Катионактивная адгезионная присадка к битумам и способ ее получения

Катионактивная адгезионная присадка к битумам и способ ее получения

Реферат

Изобретение относится к катионактивным адгезионным присадкам к битумам и может быть использовано при устройстве автомобильных дорог, аэродромов и т.п.

Известно использование в качестве адгезионной добавки кубового остатка производства синтетических жирных кислот и их смесей с кубовыми остатками кислот хлопкового соапстока / Авт. свид. СССР №1787994, кл. С08L 95/00/. Однако применение данной добавки дает незначительный эффект, причем этот эффект проявляется только для карбонатных минеральных материалов. Кроме того, добавка вносится в битум в сравнительно больших количествах (4-6 мас.%).

Наиболее близким предлагаемому изобретению является катионактивная адгезионная присадка к битумам (патент РФ №2185401, 2002), представляющая продукт взаимодействия кислотного и основного компонентов; в качестве кислотного компонента применяются или древесная смола лиственных пород, или флотогудрон, или остаточный продукт дистилляции жирных кислот, или кубовый остаток производства синтетических жирных кислот, а в качестве основного компонента применяются или кубовый остаток производства моноэтаноламина, или кубовый остаток ректификации морфолина, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

древесная смола лиственных пород, или флотогудрон, или остаточный продукт дистилляции жирных кислот, или кубовый остаток - 15-90; производства синтетических жирных кислот - кубовый остаток производства моноэтаноламина или кубовый остаток ректификации морфолина - 10-85.

Битум, модифицированный присадкой такого типа в количестве 1 мас.%, надежно сцепляется минеральными материалами кислого характера (показатель сцепления с поверхностью минерального материала асфальтобетонной смеси - песка и гравия, определяемый по ГОСТ 12801-84, соответствует образцу №1). Недостатком данной присадки является то, что битум, содержащий данную присадку, при хранении теряет свои адгезионные свойства.

Задачей предлагаемого изобретения является сохранение стабильности адгезионных свойств битума, содержащего данную присадку, при хранении, т.е. стабильности показателя сцепления битума с поверхностью минерального материала асфальтобетонной смеси.

Поставленная задача решается разработкой катионактивной адгезионной присадки к битумам, представляющей продукт взаимодействия кислотного и основного компонента, отличающейся тем, что в качестве кислотного компонента применяется масло талловое дистиллированное, в качестве основного компонента применяются или полиэтиленполиамин, или триэтаноламин, а дополнительно присадка содержит битум при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Масло талловое дистиллированное	15,0-45,0
Полиэтиленполиамин или триэтаноламин	10,0-40,0
Нефтяной битум	15,0-75

Задача решается также способом получения катионактивной адгезионной присадки, включающей перемешивание при 100°С-180°С кислотного и основного компонентов, где в качестве кислотного компонента применяется масло талловое дистиллированное, в качестве основного компонента применяются или диэтиленамин, или полиэтиленполиамин, при этом на стадии протекания реакции взаимодействия указанных компонентов после 0,5-1,0 часа перемешивания вводят нефтяной битум и продолжают процесс перемешивания при 100°С-180°С в течение 0,5-1,0 часа.

Масло талловое дистиллированное (МТД) соответствует ТУ 13-00281074-26-95 (кислотное число, мг КОН на 1 г продукта - не менее 165; содержание смоляных кислот - не более 40%; содержание неомыляемых веществ - не более 9%).

Полиэтиленполиамин (ПЭПА) соответствует ТУ 2413-357-00203447-99.

Триэтаноламин (ТЭА) соответствует ТУ 2423-162-00203335-2005.

В качестве нефтяного битума применяют битумы дорожные вязкие по ГОСТ 22245-90.

Адгезионные присадки были приготовлены согласно нижеприведенным примерам.

Пример 1. 15 г МТД перемешивают с 10 г. ПЭПА при 130°С в течение 0,5 часов, затем добавляли 75 г нефтяного битума БНД 200/300 и продолжали процесс перемешивания при 130°С еще 0,5 часов.

Пример 2. 25,0 г МТД перемешивают с 20,0 г. ТЭА при 100°С в течение 0,5 часа, затем добавляли 55,0 г нефтяного битума БНД 90/130 и продолжали процесс перемешивания при 100°С еще 1,0 час.

Пример 3. 35,0 г МТД перемешивают с 31,0 г ПЭПА при 160°С в течение 1,0 часов, затем добавляли 34,0 г нефтяного битума БНД 40/60 и продолжали процесс перемешивания при 160°С еще 1,0 часов.

