Полимерно-битумная композиция

 

Изобретение относится к строительным материалам. Полимерно-битумная композиция содержит отходы термопластичных полимеров 1,0-69 мас.%, отработанное минеральное масло 10-30 мас.%, битум-остальное. Технический результат: улучшение структурно-механических свойств композиции, утилизация промышленных и бытовых отходов. 1 табл.

Предлагаемое изобретение относится к области производства строительных материалов.

Известна композиция, в частности, полимерасфальтобетонная смесь, описанная в авт. свид. N1604817, М. Кл. C 08 L 95/00, заявл. 05.10.1987 г. на "Способ приготовления полимерасфальтобетонной смеси". Известная композиция содержит: минеральные материалы с отходами термопластичных полимеров в количестве 1 - 3 мас.%, размеры частиц которых не превышают 5 мм, минеральный порошок и в качестве вяжущего средства нефтяной гудрон, нагретый до температуры 90-130^oC.

Готовят композицию следующим образом: минеральные материалы, нагретые до температуры до 160- 220^oC, смешивают с отходами термопластичных полимеров. В смесь дополнительно вводят минеральный порошок и нагретый нефтяной гудрон.

Известная композиция имеет следующие существенные недостатки: - недостаточно высокие структурно-механические свойства, объясняется это тем, что в процессе приготовления композиции не удается достигнуть однородности полимера в связующем, а также его полного диспергирования с другими компонентами, поэтому полученная композиция неустойчива к перепадам температур и недостаточно эластична; - состав композиции предусматривает утилизацию только отходов термопластичных материалов; - наличие дополнительной операции, заключающейся в измельчении отходов.

Наиболее близкой по составу к предлагаемой композиции является "Гидроизоляционная композиция" по авт. свид. N 885497, М. Кл. Е 04 D 5/02, заявл. 21.03.1980 г. , опубл. 30.11.1981 г. Известная композиция содержит: полимерное соединение, пластификатор, олиговинилэтаноламин, наполнитель и битум. Причем в качестве полимерного соединения используют термопластичный полимер - полиэтилен, а в качестве пластификатора - минеральное автомобильное масло, в качестве наполнителя - тальк или талькомагнезит, при следующем соотношении компонентов, мас. %: Полиэтилен - 1,5-6,0 Автомобильное масло - 1,5-6,0 Олиговинилэтаноламин - 0,5-1,5 Тальк или талькомагнезит - 20-40 Битум - Остальное Как и заявляемая, известная композиция содержит термопластичный полимер - полиэтилен и, в качестве пластификатора - минеральное автомобильное масло. Причем содержание каждого из них в композиции не превышает 3%.

Из-за малого содержания полиэтилена и пластификатора композиция имеет невысокие структурно-механические свойства, в частности, недостаточно высокую эластичность и низкую морозостойкость. Причем в качестве пластификатора предложено использовать только минеральное автомобильное масло. При этом авторы известной композиции не предусматривали утилизацию отходов и масел.

К задачам, которые поставили перед собой авторы предлагаемой композиции, относятся:
- создание состава, обладающего улучшенными структурно-механическими свойствами, устойчивого к температурным колебаниям среды, с достаточно высокими адгезионными свойствами и хорошей эластичностью;
- создание композиции, основными компонентами которой являются отходы термопластичных полимеров, и в качестве пластификатора - отработанное минеральное масло (моторные, индустриальные, трансмиссионные).

Т.е. попутной задачей является утилизация отходов промышленного производства.

Поставленные задачи достигаются тем, что полимерно-битумная композиция, включающая термопластичный полимер, пластификатор и битум, в качестве термопластичного полимера она содержит отходы термопластичных полимеров, а в качестве пластификатора отработанное минеральное масло, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Отходы термопластичных полимеров - 1,0-69
Отработанное минеральное масло - 10,0-30,0
Битум - Остальное
Композицию готовят следующим образом.

В смеситель пропеллерного типа добавляют битум и начинают его нагревать. Затем в разогретый до температуры 125 - 200^oC битум при постоянном перемешивании вводят отработанное минеральное масло и отходы термопластичных полимеров (пленка, пластиковые бутылки, использованные шприцы и т.д.) и продолжают перемешивание до получения однородной пастообразной массы. Таким образом готовят мастику.

Полученную мастику используют для изготовления гидроизоляционных покрытий, а также рубероида.

При изготовлении рубероида осуществляют пропитку картона - основы мастикой, а затем полученный материал покрывают этой же мастикой. Пропитанный и покрытый такой мастикой картон имеет повышенную биостойкость и хорошую устойчивость при воздействии атмосферных факторов. При производстве асфальтобетона готовят связующую полимерно-битумную композицию, состоящую из отходов термопластичных полимеров, отработанного минерального масла и битума, и вводимую в количестве 5 -7% к наполнителю (песку или гравию) и другим минеральным добавкам. Соотношение компонентов в этом случае составляет, мас.%:
Отходы термопластичных полимеров - 1,0-15
Битум - 60-84
Отработанное минеральное масло - 10-15
Наполнитель (гравий, песок) - Остальное
Введение в композицию отходов термопластичных полимеров в количестве менее 0,1% вообще не окажет какого-либо влияния на структурные свойства материала. Если его содержание в композиции превышает 70%, то оставшегося количества пластификатора будет недостаточно для придания материалу необходимых свойств.

Нижний предел содержания пластификатора в композиции составляет 5%. Его количество в меньшей пропорции не позволит осуществить пластификацию битума. Превышение верхнего предела содержания пластификатора в композиции будет способствовать ухудшению адгезионных свойств материала.

При производстве асфальтобетона большое значение имеет качество битума, которое оказывает существенное влияние на качество и долговечность асфальтобетонных покрытий. Для улучшения этих и прочих характеристик асфальтобетона авторы предлагают композицию из модифицированного битума (полимерно-битумную композицию). Причем в качестве модификаторов используются отходы термопластичных полимеров и отработанное минеральное масло. Количество этих материалов в композиции позволяет получить двойной эффект:
- во-первых, улучшаются структурно-механические свойства композиции, она становится морозостойкой, более устойчивой к перепадам температур, приобретает большую эластичность, улучшаются ее адгезионные свойства. Как показали испытания, предлагаемая композиция имеет характеристики, приведенные в табл.

- второй эффект технического решения заключается в том, что оно позволяет максимально утилизовать промышленные и бытовые отходы термопластичных полимерных материалов и отработанных минеральных масел. При этом в процессе получения композиции за счет процессов термоокислительной регулируемой деструкции происходит превращение полимеров в исходные нефтепродукты с регулируемыми свойствами.

Формула изобретения

Полимерно-битумная композиция, включающая термопластичный полимер, пластификатор и битум, отличающаяся тем, что в качестве термопластичного полимера она содержит отходы термопластичных полимеров, а в качестве пластификатора - отработанное минеральное масло при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Отходы термопластичных полимеров - 1,0 - 69
Отработанное минеральное масло - 10 - 30
Битум - Остальное

РИСУНКИ

Рисунок 1