БИТУМНО-РЕЗИНОВАЯ КОМПОЗИЦИЯ И СПОСОБ ЕЕ ПОЛУЧЕНИЯ

БИТУМНО-РЕЗИНОВАЯ КОМПОЗИЦИЯ И СПОСОБ ЕЕ ПОЛУЧЕНИЯ


--- Закажите полную версию данного патента ---
RU (11) 2223990 (13) C2

(51) 7 C08L95/00, C08L17/00, C08K5/3445 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 07.12.2007 - действует 

--------------------------------------------------------------------------------

(21) Заявка: 2002102189/04 
(22) Дата подачи заявки: 2002.01.29 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2002.01.29 
(43) Дата публикации заявки: 2003.09.20 
(45) Опубликовано: 2004.02.20 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: SU 1289872 А, 15.02.1987. SU 1666495 А, 30.07.1991. RU 2164927 С1, 10.04.2001. RU 2162475 С1, 27.01.2001. RU 94028231 А, 27.05.1996. 
(72) Автор(ы): Марьев В.А.; Немцев В.А.; Чернов О.Н.; Руденский А.В. 
(73) Патентообладатель(и): Общество с ограниченной ответственностью "РИНТЕК" 
Адрес для переписки: 119270, Москва, Фрунзенская наб., 38/1, кв.136, В.В.Коваленко 

(54) БИТУМНО-РЕЗИНОВАЯ КОМПОЗИЦИЯ И СПОСОБ ЕЕ ПОЛУЧЕНИЯ 

Битумно-резиновая композиция и способ ее получения относится к производству композиций на основе битума для гидроизоляции кирпичных и бетонных строительных конструкций, для кровельных покрытий, для заделки деформационных швов, швов и трещин цементно - и асфальтобетонных покрытий автодорог и аэродромов. Битумно-резиновая композиция включает резиновую крошку, активный модификатор и вяжущее - битум, причем в качестве активного модификатора используют соединение из ряда парабановых кислот, способных регулировать процесс деструкции и сшивки частиц резины в битуме без заметной сегрегации за счет генерирования химически активных частиц в составе образуемых при распаде активного модификатора изолированных газовых микровключений, при следующем соотношении компонентов, мас.%: резиновая крошка 5-15, ряд парабановых кислот и их производные 1-2, битум остальное. Способ получения битумно-резиновой композиции включает смешивание прогретого битума с резиновой крошкой, с добавлением в полученную смесь активного модификатора, при этом битум перед смешиванием с резиновой крошкой предварительно подогревают до температуры 190-205oС, а резиновую крошку загружают в две стадии: сначала - черную резиновую крошку (из амортизованных автомобильных шин или изношенных покрышек и камер) и после заданной выдержки с перемешиванием - серую резиновую крошку (из утилизированных резинотехнических изделий) с соответствующей выдержкой во времени с перемешиванием, затем добавляют активный модификатор также в две стадии, с выдержкой во времени в каждой стадии до момента окончания газовыделения также при постоянном перемешивании. 2 с. и 3 з.п. ф-лы, 1 табл. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к производству композиций на основе битума для гидроизоляции кирпичных и бетонных строительных конструкций, изоляции подземных, стальных трубопроводов и др. сооружений с целью защиты их от почвенной коррозии, для кровельных покрытий, для заделки деформационных швов со щебеночным заполнением железобетонных автодорожных мостов, швов и трещин цементно- и асфальтобетонных покрытий автомобильных дорог и аэродромов.

Наиболее распространенными являются композиции и изолирующие материалы на основе нефтяных битумов. Для повышения долговечности и качества этих материалов в их состав вводят различного рода добавки, позволяющие улучшить физико-механические свойства отечественных, зачастую некондиционных окисленных битумов, и улучшить их адгезионные свойства и устойчивость к старению. По комплексу параметров большими потенциальными возможностями обладают такие добавки битумов, как мелкодисперсная крошка из резин общего назначения. При этом полностью снимается проблема с сырьем и его стоимостью. Введение целевых органических добавок - пластификаторов, эмульгаторов и структурообразователей или активных модификаторов позволяет улучшить технические характеристики мастик.

