Битумная эмульсия
Авторы патента:
Изобретение относится к битумным эмульсиям, используемым в создании дорожных, кровельных и защитных покрытий. Задачей изобретения является разработка рецептуры эмульсии, позволяющей регулировать скорость распада битумной эмульсии при одном и том же содержании эмульгатора, повышение ее стабильности и сцепляемости с минеральным наполнителем, экономия битума. Поставленная задача решается разработкой битумной эмульсии, включающей битум, катионный эмульгатор и кислоту или анионный эмульгатор и щелочь, воду. Причем она дополнительно содержит отход процесса пиролиза углеводородного сырья - тяжелую пиролизную смолу плотностью 1060-1080 кг/м3, содержанием серы 4,5-5,5 мас.%, содержанием тяжелых ароматических соединений 54-55 мас.% при следующих соотношениях компонентов, мас.%: битум 20-70, катионный или анионный эмульгатор 0,1-5, кислота или щелочь 0,5-3, тяжелая пиролизная смола 0,4-8, вода остальное. 2 табл.
Изобретение относится к битумным эмульсиям, используемым в создании дорожных, кровельных и защитных покрытий.
Известна битумная эмульсия для дорожных работ, включающая битум, катионную адгезионную присадку, соляную кислоту и воду [Методические рекомендации по приготовлению и применению в дорожном строительстве катионных эмульсий. М, СоюздорНИИ, 1973, с. 3-24]. Недостатком этой эмульсии является недостаточная стабильность, сцепляемость с минеральным наполнителем и сложность регулирования скорости ее распада при одном и том же содержании эмульгатора Наиболее близкой предлагаемому изобретению является эмульсия битумная дорожная [Эмульсии битумные дорожные. Технические условия. ГОСТ 18659-81. М. ] , содержащая битум, катионный эмульгатор и кислоту или анионный эмульгатор и щелочь и воду. В качестве анионоактивного эмульгатора применяют поверхностно-активные вещества (ПАВ) типа высших органических кислот или их солей; в качестве катионоактивного эмульгатора - ПАВ типа аминов, диаминов, полиаминов и четвертичных аммониевых солей. В качестве основного компонента применяют едкий натр, или жидкое стекло, или триполифосфот натрия, а в качестве кислого компонента - соляную, или уксусную, или ортофосфорную кислоту. Массовая доля битума с эмульгатором в эмульсиях составляет 45-55%. Недостатком такой эмульсии является сложность регулирования скорости ее распада при одном и том же содержании эмульгатора: с одной стороны, быстрый распад при введении их в минеральный материал методом пропитки, с другой стороны, сравнительно медленный распад при введении их в минеральный материал методом поверхностной обработки. Кроме того, эмульсии характеризуются недостаточными стабильностью и сцепляемостью с минеральным наполнителем (адгезией). Задачей изобретения является разработка эмульсии, позволяющей регулировать скорость ее распада при одном и том же содержании эмульгатора, повышение ее стабильности и сцепляемости с минеральным наполнителем, экономия битума, утилизация тяжелой пиролизной смолы, являющейся многотоннажным отходом процесса пиролиза. Поставленная задача решается разработкой битумной эмульсии, включающей битум, катионный эмульгатор и кислоту или анионный эмульгатор и щелочь и воду. Причем она дополнительно содержит отход процесса пиролиза углеводородного сырья - тяжелую пиролизную смолу плотностью 1060-1080 кг/м3 содержанием серы 4,5- 5,5 мас.%, содержании тяжелых ароматических соединений 54-55 мас. %, при следующих соотношениях компонентов, мас.%: Битум - 20-70 Катионный или анионный эмульгатор - 0,1-5 Кислота или щелочь - 0,5-3 Тяжелая пиролизная смола - 0,4-8 Вода - Остальное Для приготовления эмульсии используют нефтяные дорожные битумы по ГОСТ 22245-90, строительные битумы по ГОСТ 6617-76, кровельные битумы по ГОСТ 9548-74, изоляционные битумы по ГОСТ 9812-74. Тяжелую пиролизную смолу используют как в обводненном виде (на некоторых установках пиролиза она вырабатывается именно в таком виде, например на KОAO "Оргсинтез", г. Казань содержание воды колеблется в пределах 5-65 мас.