×
15.11.2018
218.016.9da4

Асфальтобетонная смесь, модифицированный нефтяной битум и модификатор для битума

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
№ охранного документа
0002672417
Дата охранного документа
14.11.2018
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к области строительных дорожных материалов, а именно к составу асфальтобетонной смеси, включающей щебень, песок и модифицированный нефтяной дорожный битум, который содержит одностенные углеродные нанотрубки в количестве 0,005-0,5 мас.% и адгезионную добавку на основе природных продуктов и фосфатидов растительных масел, или на основе амидоаминов и имидазолинов жирных кислот, или на основе продуктов взаимодействия таллового масла с полиалкиламиновыми соединениями. Асфальтобетонные смеси, полученные с использованием данного модифицированного нефтяного битума, обладают повышенной температурой размягчения асфальтобетонного покрытия и улучшенными эксплуатационными характеристиками, что позволяет применять их для строительства покрытий и оснований автомобильных дорог, аэродромов, городских улиц и площадей, дорог промышленных предприятий. 3 н.п. ф-лы, 1 табл.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к области строительных дорожных материалов, содержащих органическое связующее, и может быть использовано при производстве асфальтобетонных смесей, применяемых для устройства покрытий и оснований автомобильных дорог, аэродромов, городских улиц и площадей, дорог промышленных предприятий.

Асфальтобетонная смесь представляет собой смесь, приготовленную путем смешения в нагретом состоянии щебня (гравия), природного или дробленого песка, минерального порошка и нефтяного битума, взятых в определенных соотношениях [ГОСТ 2198-2013].

Качество и сроки службы дорожных асфальтобетонных покрытий в значительной степени определяются качеством нефтяного битума. Эффективным способом повышения качества нефтяных битумов является регулирование их свойств путем применения различных модифицирующих добавок: полимеров, поверхностно-активных веществ, сшивающих добавок, наноразмерных частиц и пр.

Известна, например, асфальтобетонная смесь, включающая щебень, кварц-полевошпатовый песок, минеральный порошок и модифицированный нефтяной битум [патент № RU 2592509, МПК C08L 95/00, С04В 26/26, С04В 24/36]. В этой смеси битум предварительно модифицирован фуллереновой смесью, полученной при синтезе в электродуговом плазмохимическом реакторе. Асфальтобетон, изготовленный с использованием нефтяного битума, модифицированного таким образом, имеет хорошие эксплуатационные показатели, однако производства фуллеренов в промышленных масштабах не существует и, соответственно, невозможно наладить масштабное производство нефтяного битума, модифицированного предложенным способом.

Известна другая асфальтобетонная смесь, включающая щебень, отсев щебня, песок и модифицированный нефтяной битум марки БНД 90/130 [патент № RU 2515007, МПК C08L 95/00, С04В 26/26]. Нефтяной битум, входящий в эту смесь, модифицирован многостенными углеродными нанотрубками в количестве 0,005% от массы битума.

Эта асфальтобетонная смесь является ближайшим аналогом предлагаемой асфальтобетонной смеси и принята за ее прототип.

Модифицированный углеродными нанотрубками нефтяной битум, входящий в состав вышеупомянутой асфальтобетонной смеси-прототипа, является ближайшим аналогом предлагаемого модифицированного нефтяного битума и принят за его прототип.

Недостатками прототипа является невозможность масштабирования и дороговизна технологии модифицирования нефтяного битума, предусматривающая длительное, в течение 6 часов, диспергирование углеродных нанотрубок в его объеме путем ультразвукового воздействия.

Предлагаемые асфальтобетонная смесь, модифицированный нефтяной битум и модификатор для битума решают задачу производства в стандартном технологическом процессе асфальтобетонной смеси и модифицированного битума для этой смеси, позволяющих улучшить эксплуатационные характеристики асфальтобетонного покрытия на их основе, в частности повысить температуру размягчения асфальтобетонного покрытия - одного из ключевых показателей, определяющих долговечность покрытия.

