БИТУМНАЯ ЭМУЛЬСИЯ Российский патент 2010 года по МПК C08L95/00 

Описание патента на изобретение RU2407764C2

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 невысокие значения стабильности эмульсии и сцепляемости битума с минеральным наполнителем.

Наиболее близкой предлагаемому изобретению является битумная эмульсия [патент RU №2176652, МПК7 С08L 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 (ТПС) при следующих соотношениях компонентов, мас.%:

Битум 20,0-70,0 Эмульгатор 0,1-5,0 Реагент для нейтрализации эмульгатора 0,5-3,0 ТПС 0,4-8,0 Вода остальное

Рецепт эмульсии позволяет регулировать скорость ее распада при одном и том же содержании эмульгатора, повышает ее стабильность и сцепляемость с минеральным наполнителем.

Недостатком эмульсии является неудовлетворительная устойчивость во времени к процессам окислительного старения, что может привести к сокращению срока службы дорожных покрытий. Кроме того, применение в прототипе ТПС нежелательно с экологической точки зрения, так как содержит значительное количество канцерогенных компонентов.

Задачей изобретения является повышение устойчивости эмульсии к расслаиванию при хранении.

Поставленная задача решается разработкой битумной эмульсии для дорожного строительства, включающей битум, эмульгатор, реагент для нейтрализации эмульгатора, воду и дополнительный компонент. Причем в качестве дополнительного компонента битумная эмульсия содержит абсорбент 50/370, при следующих соотношениях компонентов, мас.%:

Битум 45,0-59,0 Эмульгатор 0,2-0,5 Реагент для нейтрализации эмульгатора 1,0-2,0 Абсорбент 50/370 1,0-5,0 Вода остальное

Для приготовления эмульсии используют нефтяные дорожные битумы марки БНД 90/130 по ГОСТ 22245-90.

Основные физико-химические характеристики абсорбента 50/370 (продукта ОАО "Нижнекамскнефтехим"), получаемого в производстве мономеров для синтетического каучука (изопрена, изобутилена) и выпускаемого по ТУ 2411-139-05766801-2007, 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 и кислоты, нагретую при перемешивании до 70-75°С, вводят также при перемешивании предварительно разогретую до 120-125°С смесь дорожного битума и абсорбента 50/370.

Образцы битумных эмульсий были приготовлены в соответствии со следующими примерами.

Пример 1.

К смеси из 48,5 г воды, 0,5 г эмульгатора, 1 г кислоты, нагретой до 75°С, при постоянном перемешивании добавляют предварительно разогретую в отдельной емкости до 125°С смесь 1 г абсорбента 50/370 и 49 г дорожного битума БНД 90/130 и перемешивают до полной однородности.

Состав полученной эмульсии следующий (мас.%): битум - 49, эмульгатор - 0,5, кислота - 1, абсорбент 50/370 - 1, вода - 48,5.

Пример 2.

К смеси из 48,5 г воды, 0,5 г эмульгатора, 1 г кислоты, нагретой до 75°С, при постоянном перемешивании добавляют предварительно разогретую в отдельной емкости до 125°С смесь 2 г абсорбента 50/370 и 48 г дорожного битума БНД 90/130 и перемешивают до полной однородности.

Состав полученной эмульсии следующий (мас.%): битум - 48, эмульгатор - 0,5, кислота - 1, абсорбент 50/370 - 2, вода - 48,5.

Пример 3.

К смеси из 48,5 г воды, 0,5 г эмульгатора, 1 г кислоты, нагретой до 75°С, при постоянном перемешивании добавляют предварительно разогретую в отдельной емкости до 125°С смесь 3 г абсорбента 50/370 и 47 г дорожного битума БНД 90/130 и перемешивают до полной однородности.

Состав полученной эмульсии следующий (мас.%): битум - 47, эмульгатор - 0,5, кислота - 1, абсорбент 50/370 - 3, вода - 48,5.

Пример 4.

К смеси из 48,5 г воды, 0,5 г эмульгатора, 1 г кислоты, нагретой до 75°С, при постоянном перемешивании добавляют предварительно разогретую в отдельной емкости до 125°С смесь 4 г абсорбента 50/370 и 46 г дорожного битума БНД 90/130 и перемешивают до полной однородности.

Состав полученной эмульсии следующий (мас.%): битум - 46, эмульгатор - 0,5, кислота - 1, абсорбент 50/370 - 4, вода - 48,5.

Пример 5.

К смеси из 48,5 г воды, 0,5 г эмульгатора, 1 г кислоты, нагретой до 75°С, при постоянном перемешивании добавляют предварительно разогретую в отдельной емкости до 125°С смесь 5 г абсорбента 50/370 и 45 г дорожного битума БНД 90/130 и перемешивают до полной однородности.