%), т. е. без предварительного обезвоживания, так и в безводном виде (например продукт АО "Нижнекамскнефтехим" - ТУ-38.1021256-89). Физико-химические показатели безводной ТПС приведены в табл 1. В качестве анионоактивного эмульгатора применяют поверхностно-активные вещества (ПАВ) типа высших органических кислот или их солей; в качестве катионоактивного эмульгатора - ПАВ типа аминов, диаминов, полиаминов и четвертичных аммониевых солей. Битумную эмульсию готовят по известной технологии смешением компонентов в одной из следующих последовательностей. 1. В разогретый в отдельной емкости до 110-130oC дорожный битум вводят при перемешивании расчетное количество эмульгатора. В смесь воды, кислоты, в случае катионоактивного эмульгатора, или щелочи, в случае анионоактивного эмульгатора, и ТПС, нагретую при перемешивании до 70-90oC, вводят также при перемешивании приготовленную смесь расчетного количества битума с эмульгатором. 2. В смесь расчетного количества битума, эмульгатора и ТПС с температурой 110-130oC при перемешивании добавляют приготовленную в отдельной емкости смесь воды, кислоты, в случае катионоактивного эмульгатора, или щелочи, в случае анионоактивного эмульгатора, с температурой 70-90oC. Образцы битумных эмульсий были приготовлены в соответствии со следующими примерами. Пример 1. В 49,7 г дорожного битума (по ГОСТ 22245-90), нагретого до температуры 110oC, добавляют при перемешивании 0,3 г катионоактивного эмульгатора. Водную фазу готовят следующим образом: в 48,5 г воды добавляют при перемешивании 0,5 г безводной ТПС и 1 г соляной кислоты, затем нагревают при перемешивании до 85oC, затем добавляют смесь битума с эмульгатором, имеющую температуру 110oC, и перемешивают до полной однородности. Состав полученной эмульсии следующий (мас.%): битум - 49,7, эмульгатор - 0,3, кислота - 1, ТПС - 0,5, вода - 48,5. Пример 2. В 49,7 г дорожного битума (по ГОСТ 22245-90), нагретого до температуры 110oC, добавляют при перемешивании 0,3 г катионоактивного эмульгатора и 2 г безводной ТПС. Водную фазу готовят следующим образом: в 47 г воды добавляют 1 г соляной кислоты, тщательно перемешивают, нагревают этот раствор до температуры 85oC, затем добавляют нагретую до 110oC смесь битума, эмульгатора и ТПС. Перемешивают до полной однородности. Состав полученной эмульсии следующий (мас.%): битум - 49,7, эмульгатор - 0,3, кислота - 1, ТПС - 2, вода - 47. Пример 3. В 20 г строительного битума (по ГОСТ 6617-76), нагретого до температуры 130oC, добавляют при перемешивании 0,1 г катионоактивного эмульгатора. Водную фазу готовят следующим образом: в 78,4 г воды добавляют 0,5 г обводненной ТПС (содержание воды 20%), тщательно перемешивают, добавляют 1 г соляной кислоты и нагревают этот раствор до температуры 70oC, затем добавляют нагретую до 130oC смесь битума и эмульгатора. Перемешивают до полной однородности. Состав полученной эмульсии следующий (мас.%): битум - 20, эмульгатор - 0,1, кислота - 1, ТПС - 0,4, вода - 78,5. Пример 4. В 20 г кровельного битума (по ГОСТ 9548-74), нагретого до температуры 130oC, добавляют при перемешивании 0,1 г катионоактивного эмульгатора и 2 г обводненной ТПС (содержание воды 5%). Водную фазу готовят следующим образом: в 76,9 г воды добавляют 1 г соляной кислоты, тщательно перемешивают и нагревают этот раствор до температуры 70oC, затем добавляют нагретую до 130oC смесь битума, эмульгатора. Перемешивают до полной однородности. Состав полученной эмульсии следующий (мас.