Способ получения водной битумной эмульсии Советский патент 1984 года по МПК C08L95/00 

Изобретение относится к получению битумнь1х эмульсий, которые могут быть использованы в строительстве. Известец способ получения водной битумной эмульсии, заключающийся в 5 смешении эмульсии битума, эмульсии нерастворимого в воде полимера и других компонентов 1. Однако данная эмульсия характеризуется недостаточно высоким показа- Ю телам стабильности. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является способ получения водной битумной эмульсии, вклю-15 чающей битум, статистический блоксополимер полибутадиена и полистирола, аминный эмульгатор (алкилпропилендиамин C(|g -С ), неорганическую кислоту (соляная кислота) и воду, за- 20 ключающийся в предварительном смешивании расплавленного битума с блоксополимером полибутадиена и полистирола и в последующем переводе, полученной смеси в эмульсию с водой, 25 содержащей аминный эмульгатор и соляную кислоту С2, Однако при получении данной композиции очень трудно перевести в эмульсию всю битумно-каучуковую смесь. Кроме того, этот способ не позволяет получить эмульсию с высокой стабильностью. По известному способу подучают эмульсии с размером частиц 200500 пш, и при этом через 15 дней хранения происходит коагуляция частиц и распад эмульсии. Целью изобретения является повышение стабильности эмульсии. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения водной битумной эмульсии, включающему битум, блок-сополимер полибутадиена и полистирола, аминный эмульгатор, неорганическую кислоту и воду, путем предварительного смешения битума с каучуком и затем с другими .компонентами, битум с температурой размягчения и глубиной проникновения 30-200 смешивают с блок-сопо-50 лимером полибутадиена и полистирола радиального типа с молекулярной массой 150000-250000 при 145-190°С, я полученную смесь вводят 60-70% от общей массы используемого аминного 55 эмульгатора - эмульгатор из ряда: алифатический диамин, являющийся смесью диаминов общей формулы гд в ал с гд в ил ло эт ше ч с ча ра во п эм ля se ; ст ве NHj-СН, -СН, -СН.-NH-C H е п 14-18, лючающей, мае.%: Диамин с п 14 Диамин с п 16 Диамин с п 18 ифатический полиамин, являющийся есью полиаминов общей формулы NH2-(CH2-CH2-CH2-NH)x 2 е п 14-18; X 2-3, лючающей, мас.%: Полиамин с п 14 5 Полиамин с п 16 30 Полиамин с п 18 65 и амидоамин - продукт реакции смообразной кислоты H gCOpH с триилентетрамином пои молярном соотнонии соответственно 1:1, затем полунную смесь эмульгируют при 145-190 С водной фазой, включающей остальную сть указанного аминного эмульгато, соляную или фосфорную кислоту И ду при следующем соотношении комнентов, мас.%: 50,52-64,75 Блок-сополимер полибутадиена и полистирола радиального типа с молекулярной массой 150000-250000 3,3-9,0 Аминный эмульгатор из указанного ряда 0,375-0 800 Соляная или фосфорная кислота 0,272-0,800 ВодаОстальное В предлагаемом способе используют ульгаторы катионного типа из ряда: 1) алифатический диамин, представющий собой смесь, содержащую, c.: 5% NHj -CHj -CHj -CHj -NH-C HjQ 30% NH.,-CHj-CHj-CHj-Ш-Сд5 Hjif 65% NH -CHj-CHj-CHj-NH-C H-ig 2) алифатический полиами, предавляющий собой смесь, содержащую, с.%: 5% NH2-/CHj-CHj-CH2-NH/x - 30% NHj-/CH2 -СНг -CHj -NH In - H, 65% NHj-yCHj-CH -CHj-NH/x-C Hig при X 2-3 3) амидоамин смолообразной кислоты - продукт реакции смолообразной кислоты С( Hji, COQH с триэтилентетрамином при их мольном соотношении 1:1 В качестве неорганической кислоты используют кислотыj обладающие наименьшей летучестью. Пример 1. При готовят смесь битума, имеющего глубину проникновения около 200 и температуру размягчения 42°С с блок-сополимером радиального типа полистирола и полибутадиена с молекулярным весом 250000; при этом количество блок-сополимера составляет 6 вес.% от общего веса смеси. Время смешения битума и каучука составляет 2 ч 30 мин. В полученную смесь вводят 0.,3 вес.% (из расчета на общий вес каучука и би .тума) жирного диамина и 0,075 вес.% (из расчета на общий вес каучука и битума)жирного полиамина. Вязкость полученной смеси, измеренная при помощи вискозиметра Брукфильда при 175 С, составляет 1 500 сП. Получен.ную смесь эмульгируют при атмосферном давлении и температуре 175с в коллоидной мельнице Харрела совместно с водной фазой, содержащей кроме воды еще и 0,3 вес.% жирного диамина, 0,075 вес.% жирного полиамина и 1,2 вес.% соляной кислоты плотностью 1,19 (приведенные процентные отношения рассчитаны на общий вес воды). Водная (Ьаза имеет при этом температуру 60 С, весовое соотношение битум но-каучуковой смеси и воды равно 66:34. Из полученной Смеси получают эмульсию, которая обладает следующими свойствами: средний размер мицелл 3-5 mjui; коэффициент седиментации (по АСТМ-Д-244-75) 3%; индекс разрушения 35 г SiOj на 100 г эмульсииj время разрушения на дорожном покрытии 30 мин. Рецептура композиции по примеру 1 представлена в следующемвиде: Фаза битум - каучук: 66 вес.% по отношению к общему весу эмульсии, содержит, вес.%.