Известна битумно-резиновая композиция, содержащая воду, эмульгатор, диспергатор и битум. Эмульсия стабильна при хранении, хорошо смешивается с наполнителем, например цементом. Она не склонна к сегрегации и вспенивается, если в качестве эмульгаторов применяют алифатические амины, аминированные лигнины и имидазолидины с углеводородными С7-остатками (см. PCT/JP 96/03256, МПК7 С 08 L 95/00, публ. 12.06.1997г.).

Известна резинобитумная композиция, содержащая компоненты, мас.%:

Битум нефтяной окисленный с температурой размягчения 40-50oС - 70

Резиновая крошка, приготовленная путем измельчения до 1 мм вулканизированных отходов (изношенных покрышек и ездовых камер) - 10 - 15

Модификатор - продукт окисления нефтяного битума - 20 - 50

(см. а.с. SU 1666495, МПК5 С 08 L 95/00, публ. 30.07.1991г.).

Известна также битумно-резиновая композиция, включающая компоненты, мас. %:

Крошка из вулканизированной резины, приготовленная из резиновых отходов и амортизированных шин - 10 - 50

Органическая и/или неорганическая добавка - 0,01 - 2,5

Дорожный или строительный битум - Остальное

В качестве органической добавки используют ароматические или гетероароматические амины или фосфины. Органическая добавка ускоряет процесс разрушения сетки поперечных сульфидных и полисульфидных связей в резине, а основные углеводородные полимерные цепи каучука сохраняются (см. патент RU 2164927, МПК7 С 08 L 95/00, публ. 10.04.2001 г.).

Наиболее близким техническим решением к изобретению являются битумно-резиновая композиция и способ ее получения по а. с. SU 1289872, МПК4 С 08 L 95/00, публ. 15.02.1987, которая выбрана в качестве прототипа. Битумно-резиновая композиция включает компоненты, мас.%:

Смесь резиновой крошки с пластификатором - 10 - 20

Структурообразователь (или активный модификатор) - 1,2 - 12

Битум - Остальное

В качестве пластификатора используют сланцевое или антраценовое масло, или экстракт селективной очистки масел. В качестве структурообразователя используют добавку, например органическую - полиэтиленовый воск. Способ включает смешение прогретого битума с предварительно термообработанной смесью резиновой крошки с пластификатором. Термообработку смеси резиновой крошки и пластификатора проводят в две ступени: при температуре 190-220oС в течение 0,5-1,0 часа, затем при температуре 240-260oС в течение 0,5-4,0 часа, а смешивание с битумом осуществляют при введении структурообразователя (активного модификатора).

Технической задачей изобретения является повышение технических характеристик мастики резинобитумной композиционной - расширение температурного интервала пластичности, увеличение морозостойкости, устойчивости к циклическим деформациям при отрицательных температурах, а также улучшение виброгасящих свойств мастики, повышающих срок ее службы.

Этот технический результат достигается за счет того, что битумно-резиновая композиция включает резиновую крошку, активный модификатор и вяжущее - битум.

Согласно изобретению в качестве активного модификатора используют соединения ряда парабановых кислот и их производных, способных регулировать процесс деструкции и сшивки частиц резины в битуме без заметной сегрегации за счет генерирования химически активных частиц в составе образуемых при распаде активного модификатора изолированных газовых микровключений, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Резиновая крошка - 5 - 15

Ряд парабановых кислот и их производные - 1 - 2

Битум - Остальное

В качестве резиновой крошки используют мелкодисперсную, с размерами частиц от 0,01 до 10 мм черную и серую резину резинотехнических изделий в соотношении от 1:1 до 3:1 соответственно.

Битумно-резиновая композиция дополнительно содержит минеральный наполнитель в количестве не более 10% от общей массы композиции.

Способ получения битумно-резиновой композиции включает смешивание прогретого битума с резиновой крошкой с добавлением в полученную смесь активного модификатора.