%): битум - 20, эмульгатор - 0,1, кислота - 1, ТПС - 1,9, вода - 77. Пример 5. В 70 г дорожного битума (по ГОСТ 22245-90), нагретого до температуры 120oC, добавляют при перемешивании 2 г катионоактивного эмульгатора. Водную фазу готовят следующим образом: в 22 г воды добавляют 4 г обводненной ТПС (содержание воды 30%), тщательно перемешивают, добавляют 2 г соляной кислоты и нагревают этот раствор до температуры 80oC, затем добавляют нагретую до 120oС смесь битума с эмульгатором. Промешивают до полной однородности. Состав полученной эмульсии следующий (мас.%): битум - 70, эмульгатор - 2, кислота - 2, ТПС - 2,8, вода - 23,2. Пример 6. В 70 г дорожного битума (по ГОСТ 22245-90), нагретого до температуры 120oC, добавляют при перемешивании 2 г катионоактивного эмульгатора. Водная фаза готовится следующим образом: в 6 г воды добавляют 20 г обводненной ТПС (содержание воды 60%), тщательно перемешивают, добавляют 2 г соляной кислоты и нагревают этот раствор до температуры 80oC, затем добавляют нагретую до 120oC смесь битума с эмульгатором. Перемешивают до полной однородности. Состав полученной эмульсии следующий (мас.%): битум - 70, эмульгатор - 2, кислота - 2, ТПС - 8, вода - 18. Пример 7. В 20 г дорожного битума (по ГОСТ 22245-90), нагретого до температуры 110oC, добавляют при перемешивании 0,5 г анионоактивного эмульгатора. Водная фаза готовится следующим образом: в 77,5 г воды добавляют 1 г обводненной ТПС (содержание воды 30%), тщательно перемешивают, добавляют 1 г едкого натра и нагревают этот раствор при перемешивании до температуры 90oC, затем добавляют нагретую до 110oC смесь битума и эмульгатора. Перемешивают до полной однородности. Состав полученной эмульсии следующий (мас.%): битум - 20, эмульгатор - 0,5, щелочь - 1, ТПС - 0,7, вода - 77,8. Пример 8. В 20 г дорожного битума (по ГОСТ 22245-90), нагретого до температуры 110oC, добавляют при перемешивании 0,5 г анионоактивного эмульгатора, разогревают до 110oC, перемешивают до однородного состояния. Водная фаза готовится следующим образом: в 75,5 г воды добавляют 3 г обводненной ТПС (содержание воды 40%), тщательно перемешивают, добавляют 1 г едкого натра и нагревают этот раствор при перемешивании до температуры 90oС, затем добавляют нагретую до 110oC смесь битума и эмульгатора. Перемешивают до полной однородности. Состав полученной эмульсии следующий (мас.%): битум - 20, эмульгатор - 0,5, щелочь - 1, ТПС - 1,8, вода - 76,7. Пример 9. В 70 г дорожного битума (по ГОСТ 22245-90), нагретого до температуры 130oC, добавляют при перемешивании 2 г анионоактивного эмульгатора Водная фаза готовится следующим образом: в 24 г воды добавляют 2 г обводненной ТПС (содержание воды 50%), тщательно перемешивают, добавляют 2 г едкого натра и нагревают этот раствор при перемешивании до температуры 70oC, затем добавляют нагретую до 130oC смесь битума и эмульгатора. Перемешивают до полной однородности. Состав полученной эмульсии следующий (мас.%): битум - 70, эмульгатор - 2, щелочь - 2, ТПС - 1, вода - 25. Пример 10. В 70 г дорожного битума (по ГОСТ 22245-90), нагретого до температуры 130oC, добавляют при перемешивании 2 г анионоактивного эмульгатора. Водную фазу готовят следующим образом: в 20 г воды добавляют при перемешивании 6 г обводненной ТПС (содержание воды 50%) и 2 г едкого натра и нагревают этот раствор при перемешивании до температуры 70oC, затем добавляют нагретую до 130oC смесь битума и эмульгатора. Полученную композицию перемешивают до полной однородности. Состав полученной эмульсии следующий (мас.%): битум - 70, эмульгатор - 2, щелочь - 2, ТПС - 3, вода - 23. Пример 11. В 49 г строительного битума (по ГОСТ 6617-76), нагретого до температуры 130oC, добавляют при перемешивании 3 г анионоактивного эмульгатора. Водная фаза готовится следующим образом: в 40 г воды добавляют 5 г обводненной ТПС (содержание воды 60%), тщательно перемешивают, добавляют 3 г едкого натра и нагревают этот раствор при перемешивании до температуры 70oС, затем добавляют смесь битума и эмульгатора с температурой 130oC и перемешивают до полной однородности. Состав полученной эмульсии следующий (мас.