Способ получения вяжущего

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНРЕСПУБЛИН 08 1. 95/00//С 08 Е 95/ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ енный и.Санников во СССР1978.СССРО, 1987. (У 1 ПЕ ГОпредназнакоторое я получения яжущего пу-ни нефтяного ния битумно-полимерного тем смещения при нагрев роизводоительных щих для дорожнов и может бытьйстве и ремонтеавтомобильных спользовано покрытии и орог и аэр о для дорожн аемое путе 00 оС 80- 9 5 - 20 мас перемас.7 7. дре:ущегорытия ньно ниэ вляего циент водоедлаг и дос пособ ому таемполуч ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(57) Использование: способчен для получения вяжущегоможет быть использовано дл Изобретение относитсяству вяжуматериалопри устрооснованийдромов,Известно вяжущеестроительства, получмешивания при 90 - 1нефтяного гудрона ивесного пека.Недостатком данного вется то, что дорожные пооснове обладают относитеводоустойчивостью (коэффстойкости .0,71 - 0,78).Наиболее близким к прпо технической сущностиму результату является с аспальтобетона. Сущность изобретения:способ осуществляют путем смещениякомпозиции следующего состава, мас.7,:нефтяной битум 78 - 93, атактическийполипропилен 1 - 3, модификатор 5 -20. В качестве модификатора используют кубовый остаток производства красителя кислотного ярко-красного антрахинонового Н 8 С после стадии вакуумразгонки уайт-спирита. Сначала смешивают нефтяной битум с атактическимполипропиленом при 160-170 С в течение 40-50 мин, затем вводят модификатор и продолжают перемешивание при90-100 С в течение 10 - 20 мин до получения однородной массы, 3 табл. итума, атактического полипропиленасинтетического изопренового каучуа, при этом сначала смешивают при 60 С в течение 3 ч 40 - 55 мас.ч. эопренового каучука с 45 - 60 мас.ч. тактического полипропилена и 5 мас.ч, ефтяного битума, а затем 2 - 10 мас.У. полученного продукта совмещают с нефтяным битумом при 110 - 120 С при интенсивном перемешивании в течение 2 ч. Полученное при этом вяжущее имеет температуру размягчения 46 - 59 оС и пенетрацию при 25 С 88 - 107 Йм,Недостатком известного способа является больщая продолжительность проведения процесса смешения компонентов вяжущего (5 ч).ства приведены в табл. 2), Введение модификатора в состав битумно-полимерных композиций позволяет повысить их пенетрацию, т,е, модификатор действует как разжижитель битумных материалов (табл. 2)С целью лучшего перемешивания нефтяного битума с атактическим полипро О пиленом последний следует вводить вбитум в расплавленном состоянии. Поэтому температурный интервал 1-й стадии смешения в процессе получения битумно-полимерного вяжущего составляет 15160 - 170 С что соответствует верхФнему пределу температурного интервала плавления атактического полипропилена. Более высокие температуры на стадии смешения нефтяного битума с атактическим полипропиленом нежелательны, поскольку в этом случае резко ухудшаются свойства вяжущего (снижается его пенетрация и, особенно, дуктильность).Благодаря хорошей смешиваемости 25модификатора с битумно-полипропиленовым вяжущим продолжительность второй стадии смешения в предлагаемом процессе составляет 10 - 20 мин. Температурный интервал этой стадии смешивания (90 - 100 С) выбран из следуюЗо щих соображений: при температурах ниже 90 С смесь битумно-пропиленового вяжущего с модификатором получается недостаточно однородной из-за высокой вязкости модификатора (температурао35 его размягчения 87 С), а при температурах выше 100 С смешение производить не рекомендуется в связи с повьппенной пожароопасностью модификатора (темпеоратура вспьппки 106 С).40 Концентрационные интервалы модификатора (5 - 20 мас.7) и атактического полипропилена (1 - 3 мас.Х) в предлагаемом способе получения битумно-полимерного вяжущего выбраны по следую-.щнм основаниям, При содержаниях модификатора и атактического полипропилена ниже 5 и 1 мас.7. соответственно существенных изменений в свойствах получаемых битумно-полимерных компот зиций не наблюдают. При концентрациях модификатора выше 20 мас.7. резко возрастает пенетрация битумно-полимерных композиций, тогда как температура их размягчения снижается, Кро" ме тогоу значительно снижается тем пература вспьппки и резко растет количество водорастворимых соединений (табл. 2, пример 7), что исключает возможность применения указанных вя 3145739Цель изобретения - сокращение продолжительности технологического процесса при сохранении эксплуатационныххарактеристик вяжущего. Утилизацияотходов промышленности, в частностиотхода производства анилиновых красителей, позволяет решить проблему эхологии.