Битумполимерная композиция
Изобретение относится к строительным материалам, преимущественно для получения кровельных и гидроизоляционных покрытий„ Сущность изобретения: битумполимерная композиция содержит следующие компоненты,маеД: битум 88,0-93,5, полимер 6,0-10,0, модифицированный отход электродной промышленности - сульфированная смола пиролиза каменноугольного пека 0,5-2,0. 1 табл.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛ ИСТИЧ ЕСКИХ
PЕСПУ6ЛИК (5 )5 С 08 Ь 95/00 (С 08 L 95/00, 23:16, 23:22, 53:00) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К А ВТОРСНОМУ СВИ4ЕТЕЛЬСТВУ
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, обларать хорошей погодоустойчивостью и широким интервалом пластичности (температура размягчения не ниже 90 С, температура хрупкости не выше -15 Г). Традиционные 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 - сульфи-. рованной смолы пиролиза каменоугольного пека. Содержание отхода - до 5ь.
Известно свойство отхода повышать темГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ
ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) (21) 4913047/05 (22) 03.01.91 (46) 23.08.93, Бюл. г" 31 (71) Ленинградский технологический институт им, Ленсовета (72) Б.А.Тилябаев, Л,С.Таболина, Д.А.Розенталь, И.Ка имов, И.И.Каси,мов и М.Ю.Бердиев (56) Розенталь Р.А., Таболина Л.С., Федосова В.А. Модификация свойств битумов полимерными добавками, М.:
ЦНИИТЭнефтехим, 1988, с. 37-40.
„„5U„„1835413 А1 (54) БИТУМПОЛИМЕРНЛЯ КОМРОЭИЦИЯ (57) Изобретение относится к строительным материалам, преимущественно для получения кровельных и гидроизоляционных покрытий. Сущность изобретения: битумполимерная композиция содержит следующие компоненты,мас,Ф: битум 88,0-93 5 полимер 6,0-10,0, модифицированный отход электродной промышленности - сульфированная смола пиролиза каменноугольного пека
0 5-2,0. 1 табл. пературу размягчения битума. Однако, при использовании отхода в небольших количествах - до 33, это свойство практически не проявляется.
Наиболее близким по технической сущности является битумная композиция, содержащая битум и полимер. В качестве полимера используют бутадиен- СО стирольный термоэластопласт или олефиновый полимер (1).
Недостатком композиции является недостаточно широкий интервал работоспособности (интервал пластичности) композиции, Это связано с низким зна- Ы чением верхнего предела - температуры размягчения.
Целью изобретения является расширение интервала пластичности битумполимерных композиций, Поставленная цель достигается тем, что полимер-битумная композиция дополнительно содержит сульфированный продукт отходов электродной промыш3 18354 ленности (СП-ОЭП) при следующем соотношении компонентов, мас.3:
Битум 88,0-93,9
Полимер 6,0-10,0
СП-ОЭП 9е1 2 0
Битум представляет собой остаток от перегонки нефти или продукт-, полученный при его окислении с температурой размягчения 40-55 С, содержа- 10 щий 10-20 мас.Ф асфальтенов.
В качестве полимера могут быть ис-, пользованы каучуки общего назначения,; термоэластопласты, атактический поли- пропилен.
Сульфопродукт отходов электродного производства (СП-СЭП) получается сульфированием смолы отходов электрод- ного производства, (смолы пиролиза ка" меноугольного пека), содержащего смесь О ароматических углеводородов в присутствии концентрированной серной кисло- .. ты. СП-ОЭП представляет собой черное мазеобразное вещество, хорошо растворимое в различных спиртах, хлороформеД5 ацетоне. Содержание активных веществ
70-75 .
Эмпирическая формула:. Елт-SO>H, где Ar - ария, состоящий из смеси ароматических углеводородов (нафталина, ЭО антрацена, фенантрена, а также полициклических углеводородов с алифатическими заместителями): мол.м. 210330, плотность.1,6228 г/смз при t =
= 50 С, температура разложения 260 С, температура плавления 160 С, 1. Атактический полипропиленпобочный продукт полипропиленового производства, представляющий собой термопластичный материал белого цвета 40 с плотностью 0,86-0,87 r/ñì, прочностью на разрыв 1,0 ИПа, растяжением на разрыв 2003, температурой размяг- чения 100-160 С но Кий, пенетрацией
25 0,1 мм,: температурой хрупкости l4g
21 С.
2, Бутилкаучук марки БК-1040Т пред- ( сто вляет собой сополимер изобутилена с небольшим количеством (1"54) изопрена, имеющий, вязкость по Иуни 42, ь с плотностью 0,92 г/смз при 16-27 С, . прочностью на разрыв 18,0 МПа, растяжением на разрыв 7503, непредельностью, 1,0 мольных долей, температурой стеклования - 69 C.
3. Тройной сополимер этилена, про- о5 пилена 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-30) получается полимеризацией дивинила со стиролом в присутствии литий-органических соединений. ДСТ-30 является 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 по о отскоку при 20 С не менее 603, твердость по ТМ-2 не более 72.
Способ получения композиции осуществляют следующим образом.
В битум, нагретый до температуры
150-200 С, вводят при перемешивании
6-103 от массы композиции полимера.