%): битум - 49, эмульгатор - 3, щелочь - 3, ТПС - 2, вода - 43. Пример 12. В 49 г изоляционного битума (по ГОСТ 9812-74), нагретого до температуры 130oC, добавляют при перемешивании 2 г анионоактивного эмульгатора и 6 г обводненной ТПС (содержание воды 50%). Водная фаза готовится следующим образом: в 40 г воды добавляют 3 г едкого натра и нагревают этот раствор при перемешивании до температуры 70oC, затем добавляют смесь битума и эмульгатора с температурой 130oC. Полученную композицию перемешивают до полной однородности. Состав полученной эмульсии следующий (мас.%): битум - 49, эмульгатор - 2, щелочь - 3, ТПС - 3, вода - 43. Эксплуатационные характеристики образцов N 1-12 представлены в табл 2. Для сравнения этих характеристик с аналогичными для прототипа были приготовлены 4 образца (N 13-16) по ГОСТ 18659-81. Пример 13. В 44 г дорожного битума (по ГОСТ 22245-90), нагретого до температуры 110oC, добавляют при перемешивании 1 г катионоактивного эмульгатора. Водная фаза готовится следующим образом: в 54 г воды добавляют 1 г соляной кислоты и нагревают этот раствор при перемешивании до температуры 80oC, затем добавляют смесь битума и эмульгатора с температурой 110oC. Полученную композицию перемешивают до полной однородности. Состав полученной эмульсии следующий (мас.%): битум - 44, эмульгатор - 1, кислота - 1, вода - 54. Пример 14. В 54 г дорожного битума (по ГОСТ 22245-90), нагретого до температуры 120oC, добавляют при перемешивании 1 г катионоактивного эмульгатора. Водная фаза готовится следующим образом: в 44 г воды добавляют 1 г соляной кислоты и нагревают этот раствор при перемешивании до температуры 80oC, затем добавляют смесь битума и эмульгатора с температурой 120oC. Полученную композицию перемешивают до полной однородности. Состав полученной эмульсии следующий (мас.%): битум - 54, эмульгатор - 1, кислота - 1, вода - 44. Пример 15. В 42 г дорожного битума (по ГОСТ 22245-90), нагретого до температуры 130oС, добавляют при перемешивании 3 г анионоактивного эмульгатора. Водная фаза готовится следующим образом: в 53 г воды добавляют 2 г едкого натра и нагревают этот раствор при перемешивании до температуры 70oC, затем добавляют смесь битума и эмульгатора с температурой 130oC. Полученную композицию перемешивают до полной однородности. Состав полученной эмульсии следующий (мас.%): битум - 42, эмульгатор - 3, щелочь - 2, вода - 53. Пример 16. В 52 г дорожного битума (по ГОСТ 22245-90), нагретого до температуры 110oC, добавляют при перемешивании 3 г анионоактивного эмульгатора. Водная фаза готовится следующим образом: в 43 г воды добавляют 2 г едкого натра и нагревают этот раствор при перемешивании до температуры 70oC, затем добавляют смесь битума и эмульгатора с температурой 130oC. Полученную композицию перемешивают до полной однородности. Состав полученной эмульсии следующий (мас.%): битум - 52, эмульгатор - 3, щелочь - 2, вода - 43. Эксплуатационные характеристики предлагаемых образцов битумных эмульсий приведены в табл. 2 Данные табл. 2 свидетельствуют о том, что при возрастании содержания ТПС до 3% при одном и том же содержании эмульгатора скорость распада эмульсии замедляется в 1,1-2,5 раза, дальнейшее увеличение содержания ТПС ведет к увеличению скорости распада более чем в 8 раз. Предлагаемая эмульсия более устойчива при хранении и обладает лучшей сцепляемостью с минеральным материалом. Кроме того, предлагаемая битумная эмульсия содержит отход процесса пиролиза углеводородного сырья, что снижает стоимость эмульсии и повышает рентабельность процесса пиролиза.Формула изобретения
