RU2678346C1 - Битумные композиции на основе производных фосфора - Google Patents
Битумные композиции на основе производных фосфора Download PDFInfo
- Publication number
- RU2678346C1 RU2678346C1 RU2016123123A RU2016123123A RU2678346C1 RU 2678346 C1 RU2678346 C1 RU 2678346C1 RU 2016123123 A RU2016123123 A RU 2016123123A RU 2016123123 A RU2016123123 A RU 2016123123A RU 2678346 C1 RU2678346 C1 RU 2678346C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- bitumen
- composition
- absorber
- elastomer
- bituminous
- Prior art date
Links
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 226
- 239000010426 asphalt Substances 0.000 claims abstract description 226
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims abstract description 90
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 claims abstract description 61
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims abstract description 57
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 claims abstract description 33
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims abstract description 25
- 239000002516 radical scavenger Substances 0.000 claims abstract description 22
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 19
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims abstract description 17
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims abstract description 11
- 235000011007 phosphoric acid Nutrition 0.000 claims abstract description 11
- 229920000137 polyphosphoric acid Polymers 0.000 claims abstract description 11
- 150000004649 carbonic acid derivatives Chemical class 0.000 claims abstract description 8
- 150000004679 hydroxides Chemical class 0.000 claims abstract description 8
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims abstract description 6
- 150000003016 phosphoric acids Chemical class 0.000 claims abstract description 6
- 150000007942 carboxylates Chemical class 0.000 claims abstract description 4
- 150000004677 hydrates Chemical class 0.000 claims abstract description 4
- 150000002823 nitrates Chemical class 0.000 claims abstract description 3
- 229920006037 cross link polymer Polymers 0.000 claims description 82
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 49
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 claims description 47
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 claims description 47
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 claims description 46
- 239000000806 elastomer Substances 0.000 claims description 46
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 42
- PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N Styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1 PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 36
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 22
- 239000003431 cross linking reagent Substances 0.000 claims description 15
- 238000004073 vulcanization Methods 0.000 claims description 14
- 229920001400 block copolymer Polymers 0.000 claims description 11
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 claims description 9
- 229920005604 random copolymer Polymers 0.000 claims description 8
- 150000001993 dienes Chemical class 0.000 claims description 7
- 229920001021 polysulfide Polymers 0.000 claims description 7
- 125000001183 hydrocarbyl group Chemical group 0.000 claims description 5
- 239000005077 polysulfide Substances 0.000 claims description 5
- 150000008117 polysulfides Polymers 0.000 claims description 5
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 5
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 claims description 4
- 239000002250 absorbent Substances 0.000 claims description 4
- 230000002745 absorbent Effects 0.000 claims description 4
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 claims description 4
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 claims description 4
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 2
- 235000021317 phosphate Nutrition 0.000 claims description 2
- 150000003013 phosphoric acid derivatives Chemical class 0.000 claims description 2
- 229920006301 statistical copolymer Polymers 0.000 claims 1
- RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N Dihydrogen sulfide Chemical compound S RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 16
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 5
- 229910000037 hydrogen sulfide Inorganic materials 0.000 abstract description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- RAOSIAYCXKBGFE-UHFFFAOYSA-K [Cu+3].[O-]P([O-])([O-])=O Chemical class [Cu+3].[O-]P([O-])([O-])=O RAOSIAYCXKBGFE-UHFFFAOYSA-K 0.000 abstract description 2
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 abstract 1
- 208000001282 primary progressive aphasia Diseases 0.000 description 25
- KAKZBPTYRLMSJV-UHFFFAOYSA-N Butadiene Chemical compound C=CC=C KAKZBPTYRLMSJV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 20
- RRHGJUQNOFWUDK-UHFFFAOYSA-N Isoprene Chemical compound CC(=C)C=C RRHGJUQNOFWUDK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 10
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 9
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 9
- 239000012429 reaction media Substances 0.000 description 9
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 8
- 230000003472 neutralizing effect Effects 0.000 description 8
- 230000008569 process Effects 0.000 description 8
- 238000010306 acid treatment Methods 0.000 description 7
- -1 hydroxocarbonates Chemical class 0.000 description 7
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 6
- QPLDLSVMHZLSFG-UHFFFAOYSA-N Copper oxide Chemical class [Cu]=O QPLDLSVMHZLSFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000002480 mineral oil Substances 0.000 description 5
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 5
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 5
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 5
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 5
- 150000004945 aromatic hydrocarbons Chemical class 0.000 description 4
- 150000001879 copper Chemical class 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- 235000010446 mineral oil Nutrition 0.000 description 4
- 239000000047 product Substances 0.000 description 4
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 3
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 3
- 230000009849 deactivation Effects 0.000 description 3
- 239000012442 inert solvent Substances 0.000 description 3
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 3
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 3
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 3
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 3
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N sulfuric acid group Chemical class S(O)(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- YXIWHUQXZSMYRE-UHFFFAOYSA-N 1,3-benzothiazole-2-thiol Chemical compound C1=CC=C2SC(S)=NC2=C1 YXIWHUQXZSMYRE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 2
- BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Chemical compound [O-2].[Ca+2] BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- YACLQRRMGMJLJV-UHFFFAOYSA-N chloroprene Chemical compound ClC(=C)C=C YACLQRRMGMJLJV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 239000010779 crude oil Substances 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 2
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 2
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 230000029142 excretion Effects 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 239000008240 homogeneous mixture Substances 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 239000011256 inorganic filler Substances 0.000 description 2
- 229910003475 inorganic filler Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 2
- 239000012452 mother liquor Substances 0.000 description 2
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 2
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 2
- 229920005596 polymer binder Polymers 0.000 description 2
- 239000002491 polymer binding agent Substances 0.000 description 2
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 2
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- KUAZQDVKQLNFPE-UHFFFAOYSA-N thiram Chemical class CN(C)C(=S)SSC(=S)N(C)C KUAZQDVKQLNFPE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 2
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 2
- BUZICZZQJDLXJN-UHFFFAOYSA-N 3-azaniumyl-4-hydroxybutanoate Chemical compound OCC(N)CC(O)=O BUZICZZQJDLXJN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QOVWSDOHZFBJSO-UHFFFAOYSA-N C=CC=C.C=CC=CC1=CC=CC=C1 Chemical compound C=CC=C.C=CC=CC1=CC=CC=C1 QOVWSDOHZFBJSO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005751 Copper oxide Substances 0.000 description 1
- JPVYNHNXODAKFH-UHFFFAOYSA-N Cu2+ Chemical compound [Cu+2] JPVYNHNXODAKFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000008065 acid anhydrides Chemical class 0.000 description 1
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- 150000003973 alkyl amines Chemical class 0.000 description 1
- 230000005587 bubbling Effects 0.000 description 1
- MTAZNLWOLGHBHU-UHFFFAOYSA-N butadiene-styrene rubber Chemical compound C=CC=C.C=CC1=CC=CC=C1 MTAZNLWOLGHBHU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 description 1
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Inorganic materials [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 230000002301 combined effect Effects 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 229910000431 copper oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- XTVVROIMIGLXTD-UHFFFAOYSA-N copper(II) nitrate Chemical class [Cu+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O XTVVROIMIGLXTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JLQNHALFVCURHW-UHFFFAOYSA-N cyclooctasulfur Chemical compound S1SSSSSSS1 JLQNHALFVCURHW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- PGAXJQVAHDTGBB-UHFFFAOYSA-N dibutylcarbamothioylsulfanyl n,n-dibutylcarbamodithioate Chemical class CCCCN(CCCC)C(=S)SSC(=S)N(CCCC)CCCC PGAXJQVAHDTGBB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007865 diluting Methods 0.000 description 1
- 239000003085 diluting agent Substances 0.000 description 1
- XPPKVPWEQAFLFU-UHFFFAOYSA-N diphosphoric acid Chemical compound OP(O)(=O)OP(O)(O)=O XPPKVPWEQAFLFU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 1
- AUZONCFQVSMFAP-UHFFFAOYSA-N disulfiram Chemical class CCN(CC)C(=S)SSC(=S)N(CC)CC AUZONCFQVSMFAP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 239000012456 homogeneous solution Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 1
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 1
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 1
- 150000003017 phosphorus Chemical class 0.000 description 1
- 229940005657 pyrophosphoric acid Drugs 0.000 description 1
- 150000003242 quaternary ammonium salts Chemical class 0.000 description 1
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 1
- 229920006132 styrene block copolymer Polymers 0.000 description 1
- 229920003048 styrene butadiene rubber Polymers 0.000 description 1
- 150000003460 sulfonic acids Chemical class 0.000 description 1
- 239000013589 supplement Substances 0.000 description 1
- 229960002447 thiram Drugs 0.000 description 1
- 239000002341 toxic gas Substances 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- UNXRWKVEANCORM-UHFFFAOYSA-N triphosphoric acid Chemical compound OP(O)(=O)OP(O)(=O)OP(O)(O)=O UNXRWKVEANCORM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940048102 triphosphoric acid Drugs 0.000 description 1
- 238000005292 vacuum distillation Methods 0.000 description 1
- 235000013311 vegetables Nutrition 0.000 description 1
- BOXSVZNGTQTENJ-UHFFFAOYSA-L zinc dibutyldithiocarbamate Chemical compound [Zn+2].CCCCN(C([S-])=S)CCCC.CCCCN(C([S-])=S)CCCC BOXSVZNGTQTENJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B26/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing only organic binders, e.g. polymer or resin concrete
- C04B26/02—Macromolecular compounds
- C04B26/26—Bituminous materials, e.g. tar, pitch