Пример 4. 40,0 г МТД перемешивают с 36,0 г ТЭА при 120°С в течение 1,0 часа, затем добавляли 24,0 г нефтяного битума БН 130/200 и продолжали процесс перемешивания при 120°С еще 0,5 час.

Пример 5. 45,0 г МТД перемешивают с 40,0 г ПЭПА при 180°С в течение 0,5 часа, затем добавляли 15,0 г нефтяного битума БН 90/130 и продолжали процесс перемешивания при 180°С еще 1,0 час.

Пример 6. 45 г МТД перемешивают с 40 г. ТЭА при 110°С в течение 1,0 часа, затем добавляли 15 г нефтяного битума БН 60/90 и продолжали процесс перемешивания при 110°С еще 0,5 час.

Синтезированные образцы адгезионных присадок вводили в количестве 1,2-4,0 мас.% (в зависимости от содержания битума в составе присадки) в битум марки БНД 60/90 с низким показателем сцепления с поверхностью минерального материала асфальтобетонной смеси (показатель сцепления с песком и гравием, определяемый по ГОСТ 12801-84, соответствовал образцам №2-3). Завышенное содержание вводимой в битум присадки (1,2-4,0 мас.%) в сравнении с прототипом (1 мас.%) связано с предварительным разбавлением активной массы присадки битумом в процессе приготовления присадки. В пересчете на активную массу количество вводимой присадки не превышает концентрацию присадки в битуме, указанную в прототипе.

Модифицирование исходного битума адгезионными присадками, синтезированными согласно примерам 1-6, привело к значительному улучшению показателя сцепления битума с поверхностью минерального материала асфальтобетонной смеси (указанный показатель сцепления с песком и гравием для всех образцов модифицированного битума, определенный по ГОСТ 12801-84, соответствовал образцу №1). При этом введение адгезионной присадки не ухудшило эксплуатационные свойства исходного битума.

Образцы битума, модифицированные синтезированными адгезионными присадками, а также присадкой-прототипом, подвергались хранению в течение 15-60 дней. Выдержанные во времени образцы модифицированного битума анализировали на показатель сцепления с поверхностью минерального материала асфальтобетонной смеси. Результаты этих исследований сведены в таблицу. Как следует из приведенной таблицы, образцы битума, модифицированные предлагаемыми присадками, не теряли адгезионную активность при хранении до 60 дней, в то время как битум, модифицированный присадкой-прототипом, снижал свою адгезионную активность уже при хранении в течение 15 дней.

Таблица
Влияние продолжительности хранения битума, модифицированного предлагаемыми образцами адгезионных присадок и присадкой-прототипом на показатель ее сцепления с поверхностью асфальтобетонной смеси - песка и гравия, определяемый по ГОСТ 12801-84.
Образцы битума, модифицированные адгезионными присадками, приготовленными согласно примерам №	Показатель сцепления с поверхностью песка и гравия образцов битумов, модифицированных адгезионными присадками, предварительно подвергнутых хранению в течение, дней:
15	30	45	60
1	Соответствуют образцу №1
2	Соответствуют образцу №1
3	Соответствуют образцу №1
4	Соответствуют образцу №1
5	Соответствуют образцу №1
6	Соответствуют образцу №1
Образец битума, модифицированный прототипом	Соответствует образцу №2	Соответствует образцу №3

1. Катионактивная адгезионная присадка к битумам, представляющая продукт взаимодействия кислотного и основного компонента, отличающаяся тем, что в качестве кислотного компонента применяется масло талловое дистиллированное, в качестве основного компонента применяются или диэтиленамин, или полиэтиленполиамин, а дополнительно присадка содержит битум при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Масло талловое дистиллированное	15,0-45,0
Полиэтилендиамин или триэтаноламин	10,0-40,0
Нефтяной битум	15,0-75

2. Способ получения катионактивной адгезионной присадки по п.1, включающей перемешивание при 100-180°C кислотного и основного компонентов, где в качестве кислотного компонента применяется масло талловое дистиллированное, в качестве основного компонента применяются или диэтиленамин, или полиэтиленполиамин, при этом на стадии протекания реакции взаимодействия указанных компонентов после 0,5-1,0 ч перемешивания вводят нефтяной битум и продолжают процесс перемешивания при 100-180°С в течение 0,5-1,0 ч.