Состав полученной эмульсии следующий (мас.%): битум - 45, эмульгатор - 0,5, кислота - 1, абсорбент 50/370 - 5, вода - 48,5.

Пример 6.

К смеси из 49,3 г воды, 0,2 г эмульгатора, 0,5 г кислоты, нагретой до 75°С, при постоянном перемешивании добавляют предварительно разогретую в отдельной емкости до 125°С смесь 1 г абсорбента 50/370 и 49 г дорожного битума БНД 90/130 и перемешивают до полной однородности.

Состав полученной эмульсии следующий (мас.%): битум - 49, эмульгатор - 0,2, кислота - 0,5, абсорбент 50/370 - 1, вода - 49,3.

Пример 7.

К смеси из 49,3 г воды, 0,2 г эмульгатора, 0,5 г кислоты, нагретой до 75°С, при постоянном перемешивании добавляют предварительно разогретую в отдельной емкости до 125°С смесь 2 г абсорбента 50/370 и 48 г дорожного битума БНД 90/130 и перемешивают до полной однородности.

Состав полученной эмульсии следующий (мас.%): битум - 48, эмульгатор - 0,2, кислота - 0,5, абсорбент 50/370 - 2, вода - 49,3.

Пример 8.

К смеси из 49,3 г воды, 0,2 г эмульгатора, 0,5 г кислоты, нагретой до 75°С, при постоянном перемешивании добавляют предварительно разогретую в отдельной емкости до 125°С смесь 3 г абсорбента 50/370 и 47 г дорожного битума БНД 90/130 и перемешивают до полной однородности.

Состав полученной эмульсии следующий (мас.%): битум - 47, эмульгатор - 0,2, кислота - 0,5, абсорбент 50/370 - 3, вода - 49,3.

Пример 9.

К смеси из 49,3 г воды, 0,2 г эмульгатора, 0,5 г кислоты, нагретой до 75°С, при постоянном перемешивании добавляют предварительно разогретую в отдельной емкости до 125°С смесь 4 г абсорбента 50/370 и 46 г дорожного битума БНД 90/130 и перемешивают до полной однородности.

Состав полученной эмульсии следующий (мас.%): битум - 46, эмульгатор - 0,2, кислота - 0,5, абсорбент 50/370 - 4, вода - 49,3.

Пример 10.

К смеси из 49,3 г воды, 0,2 г эмульгатора, 0,5 г кислоты, нагретой до 75°С, при постоянном перемешивании добавляют предварительно разогретую в отдельной емкости до 125°С смесь 5 г абсорбента 50/370 и 45 г дорожного битума БНД 90/130 и перемешивают до полной однородности.

Состав полученной эмульсии следующий (мас.%): битум - 45, эмульгатор - 0,2, кислота - 0,5, абсорбент 50/370 - 5, вода - 49,3.

Для сравнения предлагаемых образцов эмульсий с прототипом были приготовлены два 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 1,0 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 - 1,0, 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 2,0 г безводной ТПС. Водную фазу готовят следующим образом: в 47,0 г воды добавляют 1,0 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 - 1,0, ТПС - 2,0, вода - 47,0.

Физико-механические свойства битумных эмульсий, приготовленных согласно примерам 1-12, приведены в табл.2.

Предлагаемая битумная эмульсия превосходит прототип по устойчивости к расслаиванию при хранении более 30 суток. При этом эмульсия не уступает прототипу по показателю сцепления пленки вяжущего с минеральным материалом (и даже несколько превосходит - 100% площади против 96%), а также сохраняется возможность регулирования скорости распада эмульсии при одном и том же содержании эмульгатора.

Таблица 1 Физико-химические свойства абсорбента 50/370, продукта ОАО "Нижнекамскнефтехим" (ТУ 2411-139-05766801-2007) Наименование показателя Норма 1. Внешний вид Жидкость темного цвета 2. Плотность при 15°С, г/см3 0,800-1,050 3. Температура начала кипения, °С, не ниже 50 4. Температура конца кипения, °С, не выше 370 5. Количество фракции, выкипающей до температуры 300°С, об. %, не менее 45 6. Испытание на медной пластине Выдерживает 7. Массовая доля фактических смол, мг/100 см3, не более Не нормируется 8. Содержание свободной воды Отсутствует