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B22/00—Use of inorganic materials as active ingredients for mortars, concrete or artificial stone, e.g. accelerators, shrinkage compensating agents
- C04B22/06—Oxides, Hydroxides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B22/00—Use of inorganic materials as active ingredients for mortars, concrete or artificial stone, e.g. accelerators, shrinkage compensating agents
- C04B22/08—Acids or salts thereof
- C04B22/16—Acids or salts thereof containing phosphorus in the anion, e.g. phosphates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B40/00—Processes, in general, for influencing or modifying the properties of mortars, concrete or artificial stone compositions, e.g. their setting or hardening ability
- C04B40/0028—Aspects relating to the mixing step of the mortar preparation
- C04B40/0039—Premixtures of ingredients
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/32—Phosphorus-containing compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L53/00—Compositions of block copolymers containing at least one sequence of a polymer obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds; Compositions of derivatives of such polymers
- C08L53/02—Compositions of block copolymers containing at least one sequence of a polymer obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds; Compositions of derivatives of such polymers of vinyl-aromatic monomers and conjugated dienes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L95/00—Compositions of bituminous materials, e.g. asphalt, tar, pitch
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
- E01C—CONSTRUCTION OF, OR SURFACES FOR, ROADS, SPORTS GROUNDS, OR THE LIKE; MACHINES OR AUXILIARY TOOLS FOR CONSTRUCTION OR REPAIR
- E01C7/00—Coherent pavings made in situ
- E01C7/08—Coherent pavings made in situ made of road-metal and binders
- E01C7/18—Coherent pavings made in situ made of road-metal and binders of road-metal and bituminous binders
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
- C04B2111/00474—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00
- C04B2111/00612—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00 as one or more layers of a layered structure
- C04B2111/0062—Gypsum-paper board like materials
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
- C04B2111/00474—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00
- C04B2111/0075—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00 for road construction
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L2555/00—Characteristics of bituminous mixtures
- C08L2555/30—Environmental or health characteristics, e.g. energy consumption, recycling or safety issues
- C08L2555/32—Environmental burden or human safety, e.g. CO2 footprint, fuming or leaching
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L2555/00—Characteristics of bituminous mixtures
- C08L2555/40—Mixtures based upon bitumen or asphalt containing functional additives
- C08L2555/50—Inorganic non-macromolecular ingredients
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L2555/00—Characteristics of bituminous mixtures
- C08L2555/40—Mixtures based upon bitumen or asphalt containing functional additives
- C08L2555/80—Macromolecular constituents
- C08L2555/84—Polymers comprising styrene, e.g., polystyrene, styrene-diene copolymers or styrene-butadiene-styrene copolymers
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Architecture (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
Изобретение относится к комплексу добавок для улучшения характеристик битума или битумных композиций. Комплекс добавок для улучшения характеристик битума или битумных композиций содержит кислую присадку, выбранную из фосфорных кислот, полифосфорных кислот и их смесей, и поглотитель сероводорода, выбранный из гидроксикарбонатов меди и их смесей с оксидами, гидроксидами, гидратами, карбонатами, карбоксилатами, нитратами и фосфатами меди. Применение поглотителя сероводорода, как описан выше, для снижения выделений его из битума или битумной композиции, обработанной кислой присадкой, причем доля поглотителя составляет от 0,05 до 5 мас.%, и указанная кислая присадка таковы, как описано выше. Способ получения битума или битумной композиции, где приводят в контакт битум и кислую присадку и поглотитель, как описаны выше. Битумная композиция, которая может быть получена указанным выше способом получения. Битумное вяжущее, характеризующееся тем, что оно содержит указанную выше битумную композицию. Асфальт, характеризующийся тем, что он содержит указанное выше битумное вяжущее и неорганические и/или синтетические наполнители. Битумная смесь, характеризующаяся тем, что содержит указанное выше битумное вяжущее, заполнители и, факультативно, неорганические и/или синтетические наполнители. Изобретение развито в зависимых пунктах формулы. Технический результат – снижение выделения сероводорода при улучшении механических и/или динамических свойств. 7 н. и 15 з.п. ф-лы, 6 табл.
Description
Область техники
Настоящее изобретение относится к области битумных композиций и к присадкам для улучшения их характеристик. Более конкретно, оно относится к битумным композициям, содержащим производные фосфора, и к способу их получения.
Изобретение относится также к применению этих битумных композиций в сфере дорожных покрытий, в частности, при производстве дорожных вяжущих материалов, таких, как горячие битумные смеси, холодные битумные смеси, асфальты и поверхностных покрытий, а также к их применению в промышленности, например, при получении внутренних и наружных покрытий.
Уровень техники
Применение битума в производстве материалов для дорог и для промышленного назначения известно уже давно: битум является основным углеводородным вяжущим, использующимся при строительстве дорог или в гражданском строительстве. Чтобы его можно было использовать в качестве вяжущего в этих различных областях, битум должен обладать определенными механическими и динамическими свойствами.
Как правило, обычные битумы не имеют одновременно всех требуемых качеств. Битумные композиции используются при получении вяжущих для различных поверхностных покрытий, в частности, в качестве дорожных покрытий, при условии, что эти композиции обладают, в комбинации, определенным набором механических и/или динамических характеристик. Механические свойства битумных композиций определяют в стандартизованных испытаниях разных механических характеристик, таких, как температура размягчения, проницаемость и реологические характеристики при заданных механических напряжениях.
Были проведены многочисленные исследования, относящиеся к улучшению механических, упругих и/или реологических свойств битумных композиций.
Уже давно известно, что добавление различных полимеров в эти обычные битумы позволяет в положительную сторону изменить их механические свойства и получить битумно-полимерные композиции с улучшенными механическими свойствами по сравнению со свойствами чистых битумов.
Кроме того, известно, что стабильность битумно-полимерных композиций можно улучшить путем химического связывания полимера с битумом. Это химическое связывание, обычно осуществляемое путем сшивки полимера, позволяет, кроме того, расширить диапазон применения битумно-полимерных композиций. Можно упомянуть документы FR 2376188, FR 2429241, FR 2528439 и EP 0360656 в качестве примеров способа, включающего сшивку статистического или блочного сополимера стирола и сопряженного диена с серой. Документ FR 2528439 относится, в частности, к сшивке полисульфидом. Документ EP 0360656 описывает применение ускорителя вулканизации, являющегося донором серы, используемого самостоятельно или в комбинации с не связанной химически серой и/или с полисульфидом, или с ускорителем вулканизации, не являющимся донором серы.
Полученные таким способом композиции битума с сшитым полимером известны под сокращенным обозначением "PmB" (от Polymer-modified Bitumen=битум, модифицированный полимером) или "PmA" (от Polymer-modified Asphalt=асфальт, модифицированный полимером). Для ясности далее для композиций битума с сшитым полимером будет использоваться только акроним PmB. Сшивка битумно-полимерных композиций придает им очень хорошие свойства с точки зрения стабильности при хранении, когезионной способности, способности к удлинению и сопротивления старению.
Фосфорная и/или полифосфорная кислота используются с 1970-ых для улучшения реологических свойств битумов или битумных композиций, в частности, для улучшения их консистенции. Можно упомянуть, например, документ US 3751278, который описывает производственный процесс, использующий фосфорную кислоту для повышения вязкости при высокой температуре без снижения консистенции при температуре окружающей среды.
Использовались также некоторые кислые присадки для получения битумно-полимерных композиций с улучшенными всесезонными свойствами. В патентной заявке EP 703949 авторы продемонстрировали, кроме того, что можно улучшить механические и/или реологические свойства, в частности, можно расширить интервал пластичности благодаря использованию особых кислых неорганических присадок. Авторы называют, в частности, фосфорные кислоты, сульфокислоты, серные кислоты и их смеси.
В документе WO9714753 авторы показали, что можно расширить интервал пластичности композиций битума с полимером, сшитым серой, благодаря введению в указанные композиции неорганической присадки типа кислоты или ангидрида кислоты после стадии сшивки серой.
Другая проблема, связанная с применением битумных композиций, относится к выделению сероводорода (H2S) в процессе их получения или применения. Для композиций битума с сшитым полимером выделение H2S является более значительным вследствие использования в процессе их получения сшивающего агента, являющегося донором серы. Сероводород (H2S) представляет собой бесцветный токсичный газ, обладающий характерным запахом при очень низкой концентрации. По соображениям безопасности и из экологических ограничений задачей промышленности является снижение или даже устранение выделения сероводорода при получении битумных композиций, в частности, композиций битума с сшитым полимером.
В литературе предлагались решения для снижения выделений сероводорода при производстве или применении битумных композиций. В частности, для устранения этого недостатка предусматривалось добавление агента, способного улавливать сероводород (H2S) при сшивке битумных композиций. В качестве примера можно упомянуть органические или неорганические соли металлов, описанные в международной заявке WO2005065177, как способные улавливать H2S. Способ, применяющийся для снижения выделений H2S, состоит во введении в реактор, содержащий заранее перемешанную битумно-полимерную композицию, органической или неорганической соли металла. Соль металла, добавленную в объем реактора, затем перемешивают в реакторе во время реакции сшивки.
Фирма-заявитель была заинтересована в повышении эффективности агентов, способных нейтрализовать и/или улавливать сероводород H2S в процессах получения битумных композиций, в частности, композиций битума с сшитым полимером, в которых используются кислые неорганические присадки.
Целью настоящего изобретения является улучшение механических и динамических свойств битумных композиций, в частности, интервала пластичности при снижении риска выделения H2S во время получения и/или применения таких битумных композиций.
Другим объектом изобретения является получение битумных композиций, выделяющих мало H2S, предпочтительно в количествах менее 10 ppm, более предпочтительно меньше или равном 1 ppm, при получении и/или применении (транспортировка, загрузка, выгрузка хранение) таких битумных композиций, учитывая, что температуры при получении и/или применении обычно составляют от 90°C до 120°C, и что содержание H2S измеряют в соответствии с обычными способами количественного определения H2S в жидкой фазе.
Настоящее изобретение относится также к способу получения таких битумных композиций.
Краткое описание
В контексте получения битумных композиций фирма-заявитель неожиданно обнаружила, что использование кислой присадки оказывает негативный эффект на эффективность некоторых агентов, способных нейтрализовать и/или улавливать сероводород (H2S).
В частности, заявитель показал, что кислая присадка деактивирует указанные агенты, способные нейтрализовать и/или улавливать сероводород (H2S).