Битум

.61,7925 Каучук 3,96

64,75

Витум 4,9 Каучук Жирный диамин О, 198 Жирньй полиамин 0,0495 Водная фаза: 34 вес.% по отношению к общему весу эмульсии, содержит вес.%: Вода33,4645 Жирный диамин 0,102 Жирный полиамин 0,0255 Соляная кислота 0,408 .Пример 2. При 145°С готовят смесь битума с глубиной проникновения около 180 и температурой размягчения 42с с блок-сополимером радиального типа полистирола и полибутадиена, обладающего молекулярным весом, равным 250000. Количество блок-сополимера составляет при этом 7вес.% от общего веса смеси, время смешивания каучука и битума 3 ч. В полученную смесь вводят 0,4 вес,% (из расчета на общий вес каучука и битума) жирного диамина и 0,1 вес.% (из расчета на общий вес каучука и битума) жирного полиамина. Вязкость полученной смеси, измеренная при помо1 1И вискозиметра Брукфильда при 145С, составляет 2500 сП. Эту смесь эмульгируют при атмосферном давлении и температуре 145°С в коллоидной мельнице Харрела совместно с водной фазой, содержащей кроме воды еще и 0,4 вес.% жирного диамина. 0,1 вес.% жирного полиамина и 2 вес.% соляной кислоты плотности 1,19 (приведенные процентные отношения рассчитаны на общий вес воды). Водная фракция имеет при этом температуру 60°С, весовое соотношение битумно-каучуковой смеси и водной фазы равно 70:30, Из полученный таким способом смеси образуется эмульсия, которая обладает следующими свойствами: средний размер мицелл 15-35 mu; коэффициент седиментации (по АСТМ-П-244-75) 20%; индекс разрушения: 90 г окиси кремния на 100 г эмульсии. Рецептура композиции по примеру 2 представлена в следующем виде: Фаза битум - каучук: 70 вес.% от общего веса эмульсии, содержит, вес.%: Жирный диамин0,28 полиамин0,07 Водная фаза: 30 вес .7,от общег веса эмульсии, содержит,вес.%: Вода29,250 Жирный диамин0,120 Жирньй полиамин0,030 Соляная кислота0,600 Пример 3. Аналогично прим ру 1, но вместо соляной кислоты ис пользуют 1,9 вес.% (в расчете на вес воды) 85%-ного раствора фосфор кислоты. Из полученной таким способ смеси образуется эмульсия, которая ладает следующими свойствами: средний размер мицелл 4-7 пШ; коэффициент седиментации (по АСТМ-0-244-75) 4%; индекс разрушения: 35 г окиси кремния на 100 г эмульсии. Рецептура композиции по примеру представлена в следунлцем виде: Фаза битум - каучук: 70 вес.% от общего веса эмульсии, содержит, вес Битум64,75 . Каучук4,90 Жирный диамин 0,28 Жирный полиамин 0,07 вес.% от общего Водная фаза: 30 вес.%: веса эмульсии, содержит. 29,204 0,120 Жирньй диамин0,030 Жирный полиамин 0,646 Фосфорная кислота П р и м.е р 4. При 175°С готовя смесь с глубиной проникновения окол 30 с блок-сополимером радиального т па полистирола и полибутадиена, обл дающего молекулярным весом 150000. Количество блок-сополимера составля ет 5% об общего веса смеси,время смешивания 2ч. В полученную смесь вводят 0,4 вес.% (в расчете на общи вес битума и сополимера) амидоамина смолообразной кислоты Вязкость пол ченной таким способом смеси, измере мая при помощи вискозиметра Брукфил да, составляет 1750 сП. Эту смесь эмульгируют при атмосферном давлени и температуре 175°С в коллоидной ме 36 вице Харрела совместно с подной фазой, содержащей помимо воды еще и 0,4 пес.% (из расчета на вес воды) того же эмульгатора и 0,8 вес.% (из расчета на нес воды) соляной кислоты плотности 1,.19. Водная фаза находится при температуре 60°С; весовое соотношение битумно-каучуковой смеси и водной фазы составляет 66:34. Из полученной таким образом смеси плотностью образуется эмульсия, обладающая следующими свойствами: средний размер мицелл 3-5 тш; коэффициент седиментации (по АСТМ-П-244-75) 3%; индекс разрушения 40 г SiOj -на 100 г эмульсии. Рецептура композиции по примеру 4 представлена в следующем виде: Фаза битум - каучук: 66 вес.% от общего веса эмульсии, содержит, вес.%: Битум62,436 Каучук3,300 Амидоамин смолообразной кислоты 0,264 Водная фаза: 34 вес.% об общего 1зеса эмульсии, содержит, вес.%: Вода33,592 Амидоамин смолообразной кислоты 0,136 Соляная кислота 0,272 Пример 5. Аналогично примеру 1, однако в битумно-каучуковую смесь вводят 0,4 вес.% жирного диамина. Вязкость полученной.смеси, измеренная при помощи вискозиметра Брукфильда, Составляет 1500 сП при . Эту смесь переводят в эмульсию при атмосферном давлении и температуре в коллоидной мельнице Харрела совместно с водной фазой, содержащей помимо воды еще и 0,4 вес.% (в расчете на вес воды) жирного диамина и 1,2 вес.% (в расчете на вес воды) соляной кислоты плотности 1,19. Водная фаза находится при этом при температуре 60°С, весовое соотношение битумно-каучуковой смеси и водной фазы составляет 68:32. Полученная таким образом смесь пол- ностью переходит в эмульсию, обладаюд ущ свойствами: средний размер мицелл 4-6 mu; коэффициент седиментации (по АСТМ-П-244-75) 3%;