Поставленная задача решается тем, что предлагается асфальтобетонная смесь, включающая щебень, песок и модифицированный нефтяной битум, содержащий углеродные нанотрубки в количестве 0.005-0.5 масс. % от его массы.

Поставленная задача решается также тем, что предлагается модифицированный нефтяной битум, содержащий углеродные нанотрубки в количестве 0.005-0.5 масс. %.

Углеродные нанотрубки, содержащиеся в названном нефтяном битуме, являются предпочтительно одностенными.

При этом названный модифицированный нефтяной битум, в том числе входящий в состав асфальтобетонной смеси, может содержать адгезионную добавку на основе природных продуктов и фосфатидов растительных масел, или на основе амидоаминов и имидазолинов жирных кислот, или на основе продуктов взаимодействия таллового масла с полиалкилполиаминовыми соединениями.

Предлагаемый модифицированный нефтяной битум может быть получен различными путями. Предпочтительно получение его с использованием модификатора.

Для получения описанного выше модифицированного нефтяного битума предлагается модификатор, содержащий адгезионную добавку и углеродные нанотрубки в количестве не менее 1 масс. %.

Адгезионная добавка, входящая в состав модификатора, может быть выполнена на основе природных продуктов и фосфатидов растительных масел, или на основе амидоаминов и имидазолинов жирных кислот, или на основе продуктов взаимодействия таллового масла с полиалкилполиаминовыми соединениями, или других, здесь не упомянутых.

Углеродные нанотрубки, входящие в состав модификатора, являются предпочтительно одностенными.

Следует отметить, что заявляемые здесь технические решения, а именно асфальтобетонная смесь, модифицированный нефтяной битум и модификатор для названного битума, объединены единым изобретательским замыслом и обеспечивают получение технического результата, состоящего в увеличении температуры размягчения, получаемого с их использованием асфальтобетонного покрытия, а также упрощении технологии модифицирования нефтяного битума.

На практике получение описанных здесь объектов - асфальтобетонной смеси, модифицированного нефтяного битума и модификатора для битума, осуществляют следующим образом.

На первом этапе осуществляют приготовление модификатора для нефтяного битума, содержащего адгезионную добавку и нанодисперсный компонент - углеродные нанотрубки в количестве не менее 1 масс. %.

Адгезионная добавка, входящая в состав модификатора, выбирается из ряда веществ на основе природных продуктов и фосфатидов растительных масел, например «Азол 1003», или на основе амидоаминов и имидазолинов жирных кислот, например «Азол 1002», или на основе продуктов взаимодействия таллового масла с полиалкилполиаминовыми соединениями, например «Адгезол», или иных веществ, подходящих для этих целей.

Использование адгезионных добавок из ряда: «Азол 1003», или «Азол 1002», или «Адгезол», в качестве среды-носителя для приготовления модификатора позволяет повысить адгезию нефтяного битума к минеральной части асфальтобетонных смесей, а также стабилизировать свойства нефтяного битума при производстве асфальтобетонных смесей в дорожном строительстве.

Углеродные нанотрубки, предпочтительно одностенные, смешивают с адгезионной добавкой до их содержания не менее 1 масс. %. Поскольку углеродные нанотрубки имеют тенденцию к агломерации, смесь подвергается механической активации для диспергирования углеродных нанотрубок в среде-носителе. Механическая активация осуществляется путем приложения к смеси сдвиговых усилий с помощью таких инструментов, как трехвалковая, или бисерная, или шаровая или планетарная мельница, или при помощи иных инструментов, не упомянутых здесь.

Модификатор, приготовленный, как описано выше, может представлять собой, в зависимости от концентрации углеродных нанотрубок и свойств среды-носителя, пастообразную или жидкую массу. Например, модификатор с концентрацией углеродных нанотрубок 1 масс. % на основе адгезионной добавки «Азол 1003» представляет собой жидкость, в то время как увеличение концентрации углеродных нанотрубок до 10 масс. % от массы модификатора приводит к получению модификатора пастообразной консистенции.

