Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
Патент на изобретение №2474596

(19)

RU

(11)

2474596

(13)

C2

(51) МПК C08L95/00 (2006.01)

C09D195/00 (2006.01)

C08K5/00 (2006.01)

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ Статус: по данным на 07.02.2013 - нет данных Пошлина:

(21), (22) Заявка: 2011101234/05, 13.01.2011

(24) Дата начала отсчета срока действия патента:

13.01.2011

Приоритет(ы):

(22) Дата подачи заявки: 13.01.2011

(43) Дата публикации заявки: 20.07.2012

(45) Опубликовано: 10.02.2013

(56) Список документов, цитированных в отчете о

поиске: RU 2258075 С1, 10.08.2005. SU 731999 А1, 09.05.1980. US 20080114099 А1, 15.05.2008. RU 2185878 C1, 27.07.2002.

Адрес для переписки:

414025, г.Астрахань, ул. Татищева, 16, ФГОУ ВПО "АГТУ", патентный отдел

(72) Автор(ы):

Кравцов Евгений Евгеньевич (RU),

Касьянов Роман Олегович (RU),

Дмитриева Мария Валерьевна (RU),

Садовничая Анна Владимировна (RU),

Огородникова Надежда Петровна (RU),

Лебедева Алевтина Павловна (RU),

Молданова Юлия Робертовна (RU),

Кондратенко Таисия Сергеевна (RU)

(73) Патентообладатель(и):

Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Астраханский государственный технический университет" (RU),

Кравцов Евгений Евгеньевич (RU),

Касьянов Роман Олегович (RU),

Дмитриева Мария Валерьевна (RU)

(54) ЭМУЛЬСИЯ ДЛЯ ДОРОЖНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА И АНТИКОРРОЗИОННОЙ ЗАЩИТЫ СТАЛИ

(57) Реферат:

Изобретение относится к получению битумных эмульсий и может быть использовано в дорожном строительстве и при защите от коррозии стали. Эмульсия содержит битум, щелочь, отход рыбопереработки, отход производства рицинокса-80 и тетрамизол. В качестве щелочи эмульсия содержит гидроксид натрия. В качестве отхода рыбопереработки эмульсия содержит промывные воды рыбопереработки, включающие вещества белковой и жировой природы. Соотношение компонентов следующее, мас.%: битум - 50-55, гидроксид натрия - 0,35-0,8, белковые и жировые вещества - 0,5-1,0, отход производства рицинокса-80 - 0,5-1,0, тетрамизол - 0,3-0,5, вода - остальное. Результатом является повышение устойчивости и антикоррозионного действия эмульсии. 1 пр.

Изобретение относится к области битумных эмульсий, применяемых в строительстве, преимущественно в дорожном, а также антикоррозионной защите стали. Подобного рода эмульсионные композиции содержат в своем составе в качестве главных компонентов битум, щелочь, воду и эмульгатор.

Описание эмульсий, имеющих указанное выше назначение, приводятся в монографии Бернштейна А.В. Самопроизвольное эмульгирование битумов. Киев. Наукова думка, 1969, с.18. Механизм образования битумных эмульсий обусловлен возникновением на поверхности раздела фаз (битум - вода) структурированных слоев поверхностно-активных веществ, препятствующих слиянию капелек битума. Однако в ряде случаев аналоги битумных эмульсий все же довольно быстро расслаиваются, что ограничивает их использование.

Наиболее близким аналогом (прототипом) к предлагаемой битумной эмульсии является эмульсия, полученная в соответствии с а.с. SU 174099, 1965 г., в которой в качестве эмульгатора используется гидролизат белкового бульона (отхода получения рыбной муки). Объем производства последней в Каспийском регионе резко сократился, что и заставило искать другие отходы получения эмульгатора для битумных эмульсий.

Поэтому в настоящем предполагаемом изобретении эмульгатор был изготовлен на основе бросового отхода рыбопереработки, названного промывной водой. Названный отход в количестве 100 г содержит продукты жировой и белковой природы в количестве 6-10 г. Экспериментально взято 8,0-10,0 мас.% отхода рыбопереработки, в котором содержание белковых и жировых веществ в расчете на массу всей эмульсии составляет 0,5-1,0 мас.%. Это позволяет путем щелочного гидролиза получить из него поверхностно-активные вещества, обладающие высокой эмульгирующей способностью и антикоррозионной активностью (обычно промывные воды стараются возможно скорее сбросить в канализацию, т.к. особенно в теплое время года отход быстро загнивает, выделяя сероводород и иные токсиканты).

Хотя активная часть эмульгатора содержится в эмульсиях в относительно невысоком проценте, все же эмульгатор нередко составляет заметную долю стоимости эмульсии, что делает весьма желательным применение отходов производств. Другим недостатком данного эмульгатора-отхода является непостоянство его состава, которое может привести к частичной потере поверхностной активности и снижению эмульгирующих и антикоррозионных свойств, т.е., в частности, к расслоению эмульсии.