Согласно изобретению битум перед смешиванием с резиновой крошкой предварительно подогревают до температуры 190-205oС, а резиновую крошку загружают в две стадии: сначала черную резиновую крошку и после соответствующей выдержки серую резиновую крошку с соответствующей выдержкой во времени при постоянном перемешивании, затем добавляют активный модификатор также в две стадии с соответствующей выдержкой в каждой стадии до окончания газовыделения, также при постоянном перемешивании.

Активный модификатор при этом добавляют на первой стадии в количестве 2/3 от его общей массы, а на второй стадии - остальное его количество.

Для изготовления мастики резинобитумной композиционной используют битумы нефтяные дорожные вязкие марок БНД 40/60, БНД 60/90 или БН 60/90, отвечающие требованиям ГОСТа 22245-90, битумы нефтяные изоляционные по ГОСТу 9812-74 и/или битумы нефтяные строительные по ГОСТу 6617-76.

Резиновая крошка должна соответствовать техническим условиям ТУ 38.108035-97 "Резина дробленая марок от РД 0,01 до РД 10,0" для резинотехнических изделий, для вулканизированных отходов как изношенных автомобильных амортизированных шин, изношенных покрышек и ездовых камер и утилизированных противогазов, или специальным требованиям, установленным по согласованию с потребителем. Размеры ее частиц не должны превышать 10 мм. Нижний предел концентрации резиновой крошки обусловлен ухудшением свойств композиции, т.е. снижает температуру хрупкости, а верхний предел ограничен возрастанием вязкости исходной массы, т.е. повышает температуру размягчения и влияет на снижение пластичности. Чем ниже температура хрупкости и выше размягчения, тем шире температурный интервал пластичности, тем предпочтительнее композиция. Важной особенностью резиновой крошки, особенно шинной, является присутствие в ее составе специальных химических веществ, таких как антиоксиданты и антистарители, которые дифундируют в объем вяжущего, дополнительно стабилизируя его структуру и улучшая тем самым адгезионные свойства и устойчивость к старению полученной композиции.

Для расширения температурного интервала пластичности, увеличения морозостойкости, устойчивости к циклическим деформациям при отрицательных температурах, а также улучшения виброгасящих свойств мастики, повышающих срок ее службы, в смесь битума с резиновой крошкой добавляют активный модификатор. В качестве активного модификатора используют парабановую кислоту (2,4,5-триоксоимидазолидин, 1R2C3Н2О3N2), или метилпарабен (R1=H, R2=Me), или диметилпарабен (R1=R2=Me) и другие их производные. Заявляемые в изобретении пределы концентрации ряда парабановых кислот обуславливают улучшение физико-механических свойств мастики: повышают ее морозостойкость и устойчивость к циклическим деформациям при отрицательных температурах, а также повышают виброгасящие свойства, что важно для повышения ее срока службы.

В качестве минерального наполнителя используют, например, портландцемент, известь-пушенку, диатомит по ГОСТу 21235-75 и др.

Конкретные примеры составов битумно-резиновой композиции, маc.%:

1. Резиновая крошка - из амортизированных автомобильных шин (черная) - 9,8

Резиновая крошка - из утилизированных резинотехнических изделий (серая) - 5

Парабановая кислота - 2

Битум нефтяной дорожный вязкий, например, марки БНД 60/90 - 83,2

2. Резиновая крошка - изношенные покрышки (черная) - 5,6

Резиновая крошка - утилизированные противогазы (серая) - 2

Метилпарабен - 1

Минеральный наполнитель - 10

Битум дорожный улучшенный, например, БДУ 70/100 - 81,4

3. Резиновая крошка - изношенные ездовые камеры (черная) - 

Резиновая крошка - резинотехнические изделия (серая) - 2

Диметилпарабен - 1,6

Битум дорожный, например БНД 60/120 - 93,4

С целью повышения эксплуатационных характеристик в процессе изготовления битумно-резиновой композиции исходные инградиенты из вяжущего - битума и резиновой крошки обрабатывают химическим реагентом - активным модификатором, а именно, органической добавкой из ряда парабановой кислоты и ее производных, обеспечивающих генерирование химически активных частиц в составе образуемых при распаде активного модификатора изолированных газовых микровключений. Условия изготовления битумно-резиновой композиции обеспечивают образование тонких пленок битума вокруг частиц резины и газовых микровключений. При этом взаимодействие химически активных частиц, генерируемых в газовой фазе, с битумом и резиновой крошкой протекает на большой площади контакта, что обеспечивает высокую эффективность обработки. В результате этого взаимодействия происходит химическая сшивка битума и резиной крошки с образованием фрагментарных пространственных структур, которые усиленно влияют на свойства мастики резинобитумной за счет формирования тонких пленок битума вокруг частиц твердого и газообразного компонентов резиновой крошки.

Технологический процесс изготовления битумно-резиновой композиции производится с использованием стандартного оборудования. Например, используют установку для варки битума типа "Планета" с обогреваемым реактором, например, емкостью 1,25 м3, циркуляционный шестеренчатый насос, механическую лопастную мешалку с регулируемым числом оборотов, узлы загрузки и выгрузки и устройство для разлива горячей битумно-резиновой композиции в тару.

Способ получения битумно-резиновой композиции осуществляется следующим образом: сначала битум, например, 0,85 т, предварительно прогретый при температуре 190-205oС, перекачивают в обогреваемый реактор. При заданной скорости перемешивания, например 20 оборотов мин-1, постепенно засыпают резиновую крошку (черную) (см. пример 1) в количестве 0,10 т, затем мешалкой и насосом перемешивают и добиваются равномерного распределения резиновой крошки по объему. После этого дают выдержку по времени для набухания и деструкции резиновой крошки. После чего постепенно добавляют резиновую крошку (серую) другого состава в количестве 0,05 т, также постепенно перемешивают до равномерного распределения ее по объему и дают выдержку по времени. После этого добавляют активный модификатор в количестве 2/3 от его общей массы, например, (в данном примере - в количестве 0,006 т), равномерно распределяют ее по объему вяжущего и выдерживают до окончания газовыделения. После окончания газовыделения добавляют остальное количество активного модификатора, т.е. 1/3 оставшейся массы парабановой кислоты (в данном примере в количестве 0,004 т), равномерно распределяют по объему вяжущего, также выдерживают до окончания процесса газовыделения.

Технологический процесс изготовления битумно-резиновой композиции заканчивается после отделения прореагировавшей газовой фазы. Готовый материал разливают после понижения температуры полученной композиции на 20-30oС. Готовый материал не содержит открытых пор и существенных по размерам газовых включений. Мастика должна быть однородной, без посторонних включений и не иметь частиц резиновой крошки, не покрытых битумом, и соответствовать нормам по ГОСТу 12.1.004-91.

У полученных композиций определяют температуру размягчения по "К и Ш" и температуру хрупкости, а по их разности рассчитывают интервал пластичности.

Показатели контрольного испытания одной пробы композиции от каждого из трех разных выше приведенных примеров мастики резинобитумной композиционной сведены в таблицу.

При анализе показателей видно, что физико-механические показатели предложенной битумно-резиновой композиции выше показателей прототипа, вследствие высоких механических характеристик и эластичности, что обеспечивает более высокую долговечность швов и покрытий, поскольку обладает способностью распределять по объему мастики напряжения отрыва, возникающие на границе раздела мастики и минерального материала (бетона, асфальтобетона) при эксплуатации в условиях отрицательных и близких к нулю температур и при резких колебаниях температур. Швы и покрытия на основе такой композиции обладают более высокими виброгасящими свойствами, что также важно для увеличения срока службы дорожных и аэродромных покрытий и мостовых швов. Перечисленные выше эффекты достигнуты без увеличения стоимости материала в сравнении с прототипом и аналогами. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



1. Битумно-резиновая композиция, включающая резиновую крошку, активный модификатор и вяжущее - битум, отличающаяся тем, что в качестве активного модификатора используют соединение из ряда парабановых кислот, которое способно генерировать при распаде химически активные частицы и изолированные газовые микровключения в композиции, а также способно регулировать процесс деструкции и сшивки частиц резины в битуме без заметной сегрегации при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Резиновая крошка 5-15

Ряд парабановых кислот и их производные 1-2

Битум Остальное

2. Мастика по п.1, отличающаяся тем, что в качестве резиновой крошки используют мелкодисперсную, с размерами частиц от 0,01 до 10 мм черную и серую резину резинотехнических изделий в соотношении от 1:1 до 3:1 соответственно.