Фирма-заявитель обнаружила также, что выбор определенных агентов, способных нейтрализовать и/или улавливать сероводород (H2S), позволяет устранить этот недостаток. Особая комбинация кислой присадки и агента, способного нейтрализовать и/или улавливать сероводород (H2S), позволяет получить битумную композицию, обнаруживающую сниженное выделение H2S при улучшении своих механических и/или динамических свойств. Применение такой комбинации особенно выгодно для композиций битума с сшитым полимером.
Фирма-заявитель обнаружила также, что для достижения этого комбинированного эффекта агент, способный нейтрализовать и/или улавливать сероводород (H2S), и кислая присадка могут использоваться вместе или последовательно, причем порядок введения не имеет значения.
Для простоты в продолжение описания настоящей патентной заявки для обозначения агента, способного нейтрализовать и/или улавливать сероводород (H2S), будет систематически использоваться термин "поглотитель H2S".
Под битумной композицией следует понимать любую битумную композицию, содержащую, в дополнение к битуму, по меньшей мере один другой компонент, например, эластомер, и/или по меньшей мере одну добавку.
Согласно изобретению, цель изобретения достигается посредством комплекса добавок для улучшения характеристик битума или битумных композиций, содержащего кислую присадку, выбранную из фосфорных кислот, полифосфорных кислот и их смесей, и поглотитель H2S, выбранный из органических или неорганических солей меди.
Поглотитель H2S предпочтительно выбран из солей меди из группы, состоящей из оксидов, гидроксидов, гидратов, карбонатов, гидроксокарбонатов, карбоксилатов, нитратов и фосфатов меди и их смесей.
Согласно одному частному варианту осуществления, поглотитель H2S выбран из солей меди из группы, состоящей из оксидов, гидроксидов, карбонатов, гидроксокарбонатов и карбоксилатов меди и их смесей.
Согласно одному особенно предпочтительному варианту осуществления, поглотитель H2S выбран из солей меди из группы, состоящей из оксидов, гидроксидов, карбонатов и гидроксокарбонатов меди и их смесей.
Согласно изобретению, его цель достигается также посредством применения поглотителя H2S, чтобы уменьшить выделения H2S из битума или битумной композиции, обработанных кислой присадкой, причем указанный поглотитель H2S и указанная кислая присадка таковы, как описано выше.
Согласно одному частному варианту осуществления, применение поглотителя H2S для уменьшения выделений H2S из битума или битумной композиции, обработанных кислой присадкой, осуществляется таким образом, что кислая присадка и поглотитель H2S находятся в форме вышеописанного комплекса добавок.
Согласно изобретению, его цель достигается также посредством способа получения битумной композиции, в котором приводят в контакт битум, кислую присадку и поглотитель H2S, причем эту операцию осуществляют при температурах от 90°C до 200°C, предпочтительно от 120°C до 200°C, более предпочтительно от 170°C до 190°C, и при перемешивании в течение по меньшей мере 10 минут, предпочтительно по меньшей мере 2 часов, предпочтительно от 20 минут до 6 часов, более предпочтительно от 30 минут до 2 часов, причем указанный поглотитель H2S и указанная кислая присадка таковы, как определено выше.
Согласно одному частному варианту осуществления, доля кислой присадки составляет от 0,05 до 15 мас.%, предпочтительно от 0,05 до 5 мас.%, более предпочтительно от 0,05 до 2 мас.%, причем весовые процентные содержания рассчитаны на общий вес битумной композиции.
Согласно другому частному варианту осуществления, доля поглотителя H2S составляет от 0,05 до 5 мас.%, предпочтительно от 0,1% до 3 мас.%, более предпочтительно от 0,1% до 1 мас.%, причем весовые процентные содержания рассчитаны на общий вес битумной композиции.
Согласно альтернативной форме, способ включает нагревание битума при температуре от 90°C до 200°C, предпочтительно от 120°C до 200°C, более предпочтительно от 170°C до 190°C, в течение по меньшей мере 10 минут, предпочтительно от 20 минут до 6 часов, более предпочтительно от 30 минут до 2 часов, при перемешивании с последующим добавлением кислой присадки и поглотителя H2S, причем затем реакционную среду продолжают перемешивать при этой температуре в течение по меньшей мере 10 минут, предпочтительно от 20 минут до 6 часов, более предпочтительно от 30 минут до 2 часов.
Предпочтительно, способ дополнительно включает стадию добавления 0,5-10 мас.%, предпочтительно 1-6 мас.%, более предпочтительно 1,5-4 мас.% эластомера, учитывая, что битумная композиция становится в таком случае битумно-полимерной композицией и что весовые процентные содержания рассчитаны на общий вес битумно-полимерной композиции.
Согласно одному предпочтительному частному варианту осуществления, эластомер выбран из эластомеров, сшиваемых серой, и способ дополнительно включает стадию сшивки указанного эластомера сшивающим агентом-донором серы, добавленным в количестве, способном давать 0,1-20 мас.%, предпочтительно 1-10 мас.%, предпочтительно 1-6 мас.%, более предпочтительно 2-5 мас.% свободной серы от веса сшиваемого серой эластомера в указанной композиции, учитывая, что битумная композиция становится в таком случае композицией битума с сшитым полимером.
Сшивающий агент, являющийся донором серы, предпочтительно выбран из группы, состоящей из элементарной серы, гидрокарбил полисульфидов, ускорителей вулканизации-доноров серы, и смеси таких продуктов друг с другом и/или с ускорителями вулканизации, не являющимися донорами серы.
Согласно одной предпочтительной альтернативной форме, эластомер выбран из статистических или блочных сополимеров моновинилароматического углеводорода и сопряженного диена.
Эластомер предпочтительно содержит от 5 до 50 мас.%, предпочтительно от 15 до 40 мас.%, моновинилароматического углеводорода.
Эластомер предпочтительно выбран из статистических или блочных сополимеров стирола и сопряженного диена.
Согласно одному частному варианту, средневесовой молекулярный вес эластомера составляет от 10000 до 600000 дальтон, предпочтительно от 30000 до 400000 дальтон.
Согласно изобретению, его цель достигается также битумной композицией, которую можно получить определенным выше способом получения.
Изобретение относится также к битумному вяжущему, содержащему определенную выше битумную композицию.
Изобретение относится также к асфальту, содержащему битумное вяжущее, какое описано выше, и неорганические и/или синтетические наполнители.
Кроме того, изобретение относится к битумной смеси, содержащей битумное вяжущее, какое описано выше, заполнители и, факультативно, неорганические и/или синтетические наполнители.
Подробное описание
Другие преимущества и характеристики выявятся более четко из следующего описания изобретения, частные варианты осуществления которого приводятся в качестве неограничивающих примеров.
Согласно одному частному варианту осуществления, комплекс добавок для улучшения характеристик содержит кислую присадку и поглотитель H2S.
Под комплексом добавок понимается композиция, содержащая по меньшей мере две добавки. Комплекс добавок может содержать добавки, использующиеся как есть или диспергированными/растворенными, согласно способам, хорошо известным в области присадок для битума, в инертном растворителе, в частности, типа минерального масла. В сфере разработки присадок термин "комплекс" широко применяется для обозначения композиции добавок. Можно также использовать выражение "концентрат добавок" для обозначения комплекса добавок, в частности, когда последний имеет форму раствора.
Под добавками для улучшения характеристик битума или битумной композиции понимаются добавки, которые можно вводить в битумную композицию, например, для улучшения их совместимости, их растворимости или их стабильности в указанном битуме или указанной битумной композиции, и которые придают им улучшенные свойства по сравнению с битумом или битумной композицией без добавок. Это могут механические и/или динамические свойства и/или свойства, относящиеся к проблемам экологии и безопасности, например, проблемам выделения H2S.
Кислая присадка предпочтительно выбрана из фосфорных кислот, полифосфорных кислот и их смесей.
В продаже имеются различные марки фосфорной кислоты и/или полифосфорной кислоты, содержащие различные количества ортофосфорной кислоты. Коммерческие фосфорные кислоты обычно содержат от 50% до 200% ортофосфорной кислоты.
Термин "полифосфорная кислота" относится к концентрированным маркам фосфорной кислоты (H3PO4) с концентрацией выше 95%, обычно от 97% до 118%, причем процентное содержание соответствует эффективной концентрации H3PO4. Полифосфорная кислота представима формулой Hn+2PnO3n+1, в которой n ≥ 2. Полифосфорная кислота обычно является смесью пирофосфорной кислоты (n=2), трифосфорной кислоты (n=3) и высших кислот (n>3). Фосфорная и полифосфорная кислоты могут содержать и другие кислоты в качестве примесей, такие, как серная кислота и/или фтористоводородная кислота, обычно в концентрациях до 2%.
Поглотитель H2S выбран из органических или неорганических солей меди.
Поглотитель H2S предпочтительно следует выбирать из солей меди из группы, состоящей из оксидов, гидроксидов, гидратов, карбонатов, гидроксокарбонатов, карбоксилатов, нитратов и фосфатов меди и их смесей.
Согласно одному частному варианту осуществления, поглотитель H2S выбран из группы, состоящей из оксидов, гидроксидов, карбонатов, гидроксокарбонатов и карбоксилатов меди и их смесей.
Согласно одному предпочтительному частному варианту осуществления, поглотитель H2S выбран из группы, состоящей из оксидов, гидроксидов, карбонатов и гидроксокарбонатов меди и их смесей. Особенно эффективными являются оксиды и гидроксокарбонаты меди.
Весовое отношение поглотителя H2S к кислой присадке предпочтительно может составлять от 1:300 до 100:1, предпочтительно от 1:10 до 10:1 и более предпочтительно от 1:10 до 5:1.
Комплекс добавок для улучшения характеристик может состоять только из поглотителя H2S и кислой присадки, использующихся самостоятельно или в виде смеси в одном или более инертных растворителей, причем понимается, что указанный поглотитель H2S и указанная кислая присадка могут содержать, соответственно, до 2 мас.% примесей, чтобы несмотря на все это можно было считать, что они используются самостоятельно. Растворитель должен быть инертным по отношению к кислой присадке и/или поглотителю H2S.