На втором этапе осуществляют приготовление модифицированного нефтяного битума с использованием описанного выше модификатора.

Приготовление модифицированного нефтяного битума осуществляют путем введения вышеописанного модификатора в исходный нефтяной битум с использованием смесителя, включает следующие стадии:

- нагрев исходного нефтяного битума до температуры 150-155°С;

- введение модификатора с заданной концентрацией углеродных нанотрубок в нагретый нефтяной битум;

- перемешивание смеси нефтяного битума с модификатором с использованием высокосдвигового смесителя до равномерного распределения углеродных нанотрубок в объеме нефтяного битума (до получения однородной гомогенной массы);

- дегазация пробы в барокамере (дегазаторе).

Приготовленные пробы нефтяного битума, модифицированного углеродными нанотрубками (концентрация углеродных нанотрубок варьировалась в пределах 0,005-0,5 масс. % от массы битума), тестированы в лаборатории на соответствие требованиям ГОСТ 22245. За основные характеристики получаемого модифицированного нефтяного битума приняты температуры размягчения, измеренные по методу «Кольца и Шара» (КиШ), эластичность и сцепление битума с поверхностью щебня из кислой породы.

Полученный таким образом модифицированный нефтяной битум является самостоятельным продуктом и может использоваться для различных целей, в частности, в составе асфальтобетонной смеси.

На третьем этапе осуществляют приготовление асфальтобетонной смеси на основе вышеописанного модифицированного нефтяного битума.

За основу берут известный способ приготовления асфальтобетонной смеси по ГОСТ 9128 3/4 84, в соответствии с которым смешивают в смесительных установках минеральные составляющие - щебень (или гравий) и песок с нефтяным битумом, взятые в определяемых соотношениях.

В предлагаемом способе используют нефтяной битум, модифицированный одностенными углеродными нанотрубками, которые содержатся в количестве 0,005-0,5 масс. % от массы битума.

Смесь минеральных составляющих и нефтяного битума перемешивают в специализированных устройствах, после чего асфальтобетонная смесь готова к использованию.

Модифицирование нефтяного битума углеродными нанотрубками в количестве 0.005-0.5 масс. % от массы битума приводит к повышению температуры размягчения асфальтобетонного покрытия до 91°С, что в 2 раза превышает значение для исходного битума марки БНД 60/90 (контрольный образец №7 в Таблице 1); появлению эластичных свойств при 25°С и при 0°С; значительному повышению адгезионных свойств нефтяного битума.

Таким образом, предлагаемые технические решения позволяют улучшить свойства асфальтобетонного дорожного покрытия, в создании которого они участвуют, а именно к повышению температуры размягчения асфальтобетонного дорожного покрытия и увеличению его срока службы.

Предлагаемые изобретения подтверждаются приведенными ниже примерами конкретного выполнения, которые иллюстрируют изобретения, но не ограничивают их собой.

Пример 1

На первом этапе готовят модификатор для нефтяного битума согласно следующему.

Одностенные углеродные нанотрубки смешивают с адгезионной добавкой, на основе продуктов взаимодействия таллового масла с полиалкилполиаминовыми соединениями «Адгезол 6» при их содержании в смеси 1% масс.

Приготовленную смесь углеродных нанотрубок и адгезионной добавки подвергают механической обработке с помощью трехвалковой мельницы.

Полученный в результате модификатор имеет жидкую консистенцию и состоит из адгезионной добавки и одностенных углеродных нанотрубок.

На втором этапе осуществляют приготовление модифицированного нефтяного битума.