3. Мастика по п.1, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит минеральный наполнитель в количестве не более 10% от общей массы композиции.

4. Способ получения битумно-резиновой композиции, включающий смешивание прогретого битума с резиновой крошкой с добавлением в полученную смесь активного модификатора из ряда парабановых кислот, заключающийся в том, что битум перед смешиванием с резиновой крошкой предварительно подогревают до температуры 190-205С, а резиновую крошку загружают в две стадии: сначала - резиновую крошку из амортизированных автомобильных шин или из изношенных покрышек и камер и после заданной выдержки с перемешиванием - резиновую крошку из утилизированных резинотехнических изделий, с соответствующей выдержкой во времени с перемешиванием, затем добавляют активный модификатор, генерирующий при распаде химически активные частицы, также в две стадии, с выдержкой во времени в каждой стадии до момента окончания газовыделения также при постоянном перемешивании, при этом в композиции остаются изолированные газовые микровключения.

5. Способ по п.4, отличающийся тем, что активный модификатор добавляют на первой стадии в количестве 2/3 от его общей массы, а на второй стадии - остальное его количество.




ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал

Подборка патентов изобретений и технологий относящихся к СТРОЙИНДУСТРИИ: строительные составы, смеси и композиции для производства строительных материалов и ведения строительных работ, бетон, специальный бетон, добавки для бетона, влияющие на его физические и химические свойства, специальные строительные составы, смеси и композиции обладающие гидроизолирующими, теплозащитными, звукоизоляционными, антикоррозийными, герметизирующими, радиационно-защитными свойствами и способы их получения, лакокрасочные, клеевые составы и композиции, строительные изделия, окна и двери. шторы и жалюзи. фурнитура, гарнитура и комплектующие, устройство кровли, крыш зданий и сооружений кровельные материалы и изделия. приспособления и устройства, устройство покрытий полов. наливные полы. смеси и композиции, строительство и ремонт гидротехнических сооружений, технологии строительства и ремонтно-строительные работы при возведении объектов промышленного и гражданского назначения, новые технологии и способы ведения ремонтно-строительных работ, строительная техника и оборудование для производства строительных материалов и ведения строительных работ.



Новые технологии и изобретения в стройиндустрии




СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "и" означает, что будут найдены только те страницы, где встречается каждое из ключевых слов. Например, при запросе "силикатный кирпич" будет найдено словосочетание "силикатный кирпич". При использовании режима "или" результатом поиска будут все страницы, где встречается хотя бы одно ключевое слово ("силикатный" или "кирпич").

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+силикатный -кирпич".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "кирпич" будут найдены слова "кирпич", "кирпичи" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу "кирпич!".


Строительные составы, смеси и композиции для производства строительных материалов и ведения строительных работ | Специальные строительные составы, смеси и композиции обладающие гидроизолирующими, теплозащитными, звукоизоляционными, антикоррозийными, герметизирующими, радиационно-защитными свойствами и способы их получения | Лакокрасочные, клеевые составы и композиции | Строительные изделия | Новые технологии и способы ведения ремонтно-строительных работ | Окна и двери. Шторы и жалюзи. Фурнитура, гарнитура и комплектующие | Устройство кровли, крыш зданий и сооружений кровельные материалы и изделия. Приспособления и устройства | Бетон. Добавки для бетона, влияющие на его физические и химические свойства | Устройство покрытий полов. Наливные полы. Смеси и композиции | Строительство и ремонт гидротехнических сооружений | Технологии строительства и ремонтно-строительные работы при возведении объектов промышленного и гражданского назначения | Строительная техника и оборудование для производства строительных материалов и ведения строительных работ | Способы производства строительных материалов из древесины и отходов деревообработки


Рейтинг@Mail.ru