ИЗОБРЕТЕНИЕ
Патент Российской Федерации RU2011667

БИТУМНАЯ КОМПОЗИЦИЯ И СПОСОБ ЕЕ ПОЛУЧЕНИЯ

БИТУМНАЯ КОМПОЗИЦИЯ И СПОСОБ ЕЕ ПОЛУЧЕНИЯ

Имя изобретателя: Мелькумова Т.А.; Нуралов А.Р.; Сальникова В.И.; Куликов В.В.; Шейнин А.М.; Гулимов А.Г.; Кияшко Н.Г.; Кальгина М.А.; Анцупова Н.Б. 
Имя патентообладателя: Всесоюзный научно-исследовательский и проектно- конструкторский институт полимерных строительных материалов Научно-производственного объединения "Полимерстройматериалы"
Адрес для переписки: 
Дата начала действия патента: 1991.01.09 

Использование: битумная композиция может быть использовано для гидроизоляции и герметизации. Сущность изобретения: в состав композиции входят вещества в следующем соотношении, мас. % : битум 70 - 79; бутадиен-стирольный термоэластопласт или каучуковая крошка, являющаяся смесью отходов производства бутадиен-стирольного латекса и синтетического каучука 9,5 - 15; низкомолекулярный сополимер бутадиена с пипериленом или с акрилонитрилом 1,0 - 3,0; пластификатор 8,0 - 10,0; стеариновая кислота 0,5 - 1,0; поверхностно-активное вещество 1,5 - 3,0. способ получения композиции осуществляют смешением компонентов в две стадии. На первой стадии смешивают часть битума и все остальные компоненты. Полученная смесь является концентратом, ее вводят в ненагретом виде на второй стадии в остаток предварительно разогретого битума, осуществляют постоянное перемешивание до получения однородной массы. Соотношение между частями битума, введенного на первой и второй стадиях, составляет 1 : (1,41 - 2,95).

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Изобретение относится к области получения композиций на основе битума, используемых для гидроизоляции строительных конструкций и герметизации швов в автодорожном строительстве.

Известна герметизирующая мастика, включающая битум, резиновую крошку, кубовые остатки ректификации хлорбензола.

Однако известная мастика обладает недостаточной морозостойкостью, что ограничивает область ее применения, прочностью, а также относительным удлинением, что приводит в летний период к налипанию на колеса автомашин и отрыву мастик из швов.

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой является композиция, включающая битум, бутилкаучук, пластификатор и наполнитель при следующем содержании компонентов, мас. %:

  • Битум (БН-III, БН-IV) 54-80

  • Бутилкаучук 5-15

  • Нафтено-ароматические углеводороды 3-20

  • Наполнитель 5-2

Композицию получают смешением всех компонентов при 120±10оС.

При этом все горячие мастики, изготовляемые на основе битума, в том числе и известная, применяются в основном при высоких температурах 180оС и выше, так как с понижением температуры разогрева существенно снижается адгезия мастики к основанию, что приводит к ее преждевременному отслаиванию.

Таким образом, очевидна двухстадийность способа применения в строительстве известной мастики: изготовление ее в заводских условиях при 120оС и разогрев до 180оС при применении.

Недостатком композиции являются ее недостаточно высокие свойства при положительных (плюсовых температурах).

В число свойств входят прочностные показатели и относительное удлинение. Прочность мастики невысока, а удлинение слишком большое, что в совокупности приводит к отрыву мастики из швов покрытий автомобильных дорог.

Недостатком способа получения является то, что в процессе получения мастика подвергается значительному термическому воздействию, что приводит к усложнению способа получения и ухудшению свойств.

Так, при однократном разогреве мастик до 180оС свойства их практически не меняются. При повторном разогреве, например, у известной композиции относительная прочность и удлинение при температуре +50оС составляют 0,03 МПа (вместо 0,06 МПа) и 480% (вместо 400% ). Морозостойкость композиций также снижается, у известной она составляет минус 42оС вместо минус 46оС.

Однако эта композиция характеризуется невысокими прочностными свойствами и большим относительным удлинением, что также приводит к отрыву мастики из швов покрытий автомобильных дорог.

Целью изобретения является повышение морозостойкости, прочности и снижения относительного удлинения в момент разрыва мастики при положительных температурах, а также упрощение способа ее получения.

Поставленная цель достигается тем, что композиция для покрытий, включающая битум, пластификатор, полимер, содержит в качестве полимера дивинилстирольный термоэластопласт (ДСТ-30) или отход производства синтетических каучуков и бутадиенстирольных латексов (крошка каучуковая БСП), а также низкомолекулярный каучук бутадиенпипериленовый (СКДП-Н) или сополимер бутадиена с нитрилом акриловой кислоты (СКН-10-1А или СКН-18-1А) и дополнительно поверхностно-активное вещество (ОП-7 или ОП-10), в качестве диспергирующей добавки - стеариновую кислоту при следующем соотношении компонентов, мас. % :

  • Битум (БНД 90/130, БНК 40-190) 70-79

  • Крошка каучуковая БСП или ДСТ-30 9,5-15

  • Низкомолекулярный каучук (СКДП-Н, СКН-10 -1А, СКН-18-1А) 1,0-3,0

  • Пластификатор (нафтено -ароматические углеводороды, И-40А) 8,0-10,0

  • Стеариновая кислота 0,5-1,0

  • Поверхностно-активное вещество (ОП-7, и ОП-10) 1,5-3,0

Перечисленные вещества характеризуются следующими стандартами:

  • Битум БНК 40/190 ГОСТ 9548-74 с изм. N 1

  • Битум БНД 90/130 ГОСТ 22245-76 ОП-7, ОП-10 ГОСТ 8833-81

  • Каучук СКДП-Н ТУ 38.103242-82 с изм. 1-4

  • Крошка каучуковая БСП ТУ 38.103524-87

  • Кислота стеариновая ГОСТ 6484-64

  • Каучук СКН-10-1А, СКН-18-1А ТУ 38.10316-76 с изм. 1-3 ДСТ-30 ТУ 38.103267-88

  • Нафтено-ароматические углеводороды (полимерпласт) ТУ 38.101937-83

Технология изготовления предлагаемой композиции, приготавливаемой в заводских условиях, заключается в следующем.