Перемешивание продолжают до получения визуально однородной смеси, Затем к полученной композиции добавляют 0,5-2,03 от массы композиции сульфопродукта и перемешивают в течение 10-30 мин, Получается композиция с широким интервалом пластичности; температура размягчения 93—
149 С, температура хрупкости (-10) (-30) С. Повышение температуры размягчения при совместном применении добавки полимера и Cll-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 полимера, 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 полимербитумной системе нарушается, При этом могут происходить следующие процессы:
1) увеличение степени набухания полимера во вновь образовавшихся при взаимодействии с СП-O ll мальтенах, что приводит к уменьшению температуры хрупкости:
2) возрастание массой доли асфальтенов и изменением их структуры
35413 6 температурой размягчения 93 С, температурой хрупкости -15 С, интервалом пластичности 108 С и пенетрацией
В 35 0,1 мм.
Как видно из анализа приведенных результатов, интервал пластичности полимер-битумной композиции, полученной с использованием СП-ОЭП, зна1О чительно шире, чем рассчитанный по аддитивности.
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 рас2О ширения интервала работоспособности композиции, она дополнительно содержит модифицированнйй отход электродной промышленности - сульфированную смолу пиролиза каменноугольного пека при
2э следующем соотношении компонентов, мас, 3:
Битум 88,0-93,5
Полимер 6,0-10,0
МодиФицированный
ЗО отход электродной промышленности 0 5-2,0.
Свойства композиции
Пример
Состав композиции, нас. Ф
Вил полимера
СП-ОЭП
Интервал пластичности
Битум Полимер
Температура размягчения, ОС
Температура хрупо кости, С
Пенетрация при
25 С, 0,1 мм
6,0
6,0
6,0
8,0
8,0
10,0
10,0
-15
0 5
1,1
2,0
0 5
1,1
g,5
2,0, 35
32
23
Битум !1СТ-30 93,5
Кириш- То же: 92,9
-13
-10
92,0
91,5
90,0
89,5
88,0
94,0
92,0
90,0
99,9
99,5
98,9 ского
НПЯ-1
-20
-23
29
52
48
69
52
7
9+
10+
1l
12!"
13
14»
-25
»I!
-17.
6,0
8,0
«! !»
-19
«! !»
1010
«21
0,1
0,5
1,1
«I!»
-13
-12
5 18 вследствие взаимодействия содержащихся в них полярных групп с сульфокислотами, что сопровождается повышением температуры размягчения системы, .
3) продукты взаимодействия СП-03ll 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.3 битума из смеси татарских и западно-сибирских нефтей с температурой размягчения 50 С. Битум нагревают до температуры 180 С, затем вводят 6,0 мас.Ф термоэластопласта марки ,лСТ-30. После 3 часов перемешивания пропеллерной мешалкой образовалась визуально однородная масса, имеющая температуру размягчения 77 С, тем" пературу хрупкости -9 С, интервал пластичности 86 С и пенетрацию 45 х0,1 мм. В приготовленную таким образом композицию вводят 0,53 (по массе) СП-ОЭП и перемешивают еще 0,5 ч.
В результате получают композицию с 93
108
126
109
118
131
77
82
52
57
108
121
136
132
143
156
67
86
101
106
1835413
Продолжение таблицы
8ид битума
Вид полимера
Свойства композиции
Состав композиции, мас.
Пример
Битум
По - СП-0ЭП мер
Температура размягчения, ФС
Интервал пластичности
Температура хруп0 кости С
Пенетрация при
25 С, 0,1 мм
16
1.7фф
98,0 - 2,0
90,0 10,0
97
100
31
-28
72
Про- ДСТ-30 тотип
114 -8
Битум БК-1040Т
19
92,9
92 0
91, 5
90,9
Кириш- 7о же
130 "7
102 -20
114 . -23
14о -30 ского
НПЭ-2 -!Ф22
119 "25
72 -14
82 -18
84 -20
89,5
94,0
92,0
90,0
99,5
98,9
98,0
100
«II
57 -15
61 -14
89 -10
45 -18
135 -10
135 «25
149 -22
155 -26
1,1
2,0
92,0
9".,5
89,9
88,0
6,0 -2,0
8,0 0,5
8,0 1,1
10,0 2,0
СКЭПТ"30
То же
90,0 10 0
83 -37
120
Прото- СКЭПТ-30 тип 56
63
13
59
128
121
59
134
129
181
68
6,0 2,0
8,0 1,1
92,0
89,9
88,0
37
38
39
40"
АПП
То же
-26
10,0 2,0
8,0
92,0
90 о 10 о
П р и м е ч а н и е + - контрольные примеры !!« - прототип.
Составитель Г.Овчинникова
Редактор Т,Куркова Техред И.Иоргейтал Корректор T.ÂàUjêîâè÷
««« ° «
Заказ 2976 Тираж Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, И-35, Раушская наб,, д. 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", r, Ужгород, ул, Гагарина, 101
23
24
26»
27
28»
29"
30»
31»
32
33
34
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.
8,0
10,0
О!5
122
137
122
137
144
86
104
72
99
63
171
181
38
17
39
48
62
81
66
37
133
19
26