Приготовление модифицированного нефтяного битума осуществляют путем введения полученного модификатора (концентрация углеродных нанотрубок 1 масс. %) в исходный нефтяной битум марки БНД 60/90 производства АО «Газпромнефть-Московский НПЗ». Для этого:

- нагревают исходный нефтяной битум до температуры 160°С;

- смешивают модификатор с нагретым нефтяным битумом в таком соотношении, чтобы содержание одностенных углеродных нанотрубок в готовом модифицированном нефтяном битуме равнялось 0.005 масс. %;

- перемешивают эту смесь с помощью коллоидной мельницы Silverson L5M-A в течение 30 минут при оборотах в минуту 9100-10500;

- удаляют из модифицированного битума пузырьки вовлеченного воздуха.

На третьем этапе готовят асфальтобетонную смесь. Для этого готовят минеральную составляющую смеси, содержащую 65 масс. % щебня, 29 масс. % песка, и нагревают до 160°С, к которой добавляют 6 масс. % модифицированного нефтяного битума, содержащего 0.005% масс, одностенных углеродных нанотрубок, также нагретого до 160°С. Подготовленную смесь перемешивают в смесительной установке до однородности.

Полученную асфальтобетонную смесь используют в качестве покрытия дороги. Результаты тестирования полученных модифицированных образцов битума представлены в Таблице 1 (Столбец 1).

Асфальтобетон, включающий этот битум, имеет температуру размягчения 55°С и температуру хрупкости - 22°С.

Пример 2

То же, что в примере 1, но модификатор выполнен на основе адгезионной добавки «Азол 1002». Результаты тестирования полученных модифицированных образцов битума представлены в Таблице 1 (Столбец 2).

Асфальтобетон, включающий этот битум, имеет температуру размягчения 57°С и температуру хрупкости - 25°С.

Пример 3

То же, что в примере 1, но модификатор выполнен на основе адгезионной добавки «Азол 1003». Результаты тестирования полученных модифицированных образцов битума представлены в Таблице 1 (Столбец 3).

Асфальтобетон, включающий этот битум, имеет температуру размягчения 57°С и температуру хрупкости - 22°С.

Пример 4

То же, что в примере 1, но содержание одностенных углеродных нанотрубок в нефтяном битуме составляет 0.5 масс. %. Результаты тестирования полученных модифицированных образцов битума представлены в Таблице 1 (Столбец 4).

Асфальтобетон, включающий этот битум, имеет температуру размягчения 77°С и температуру хрупкости - 28°С.

Пример 5

То же, что в примере 1, но модификатор выполнен на основе адгезионной добавки «Азол 1002» при содержании одностенных углеродных нанотрубок в нефтяном битуме равном 0.5 масс. %.

Результаты тестирования полученных модифицированных образцов битума представлены в Таблице 1 (Столбец 5).

Асфальтобетон, включающий этот битум, имеет температуру размягчения 79°С и температуру хрупкости - 28°С.

Пример 6

То же, что в примере 1, но модификатор выполнен на основе адгезионной добавки «Азол 1003» при содержании одностенных углеродных нанотрубок в нефтяном битуме равном 0.5 масс. %.

Результаты тестирования полученных модифицированных образцов битума представлены в Таблице 1 (Столбец 6).

Асфальтобетон, включающий этот битум, имеет температуру размягчения 93°С и температуру хрупкости - 15°С.

Пример 7

То же, что в примере 1, но нефтяной битум не содержит углеродных нанотрубок, т.е. контрольный образец.

Результаты тестирования полученных немодифицированных образцов битума представлены в Таблице 1 (Столбец 7).

Асфальтобетон, включающий этот битум, имеет температуру размягчения 50°С и температуру хрупкости - 20°С.

Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 83.
10.01.2015
№216.013.179d

Способ определения массы сжиженного газа в сливном рукаве и устройство для его осуществления

Способ определения массы сжиженного газа, по которому измеряют температуру и давление в емкости, выпускают вещество из емкости и контролируют время истечения вещества из емкости через насадку и изменение давления в емкости. Массу вещества определяют по газодинамическим соотношениям. При этом...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002537473
Дата охранного документа: 10.01.2015
13.01.2017
№217.015.76cf

Модификатор для приготовления наноструктурированных композитных материалов и способ получения модификатора

Изобретение может быть использовано при изготовлении катодных материалов для литий-ионных аккумуляторов, красок, грунтовок, клеев, бетонов, целлюлозных материалов. Модификатор для приготовления наноструктурированных композитных материалов включает одностенные, и/или двустенные, и/или...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002598676
Дата охранного документа: 27.09.2016
17.02.2018
№218.016.2baf

Коаксиальный кабель

Изобретение относится к электротехнике, в частности - к коаксиальным кабелям, которые могут использоваться для передачи сигнала в различных областях техники: системах связи, вещательных сетях, компьютерных сетях, антенно-фидерных системах, автоматизированных системах управления и других...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002643156
Дата охранного документа: 31.01.2018
10.05.2018
№218.016.4858

Способ каталитического получения углеродных нанотрубок и аппарат

Изобретение относится к нанотехнологии. Для получения углеродных нанотрубок используют аппарат, включающий блок 3 формирования рабочей смеси 2, содержащий средство получения наночастиц вещества, содержащего катализатор, реакционную камеру 1, снабженную входом для рабочей смеси 2 и выходом 4...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002651148
Дата охранного документа: 18.04.2018
29.05.2018
№218.016.576d

Суперконцентрат углеродных нанотрубок и способ его получения

Изобретение относится к химической промышленности и может быть использовано для изготовления композитных материалов. Углеродные нанотрубки и дисперсионную среду, представляющую собой вещество, имеющее угол смачивания по отношению к высокоупорядоченному пиролитическому графиту не более 120°,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002654959
Дата охранного документа: 23.05.2018
29.05.2018
№218.016.5786

Антистатическое напольное покрытие с углеродными нанотрубками

Изобретение относится к антистатическим напольным покрытиям и может использоваться в производстве покрытий данного типа. Напольное покрытие содержит отверждаемую смолу и наполнитель, при этом отверждаемой смолой является эпоксидная смола, а наполнителем являются одностенные углеродные...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002654759
Дата охранного документа: 22.05.2018
29.05.2018
№218.016.57db

Композиционный материал на основе термопластичного полимера и способ его получения

Изобретение относится к композиционным материалам на основе термопластичных полимеров, наполненных нанотрубками, и технологиям их получения, и может использоваться для производства конструкционных материалов с повышенными физико-механическими характеристиками. Композиционный материал содержит...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002654948
Дата охранного документа: 23.05.2018
12.07.2018
№218.016.7017

Металлизированная бумага из углеродных нанотрубок

Изобретение относится к композиционным материалам, содержащим в своем составе углеродные нанотрубки, и может использоваться в различных отраслях промышленности, преимущественно - в электротехнике, например в литий-ионных аккумуляторах, или в электрических кабелях связи коаксиального типа, где...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002660769
Дата охранного документа: 10.07.2018
09.08.2018
№218.016.796b

Модификатор для приготовления наноструктурированных композитных материалов и способ получения модификатора

Изобретение может быть использовано при изготовлении наноструктурированных композиционных материалов. Одностенные, двустенные или многостенные углеродные нанотрубки смешивают с органическим растворителем в высокооборотной мешалке при скорости 1000-4000 об/мин и постоянном охлаждении. В...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002663243
Дата охранного документа: 03.08.2018
26.09.2018
№218.016.8c00

Окрашенный проводящий термопластичный полимер и способ его получения

Изобретение относится к окрашенным проводящим композиционным материалам и технологии их получения. Предложен окрашенный проводящий термопластичный материал, включающий, мас.%: 79,8-99,899 термопластичного полимера, 0,001-0,2 одностенных углеродных нанотрубок, 0,1-10,0 красителя и дополнительно...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002668037
Дата охранного документа: 25.09.2018
Показаны записи 1-10 из 39.
10.04.2013
№216.012.32e5

Способ получения углеродных нанотрубок и реактор (варианты)

