиндеева Е.Е.
RU2263692C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БИТУМНО-ПОЛИМЕРНОЙ КОМПОЗИЦИИ ДЛЯ РУЛОННОГО КРОВЕЛЬНОГО И ГИДРОИЗОЛЯЦИОННОГО МАТЕРИАЛОВ 1997
  • Валюхов А.А.
  • Федюков А.В.
  • Петухов М.В.
  • Антипов И.Н.
  • Дудник В.П.
RU2141494C1

Реферат патента 2008 года СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БИТУМНО-КАУЧУКОВОГО ВЯЖУЩЕГО

Изобретение относится к способам получения модифицированных битумных вяжущих, мастик, герметизирующих и изоляционных материалов с улучшенными техническими характеристиками и предназначенными для использования в дорожном, аэродромном, гидротехническом и других видах строительства. Способ получения битумного вяжущего осуществляют путем перемешивания нефтяного битума при нагревании с каучукосодержащим компонентом в виде раствора в органическом растворителе, взятом в количестве 2,5-5,0 мас.% от битумного вяжущего, в качестве каучуксодержащего компонента используют раствор маслостойких сортов каучука с содержанием каучука до 35 мас.%, а в качестве органического растворителя используют жидкие продукты превращения угля, а именно: смолу полукоксования каменного угля или смолу полукоксования бурого угля или фракцию продуктов гидрогенизации бурого угля, кипящую выше 350°С. Техническим результатом изобретения является получение однородных и гомогенных вяжущих на основе композиций нефтяных битумов и концентрированных растворов маслостойких каучуков в органических растворителях. 1 табл.

Формула изобретения RU 2 330 053 C1

Способ получения битумного вяжущего путем перемешивания нефтяного битума при нагревании с каучукосодержащим компонентом в виде раствора в органическом растворителе, взятом в количестве 2,5-5,0 мас.% от битумного вяжущего, отличающийся тем, что в качестве каучуксодержащего компонента используют раствор маслостойких сортов каучука с содержанием каучука до 35 мас.%, а в качестве органического растворителя используют жидкие продукты превращения угля, а именно: смолу полукоксования каменного угля, или смолу полукоксования бурого угля, или фракцию продуктов гидрогенизации бурого угля, кипящую выше 350°С.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2008 года RU2330053C1

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БИТУМНОГО ВЯЖУЩЕГО 1999
  • Паученко Е.В.
  • Лаврухин В.П.
  • Несмелов И.В.
  • Горожанкина Л.Я.
RU2162476C1
СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ БИТУМНО-КАУЧУКОВОГО ВЯЖУЩЕГО 2004
  • Калгин Юрий Иванович
  • Алферов Виктор Иванович
  • Михайлов Алексей Анатольевич
  • Строкин Александр Сергеевич
RU2270846C1
БИТУМПОЛИМЕРНАЯ КОМПОЗИЦИЯ И СПОСОБ ЕЕ ПОЛУЧЕНИЯ 1998
  • Лиакумович А.Г.
  • Самуилов Я.Д.
  • Охотина Н.А.
  • Филиппова А.Г.
  • Кириллова Л.Г.
  • Галяутдинова Р.С.
  • Хамзина Л.З.
  • Рязанов Ю.И.
RU2132857C1
Способ изготовления битумно-каучуковой композиции 1985
  • Макаренкова Людмила Павловна
  • Артемов Владимир Михайлович
  • Купершмидт Мирра Лазаревна
  • Барышева Татьяна Васильевна
SU1331871A1
GB 573935 A, 13.12.1945.

RU 2 330 053 C1

Авторы

Шарыпов Виктор Иванович

Береговцова Наталья Григорьевна

Барышников Сергей Викторович

Кузнецов Борис Николаевич

Даты

2008-07-27Публикация

2007-04-12Подача