RU2138459C1 - Polymer-bitumen composition - Google Patents

Abstract

FIELD: building materials. SUBSTANCE: polymer-bitumen composition contains, wt.%: wastes of thermoplastic polymers 1.0-69; used mineral oil 10-30; the balance, bitumen. EFFECT: improved structural and mechanical properties of composition, and utilized industrial and household wastes. 1 tbl

Description

Предлагаемое изобретение относится к области производства строительных материалов. The present invention relates to the production of building materials.

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.A known composition, in particular, a polymer-asphalt mixture described in ed. testimonial. N1604817, M. Cl. C 08 L 95/00, claimed 10/05/1987, the "Method for the preparation of polymer-concrete mixture." The known composition contains: mineral materials with waste thermoplastic polymers in an amount of 1 to 3 wt.%, Particle sizes of which do not exceed 5 mm, mineral powder and as an astringent oil tar, heated to a temperature of 90-130 ^o C.

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.The composition is prepared as follows: mineral materials heated to a temperature of 160-220 ^° C are mixed with the waste of thermoplastic polymers. Mineral powder and heated oil tar are additionally introduced into the mixture.

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.Known composition has the following significant disadvantages:
- insufficiently high structural and mechanical properties, this is explained by the fact that during the preparation of the composition it is not possible to achieve uniformity of the polymer in the binder, as well as its complete dispersion with other components, therefore, the resulting composition is unstable to temperature extremes and not elastic enough;
- the composition provides for the disposal of only waste thermoplastic materials;
- the presence of an additional operation consisting in grinding waste.

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%.The closest in composition to the proposed composition is "Waterproofing composition" by ed. testimonial. N 885497, M. Cl. E 04 D 5/02, declared 03/21/1980, publ. 11/30/1981, The well-known composition contains: a polymer compound, a plasticizer, oligovinyl ethanolamine, filler and bitumen. Moreover, a thermoplastic polymer - polyethylene is used as a polymer compound, and mineral automobile oil is used as a plasticizer, talc or talc magnesite is used as a filler, in the following ratio of components, wt. %:
Polyethylene - 1.5-6.0
Car oil - 1.5-6.0
Oligovinyl ethanolamine - 0.5-1.5
Talc or talc magnesite - 20-40
Bitumen - Else
As claimed, the known composition contains a thermoplastic polymer - polyethylene and, as a plasticizer - mineral automotive oil. Moreover, the content of each of them in the composition does not exceed 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. Due to the low content of polyethylene and plasticizer, the composition has low structural and mechanical properties, in particular, insufficiently high elasticity and low frost resistance. Moreover, as a plasticizer, it is proposed to use only mineral automotive oil. However, the authors of the known composition did not provide for the disposal of waste and oils.

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).The tasks that the authors of the proposed composition have set for themselves include:
- the creation of a composition having improved structural and mechanical properties, resistant to temperature fluctuations of the medium, with sufficiently high adhesive properties and good elasticity;
- creating a composition, the main components of which are waste thermoplastic polymers, and as a plasticizer - spent mineral oil (motor, industrial, transmission).

Т.е. попутной задачей является утилизация отходов промышленного производства. Those. the associated task is the disposal of industrial waste.

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.The objectives are achieved in that the polymer-bitumen composition, including thermoplastic polymer, plasticizer and bitumen, as a thermoplastic polymer, it contains waste thermoplastic polymers, and as a plasticizer spent mineral oil, in the following ratio, wt.%:
Thermoplastic polymer waste - 1.0-69
Used mineral oil - 10.0-30.0
Bitumen - Else
The composition is prepared as follows.

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.Bitumen is added to the propeller-type mixer and it begins to heat. Then, spent mineral oil and waste thermoplastic polymers (film, plastic bottles, used syringes, etc.) are introduced into bitumen preheated to a temperature of 125-200 ^° C with constant stirring and mixing is continued until a homogeneous paste-like mass is obtained. In this way they prepare the mastic.

Полученную мастику используют для изготовления гидроизоляционных покрытий, а также рубероида. The resulting mastic is used for the manufacture of waterproofing coatings, as well as roofing material.

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.In the manufacture of roofing material, cardboard is impregnated - the base with mastic, and then the resulting material is coated with the same mastic. Impregnated and coated with such mastic cardboard has increased biostability and good stability under the influence of atmospheric factors. In the production of asphalt concrete, a binder polymer-bitumen composition is prepared, consisting of waste thermoplastic polymers, spent mineral oil and bitumen, and introduced in an amount of 5 -7% to the filler (sand or gravel) and other mineral additives. The ratio of components in this case is, wt.%:
Thermoplastic polymer waste - 1.0-15
Bitumen - 60-84
Waste Mineral Oil - 10-15
Filler (gravel, sand) - Other
The introduction of less than 0.1% of thermoplastic polymers into the waste composition will not have any effect on the structural properties of the material. If its content in the composition exceeds 70%, then the remaining amount of plasticizer will not be enough to give the material the necessary properties.

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. The lower limit of the content of plasticizer in the composition is 5%. Its amount in a smaller proportion will not allow plasticization of bitumen. Exceeding the upper limit of the content of plasticizer in the composition will contribute to the deterioration of the adhesive properties of the material.

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.In the production of asphalt concrete, the quality of bitumen is of great importance, which has a significant impact on the quality and durability of asphalt concrete pavements. To improve these and other characteristics of asphalt, the authors propose a composition of modified bitumen (polymer-bitumen composition). Moreover, as modifiers used waste thermoplastic polymers and waste mineral oil. The amount of these materials in the composition allows you to get a double effect:
- firstly, the structural and mechanical properties of the composition are improved, it becomes frost-resistant, more resistant to temperature extremes, acquires greater elasticity, and its adhesive properties are improved. As tests have shown, the proposed composition has the characteristics given in table.

- 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. - the second effect of the technical solution is that it allows you to maximize the utilization of industrial and household waste from thermoplastic polymeric materials and spent mineral oils. Moreover, in the process of obtaining the composition due to the processes of thermo-oxidative controlled degradation, the polymers are converted into the original petroleum products with controlled properties.

Claims (1)

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 - ОстальноеA polymer-bitumen composition comprising a thermoplastic polymer, a plasticizer and bitumen, characterized in that it contains waste thermoplastic polymers as a thermoplastic polymer, and spent mineral oil as a plasticizer in the following ratio, wt.%:
Thermoplastic polymer waste - 1.0 - 69
Waste Mineral Oil - 10 - 30
Bitumen - Else

Images