Обычно количество растворителя в комплексе добавок составляет от 1% до 95%, предпочтительно от 10% до 90%, более предпочтительно от 20% до 80% и еще более предпочтительно от 40% до 60% по весу, причем весовые процентные содержания рассчитаны на общий вес указанного комплекса добавок.
Инертный растворитель или растворители предпочтительно должны выбираться так, чтобы растворять как поглотитель H2S, так и кислую присадку. Например, растворитель будет выбираться из минеральных масел.
Предпочтительно, комплекс добавок состоит только из поглотителя H2S и кислой присадки, причем весовое соотношение между поглотителем H2S и кислой присадкой такое, как описано выше. Такой комплекс добавок стабилен при хранении и может добавляться непосредственно при приготовлении композиции битума с сшитым полимером.
Комплекс добавок может использоваться напрямую в обработке битума или битумных композиций. В частности, комплекс добавок предпочтительно может применяться в процессе получения битумных композиций, предпочтительно битумно-полимерных композиций, более предпочтительно композиций битума с сшитым полимером, в которых используется сшивающий агент, являющийся донором серы.
Согласно альтернативной форме, описанные выше поглотитель H2S и кислую присадку можно использовать по отдельности при обработке битума или битумных композиций, в частности, при получении битумно-полимерных композиций, предпочтительно композиций битума с сшитым полимером, использующих сшивающий агент, являющийся донором серы.
Согласно одному частному варианту осуществления, способ получения композиции битума с сшитым полимером включает стадию обработки вышеописанными кислой присадкой и поглотителем H2S при температуре от 90°C до 200°C, предпочтительно от 120°C до 200°C, более предпочтительно от 170°C до 190°C, в течение по меньшей мере 10 минут, предпочтительно от 20 минут до 6 часов и более предпочтительно от 30 минут до 2 часов.
Согласно одному частному варианту осуществления, способ получения композиции битума с сшитым полимером включает, например, следующие стадии:
- в реактор вводят битум и сшиваемый серой эластомер,
- смесь перемешивают до получения однородной смеси битум/эластомер и греют при температуре от 90°C до 200°C, предпочтительно от 120°C до 200°C, более предпочтительно от 170°C до 190°C, в течение по меньшей мере 10 минут, предпочтительно от 20 минут до 6 часов и более предпочтительно от 1 часа до 5 часов,
- указанный эластомер сшивают, добавляя в реакционную среду сшивающий агент-донор серы, в количестве, подходящем, чтобы давать 0,1-20 мас.%, предпочтительно 1-10 мас.%, предпочтительно 1-6 мас.%, более предпочтительно 2-5 мас.% свободной серы, в расчете на общий вес эластомера, и продолжая перемешивать реакционную среду при температуре от 90°C до 200°C, предпочтительно от 120°C до 200°C, более предпочтительно от 170°C до 190°C, в течение по меньшей мере 10 минут, предпочтительно от 20 минут до 6 часов и более предпочтительно от 30 минут до 2 часов,
- добавляют вышеописанный поглотитель H2S, причем реакционную среду поддерживают при температуре от 90°C до 200°C, предпочтительно от 120°C до 200°C и более предпочтительно от 170°C до 190°C, в течение по меньшей мере 10 минут, предпочтительно от 20 минут до 6 часов и более предпочтительно от 30 минут до 2 часов,
- добавляют вышеописанную кислую присадку, при этом реакционную среду поддерживают при температуре от 90°C до 200°C, предпочтительно от 120°C до 200°C и более предпочтительно от 170°C до 190°C, в течение по меньшей мере 10 минут, предпочтительно от 20 минут до 6 часов и более предпочтительно от 30 минут до 2 часов.
Согласно другому частному варианту осуществления, способ получения композиции битума с сшитым полимером включает, например, следующие стадии:
- в реактор вводят битум и сшиваемый серой эластомер,
- смесь перемешивают до получения однородной смеси битум/эластомер и греют при температуре от 90°C до 200°C, предпочтительно от 120°C до 200°C и более предпочтительно от 170°C до 190°C, в течение по меньшей мере 10 минут, предпочтительно от 20 минут до 6 часов и более предпочтительно от 1 часа до 5 часов,
- указанный эластомер сшивают, добавляя в реакционную среду сшивающий агент-донор серы, в количестве, подходящем для получения 0,1-20 мас.%, предпочтительно 1-10 мас.%, предпочтительно 1-6 мас.%, более предпочтительно 2-5 мас.% свободной серы, в расчете на общий вес эластомера, и продолжая перемешивать реакционную среду при температуре от 90°C до 200°C, предпочтительно от 120°C до 200°C, более предпочтительно от 170°C до 190°C, в течение по меньшей мере 10 минут, предпочтительно от 20 минут до 6 часов и более предпочтительно от 30 минут до 2 часов,
- добавляют одновременно вышеописанные кислую присадку и поглотитель H2S, при этом реакционную среду поддерживают при температуре от 90°C до 200°C, предпочтительно от 120°C до 200°C, более предпочтительно от 170°C до 190°C, в течение по меньшей мере 10 минут, предпочтительно от 20 минут до 6 часов и более предпочтительно от 30 минут до 2 часов.
Одновременное добавление поглотителя H2S и кислой присадки выгодно тем, что снижается длительность приготовления композиции битума с сшитым полимером и улучшается интервал пластичности указанной композиции. На стадии одновременного добавления кислой присадки и поглотителя H2S можно с успехом использовать вышеописанный комплекс присадок.
На каждой стадии температуры могут быть идентичными или могут различаться.
Битум по настоящему изобретению может содержать одну или более битумных основ. Битумные основы могут происходить из различных источников. В первую очередь следует упомянуть битумные основы натурального происхождения, присутствующие в отложениях природного битума или природного асфальта или в битуминозных песках.
Можно с успехом использовать битумные основы, поступающие с переработки сырой нефти, предпочтительно с атмосферной и/или вакуумной перегонки нефти. При необходимости битумные основы могут быть продутыми, подвергнутыми легкому крекингу для снижения вязкости и/или деасфальтированными.
Битумные основы можно выбирать из битумов твердых сортов или мягких сортов.
Разные битумные основы, полученные в процессах нефтепереработки, можно комбинировать друг с другом, чтобы получить наилучший компромисс с технической точки зрения.
Подходящие для применения битумные основы можно также выбирать из битумов, разжиженных добавкой летучих растворителей или флюсов нефтяного и/или растительного происхождения.
Битум предпочтительно выбран из дорожных битумов марок от 10/20 до 160/220 и специальных битумов всех марок.
Битум составляет от 90 до 99,3 мас.%, предпочтительно от 94 до 99 мас.% композиции битума с сшитым полимером.
Количество добавленной кислой присадки предпочтительно составляет от 0,05 до 15 мас.%, предпочтительно от 0,05 до 5 мас.%, более предпочтительно от 0,05 до 2 мас.% от полного веса композиции битума с сшитым полимером.
Количество добавленного поглотителя H2S предпочтительно составляет от 0,05 до 5 мас.%, предпочтительно от 0,1 до 3 мас.%, более предпочтительно от 0,1 до 1 мас.% от полного веса композиции битума с сшитым полимером.
В описанном выше частном варианте осуществления кислую присадку можно ввести в смесь битума и сшитого полимера перед или после введения поглотителя H2S, можно также предусмотреть одновременное введение, в частности, добавляя вышеописанный комплекс добавок в смесь битума и сшитого полимера.
Количество эластомера, введено в реактор, предпочтительно составляет от 0,5 до 10 мас.%, предпочтительно от 1 до 6 мас.%, более предпочтительно от 1,5 до 4 мас.% от полного веса композиции битума с сшитым полимером.
Средневесовой молекулярный вес эластомера предпочтительно составляет от 10000 до 600000 дальтон, предпочтительно от 30000 до 400000 дальтон.
Эластомер предпочтительно следует выбирать из статистических или блочных сополимеров моновинилароматического углеводорода и сопряженного диена. В частности, эластомер предпочтительно содержит от 5 до 50 мас.%, предпочтительно от 15 до 40 мас.% моновинилароматического углеводорода.
Эластомер предпочтительно следует выбирать из статистических или блочных сополимеров стирола и сопряженного диена, такого, как бутадиен, изопрен, хлоропрен, карбоксилированный бутадиен или карбоксилированный изопрен. Предпочтительно следует выбирать статистические или блочные сополимеры стирола и бутадиена.
Эластомер может состоять из одного или более сополимеров, выбранных из блок-сополимеров, с или без стохастических переходных участков, стирола и бутадиена, стирола и изопрена, стирола и хлоропрена, стирола и карбоксилированного бутадиена или стирола и карбоксилированного изопрена.
Предпочтительно, сополимер стирола и сопряженного диена выбран из двух- или трехблочных сополимеров стирола и бутадиена, стирола и изопрена, стирола и карбоксилированного бутадиена или стирола и карбоксилированного изопрена, у которых содержание стирола и средневесовые молекулярные веса лежат в определенных выше диапазонах.
Согласно альтернативной форме, эластомер выбран из статистических или блочных сополимеров стирола и бутадиена, содержащих от 50 до 95 мас.%, более конкретно от 60 до 95 мас.% звеньев бутадиена. Кроме того, доля бутадиеновых звеньев с двойной связью 1,2- предпочтительно может составлять от 12 до 50 мас.% указанного сополимера. Например, эластомер может быть высоковинильным сополимером стирола с бутадиеном, то есть имеющим содержание двойных связей 1,2- в бутадиеновых звеньях более 20 мас.% указанного сополимера.
Подходящие для применения сшивающиеся агенты-доноры серы могут иметь очень разнообразную природу и выбираться в зависимости от эластомера, подлежащего сшивке в композиции битума с сшитым полимером.
Сшивающий агент-донор серы предпочтительно выбран из группы, состоящей из элементарной серы, гидрокарбил полисульфидов, ускорителей вулканизации - доноров серы и смесей таких продуктов друг с другом и/или с ускорителями вулканизации, не являющимися донорами серы.