Поставленная цель достигается тем,что согласно предлагаемому способу ксмеси нефтяного битума и атактического полипропилена добавляют модификатор, в качестве которого используюткубовый остаток производства красителя кислотного ярко-красного антрахинонового Н 8 С после стадии вакуум-разгонки уайт-спирита, при этом сначаласмешивают при 160 - 170 оС в течение40 в . 50 мин 78 - 93 мас.ч. нефтяногобитума и 1 - 3 мас.ч. атактическогополипропилена, а затем полученнуюсмесь совмещают при перемешивании втечение 10 - 20 мин при 90 - 100 С смодификатором до получения однородноймассы при следующем соотношении компонентов, мас.7.:Атактический полипропилен 1-3Иодификатор 5-20Нефтяной битумОстальноеВ процессе используют нефтяной битум повьппенной вязкости, который посвоим основным свойствам (температурао Оразмягчения 47 С, пенетрация при 25 С55 м, дуктнльность при 25 С 79 см,температура вспышки 265 С, содержаниеводорастворимых соединений 0,.17 мас.Х)близок к вязким нефтяным битумам ма"рок БНД/60 и БН/60.Иодификатор (кубовый остаток производства красителя кислотного яркокрасного антрахинонового. Н 8 С послестадии вакуум-разгонки уайт-спирта)твердое смолообразное вещество черного цвета с фиолетовым оттенком - представляет собой сложную смесь высококипящих (т.кип. ) 200 С) компонентовуайт-спирита (до 82,5 мас,Х), побочных и промежуточных продуктов синтезаНЗС, таких как 1,4-бис(4-н-бутиланилино)антрахинон, 1,4-бис-(Б-ацетил.4-н-бутиланилино)антрахинон и другихвеществ с продуктами их конденсации(до ф 10,32 мас.Х) и до 7,17 мас.7.минеральных примесей, состоящих в основном из ацетатов и боратов натрия ицинка, хлорида натрия и гидроксиданатрия. Плотность кубового остаткад + 1,0111 гсм (остальные его сво5 174 жущих в дорожном строительстве. При сутствие атактического полипропилена в составе битумно-полимерных композиций позволяет повысить температуру размягчения образцов при сохранении остальных качественных показателей в соответствии с требованиями (табл. 2, примеры 1 - 3, 5, 6 и 8). Однако увеличение содержания атактического полипропилена выше 3 мас. , заметно повышает продолжительность стадии перемешивания его с нефтяным битумом вследствие плохой смешиваемости этих компонентов, не приводя к существенному повышению температуры размягчения образцов.П р и м е р 1. К 93 г нагретого до 160 С нефтяного битума добавляют 2 г расплавленного атактического полипропилена, затем указанные компоненты тщательно перемешивают при той же температуре в течение 50 мин до образования однородной. массы, после чего полученный продукт совмещают вотечение 10 мин при 90 С и непрерывном перемешивании с 5 мас,расплавленного модификатора. Получают битумно-полимерное вяжущее с температурой размягчения ц 7 С, пенетрацией при 25 С 58,5 мм, дуктильностью при 25 Со 70,0 мм, температурой вспышки 260 С и содержанием водорастворимых соединений 0,19 мас. .П р и м е р ы 2 - 9. Образцы битумно-полимерных вяжущих с другими содержаниями компонентов, а также различными температурами и продолжительностью стадий смешения готовятся по методике, аналогичной приведенной в примере 1. Условия приготовления и составы полученных образцов битум- но-полимерных композиций представлены в табл. 1.В табл. 2 приведены свойства приготовленных битумно-полимерных композиций в сравнении с требованиями на битумы нефтяные дорожные вязкие и со свойствами вяжущих, полученных по известному способу.Результаты, представленные в табл. 2, показывают, что битумно-полимерные композиции с содержанием модификатора 5 - 20 мас.и атактического полипропилена 1 - 3 мас.% по своим основным показателям удовлетворяют или очень близки к требованиям на вязкие нефтяные дорожные битумы марок БНД/130, БНЛ-.60/90, ГН-90/130 и БН/90, широко применяю 5739 5 10 15 20 5 30 35 40 45 50 55 щиеся в дорожном строительстве в зонах с умеренным и холодным климатом, Сравнение свойств битумно-полимерных композиций, полученных по предлагаемому способу, со свойствами композиций, полученных по известному способу, показывает, что предлагаемый способ позволяет значительно (в 5 раз) сократить продолжительность процесса приготовления вяжущего.