Битумполимерная композиция

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛ ИСТИЧ ЕСКРЕСПУБЛИК 1835413 9) ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(ГОСПАТЕНТ СССР) ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ ЛЬСТВУ ВТОРСНОМУ Сни РОЭИЦИЯ ся к строимущественно и гидроизоость изобкомпозиция ненты,мас.Ф: 6,0-10,0, лектродной ованная смоного пека болина, И.И.Кас олина Л,С,я свойстввками, М.:37-40. Изобретение относится к строительным материалам, преимущественно для получения кровельных и гидроиэоляционных покрытий. Такие материалы должны быть достаточно прочны, пластичны, в некоторых случаях эластичны, иметь стойкость к агрессивным средам, обладать хорошей погодоустойчивостью и широким интервалом пластичности (температура размягчения не ниже 90 С, температура хрупкости не выше "15 С). Трариционные битумные материалы таким широким спектром свойств не обладают, поэтому последние 30 лет широко используются композиции битума и полимеров с целью получения материалов, удовлетворяющих вышеперечисленным требованиям,Известна композиция, описывающая вяжущее, состоящее из битума и отхода электродного производства - сульфированной смолы пиролиза каменоугольного пека. Содержание отхода - до 5 Ф. Известно свойство отхода повышать темью изобре интервала рных комп тавленная лимер-бит ельно сод т отходов ения является расшипластичности битумзиций,цель достигается тем мная композиция доржит сульфированныйэлектродной промышрен оли о и лни оду(21) (22) (46) (71) инсти (72) Д,А. ,мов и (56) Федо битум ЦНИИТ 4913047/0503.01.9123,08,93, Бюл, Р 31Ленинградский технологическитут им. ЛенсоветаБ,А.Тилябаев, Л.С.Таоэенталь, И.Ка .имов,М,Ю,БердиевРозенталь Р.А., Табова В.А. Модификациов полимерными добаЭнефтехим, 1988, с,ц 5 с 08 ь 95/00 (с 08 ь 95/00, 23:16, 23:22, 53:00)НИЯ(54) БИТУМПОЛИМЕРНЛЯ КО (57) Изобретение относит тельным материалам, пре для получения кровельны ляционных покрытий, Сущ ретения: битумполимерна содержит следующие комп битум 88,0-93,5, полиме модишицированный отход промышленности - сульфи ла пиролиза каменноугол 0,5-2,0. 1 табл. пературу размягчения битума. однако,при использовании отхода в небольшихколичествах - до 33, это свойствопрактически не проявляется.Наиболее близким по техническойсущности является битумная композиция, содержащая битум и полимер. В качестве полимера используют бутадиенстирольный термоэластопласт или олефиновый полимер (1),Недостатком композиции являетсянедостаточно широкий интервал работоспособности (интервал пластичности)композиции, Это связано с низким значением верхнего предела - температуры размягчения.3 1839ленности (СП-ОЭП) при следующем соот"ношении компонентов, мас,Ф:Битум 88,0-93,9Полимер б,ОО,ОСП-ОЭП 9 э 1-2,0Битум представляет собой остатокот перегонки нефти или продукт; полученный при его окислении с темпера.турой размягчения 40-ЯС, содержащий 10-20 мас,Ж асфальтенов.В качестве полимера могут быть ис-,пользованы каучуки общего назначениятермоэластопласты, атактический полипропилен.15Сульфопродукт отходов электродного производства (СП-СЭП) получаетсясульфированием смолы отходов электрод"ного производства, (смолы пиролиза ка"меноугольного пека), содержащего смесьОароматических углеводородов в присутствии концентрированной серной кисло-ты. СП-ОЭП представляет собой черноемазеобразное вещество, хорошо растворимое в различных спиртах, хлороформеД 5ацетоне. Содержание активных веществ70-753.Эмпирическая формула: 2 Ат-ЯОзН,где Аг - ария, состоящий изсмеси аро"матических углеводородов (нафталина, ЭОантрацена, Фенантрена, а также полициклических углеводородов с алифатическими заместителями): мол.м. 210330, плотность.1,6228 г/смз при с == 50 С, температура разложения 260 С,температура плавления 160 С,1. Атактический полипропиленпобочный продукт полипропиленовогопроизводства, представляющий собойтермопластичный материал белого цвета 4 Ос плотностью 0,86-0,87 г/смз, прочностью на разрыв 1,0 МПа, растяжениемна разрыв 200, температурой размяг-чения 100-160 С во Кий, пенетрацией25 0,1 мм, температурой хрупкости 4521 С,2, Бутилкаучук марки БКТ пред-стявляет собой сополимер изобутилена снебольшим количеством (1"54) изопрена, имеющий, вязкость по Иуни 42,фьс плотностью 0,92 г/смз при 16-27 С,.