Патент на изобретение №2255066
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СЕРОБИТУМНОГО ВЯЖУЩЕГО
(57) Реферат:
Изобретение относится к вяжущим, применяемым в технологии производства горячих асфальтобетонов, используемых при устройстве покрытий автомобильных дорог, аэродромов и т.п. Технический результат – повышение деформативных свойств серобитумных вяжущих, а также снижение количества выделений сероводорода при их переработке. В способе получения серобитумного вяжущего путем совмещения расплавов предварительно модифицированной серы и битума серу предварительно связывают со смесью ненасыщенных жирных кислот – флотогудроном в соотношениях сера:флотогудрон, мас.%: (30:70)-(60:40) с получением органических полисульфидов и совмещают указанные расплавы при следующем соотношении компонентов, мас.%: предварительно модифицированная сера – органические полисульфиды – 20-80, битум – 20-80. 3 табл.
Изобретение относится к вяжущим, применяемым в технологии производства горячих асфальтобетонов, используемых при устройстве покрытий автомобильных дорог, аэродромов и т.п. Недостатком данных вяжущих являются низкие пластические и деформативные свойства: высокие температуры хрупкости, низкие значения эластичности. Перегрев смеси сера-битум выше температуры 140°С ведет к энергичному химическому взаимодействию серы с компонентами битума, сопровождающемуся выделением токсичного сероводорода, что отражает низкую практическую ценность данных способов получения вяжущих. В производственных условиях выдерживать температурный интервал, не превышающий 140°С, не всегда возможно ввиду вероятности возникновения местных перегревов вяжущего, в частности при его контакте с минеральной частью, температура которой может достигать до 180°С и выше, что приведет к выделению сероводорода. По технической сущности наиболее близким предлагаемому изобретению является способ получения серобитумного вяжущего, описанный в патенте РФ №2163610, МПК7 С 08 L 95/00, С 08 К 13/02, включающий взаимодействие серы с дициклопентадиеном (ДЦПД) с последующим смешением модифицированной серы с битумом. Взаимодействие серы с ДЦПД осуществляют путем интенсивного перемешивания погружным серным насосом в течение 45-60 мин при 140-145°С, затем получают серобитум путем перемешивания в реакторе модифицированной серы и битума в течение 25-35 мин при соотношении от 1:1 до 1:1,5. Недостатками получаемых вяжущих являются: низкие значения пенетрации, дуктильности, эластичности, высокие температуры хрупкости, что характеризует низкую деформационную способность вяжущих. Задачей изобретения является повышение деформативных свойств серобитумных вяжущих, а также исключение выделений сероводорода при их переработке. Результат достигается тем, что в способе получения серобитумного вяжущего путем совмещения расплава предварительно модифицированной серы и битума по изобретению серу предварительно связывают со смесью ненасыщенных жирных кислот – флотогудроном в соотношениях сера:флотогудрон (мас.%) 30:70…60:40 с получением органических полисульфидов и совмещают расплавы при следующем соотношении компонентов (мас.%): органические полисульфиды 80-20 битум 20-80 В качестве исходных компонентов использовали серу (ГОСТ 127-93), битум (ГОСТ 22245-90), флотогудрон (ТУ 18 РСФСР 744-77). Для приготовления образцов серобитумной композиции применяли серу – отход Нижнекамского НПЗ, содержащий 99,98% серы. Флотогудрон (ФГ) – отход дистилляции смеси растительных масел представляет смесь насыщенных и ненасыщенных высших жирных кислот (Табл.1).
В качестве битума применялся битум марки БНД 90/130 производства Нижнекамского битумного завода отделения “Татнефть” (Татарстан), получаемый из сернистой нефти. Синтез органических полисульфидов производили следующим образом. В реактор, оборудованный электрообогревом и мешалкой, помещали расчетное количество флотогудрона и нагревали до 140°С. Далее добавляли расчетное количество расплава серы, имеющего аналогичную температуру. Время синтеза – 240 мин. По физическим свойствам полученные органические полисульфиды представляют собой каучукоподобные материалы темно-коричневого цвета, обладающие эластическими свойствами, являются термопластами. Характеристики органических полисульфидов приведены в таблице 2.
Серобитумное вяжущее готовили следующим образом. К расчетному количеству битума, имеющего температуру 150-160°С, добавляли при перемешивании расчетное количество расплава полисульфида любого состава – №1, 2, 3, 4 (табл.2), имеющего аналогичную температуру. Полученную смесь перемешивали в лопастной мешалке при скорости вращения лопасти 300-400 об/мин в течение 5-10 мин до достижения гомогенности смеси. Из рассматриваемых систем по комплексу свойств наиболее оптимальными являются композиции с содержанием 60 мас.% полисульфидов №1…4 в составе серобитума. Для демонстрации влияния количества полисульфида на свойства серобитумных композиций приведены также данные для полисульфида №3. Сравнительная характеристика физико-механических свойств предлагаемых серобитумных композиций оптимального состава и прототипа приведена в табл.3.
Предлагаемый способ получения полисульфидов является одностадийным и не требует сложного аппаратурного оформления, а применение в качестве ненасыщенного мономера – флотогудрона, являющегося крупнотоннажным отходом органической химии, повышает его практическую ценность. Исследования серобитума с элементарной (кристаллической) серой в составе (40 мас.%), являющегося одним из предлагаемых вяжущих в прототипе, показали, что количество сероводорода, выделяющегося при нагревании вяжущего до температуры 165-170°С в течение 2 часов, составляет 294 мг/100 г вяжущего. Количество сероводорода, выделяющегося при нагревании предлагаемого вяжущего при аналогичных условиях, составляет 44,5 мг/100 г вяжущего. Таким образом, предлагаемый способ приготовления вяжущего является более экологически безопасным.
Формула изобретения
Способ получения серобитумного вяжущего путем совмещения расплавов предварительно модифицированной серы и битума, отличающийся тем, что серу предварительно связывают со смесью ненасыщенных жирных кислот – флотогудроном в соотношениях сера: флотогудрон, мас.%: 30:70…60:40 с получением органических полисульфидов и совмещают указанные расплавы при следующем соотношении компонентов, мас.%: Предварительно модифицированная сера – органические полисульфиды 20-80 Битум 20-80.
MM4A – Досрочное прекращение действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Дата прекращения действия патента: 30.04.2006
Извещение опубликовано: 20.09.2007 БИ: 26/2007
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