Элементарная сера, подходящая для применения в качестве всего или части сшивающего агента, предпочтительно является серным цветом, предпочтительно кристаллической серой в ортогональной форме, известной под названием альфа-серы.
Ускорители вулканизации являются либо гидрокарбил полисульфидами, либо ускорителями вулканизации - донорами серы, либо ускорителями вулканизации, не являющимися донорами серы. Гидрокарбил полисульфиды могут быть выбраны из соединений, определенных в патенте FR 2528439, цитированном как пример и/или введенном в настоящую патентную заявку ссылкой. Ускорители вулканизации-доноры серы могут быть выбраны из тиурамполисульфидов, таких, например, как тетрабутилтиурам дисульфиды, тетраэтилтиурам дисульфиды и тетраметилтиурам дисульфиды. Подходящие для применения ускорителями вулканизации, не являющиеся донорами серы, могут быть серосодержащими соединениями, выбранными, в частности, из меркаптобензотиазола и его производных, битиокарбаматов и их производных и моносульфидов тиурама и их производных.
Можно назвать, например, 2-меркаптобензотиалзол цинка, дибутилдитиокарбамат цинка или тетраметилтиурам моносульфид. Для более подробной информации относительно ускорителей вулканизации, являющихся и не являющихся донорами серы, которые могут использоваться согласно изобретению, можно сослаться на патенты EP 0360656, EP 0409683 и FR 2528439, цитируемые в качестве примера и/или введенные в настоящую патентную заявку ссылкой.
Добавки, улучшающие адгезию, и/или поверхностно-активные вещества могут также добавляться в композицию битума с сшитым полимером любым известным способом. Их обычно выбирают из производных алкиламина, производных алкилполиамина, производных алкиламидополиамина, производных алкиламидополиамина(повтор) и производных солей четвертичного аммония, взятых по отдельности или в смеси. Количество добавок, улучшающих адгезию, и/или поверхностно-активных веществ в композиции битума с сшитым полимером составляет, например, от 0,2 до 2 мас.%, предпочтительно от 0,5 до 1 мас.% от полного веса композиции битума с сшитым полимером.
Порядок введения различных составляющих, по-видимому, не влияет на механические и/или динамические свойства получаемой в результате композиции битума с сшитым полимером. Тем не менее, для улучшения гомогенности композиции было бы предпочтительным добавлять эластомер до или одновременно со сшивающим агентом-донором серы.
Согласно альтернативной форме, эластомер и сшивающий агент-донор серы могут вводиться одновременно в форме маточного раствора любым известным способом в процессе получения композиции битума с сшитым полимером. Маточный раствор обычно содержит углеводородное масло, действующее как разжижитель, от 5 до 40 мас.% эластомера и от 0,02 до 15 мас.% связующего агента, предпочтительно от 10 до 35 мас.% эластомера и от 0,1 до 5 мас.% связующего агента.
Композиции битума с сшитым полимером могут применяться как есть или быть разбавлены, любым известным способом, различными пропорциями битума или композицией согласно изобретению, имеющими другие характеристики, чтобы образовать битумно-полимерные вяжущие, имеющие выбранное содержание сшитого эластомера, которое может быть равно (неразбавленная композиция) или меньше (разбавленная композиция), чем содержание сшитого эластомера в соответствующей исходной битумно-полимерной композиции.
Вообще говоря, разбавление композиций битума с сшитым полимером может проводиться или непосредственно после получения указанной композиции, когда применение полученного битумно-полимерного вяжущего требуется практически сразу, или же после более или менее длительного периода хранения композиций битума с сшитым полимером, когда предполагается отсроченное применение полученных битумно-полимерных вяжущих. Битум для разбавления композиции битума с сшитым полимером согласно изобретению может быть выбран из битумов, описанных выше. При необходимости битум, использующийся для разбавления, можно быть сам предварительно обработан кислой присадкой и/или поглотителем H2S согласно изобретению.
Композиции битума с сшитым полимером, полученные вышеописанным способом получения, имеют улучшенные механические и динамические свойства, в частности, улучшенные всесезонные свойства. Под улучшенными всесезонными свойствами понимается, что эти композиции битума с сшитым полимером обладают широким интервалом пластичности. Указанный интервал пластичности определен как разность между температурой размягчения, измеренной по методу кольца и шара, которая отражает свойства вяжущего или битумно-полимерной композиции в условиях высокой температуры, и температурой хрупкости по Фраасу, которая отражает свойства композиции битума с сшитым полимером при низкой температуре. Битумное вяжущее, состоящее из или имеющее в основе композицию битума с сшитым полимером, будет иметь тем более высокое сопротивление к механическим нагрузкам в условиях высоких и низких температур, чем шире интервал пластичности.
Таким образом, битумные композиции, полученные предлагаемым настоящим изобретением способом получения, проявляют улучшенные механические и динамические свойства, в частности, лучшую консистенцию, при более низкой проницаемости иглой при 25°C и/или при более высокой температуре размягчения, измеренной по методу кольца и шара.
Кроме того, при температурах получения и/или применения (транспортировка, загрузка, выгрузка и хранения), обычно составляющих от 90°C до 200°C, выделения H2S из битумных композиций, в частности, из композиций битума с сшитым полимером согласно изобретению, существенно снижаются. В частности, количество выделяющегося H2S меньше 10 ppm, более предпочтительно меньше или равно 1 ppm, при этом содержание H2S измеряют обычным способом количественного определения H2S в жидкой фазе.
Можно предусмотреть различные применения битумных композиций, полученных согласно изобретению. В частности, предлагаемые изобретением битумные композиции, в частности, битумно-полимерные композиции и композиции битума с сшитым полимером, могут применяться для получения битумного вяжущего.
Согласно одному частному варианту осуществления, битумное вяжущее содержит вышеописанную битумную композицию.
В свою очередь, битумное вяжущее согласно изобретению может применяться для получения комбинаций с заполнителями, в частности, заполнителями для дорог.
Что касается применений для дорог, изобретение относится, в частности, к битумным смесям как материалам для строительства и ремонта оснований дорог и их покрытий, а также для осуществления любых дорожных работ.
Под битумной смесью понимается смесь битумного вяжущего с заполнителями и, факультативно, неорганическими и/или синтетическими наполнителями.
Битумная смесь содержит битумное вяжущее, какое описано выше, и, факультативно, неорганические и/или синтетические наполнители, предпочтительно выбранные из мелких фракций, песка, каменной мелочи и измельченных вторичных продуктов. Заполнители являются неорганическими и/или синтетическими заполнителями, в частности, измельченными вторичными продуктами, с размерами более 2 мм, предпочтительно от 2 мм до 20 мм.
Вышеописанное битумное вяжущее может с успехом применяться для получения поверхностных покрытий, горячих битумных смесей, холодных битумных смесей, холодно-разливаемых битумных смесей или гравийных эмульсий.
Что касается применений для дорог, изобретение относится также к асфальтам как материалам для строительства и покрытия тротуаров.
Под асфальтом понимается смесь битумного вяжущего с неорганическими и/или синтетическими наполнителями.
Асфальт содержит битумное вяжущее, какое описано выше, и неорганические наполнители, такие, как мелкие фракции, песок или каменная мелочь, и/или синтетические наполнители. Неорганические наполнители состоят из мелких фракций (частицы с размерами менее 0,063 мм), песка (частицы с размерами от 0,063 мм до 2 мм) и, факультативно, из каменной мелочи (частицы с размерами более 2 мм, предпочтительно от 2 мм до 4 мм).
Асфальты обнаруживает 100%-ную плотность и применяется главным образом для строительства и покрытия тротуаров, тогда как смеси имеют плотность менее 100% и применяются для строительства дорог. В отличие от смесей, асфальты не уплотняют катком при укладке на место.
Другим аспектом изобретения является применение битумной композиции, предпочтительно композиции битума с сшитым полимером, в различных отраслях промышленности, в частности, для получения герметичных покрытий, мембран или верхних изолирующих слоев.
Что касается промышленного применения битумных композиций, следует упомянуть получение непроницаемых мембран, шумозащитных мембран, изоляционных мембран, поверхностных покрытий, ковровых плиток или верхних изолирующих слоев.
Примеры
Изобретение проиллюстрировано следующими примерами, не имеющими ограничительного характера.
Если не указано иное, в этих примерах количества и процентные содержания выражены по весу.
Следует отметить, что во всей настоящей патентной заявке определяются следующие свойства битумов, какие указаны ниже в таблице 1.
| Таблица 1 | |||
| Свойство | Сокращение | Единицы | Стандарт измерений |
| Проницаемость иглой при 25°C | P25 | 1/10 мм | EN 1426 |
| Температура размягчения по методу кольца и шара | RBT | °C | EN 1427 |
| Температура хрупкости по Фраасу | Фраас | °C | EN 12593 |
Битум
Используемый битум получен из вакуумных остатков прямой перегонки сырой нефти. Показатель P25 битума равен 43 1/10 мм.
Эластомер
Блок-сополимер стирол/бутадиен/стирол, содержащий 30,5 мас.% стирола и 69,5 мас.% бутадиена. Содержание 1,2-винильных групп составляет 27,8 мас.% от полного веса сополимера. Сополимер имеет средневесовой молекулярный вес (Mw) 142500 дальтон и коэффициент полидисперсности Ip=1,09.
Кислая присадка
Полифосфорная кислота 115%, сокращенно обозначенная PPA; CAS № 8017-16-1.
Сшивающий агент - донор серы
Серный цвет; CAS № 7704-34-9.