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВОДНОЙ БИТУМНОЙ ЭМУЛЬСИИ, включающей битум, блок-сополимер полибутадиена и полистирола, амииный эмульгатор, неорганическую кислоту и воду, заключающийся в предварительном смешении битума с каучуком и затем с другими компонентами, отличающийся тем, что, с целью повышения стабильности эмульсии, битум с температурой размягчения 42°С к глубиной проникновения 30-200 смешивают с блок-сополимером полибутадиена и полистирола радиального типа с молекулярной массой 150000-250000 при 145-190°С, в полученную смесь вводят 60-70% от общей массы используемого аминного эмульгатора - эмульгатор из ряда: алифатический диамин, являкадийся смесью диаминов общей формулы NHj -CHj -СНг -CHj -NH-CnH, .j , где , включающей, мас.%: алифат ический полиамин, являющийся смесью полиаминов общей формулы NHj-(CHj-CHj-CHj-NH) CnH 2M 4 2 где n 14-18; X 2-3 включающер, мае . %: 5 Полиамин с n 14 30 Полиамин с n 16 65 СО Полиамин с n 18 или амидоамин - продукт реакции смолообразной кислоты Hjq COOK с триэтилентетрамином при молярном соотношении соответственно 1:1, затем полученную смесь эмульгируют при 145-. ,90°С с водной фазой, включающей ос тальную часть указанного аминного эмульгатора, соляную или фосфорную CD О (кислоту и воду при следующем соотношений компонентов, мас.%: сл 50,52-64,75 Битум со Блок-сополимер полибутадиена и полистирола радиального .типа с молекулярной массой 150000-250000 3,3 - 9,0 Аминный эмульгатор из указанного ряда 0,375-0 800 Соляная или фосфорная кислота 0,272-0,800 Остальное Вода