Таблица 2 Эксплуатационные характеристики битумных эмульсий Состав и свойства битумных эмульсий Номер примера 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Прототип* 11 12 1. Содержание компонентов в эмульсии, мас.%: Битума 49 48 47 46 45 49 48 47 46 45 49,7 49,7 Эмульгатора 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,3 0,3 Воды 48,5 48,5 48,5 48,5 48,5 49,3 49,3 49,3 49,3 49,3 48,5 47,0 Абсорбента 50/370 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 - - ТПС - - - - - - - - - - 0,5 2,0 Реагент для нейтрализации эмульгатора 1 1 1 1 1 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 1 1 2. Скорость распада при смешивании с кварцевым песком, г песка /100 г эмульсии 380 320 313 308 295 336 327 323 315 300 100 185 3. Сцепляемость с минеральными материалами, % площади 98 100 98 95 93 100 98 97 93 92 95 96 4. Вязкость условная при 20°С через сточное отверстие 3 мм, сек 18,9 21,0 23,6 25,5 26,2 17,4 19,6 22,0 24,0 24,8 23 24 5.Устойчивость при хранении в течение Расслаивания не наблюдается Расслаивания не наблюдается 7 суток 30 суток 35 суток Расслаивается 60 суток 6. Способность эмульсии обрабатывать влажный минеральный материал Поверхность каменного материала покрыта сплошной пленкой вяжущего

Похожие патенты RU2407764C2

название год авторы номер документа
БИТУМНАЯ ЭМУЛЬСИЯ 2007
  • Кемалов Руслан Алимович
  • Гладий Евгений Александрович
  • Кемалов Алим Фейзрахманович
  • Ганиева Тамилла Фатхиевна
  • Петров Сергей Михайлович
  • Борисов Сергей Владимирович
RU2361894C1
БИТУМНАЯ ЭМУЛЬСИЯ 2003
  • Кемалов А.Ф.
  • Абдуллин А.И.
  • Ганиева Т.Ф.
  • Дияров И.Н.
  • Кемалов Р.А.
  • Солдатова Л.Б.
  • Нуриев И.М.
RU2244725C1
БИТУМНАЯ ЭМУЛЬСИЯ 1999
  • Кемалов А.Ф.
  • Ганиева Т.Ф.
  • Фахрутдинов Р.З.
  • Чекашов А.А.
  • Степин С.Н.
  • Сатаева Ю.Р.
  • Лутфуллин Р.А.
  • Шафиков Р.Х.
  • Кудряшов В.Н.
  • Черевин В.Ф.
  • Пирогов А.П.
  • Еремин А.А.
  • Файзрахманов Н.Н.
  • Трифонов С.В.
  • Гильманов Х.Х.
  • Бикмурзин А.Ш.
  • Кемалов Р.А.
RU2176652C2
БИТУМНАЯ ЭМУЛЬСИЯ ОБРАТНОГО ТИПА 1999
  • Кемалов А.Ф.
  • Фахрутдинов Р.З.
  • Ганиева Т.Ф.
  • Чекашов А.А.
  • Степин С.Н.
  • Кудряшев В.Н.
  • Черевин В.Ф.
  • Пирогов А.П.
  • Еремин А.А.
  • Файзрахманов Н.Н.
  • Трифонов С.В.
  • Гильманов Х.Х.
  • Бикмурзин А.Ш.
  • Кемалов Р.А.
RU2194062C2
Битумная мастика 2021
  • Кемалов Алим Фейзрахманович
  • Брызгалов Николай Иннокентьевич
  • Кемалов Руслан Алимович
  • Ахметзянов Рустам Русланович
  • Мансуров Олим Пардабоевич
RU2762558C1
КВАНТОВО-АКТИВИРОВАННАЯ БИТУМНАЯ ЭМУЛЬСИЯ 2013
  • Лапшин Игорь Геннадиевич
RU2525547C1
ПОЛИМЕРНЫЙ МОДИФИКАТОР БИТУМА 2007
  • Кемалов Руслан Алимович
  • Борисов Сергей Владимирович
  • Кемалов Алим Фейзрахманович
  • Шапошников Дмитрий Анатольевич
  • Кемалова Гульсина Ханафовна
  • Петров Сергей Михайлович
  • Гладий Евгений Александрович
RU2346965C1
1-(2-АЛКИЛИМИДАЗОЛИНИЛ-1)-2-[(2-АЛКИЛИМИДАЗОЛИНИЛ-1)ПОЛИ(ЭТИЛЕН-N-АЛКАНОИЛАМИДО)]ЭТАН, ОБЛАДАЮЩИЙ СПОСОБНОСТЬЮ ПОВЫШАТЬ АДГЕЗИЮ БИТУМОВ К МИНЕРАЛЬНЫМ МАТЕРИАЛАМ, И ВЯЖУЩЕЕ ДЛЯ ДОРОЖНЫХ ПОКРЫТИЙ НА ЕГО ОСНОВЕ 2010
  • Фахретдинов Павел Сагитович
  • Кемалов Алим Фейзрахманович
  • Кемалов Руслан Алимович
  • Гафуров Ильшат Рафкатович
  • Нургалиев Данис Карлович
  • Голубев Иван Юрьевич
  • Мухаматдинов Ирек Изаилович
RU2499808C2
КАТИОНОАКТИВНАЯ ЭМУЛЬСИЯ ДЛЯ ДОРОЖНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА 2001
  • Степин С.Н.
  • Михеев В.В.
  • Кемалов А.Ф.
  • Сороков В.Ф.
  • Фахрутдинов Р.З.
  • Ганиева Т.Ф.
  • Бечвертная И.В.
  • Кудряшов В.Н.
  • Шамгунов Р.Р.
  • Абдуллин А.И.
RU2184753C1
БИТУМНОЕ ВЯЖУЩЕЕ ДЛЯ ДОРОЖНОГО ПОКРЫТИЯ 1997
  • Кемалов А.Ф.
  • Фахрутдинов Р.З.
  • Дияров И.Н.
  • Ганиева Т.Ф.
  • Ибрагимов Р.А.
  • Минхайров М.Ф.
  • Шафиков Р.Х.
  • Газизов К.К.
  • Лутфуллин Р.А.
RU2140947C1