Поглотитель
Характеристики различных исследованных поглотителей Sx перечислены в следующей таблице 2.
| Таблица 2 | |||
| Обозначение поглотителя Sx | Продукт | Торговая марка/поставщик | № по CAS |
| S1 | Карбоксилат цинка | Nalco | |
| S2 | Гидроксокарбонат меди(II) | Merck | 12069-69-1 |
| S3 | Гидроксокарбонат магния | VWR International | 12125-28-9 |
| S4 | Карбонат кальция | Sigma-Aldrich | 471-34-1 |
| S5 | Оксид цинка | VWR International | 1314-13-2 |
| S6 | Оксид кальция | Aldrich | 1305-78-8 |
| S7 | Оксид магния | VWR International | 1309-48-4 |
| S8 | Оксид меди(II) | VWR International | 1317-38-0 |
Композиции битума с сшитым полимером C
1
-C
8
Композиции битума с сшитым полимером C1-C8 готовят согласно способу получения, включающему следующие три стадии:
Первая стадия: получение композиций битума с сшитым полимером без PPA:
C°
1
-C°
9
В реактор вводят следующие компоненты:
97,71 мас.% битума,
2,22 мас.% эластомера.
Смесь перемешивают с высокой интенсивностью, то есть при высокой скорости сдвига, чтобы получить смесь, являющуюся гомогенной на микронном масштабе, и греют при 185°C в течение примерно 4 часов.
Затем добавляют 0,07 мас.% сшивающего агента, являющегося донором серы.
Смесь перемешивают при низкой интенсивности и греют при 185°C в течение 2 часов.
Процентные содержания каждого компонента рассчитывают по отношению к весу композиции битума с сшитым полимером, полученной после первой стадии.
Вторая стадия: обработка выделяющегося H
2
S, чтобы получить композиции битума с сшитым полимером без PPA, но с поглотителем:
C
s
1
-C
s
9
Вторая стадия состоит в добавлении 0,2 мас.% поглотителя Sx. Поглотитель Sx вводят в реактор и затем смесь перемешивают, поддерживая температуру 185°C в течение 20 минут. Процентное содержание поглотителя Sx рассчитывают по отношению к весу композиции битума с сшитым полимером, полученной после второй стадии.
Для композиций Cs 1-Cs 8 поглотитель Sx добавляли прямо в реактор без предварительного растворения.
Для композиции Cs 9 поглотитель S2 добавляли в виде раствора в минеральном масле концентрацией 20 мас.%.
Третья стадия: кислотная обработка посредством PPA, чтобы получить композиции битума с сшитым полимером, содержащие PPA и поглотитель: C
1
-C
8
Третья стадия состоит в добавлении 0,8 вес.% PPA в реакционную среду. PPA вводят в реактор и затем смесь перемешивают, поддерживая температуру 185°C в течение 30 минут. Процентное содержание PPA рассчитывают по отношению к весу композиции битума с сшитым полимером, полученной после третьей стадии.
Использовались следующие количества: 967,3 г битума, 22 г эластомера, 0,7 г серы, 2 г поглотителя Sx и 8 г PPA.
Измерение выделения H
2
S
Измерение выделения H2S проводится в соответствии с обычным способом количественного определения H2S. Измерение выделения H2S состоит в барботировании газообразного азота через исследуемую композицию битума с сшитым полимером, поддерживаемую при 185°C, с последующим измерением содержания H2S, захваченного в газообразный азот, с помощью датчика газообразного H2S. Концентрация H2S в жидкой фазе рассчитывается на начальный вес исследуемой композиции битума с сшитым полимером.
Целью этого измерения являлось не охарактеризовать содержание H2S, присутствующего в газовой фазе, в реальном времени, а сравнить эффективность поглотителей, использующихся в идентичных условиях, определяя наличие или отсутствие выделения H2S. Таким образом, авторы установили порог ограничения для выделения H2S, выше которого считается, что эффективность поглотителя недостаточна. Кроме того, этот способ позволяет продемонстрировать явление деактивации некоторых поглотителей в присутствии кислой присадки.
Измерение выделений H2S проводилось после каждой из трех описанных выше стадий. Результаты приведены в таблице 3 ниже.
| Таблица 3 | |||||
| PmB | PmB+Sx | PmB+Sx+PPA | |||
| C°x | H2S (ppm) | Cs x | H2S (ppm) | Cx | H2S (ppm) |
| C°1 | >100 | Cs 1 | <1* | C1 | >100 |
| C°2 | >100 | Cs 2 | <1* | C2 | <1* |
| C°3 | >100 | Cs 3 | >100 | C3 | >100 |
| C°4 | >100 | Cs 4 | >100 | C4 | >100 |
| C°5 | >100 | Cs 5 | >100 | C5 | >100 |
| C°6 | >100 | Cs 6 | >100 | C6 | >100 |
| C°7 | >100 | Cs 7 | >100 | C7 | >100 |
| C°8 | >100 | Cs 8 | <1* | C8 | <1* |
| C°9 | >100 | Cs 9 | <1* | C9 | <1* |
| *предел обнаружения датчика газообразного H2S | |||||
На основе результатов, сведенных в таблице 3, можно сделать следующие комментарии:
- На первой стадии способа получения битумно-полимерной композиции C°x сшивка эластомера серой сопровождается выделением H2S. Измеренные количества H2S превышают порог ограничения 100 ppm.
- Во время обработки на второй стадии поглотители S1 - S8 можно различить по их эффективности в улавливании и/или нейтрализации H2S. Для композиций битума с сшитым полимером Cs 3, Cs 4, Cs 5, Cs 6 или Cs 7 добавление, соответственно, 0,2 мас.% поглотителя S3, S4, S5, S6 или S7 недостаточно, чтобы уменьшить выделение H2S до содержания менее 100 ppm. Таким образом, поглотители S3, S4, S5, S6 или S7 оказываются относительно неэффективными в снижении выделений H2S в композициях битума с сшитым полимером.
- С другой стороны, особенно эффективными являются поглотители S1, S2 и S8. Удалось уменьшить выделение H2S из композиций битума с сшитым полимером Cs 1, Cs 2 и Cs 8 до содержаний ниже предела обнаружения датчика газообразного H2S (1 ppm).
Кроме того, следует отметить, что добавление поглотителя S2 в виде раствора в минеральном масле не снижает эффективность указанного поглотителя в отношении уменьшения выделения H2S из композиции битума с сшитым полимером Cs 9.
- При кислотной обработке на третьей стадии неожиданно оказалось, что измеренное содержание H2S в композиции битума с сшитым полимером C1 заметно больше порога ограничения 100 ppm, тогда как измерение, проведенное после второй стадии на композиции битума с сшитым полимером Cs 1, показало практически полное отсутствие H2S (<1 ppm). Это увеличение содержания H2S перед и после третьей стадии (через 20 мин после введения PPA) отражает явление выделения H2S, ответственного за дезактивацию поглотителя S1.
Кроме того, явление выделения H2S наблюдается также для композиций битума с сшитым полимером Cs 3, Cs 5 и Cs 6, содержащих соответственно поглотители S3, S5 и S6. Это связано со значительным увеличением содержания H2S (ΔH2S ≥ 100 ppm) перед и после третьей стадии (через 30 мин после введения PPA).
Таким образом, результаты демонстрируют, что добавление PPA деактивирует поглотители S1, S3, S5 и S6 и приводит к выделению H2S из композиций битума с сшитым полимером C1, C3, C5 и C6.
Для композиций битума с сшитым полимером Cs 4 и Cs 7, содержащих соответственно поглотители S4 и S7, невозможно по этим измерениям судить о присутствии явления деактивации поглотителя PPA, поскольку поглотители S4 и S7 недостаточно эффективны в качестве поглотителей H2S.
- Эффективность поглотителей S2 и S8 особенно существенна в присутствии PPA, так как удается достичь практически полного устранения выделений H2S из композиций битума с сшитым полимером C2 и C8.
Кроме того, присутствие PPA не снижает эффективность поглотителей S2 и S8, так как выделения H2S из композиции битума с сшитым полимером C2 и C8 не наблюдается. Таким образом, поглотители S2 и S8 совместимы с кислотной обработкой композиции битума с сшитым полимером, в частности, обработкой посредством PPA.
Кроме того, эффективность поглотителя S2 сохраняется после обработки посредством PPA, когда указанный поглотитель добавлен в виде раствора в минеральном масле (композиция битума с сшитым полимером C9).
В заключение отметим, что неорганические или органические соли меди особенно эффективны по сравнению с другими неорганическими или органическими солями металлов к качестве поглотителя H2S в композициях битума с сшитым полимером при применении кислотной обработки, в частности, обработки посредством PPA.
Свойства композиций битума с сшитым полимером
Характеристики различных композиций битума с сшитым полимером, измеренные согласно вышеуказанным стандартам, приведены в следующей таблице 4.
| Таблица 4 | ||||
| Композиция битума с сшитым полимером | Cs 1 | C1 | C2 | C8 |
| Поглотитель H2S | S1 | S1 | S2 | S8 |
| Наличие PPA (да/нет) | нет | да | да | да |
| P25 (1/10 мм) | 34 | 31 | 27 | 28 |
| RBT (°С) | 62 | 65,4 | 68,4 | 66,8 |
| Фраас (°С) | -8 | -12 | -10 | -9 |
| Интервал пластичности (ΔRBT-Фраас) | 70 | 77,4 | 78,4 | 75,8 |
Сравнение результатов по RBT и температуры хрупкости по Фраасу для композиций битума с сшитым полимером Cs 1 и C1 подтверждает расширение интервала пластичности благодаря кислотной обработке с PPA, описанной в предшествующем уровне техники.
Использование поглотителей S2 и S8 согласно настоящему изобретению не влияет на эффект кислотной обработки на механические и динамические свойства композиции битума с сшитым полимером, в частности, на интервал пластичности. Напротив, композиция битума с сшитым полимером C2 имеет более широкий интервал пластичности по сравнению с композицией битума с сшитым полимером C1. Что касается интервала пластичности композиции C8, он остается сравнимым с интервалом пластичности композиции C1.
Применение комплекса добавок "поглотитель H
2
S/кислая присадка": эффект на выделение H
2
S и на свойства композиций битума с сшитым полимером
Получение комплексов добавок P
2
и P
8
Два комплекса добавок P2 и P8 получали путем смешения 20 мас.% поглотителя S2 (комплекс P2) или S8 (комплекс P8) и 80 мас.% PPA. Поглотители S2 и S8 растворимы в PPA, и комплексы добавок P2 и P8 находятся в форме гомогенного раствора.