Битумная эмульсия, включающая битум, катионный эмульгатор и кислоту или анионный эмульгатор и щелочь и воду, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит отход процесса пиролиза углеводородного сырья - тяжелую пиролизную смолу плотностью 1060-1080 кг/м3, содержанием серы 4,5-5,5 мас.%, содержанием тяжелых ароматических соединений 54-55 мас.%, при следующих соотношениях компонентов, мас.%:Битум - 20-70
Катионный или анионный эмульгатор - 0,1-5
Кислота или щелочь - 0,5-3
Тяжелая пиролизная смола - 0,4-8
Вода - Остальноее
РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3
Похожие патенты:
Изобретение относится к процессу приготовления гидроизоляционного материала, применяемого для мягких кровель, а также гидроизоляции подвальных помещений и фундаментов
Изобретение относится к области гидроизоляционных изделий и касается материала рулонного гидроизоляционного наплавляемого нефтеполимерного, включающего текстильную основу и нефтеполимерное вяжущее, состоящее из высокомолекулярного нефтяного остатка и полипропилена, причем нефтеполимерное вяжущее дополнительно содержит масляную фракцию и синтетический каучук, а в качестве высокомолекулярных нефтяных остатков используются асфальт деасфальтизации гудрона пропаном, или гудрон или остаточный битум при следующих соотношениях компонентов, мас.%: высокомолекулярный нефтяной остаток 64 - 77; полипропилен 8 - 15; масляная фракция 10 - 17,5; синтетический каучук 2,5 - 7
Холодный песчаный асфальтобетон // 2174498
Изобретение относится к технологии асфальтобетонов и может быть использовано в дорожном и аэродромном строительстве
Изобретение относится к дорожно-строительным материалам и может быть использовано для устройства автомобильных дорог, систематически подвергающихся знакопеременным деформациям и атмосферным воздействиям
Способ получения битума нефтяного кровельного покровного; битум нефтяной кровельный покровный // 2172761
Изобретение относится к нефтеперерабатывающей промышленности, в частности к области производства нефтяных битумов, касается способа получения битума нефтяного кровельного покровного, его состава и рецептуры
Изобретение относится к композиции высокомолекулярных соединений, а именно битуминозных материалов, и может быть использовано, например, при изготовлении деформационного шва для автодорожных мостов
Битумная композиция // 2167898
Изобретение относится к битумным композициям широкой области применения
Битумоминеральная смесь // 2167118
Изобретение относится к производству дорожно-строительных материалов, а именно к смесям из каменных материалов с противогололедной добавкой, обработанных органическими вяжущими веществами (битумом), и может быть применено для устройства покрытий с шероховатой поверхностью на автомобильных дорогах
Способ изготовления резинобитумной мастики // 2165905
Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при изготовлении резинобитумных мастик для гидроизоляции труб и подземных сооружений, а также при строительстве и ремонте напольных и кровельных покрытий
Изобретение относится к получению битумно-резиновых композиций из битума и резиновой крошки из амортизованных шин и других отходов вулканизованной резины
Эластомерная композиция // 2162094
Изобретение относится к химической, нефтехимической, резиновой, авиационной и др
Битумно-полимерный состав // 2141498
Изобретение относится к гидроизоляционным композициям, используемым в покрывных и пропиточных массах при изготовлении рулонных кровельных материалов
Изобретение относится к безосновным рулонным гидроизоляционным материалам на основе битумно-каучуковой композиции, содержащей мягчители, наполнители, технологические добавки, модифицирующие смолы, предназначенным для устройства кровель, гидроизоляции, противокоррозионной защиты и герметизации конструкций, работающих в условиях изменения температур от плюс 60оС до минус 50оС, динамических нагрузок, блуждающих токов и сейсмических воздействий