Битум, нагретый до 160 + 10оС, подают в смеситель, затем в него вводят порциями ДСТ-30 или крошку БСП и стеариновую кислоту, которые перемешивают в смесителе до получения однородной массы, после чего в нее последовательно вводят низкомолекулярный каучук, пластификатор и поверхностно-активное вещество. Время приготовления композиции 1,5-2 ч.

В табл. 1 приведены составы известной и предлагаемой композиций, а также контрольные примеры.

В табл. 2 приведены свойства известной, предлагаемой и контрольных композиций.

Из табл. 2 видно, что предлагаемая композиция по сравнению с известной имеет хорошую морозостойкость, а также обладает лучшими деформативно-прочностными свойствами, обеспечивающими более надежную работоспособность композиции в швах автомобильных дорог.

Однако производство горячей мастики в заводских условиях и транспортировка ее на строительные объекты затруднительны и ограничены из-за дефицита технологического и транспортного оборудования. Кроме того, из-за погодных условий часто полученную с завода горячую мастику приходится выливать в накопитель, а перед применением повторно разогревать. Это противоречит требованиям ТУ на горячие битумно-полимерные мастики, так как при повторном разогреве возможна деструкция полимера, в связи с чем ухудшаются физико-механические свойства мастики.

Предлагаемая композиция может быть получена способом, который включает изготовление концентрата в заводских условиях и последующее изготовление мастики непосредственно на строительных объектах.

Изготовление концентрата производят в вакуум-мешалке при более низких и безопасных температурах до 70оС в течение 1 ч. Последовательность загрузки компонентов в вакуум-мешалку производится по способу, описанному для получения мастики.

Концентрат готовят путем смешения части битума и всех компонентов.

В таком виде концентрат подлежит хранению.

При изготовлении в заводских условиях концентрата, поступающего в полиэтиленовых мешках, исключаются все стадии хранения его в емкостях, связанных с подогревом.

Концентрат хранится в крытых складах или под навесом.

При необходимости проведения строительных работ рабочие на объекте готовят мастику на основе битума с введением концентрата в остаток битума в заданном соотношении.

Полученный концентрат привозят на строительный объект, где сначала в смеситель подают горячий битум, в который затем порциями загружают в ненагретом виде концентрат и перемешивание ведут при температуре 160±10оС до получения однородной массы в течение 1,5-2 ч. В целом температурный режим способа по изобретению ниже, чем в известном способе.

Соотношение битума и концентрата при изготовлении композиции ведется 1: 1, т. е. концентрат 50% и битум 50% .

Соотношение между битумом, подаваемым на стадии концентрата и на второй стадии равно 1: (1,41-2,95) соответственно.

Полученные свойства композиции на основе концентрата соответствуют табл. 2.

Полученная гидроизоляционная и герметизирующая мастика по своим свойствам может использоваться во всех климатических районах Западной Сибири.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Битумная композиция, включающая битум, полимер и пластификатор, отличающаяся тем, что, с целью улучшения свойств композиции при плюсовых температурах, в качестве полимера она содержит высокомолекулярный полимер, являющийся бутадиен-стирольным термоэластопластом или каучуковой крошкой, представляющей собой смесь отходов производства бутадиен-стирольного латекса и синтетического каучука, и низкомолекулярный полимер, являющийся сополимером бутадиена с пипериленом или акрилонитрилом, и дополнительно стеариновую кислоту и поверхностно-активное вещество при следующем соотношении компонентов, мас. %:

  • Битум 70 - 79

  • Бутадиен-стирольный термоэластопласт или каучуковая крош ка 9,5 - 15

  • Сополимер бутадиена с пипериленом или акрилонитрилом 1,0 - 3,0

  • Пластификатор 8,0 - 10,0

  • Стеариновая кислота 0,5 - 1,0

  • Поверхностно-активное вещество 1,5 - 3,0

2. Способ получения битумной композиции путем смешения битума, полимера и пластификатора, отличающийся тем, что, с целью упрощения способа, осуществляют смешение битума, пластификатора, полимера, в качестве которого используют высокомолекулярный полимер, являющийся бутадиен-стирольным термоэластопластом или каучуковой крошкой и низкомолекулярный полимер, являющийся сополимером бутадиена с пипериленом или акрилонитрилом, в композицию дополнительно вводят стеариновую кислоту и поверхностно-активное вещество при следующем соотношении компонентов, мас. %:

  • Битум 70 - 79

  • Бутадиен-стирольный термоэластопласт или каучуковая крош ка 9,5 - 15,0

  • Сополимер бутадиена с пипериленом или акрилонитрилом 1,0 - 3,0

  • Пластификатор 8,0 - 10,0

  • Стеариновая кислота 0,5 - 1,0

  • Поверхностно-активное вещество 1,5 - 3,0

при этом процесс смешения осуществляют в две стадии, на первой стадии смешения получают концентрат из части битума и всех остальных компонентов, на второй осуществляют введение концентрата в оставшуюся часть предварительно разогретого битума при постоянном перемешивании до получения однородной массы при соотношении битума, введенного на первой и второй стадиях 1 : (1,41 - 2,95) соответственно.

Версия для печати
Дата публикации 07.05.2007гг


вверх