Получение композиций битума с сшитым полимером С'
2
и С'
8
Композиции битума с сшитым полимером С'2 и С'8 получали, добавляя соответственно комплекс добавок P2 (композиция С'2) или P8 (композиция С'8) к композициям битума с сшитым полимером C°2 или C°8, полученным по окончании вышеописанной первой стадии.
Измерение выделения H
2
S
Измерение выделения H2S проводится после получения композиции битума с сшитым полимером (первая стадия) и после добавления комплекса добавок. Результаты приведены в таблице 5 ниже.
| Таблица 5 | |||
| PmB | PmB+комплекс добавок | ||
| C°х | H2S (ppm) | Cx | H2S (ppm) |
| C°2 | >100 | С'2 | <1* |
| C°8 | >100 | С'8 | <1* |
На основании вышеуказанных результатов можно отметить, что добавление комплекса добавок P2 или P8 по окончании первой стадии способа получения композиции битума с сшитым полимером C°2 или C°8 не ухудшает эффективность поглотителя в улавливании выделяющегося H2S. Это связано с тем, что процесс выделения H2S из композиций битума с сшитым полимером С'2 и С'8 не наблюдается. Таким образом, поглотители S2 и S8 и PPA можно ввести одновременно в форме комплекса добавок, что позволяет сократить продолжительность получения композиции битума с сшитым полимером при снижении выделений H2S.
Свойства композиций битума с сшитым полимером
Характеристики различных композиций битума с сшитым полимером, измеренные согласно вышеуказанным стандартам, приведены в следующей таблице 6.
| Таблица 6 | |||||
| Композиция битума с сшитым полимером | C1 | C2 | C8 | С'2 | С'8 |
| Поглотитель H2S | S1 | S2 | S8 | S2 | S8 |
| Наличие PPA (да/нет) | да | да | да | да | да |
| P25 (1/10мм) | 31 | 27 | 28 | 23 | 22 |
| RBT (°С) | 65,4 | 68,4 | 66,8 | 71 | 70,4 |
| Фраас (°С) | -12 | -10 | -9 | -10 | -10 |
| Интервал пластичности (ΔRBT-Фраас) | 77,4 | 78,4 | 75,8 | 81 | 80,4 |
Добавление комплекса добавок P2 или P8 не влияет на эффект кислотной обработки на механические и динамические свойства композиции битума с сшитым полимером, в частности, на интервал пластичности. Напротив, композиции битума с сшитым полимером С'2 и С'8 имеют более широкий интервал пластичности по сравнению с композицией битума с сшитым полимером C1.
В заключении отметим, что способ получения композиций битума с сшитым полимером согласно изобретению позволяет существенно снизить выделения сероводорода (H2S) в присутствии кислой присадки, обеспечивая при этом механические и динамические свойства, сравнимые со свойствами композиций битума с сшитым полимером, отвечающих предшествующему уровню техники.
Claims (23)
1. Комплекс добавок для улучшения характеристик битума или битумных композиций, содержащий кислую присадку, выбранную из фосфорных кислот, полифосфорных кислот и их смесей, и поглотитель H2S, выбранный из гидроксикарбонатов меди и их смесей с оксидами, гидроксидами, гидратами, карбонатами, карбоксилатами, нитратами и фосфатами меди.
2. Применение поглотителя H2S, как описан в п. 1, для снижения выделений H2S из битума или битумной композиции, обработанной кислой присадкой, причем доля поглотителя H2S составляет от 0,05 до 5 мас.% по отношению к общей массе битумной композиции,
и указанная кислая присадка таковы, как описано в п. 1.
3. Способ получения битума или битумной композиции, отличающийся тем, что приводят в контакт битум или битумную композтцию и кислую присадку и поглотитель, как описаны в п. 1.
4. Способ по п. 3, где поглотитель H2S и кислую присадку добавляют по отдельности.
5. Способ по п. 3, где поглотитель H2S и кислую присадку вводят непосредственно в битум или битумную композицию в форме комплекса добавок по п. 1.
6. Способ по п. 3, в котором получают битумно-полимерную композицию, добавляя полимер.
7. Способ по п. 6, в котором получают битумную композицию со сшитым полимером путем использования поглотителя H2S.
8. Способ по п. 3, отличающийся тем, что приводят в контакт битум, кислую присадку и поглотитель H2S, указанную операцию осуществляют при температурах от 90°C до 200°C и при перемешивании в течение по меньшей мере 10 мин
9. Способ по п. 3, отличающийся тем, что доля кислой присадки составляет от 0,05 до 15 мас.%, причем количества в массовых процентах приведены в расчете на общий вес битумной композиции.
10. Способ по п. 3, отличающийся тем, что доля поглотителя H2S составляет от 0,05 до 5 мас.%, причем количества в массовых процентах рассчитаны на общий вес битумной композиции.
11. Способ по п. 3, отличающийся тем, что он включает нагревание битума при температуре от 90°C до 200°C в течение по меньшей мере 10 мин в условиях перемешивания с последующим добавлением кислой присадки и поглотителя H2S, причем затем реакционную среду продолжают перемешивать при этой температуре в течение по меньшей мере 10 мин.
12. Способ по п. 6, отличающийся тем, что он дополнительно включает стадию добавления 0,5-10 мас.% эластомера, при этом предполагается, что битумная композиция затем становится композицией битум/полимер и что количества в массовых процентах приведены в расчете на общую массу/вес битумно-полимерной композиции.
13. Способ по п. 12, отличающийся тем, что эластомер выбран из сшиваемых серой эластомеров, и тем, что способ дополнительно включает стадию сшивки указанного эластомера сшивающим агентом, являющимся донором серы, добавленным в количестве, способном обеспечить 0,1-20 мас.% свободной серы от массы сшиваемого серой эластомера в указанной композиции, при этом предполагается, что битумная композиция затем становится композицией битум/сшитый полимер.
14. Способ по п. 13, отличающийся тем, что сшивающий агент - донор серы выбран из группы, состоящей из элементарной серы, гидрокарбил полисульфидов, ускорителей вулканизации - доноров серы и смесей таких продуктов друг с другом и/или с ускорителями вулканизации, не являющимися донорами серы.
15. Способ по п. 12, отличающийся тем, что эластомер выбран из статистических или блочных сополимеров моновинилароматического углеводорода и сопряженного диена.
16. Способ по п. 15, отличающийся тем, что эластомер содержит от 5 до 50 мас.% моновинилароматического углеводорода.
17. Способ по п. 15, отличающийся тем, что эластомер выбран из статистических или блочных сополимеров стирола и сопряженного диена.
18. Способ по п. 12, отличающийся тем, что средневесовая молекулярная масса эластомера составляет от 10000 до 600000 Да.
19. Битумная композиция, которая может быть получена способом получения по п. 3.
20. Битумное вяжущее, отличающееся тем, что оно содержит битумную композицию по п. 19.
21. Асфальт, отличающийся тем, что он содержит битумное вяжущее по п. 20 и неорганические и/или синтетические наполнители.
22. Битумная смесь, отличающаяся тем, что она содержит битумное вяжущее по п. 20, заполнители и, факультативно, неорганические и/или синтетические наполнители.