Кроме того, использование в пред" лагаемом способе отхода производства кислотного ярко-красного антрахинонового красителя Н 8 С после стадии вакуум-разгонки уайт-спирита позволяет также улучшить экологическую обстановку в районе аналино-красочного производства за счет утилизации указанного отхода.На вяжущем, полученном по примеру 6 (в дальнейшем - "модифицированный битум" ), готовят горячую асфальтобетонную смесь, содержащую минеральный материал (90 . гравцйно-песчаной смеси +10% минерального порошка), по своему зерновому составу соответствующий минеральному материалу; предназначенному для мелкозернистых асфальтобетонов типа "Б". Об 4 йй расход модифицированного битума при приготовлении асфальтобетонной смеси составляет 7 от массы минерального материала.В качестве сравнения были приготовлены также образцы асфальтобетона на аналогичном минеральном материале с использованием в качестве вяжущего исходного (немодифицированного) неф- . тяного битума й нефтяного битума с добавкой 2 мас.% атактического полипропилена (расход вящщего в обоих случаях также составляет 7 от массы минерального материала).Результаты испытаний физико-механических свойств приготовленных образцов асфальтобетонов в сравнении с требованиями для образцов горячего асфальтобетона типа Б Е - 111 марок, предназначенного для 11 - 111 дорожно-климатических зон, приведены в табл. 3.Как видно из представленных в табл. 3 данных, применение нефтяного битума, модифицированного кубовым остатком производства кислотного ярко- красного антрахинонового красителя НЗС после стадии вакуум-разгонки уайт-спирита и добавками атактического полипропилена в качестве органи174 Таблица 1 данные по лримеруГ Показатели 1 2 3 4 5 6 7 к 8 к 9 к Количество нефтяногобитума, г 88 83 78 89 93 92 48 5 50 85 . 9815 0 Количество кубовогоостатка, г 10 15 20 10 Количество атактичес" кого лолипропилена, г 3, 2 2 22 1 0 г Продолжительность сменения, мии: 1-я стадия 2"я стадия 45 45 . 40 45 45 50 - 45 50 15 15 1 О Температура смешения, 60 160 160 170 165 165 160 - 160 1-я стадия 2-я стадия 90 90 100 90 95 . 95 100 95 . ческого вяжущего, позволяет получатьдорожные покрытия, удовлетворяющиетребованиям, причем более высокогокачества по сравнению с аналогичнымипокрытиями, получаемыми на основе ис"ходного (немоднфицированного) нефтяного битума и нефтяного битума с добавкой атактического полипропилена. Формула изобретения Способ получения вяжущего путем смешения нефтяного битума, атактичес" Кого полипропилена и модификатора при Внагревании, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью утилизации отходов н сокращения времени получения вяжу 5739 8щего, в качестве модификатора используют кубовый остаток производства красителя кислотного ярко-красногоантрахинонового Н 8 С после стадии вакуум-разгонки уайт-спирита, при этомсначала смешивают нефтяной битум сатактическим полипропиленом при 160170 С в течение 40 - 50 мин, а затемполученную смесь совмещают при перемешивании с модификатором при 90100 С в течение 10 - 20 мин до получения однородной массы при следующемсоотношении компонентов, мас.Х:Атактический полипропилен 1-3Модификатор 5" 20Нефтяной битум 78 - 93 20 5 . 5 . 10 15ак 1-.иЭЭ 1 о1 О 1 ооа О ИО СИйо иСООИф х 1ОХ О1 О.4 ОЭ Яе 1 Цаэ жоС Х Сдхе м с оох Хд. оЮСОе ШО СЧ Щ Ое Эо КОа э х Н Х а Э О ХО Э еС 4 о сч СЧ 1 э о 1 х э 611 Э Э В ф Х Се а ф-11 Э ОеЮ фо ас э х а х Э ЭОе Х Се Э ССЕ 1745739 1Э ЭО, Хо хС СС 4 Эф оцЭ хеЭ Ой фалохЮ Сс Х 1 с о а х к х2 .е э х О, Х СС 41745739 Таблица 3 Асфальто"бетон на Показатели ческогополимера 2,30 2,22,0 2,09 2,71 2,5 1,28 1,1 20 . 0,98 1,09 1,0 0,9 50 Коэффициент водостойкости 0,76 0,87 0,88 0,90 0,85 0,75 Набухание, 7 0,36 2,12 0 26 0 50 1 0 1 01,54 1,5-4,0 1,5-4,0 1,5-4,0 0,22 2,90 Водонасьицение, Х Составитель Г.Овчинникова Техред И.Иоргентал Корректор И. Эрдейи Редактор И.Дербак Заказ 2364 Тираж Подписное.ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Рауаская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент, г.ужгород, ул, Гагарина, 101 Предел прочности фИПа, при сжатии рпри температуре, Сф основеисходиогонефтяногобитума Асфальтобетон наосновенефтяногобитума с2 мас.7атактиАсфапьтобетон наосновемодифицированногобитума. щ Требования стандарта для горячего асфальтобетона типа "Б" (11-111 дорожноклиматические зоны) марки