прочностью на разрыв 18,0 МПа, растя"жением на разрыв 750, непредельностью1,0 мольных долей, температурой стеклования - 69 С.3. Тройной сополимер этилена, про- Б 5пилена и дициклопентадиена (СКЭПТ),имеющий вязкость по Муни 62, содержание пропилена 36 мольных долей,непредельных Р 1,6 мольных долей, с прочностью на разрыв 23,6 МПа, растяжением на разрыв 4003, эластичность по отскоку при 20 С 483,4, дивинил - стирольный термоэластопласт (ДСТ) получается полимеризацией дивинила со стиролом в присутствии литий-органических соединений. ДСТявляется блоксополимером, у которого блоки стирола расположены по концам цепи; бело-желтого цвета, содержание стирола 293, плотностью 0,94 г/смз, прочностью на разрыв не менее 20,0 МПа, растяжением на разрыв 7003, эластичность пооотскоку при 20 С не менее 60, твердость по ТМне более 72.Способ получения композиции осуществляют следующим образом.В битум, нагретый до температуры 150-200 С, вводят при перемешивании бот массы композиции полимера, Перемешивание продолжают до получения визуально однородной смеси. Затем к полученной композиции добавляют 0,5-2,04 от массы композициисульфопродукта и перемешивают в течение 10-30 мин, Получается композиция с широким интервалом пластичности; температура размягчения 93 - 149 Г, температура хрупкости (-10) (-30)С, Повышение температуры размягчения при совместном применении добавки полимера и СП-ОЭП значительно превосходит скачок температуры размягчения, рассчитанный по правилу аддитивности.Это объясняется изменениями в структуре битума под влиянием СП-ОЭП.При приготовлении полимер-битумных композиций степень набухания по" лимера, а следовательно и товарные свойства полученного материала определяются соотношением масел и асФальтенов в битуме.В результате введения СП-ОЭП нарушается традиционная структура битума, возрастает массовая доля асфальтенов и масел. Равновесие в полимер" битумной системе нарушается, При этоммогут происходить следующие процессы:1) увеличение степени набухания полимера во вновь образовавшихся при взаимодействии с СП-ОП мальтенах, что приводит к уменьшению температуры хрупкости: 2) возрастание массой доли асфальтенов и изменением их структуры35413 6температурой размягчения 93 фСр температурой хрупкости -15 С, интервалом пластичности 108 С и пенетрацией350,1 мм.Как видно из анализа приведенныхрезультатов, интервал пластичностиполимер-битумной композиции, полученной с использованием СП-ОЭП, зна О чительно шире, чем рассчитанный поаддитивности.Свойства полимер-битумных композиций даны в таблице.(примеры 2-41). 15 Формула изобретения Битумполимерная композиция, включающая битум и полимер, о т л и ч аю щ а я с я тем, что, с целью рас О ширения интервала работоспособностикомпозиции, она дополнительно содержит модифицированнйй отход электроднойпромышленности - сульфированную смолупиролиза каменноугольного пека при 2 э следующем соотношении компонентов,мас, 3:Битум 88,0-93,5Полимер 6,0-10,0МодифицированныйЗО отход электродной промышленности 0,5-2,0. Свойства композиции Пример Состав композиции,нас. Ф-12 5 18 вследствие взаимодействия содержащихся в них полярных групп с сульфокислотами, что сопровождается повышением температуры размягчения системы,3) продукты взаимодействия СП-ОЭП с битумом могут располагаться на поверхности раздела фаз полимер-битум и действовать как ПАВ, увеличивая поверхность раздела фаз, что способствует развитию более тонкой структурной сетки полимера и расширению интервала пластичности композиции.Пример 1.В лабораторный реактор загружают 93,5 мас.З битума из смеси татарских и западно-сибирских нефтей с темпера" турой размягчения 50 фС, Битум нагревают до температуры 180 С, затем вводят 6,0 мас.Ф термоэластопласта марки ЛСТ. После 3 часов перемешивания пропеллерной мешалкой образовалась визуально однородная массар имеющая температуру размягчения 77 С, тем" пературу хрупкости -9 С, интервал пластичности 86 С и пенетрацию 45хОр 1 мм. В приготовленную таким образом композицию вводят 0,53 (по массе) СП-ОЭП и перемешивают еще 0,5 ч. В результате получают композицию с 92,0 91,5 90,0 89,5 88,0 100 94,0 92,0 90,0 99,9 99,5 98,9931081269510911813150778285525761 108 121 136 115 132 143 156 67 86 101 106 65 70 731835413 Продолжение таблицы Оидбитума Видполимера Свойства композиции Состав композиции,мас. ФПример Битум СП"ОЭП Полимер Температураразмягчения, фС ИнтервалпластичНости ТемпературахрупО кОсти С Пенетрация при25 С,0,1 мм 88 161 73 ф 98,0 - 2,090,0 10,0 97100 31 22атистаитттттиитисшивши исашашесшитшвеВасеаевасевтттишш штатавив тити тштшшсЗаказ 2976 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, ВРаушская наб д, 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул, Гагарина, 101 23 24 25 26 ф 27 28 29" 30 ь 31 ф 32 33 34 35 36" 6,0 1,1 6,0 2,0 8,0 0,5 8,0 1,1 10,0 2,0 10,0 0,5 6,0.8,010,00,5 122 137 122 137 170 144 86 100 104 72 75 99 63 145 160 171 181 38 17 39 48 15 62 81 50 50 80 66 37 133 19 30 26 13