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR1361031A FR3013051B1 (fr) | 2013-11-12 | 2013-11-12 | Compositions bitumineuses a base de derives phosphoriques |
| FRFR1361031 | 2013-11-12 | ||
| PCT/EP2014/073869 WO2015071154A1 (fr) | 2013-11-12 | 2014-11-06 | Compositions bitumineuses a base de derives phosphoriques |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2016123123A RU2016123123A (ru) | 2017-12-19 |
| RU2678346C1 true RU2678346C1 (ru) | 2019-01-28 |
Family
ID=49917112
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2016123123A RU2678346C1 (ru) | 2013-11-12 | 2014-11-06 | Битумные композиции на основе производных фосфора |
Country Status (9)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US9932478B2 (ru) |
| EP (2) | EP3068744B1 (ru) |
| CA (1) | CA2929647A1 (ru) |
| CU (1) | CU24368B1 (ru) |
| DK (1) | DK3068744T3 (ru) |
| FR (1) | FR3013051B1 (ru) |
| PL (1) | PL3068744T3 (ru) |
| RU (1) | RU2678346C1 (ru) |
| WO (1) | WO2015071154A1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2809042C2 (ru) * | 2022-03-02 | 2023-12-06 | Акционерное общество "Средневолжский научно-исследовательский институт по переработке" (АО "СвНИИНП") | Композиция модифицированного битумного вяжущего с повышенной сдвигоустойчивостью и способ ее получения |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20170022109A1 (en) * | 2015-07-23 | 2017-01-26 | Baker Hughes Incorporated | Polyphosphoric acid resistant hydrogen sulfide scavenger for use in asphalt applications |
| CN108473775A (zh) * | 2016-01-08 | 2018-08-31 | 伊诺弗斯公司 | 用于硫物质的清除剂组合物 |
| US10557036B2 (en) * | 2016-03-14 | 2020-02-11 | Baker Hughes, A Ge Company, Llc | Metal-based hydrogen sulfide scavenger and method of preparing same |
| CA3046068A1 (en) * | 2016-12-08 | 2018-06-14 | Ecolab Usa Inc. | Hydrogen sulfide scavengers for polymer treated asphalt |
| EP3556827A1 (fr) * | 2018-04-18 | 2019-10-23 | SARL Valochem | Procédé de préparation de composition de bitume polymère réticulé à faible émission d'h2s et application de ces compositions à la réalisation de revêtements |
| FR3089516B1 (fr) | 2018-12-05 | 2020-12-11 | Total Marketing Services | Mastic bitumineux, son procede de preparation et ses applications |
| EP3931257A1 (en) | 2019-02-28 | 2022-01-05 | Ecolab USA Inc. | Hydrogen sulfide scavengers for asphalt |
| US20230167031A1 (en) * | 2020-08-14 | 2023-06-01 | Baker Hughes Oilfield Operations Llc | Packaging for solid hydrogen sulfide scavengers |
| CA3204264A1 (en) * | 2021-01-13 | 2022-07-21 | Daniel Robert DREYER | Hydrogen sulfide scavengers |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB535062A (en) * | 1939-09-21 | 1941-03-27 | Anglo Iranian Oil Co Ltd | Improvements relating to phosphoric acid catalysts |
| US5098480A (en) * | 1990-03-05 | 1992-03-24 | Chevron Research And Technology Company | Industrial asphalts |
| US20060081152A1 (en) * | 2004-10-15 | 2006-04-20 | Fina Technology, Inc. | Asphalt compositions and the preparation thereof |
| US7829485B2 (en) * | 2006-07-12 | 2010-11-09 | Suetomi Engineering Co. | Stretchable composite fiber |
| WO2013092531A1 (fr) * | 2011-12-20 | 2013-06-27 | Total Raffinage Marketing | Procede de production d'une composition bitume/polymere reticulee avec reduction des emissions de h2s |
Family Cites Families (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2854497A (en) * | 1955-11-07 | 1958-09-30 | California Research Corp | Inhibition of hastelloy b corrosion |
| USRE28472E (en) * | 1969-05-02 | 1975-07-08 | Flux for use in soldering of stainless steels | |
| US3751278A (en) | 1972-03-06 | 1973-08-07 | Tosco Lion Inc | Method of treating asphalt |
| GB1494198A (en) * | 1973-12-17 | 1977-12-07 | Shell Int Research | Reducing emission of hydrogen sulphide from hot mixtures containing sulphur and bitumen |
| US4059218A (en) * | 1974-12-23 | 1977-11-22 | Allegheny Ludlum Industries, Inc. | Method of soldering with phosphoric acid soldering flux |
| FR2376188A1 (fr) | 1976-12-28 | 1978-07-28 | Elf Union | Procede de preparation de compositions de bitumes polymeres |
| FR2429241A1 (fr) | 1978-06-21 | 1980-01-18 | Elf Union | Procede de preparation de compositions bitumineuses mettant en oeuvre une solution mere contenant des polymeres et du soufre |
| FR2528439B1 (fr) | 1982-06-10 | 1985-11-22 | Elf France | Procede de preparation de compositions bitume-polymere, application de ces compositions a la realisation de revetements, et solution mere de polymere utilisable pour l'obtention desdites compositions |
| DE3342292A1 (de) * | 1983-11-23 | 1985-05-30 | Chemische Werke Hüls AG, 4370 Marl | Verfahren zur herstellung von basischem kupferphosphat mit heller eigenfarbe und einer mittleren korngroesse < 10 (my) |
| FR2636340B1 (fr) | 1988-09-09 | 1992-04-17 | Elf France | Procede de preparation de compositions bitume-polymere, application des compositions obtenues a la realisation de revetements et solution mere de polymere utilisable pour l'obtention desdites compositions |
| FR2649117B1 (fr) | 1989-06-30 | 1992-12-31 | Elf France | Composition bitume/polymere presentant une adhesivite se conservant au stockage a temperature elevee et procede de preparation d'une telle composition |
| JPH06107953A (ja) * | 1992-07-02 | 1994-04-19 | Nisshin Kasei Kk | 改質アスファルト |
| RO108575B1 (ro) * | 1993-10-22 | 1994-06-30 | Radu Valentin Vladea | Procedeu pentru obținerea bitumurilor oxidate și instalație de realizare a acestuia |
| FR2718747B1 (fr) | 1994-04-18 | 1996-06-07 | Elf Antar France | Procédé de préparation de compositions bitume/polymère à caractère multigrade renforcé et application des compositions obtenues à la production de liants bitume/polymère pour revêtements. |
| US6383464B1 (en) | 1995-06-02 | 2002-05-07 | Owens Corning Fiberglas Technology, Inc. | Method for reducing sulfur-oxide emissions from an asphalt air-blowing process |
| FR2739863B1 (fr) | 1995-10-16 | 1997-11-21 | Elf Antar France | Procede de preparation de compositions bitume/polymere a caractere multigrade renforce et application des compositions obtenues a la production de liants bitume/polymere pour revetements |
| US20050145137A1 (en) | 2003-12-31 | 2005-07-07 | Buras Paul J. | Process for preparing bitumen compositions with reduced hydrogen sulfide emission |
| US20060089429A1 (en) | 2004-10-22 | 2006-04-27 | Fina Technology, Inc. | Use of inorganic acids with crosslinking agents in polymer modified asphalts |
| FR2918066B1 (fr) | 2007-06-26 | 2010-11-19 | Total France | Liant concentre non gelifiable et pompable pour bitume/polymere |
-
2013
- 2013-11-12 FR FR1361031A patent/FR3013051B1/fr not_active Expired - Fee Related
-
2014
- 2014-11-06 CU CU2016000066A patent/CU24368B1/es unknown
- 2014-11-06 CA CA2929647A patent/CA2929647A1/fr not_active Abandoned
- 2014-11-06 WO PCT/EP2014/073869 patent/WO2015071154A1/fr active Application Filing
- 2014-11-06 RU RU2016123123A patent/RU2678346C1/ru active
- 2014-11-06 DK DK14798750.7T patent/DK3068744T3/en active
- 2014-11-06 PL PL14798750T patent/PL3068744T3/pl unknown
- 2014-11-06 EP EP14798750.7A patent/EP3068744B1/fr active Active
- 2014-11-06 EP EP18179042.9A patent/EP3415479A1/fr active Pending
- 2014-11-06 US US15/036,161 patent/US9932478B2/en active Active
-
2018
- 2018-02-08 US US15/891,776 patent/US20180163050A1/en not_active Abandoned
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB535062A (en) * | 1939-09-21 | 1941-03-27 | Anglo Iranian Oil Co Ltd | Improvements relating to phosphoric acid catalysts |
| US5098480A (en) * | 1990-03-05 | 1992-03-24 | Chevron Research And Technology Company | Industrial asphalts |
| US20060081152A1 (en) * | 2004-10-15 | 2006-04-20 | Fina Technology, Inc. | Asphalt compositions and the preparation thereof |
| US7998265B2 (en) * | 2004-10-15 | 2011-08-16 | Fina Technology, Inc. | Asphalt compositions and the preparation thereof |
| US7829485B2 (en) * | 2006-07-12 | 2010-11-09 | Suetomi Engineering Co. | Stretchable composite fiber |
| WO2013092531A1 (fr) * | 2011-12-20 | 2013-06-27 | Total Raffinage Marketing | Procede de production d'une composition bitume/polymere reticulee avec reduction des emissions de h2s |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2809042C2 (ru) * | 2022-03-02 | 2023-12-06 | Акционерное общество "Средневолжский научно-исследовательский институт по переработке" (АО "СвНИИНП") | Композиция модифицированного битумного вяжущего с повышенной сдвигоустойчивостью и способ ее получения |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL3068744T3 (pl) | 2019-03-29 |
| CU24368B1 (es) | 2018-11-06 |
| FR3013051B1 (fr) | 2016-08-19 |
| EP3068744B1 (fr) | 2018-09-05 |
| RU2016123123A (ru) | 2017-12-19 |
| CA2929647A1 (fr) | 2015-05-21 |
| DK3068744T3 (en) | 2018-12-17 |
| FR3013051A1 (fr) | 2015-05-15 |
| WO2015071154A1 (fr) | 2015-05-21 |
| US20160289450A1 (en) | 2016-10-06 |
| EP3415479A1 (fr) | 2018-12-19 |
| US9932478B2 (en) | 2018-04-03 |
| US20180163050A1 (en) | 2018-06-14 |
| EP3068744A1 (fr) | 2016-09-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2678346C1 (ru) | Битумные композиции на основе производных фосфора | |
| AU2005300057B2 (en) | Use of inorganic acids with crosslinking agents in polymer modified asphalts | |
| JP3735122B2 (ja) | マルチグレード性を強化したビチューメン／ポリマー組成物の製造方法及びコーティング用ビチューメン／ポリマー結合剤の製造における前記方法により得られた組成物の適用 | |
| RU2682614C1 (ru) | Композиция битум/полимер, обладающая улучшенными низкотемпературными механическими свойствами | |
| TW200534919A (en) | Process for preparing bitumen compositions with reduced hydrogen sulfide emission | |
| KR20120115337A (ko) | 가교제를 가지는 중합체-개질된 아스팔트 및 제조 방법 | |
| JP2002121389A (ja) | 保存安定性改質アスファルト組成物およびその製造方法 | |
| PL188234B1 (pl) | Sposób wytwarzania kompozycji bitum/polimer, ich zastosowanie do pokryć | |
| US20090149577A1 (en) | Using Excess Levels of Metal Salts to Improve Properties when Incorporating Polymers in Asphalt | |
| MX2008008542A (es) | Aglutinantes de asfalto modificados y composiciones de pavimentacion de asfalto. | |
| US20060241217A1 (en) | Crosslinking with metal oxides other than zinc oxide | |
| US7608650B2 (en) | Bitumen/rubber compositions crosslinked with polythiomorpholines, polysulfides and/or mercaptobenzimidazole | |
| AU2010310915A1 (en) | Use of fatty acid derivatives in bituminous compositions for improving the resistance thereof to chemical attacks and bituminous compositions comprising said derivatives | |
| WO2021215956A1 (ru) | Низкотемпературный способ изготовления модифицированной резиновой крошки | |
| CA2928814A1 (en) | Polymer modified asphalt binder with polymer having reduced styrene content | |
| OA17764A (fr) | Compositions bitumineuses à base de dérivés phosphoriques | |
| RU2424262C2 (ru) | Модифицированные асфальтовые связующие и композиции асфальтового дорожного покрытия | |
| EP1205520A1 (en) | Method for preparation of stable bitumen polymer compositions | |
| KR20000022070A (ko) | 중합체/비투먼 조성물의 제조방법 및 외장재에의 응용 |