Изобретение может быть использовано в электронике, медицине, химии. В объеме реакционных камер 412 и 414 получают пары вещества катализатора испарением частично расплавленных электродов 435 и 445, выполненных в форме резервуара, наполненного металлом, содержащим катализатор. Электрический...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002478572
Дата охранного документа: 10.04.2013
20.03.2014
№216.012.abf7

Способ получения аппретированной алюмосиликатной микросферы

Изобретение относится к получению полых алюмосиликатных микросфер из зол уноса угольных ТЭЦ, пригодных к эксплуатации при высоких гидростатических давлениях как наполнитель буровых и тампонажных растворов для глубоких нефтяных и газовых скважин, капитального ремонта продуктивных скважин. В...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002509738
Дата охранного документа: 20.03.2014
10.04.2014
№216.012.b17f

Способ получения композитного материала на основе алюминиевой матрицы

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к получению металлоуглеродных композитных материалов в форме плоскопараллельных заготовок: плит, пластин, лент, фольги и др. Способ получения композитного материала на основе алюминиевой матрицы включает получение смеси порошков...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002511154
Дата охранного документа: 10.04.2014
20.11.2014
№216.013.0623

Магистральный газопровод

Изобретение относится к магистральному трубопроводному транспорту, предназначенному, преимущественно, для транспортировки газа. Газопровод содержит линейные участки труб для перемещения транспортируемого газа от входа названного участка к его выходу, при этом, по меньшей мере, на части линейных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002532972
Дата охранного документа: 20.11.2014
10.02.2015
№216.013.2557

Полые углеродные наночастицы, углеродный наноматериал и способ его получения

Группа изобретений относится к области нанотехнологий, в частности к технологиям получения углеродных наноструктур и наноматериалов для применения в качестве подложек для нанесенных катализаторов, высокопрочных наполнителей, и касается полых углеродных наночастиц, углеродного наноматериала и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002541012
Дата охранного документа: 10.02.2015
27.05.2015
№216.013.4ebb

Палладийсодержащий катализатор гидрирования и способ его получения

Изобретение относится к каталитическим химическим процессам, а именно к реакциям гидрирования непредельных углеводородов и ароматических нитросоединений. Задачей изобретения является создание палладийсодержащего катализатора гидрирования, в котором частицы палладия имеют нанометровый размер и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002551673
Дата охранного документа: 27.05.2015
10.06.2015
№216.013.5254

Гибкий солнечный элемент

Изобретение относится к солнечным элементам и может использоваться в качестве преобразователя солнечной энергии в электрическую энергию в энергетике и в портативной электронике. Cолнечный элемент включает катод и анод, каждый из которых имеет внешний и внутренний гибкие слои, причем названные...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002552597
Дата охранного документа: 10.06.2015
10.06.2015
№216.013.53f6

Стеклянный сосуд с покрытием

Изобретение относится к стеклянным сосудам и может использоваться при производстве художественной стеклотары, посуды, декоративных интерьерных изделий и др. в стекольной и других отраслях промышленности. Предложен сосуд из стекла, в частности бутылка, флакон или банка, который на внешней...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002553015
Дата охранного документа: 10.06.2015
10.09.2015
№216.013.77e1

Способ получения наноструктурированного углеродного материала на основе технического углерода

Изобретение относится к технологиям получения наноструктурированного углеродного материала и может быть использовано в химической, электротехнической, машиностроительной промышленности при изготовлении усиливающих наполнителей резин и пластмасс, пигментов для типографских красок, в производстве...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002562278
Дата охранного документа: 10.09.2015
10.11.2015
№216.013.8cb5

Углеродное нановолокно и способ получения многостенных углеродных нанотрубок

Изобретение относится к нанотехнологии. Углеродное нановолокно с внешним диаметром 50-300 нм содержит внешнюю оболочку из аморфного углерода и сердцевину из более чем 1, но не более чем 20 отдельных одностенных или двустенных углеродных нанотрубок. Способ получения многостенных углеродных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002567628
Дата охранного документа: 10.11.2015
+ добавить свой РИД