Возникает техническая задача повышения устойчивости битумной эмульсии.

Предлагается решить ее путем введения в эмульгатор 2 добавочных компонентов: отхода производства и целевого продукта. В качестве таковых применены отход получения производного рицинолевой кислоты рицинокса-80 (смесь ацилполиэтиленгликолевых эфиров на основе рицинолевой кислоты) и тетрамизола.

Указанные добавки выполняют следующие функции. Отход производства рицинокса-80, выделяемый на стадии очистки его от загрязняющих примесей, представляет собой грязно-коричневую, относительно тяжелую массу и осаждается при нагревании. Он выполняет две функции, главную - эмульгирующую, о чем свидетельствует образование пены и самой эмульсии (высота столба и время существования ее). Вместе с тем происходит и пассивация поверхности стали, которая происходит в недостаточной степени. Поэтому в эмульгатор вводится вторая добавка тетрамезол, являющаяся производным имидазола, проявляющим весьма ярко ингибиторные, т.е. антикоррозионные свойства. В этом случае эмульгирующие свойства сочетаются с защитными антикоррозионными, именно такое сочетание характерно для тетрамезола. Тетрамезол является и ингибитором и достаточно активным эмульгатором, что позволяет использовать содержащую его эмульсию для антикоррозионной защиты стали, в качестве покрытия, препятствующего коррозионному разрушению металла. К тому же имидазол сообщает поверхности металла активные адгезионные свойства, что хорошо известно специалистам по защите металлов.

Таким образом, битумные эмульсии, содержащие названные добавки, приобретают новую функцию, а именно антикоррозионные свойства. Возможно, что за счет износа дорожного покрытия его антикоррозионные свойства будут благоприятно влиять на усиления защиты для металлов движущегося транспорта.

С учетом названных добавок для приготовления битумной эмульсии берутся следующие компоненты (мас.%):

битум

50-55,

гидроксид натрия

0,35-0,8,

белковые и жировые вещества

0,5-1,0,

отход производства рицинокса-80

0,5-1,0,

тетрамизол

0,3-0,5,

вода

остальное.

Эмульгатор получают в лабораторной лопастной мешалке, при этом к определенному объему отхода рыбопереработки добавляют воду, растворяют в нем навеску гидроксида натрия (предварительно отход рыбопереработки анализируют на содержание жиров и белковых веществ). Затем вносят в раствор навеску пасты отхода производства рицинокса-80 и навеску тетрамизола. При 60-80°С в течение 3 часов перемешивают смесь со скоростью 70-100 об/мин, поддерживая температуру и препятствуя убыли объема жидкости. В полученный раствор эмульгатора, перенесенный в диспергатор с ножевой мешалкой, вносят навеску битума, нагретую до 120°С, приливая ее тонкой струйкой. Скорость мешалки 300 об/мин, длительность перемешивания 3 минуты. Хранят полученную эмульсию в закрытых сосудах.

Предлагаемую битумную эмульсию испытывали на устойчивость вместе с эмульсией, приготовленной с помощью гидролизата белкового бульона. В результате установлено, что известная эмульсия не расслаивается 30 суток, предлагаемая эмульсия - 45 суток.

Защитная способность против коррозии испытана на стали в гидростате Г-4 (температура 40°С ежесуточно 8 час, остальное время нагревание выключено, на поддон гидростата наливалась вода).

Измерялся частотный показатель коррозии (с помощью полиэтиленовой пленки с нанесенной на нее сеткой из 100 квадратиков). Образцы стали с битумным покрытием, полученным в известной эмульсии, показали следующие результаты: первый очаг коррозии появился на каждом образце за 15-21 сутки, частотный показатель коррозии (среднее значение за 30 суток) 16-20%. Соответственно, в случае предлагаемой эмульсии на 10 образцах на 25-30 сутки, на 5 образцах коррозии нет, частотный показатель 13-16% (без учета неповрежденных образцов). Защитная способность эмульсии обеспечивается наличием в ее составе отхода производства рицинокса-80, пассивирующего поверхность стали, и тетрамизола.

Таким образом, предлагаемая эмульсия показала превосходство и по устойчивости, и по антикоррозионному действию. Ее можно рекомендовать как и в строительстве, так и для защиты от коррозии.

Формула изобретения

Эмульсия для дорожного строительства и антикоррозионной защиты стали, имеющая в своем составе битум, щелочь и отход рыбопереработки, отличающаяся тем, что в качестве щелочи она содержит гидроксид натрия, а в качестве отхода рыбопереработки она содержит промывные воды рыбопереработки, включающие вещества белковой и жировой природы, а также дополнительно содержит отход производства рицинокса-80 и тетрамизол при следующем соотношении компонентов, мас.%:

битум

50-55

гидроксид натрия

0,35-0,8

белковые и жировые вещества

0,5-1,0

отход производства рицинокса-80

0,5-1,0

тетрамизол

0,3-0,5

вода

остальное