Реферат патента 2010 года БИТУМНАЯ ЭМУЛЬСИЯ

Изобретение относится к битумным эмульсиям, используемым в создании дорожных покрытий. Изобретение касается битумной эмульсии, включающей битум, эмульгатор на основе аминов, диаминов, полиаминов и четвертичных аммониевых солей, соляную кислоту в качестве реагента для нейтрализации эмульгатора, воду и дополнительный компонент, при этом в качестве дополнительного компонента она содержит абсорбент 50/370, при следующем содержании компонентов, мас.%: битум - 45-59, эмульгатор - 0,2-0,5, реагент для нейтрализации эмульгатора - 1-2, абсорбент 50/370 - 1-5, вода - остальное. Технический результат - устойчивость к расслаиванию при хранении более 30 суток. 2 табл.

Формула изобретения RU 2 407 764 C2

Битумная эмульсия, включающая битум, эмульгатор на основе аминов, диаминов, полиаминов и четвертичных аммониевых солей, соляную кислоту в качестве реагента для нейтрализации эмульгатора, воду и дополнительный компонент, отличающаяся тем, что в качестве дополнительного компонента она содержит абсорбент 50/370 при следующем содержании компонентов, мас.%:
Битум 45-59 Эмульгатор 0,2-0,5 Реагент для нейтрализации эмульгатора 1-2 Абсорбент 50/370 1-5 Вода Остальное

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2010 года RU2407764C2

БИТУМНАЯ ЭМУЛЬСИЯ 1999
  • Кемалов А.Ф.
  • Ганиева Т.Ф.
  • Фахрутдинов Р.З.
  • Чекашов А.А.
  • Степин С.Н.
  • Сатаева Ю.Р.
  • Лутфуллин Р.А.
  • Шафиков Р.Х.
  • Кудряшов В.Н.
  • Черевин В.Ф.
  • Пирогов А.П.
  • Еремин А.А.
  • Файзрахманов Н.Н.
  • Трифонов С.В.
  • Гильманов Х.Х.
  • Бикмурзин А.Ш.
  • Кемалов Р.А.
RU2176652C2
БИТУМНАЯ ЭМУЛЬСИЯ 2003
  • Кемалов А.Ф.
  • Абдуллин А.И.
  • Ганиева Т.Ф.
  • Дияров И.Н.
  • Кемалов Р.А.
  • Солдатова Л.Б.
  • Нуриев И.М.
RU2244725C1
БИТУМНАЯ ЭМУЛЬСИЯ 2003
  • Черкасова Е.В.
  • Кошкаров Е.В.
  • Гольцев В.Ф.
  • Дмитриев В.Н.
  • Плишкин В.В.
RU2243245C1
RD 418043 А, 10.02.1999.

RU 2 407 764 C2

Авторы

Кемалов Руслан Алимович

Гладий Евгений Александрович

Кемалов Алим Фейзрахманович

Ганиева Тамилла Фахтиевна

Саяхов Марат Дамирович

Кемалова Гульсина Ханафовна

Петрова Татьяна Николаевна

Фаттахов Дамир Фаридович

Даты

2010-12-27Публикация

2008-11-27Подача