Полимерная композиция // 1799024
Изобретение относится к применению антимиграционных добавок к пластификаторам на основе смеси диоксановых спиртов и их высококипящих эфиров и на основе высококипящих эфиров диоксановых спиртов для поливинилхлоридных композиций
Изобретение относится к способу модификации нефтеполимерной смолы, в результате образуется пленкообразующее
Изобретение относится к полипропиленовой пленке с улучшенными барьерными свойствами в отношении проницаемости водяного пара и улучшенными механическими свойствами
Способ модификации нефтеполимерных смол // 2568116
Изобретение относится к области прикладной органической химии, а именно к способу модификации нефтеполимерных смол и применению полученной смеси для изготовления мишеней-тарелочек для стендовой стрельбы дробью из огнестрельного оружия. Композиция для производства мишеней-тарелочек для стендовой стрельбы состоит из : (1) нефтеполимерной смолы или смеси нефтеполимерных смол 17-19 мас.%, (2) нефтяного битума одного вида или смеси с температурой размягчения от 90 до 135°C 1-3 мас.%, (3) неорганического порошкового наполнителя 80 мас.% и (4) эфирного пластификатора 1 мас.% от суммы компонентов (1)-(3). Заявлен также способ модификации нефтеполимерных смол. Технический результат - изготовление не содержащих канцерогенных примесей, экологически чистых мишеней-тарелочек для стендовой стрельбы, при этом смесь для получения мишеней-тарелочек технологична - хорошо формуется и мало прилипает к поверхности аппарата для горячего прессования. 2 н.п. ф-лы, 2 табл., 12 пр.
Настоящее изобретение относится к выбору органического компонента для композиции, применяемой для изготовления экологически чистых мишеней-тарелочек для стендовой стрельбы. Описана композиция для производства мишеней-тарелочек для стендовой стрельбы состоящая из: (1) омыленного талового пека с температурой размягчения 85-95°С 25 мас.%, (2) неорганического порошкового наполнителя 75 мас.% и (3) эфирного пластификатора 1 мас.% от суммы компонентов (1)-(2). Технический результат - композиция для производства мишеней-тарелочек, характеризующихся экологической безопасностью и простотой производства. 2 табл., 4 пр.
Каучуковая композиция и шина // 2644167
Изобретение относится к каучуковой композиции и шине, использующей композицию в качестве протекторного каучука. Каучуковую композицию получают в результате введения в композицию каучукового компонента (А), включающего натуральный каучук в количестве, составляющем 70 мас.% и более, и каучуковый сополимер стирол-бутадиена, и дальнейшего введения в композицию совместно с каучуковым компонентом в количестве 100 мас.ч.: (В) по меньшей мере одного типа термопластичных смол, выбираемых из числа смол на С5-основе, смол на С5-С9-основе, смол на С9-основе, смол на терпеновой основе, смол на основе терпена-ароматического соединения, дициклопентадиеновых смол и смол на алкилфенольной основе, в количестве от 5 до 50 мас.ч.; и (С) наполнителя, включающего диоксид кремния и технический углерод, в количестве от 20 до 120 мас.ч., причем диоксид кремния представляет собой влажный диоксид кремния с площадью удельной поверхности БЭТ в диапазоне 200-250 м2/г и его содержание составляет 90 мас.% и более. При этом композиция не содержит мягчителя. Композиция делает возможным изготовление протекторного каучука, который демонстрирует высокие тормозные характеристики на поверхности как сухой, так и мокрой дороги. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 6 табл.
Гидроизоляционный кровельный материал // 2176653
Изобретение относится к строительству и может быть использовано в качестве гидроизоляции подземных сооружений, фундаментов и для мягкой кровли
