ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Данная разработка является результатом выполнения научно-исследовательских работ.

В Калининградском Государственном Техническом Университете разработана технология утилизации отходов полимерных материалов и отработанных минеральных масел и получения на их основе полимерно-битумного вяжущего (ПБВ). Для этих целей была разработана полимерно-битумная композиция, на которую был получен патент РФ № 2138459.

Предлагаемая композиция, включающая термопластичный полимер, пластификатор и битум, может быть применена при производстве строительных (горячая кровельная мастика) и дорожно-строительных (модифицированный асфальтобетон) материалов для изготовления гидроизоляционных и дорожных покрытий, а также рубероида.

Сущность данной разработки состоит в том, что в качестве термопластичного полимера используются отходы термопластичных полимерных материалов (одноразовые шприцы и системы переливания крови, одноразовая посуда и упаковка), а в качестве пластификатора - отработанные минеральные масла (моторные, индустриальные, трансмиссионные) при следующем соотношении компонентов, мас. %:

Отходы термопластичных полимеров 1, 0-69

Отработанное минеральное масла 10-30

Битум остальное,

а также в максимальной утилизации промышленных и бытовых отходов.

Наиболее близкой по составу к предлагаемой композиции является «Гидроизоляционная композиция» (авт. свид. № 885497).

Известная композиция содержит полимерное соединение, пластификатор, олиговинилэтаноламин, наполнитель и битум. Причём в качестве полимерного соединения используют термопластичный полимер - полиэтилен, а в качестве пластификатора - минеральное автомобильное масло, в качестве наполнителя - тальк или талькомагнезит, при следующем соотношении компонентов, мас. %:

Полиэтилен 1,5-6,0

Автомобильное масло 1,5-6,0

Олиговинилэтаноламин 0,5-1,5

Тальк или талькомагнезит 20-40

Битум остальное

Как и заявляемая, известная композиция содержит термопластичный полимер - полиэтилен и, в качестве пластификатора - минеральное автомобильное масло. Причём содержание каждого из них в композиции не превышает 3%.

Данная композиция имеет ряд недостатков.

Из-за малого содержания полиэтилена и пластификатора композиция имеет невысокие структурно-механические свойства, в частности, недостаточно высокую эластичность и низкую морозостойкость. Причём в качестве пластификатора предложено использовать только минеральное автомобильное масло. При этом утилизация отходов не предусматривалась.

Целью данного изобретения является устранение вышеуказанных недостатков, а именно:

- создание состава, обладающего улучшенными структурно-механическими свойствами, устойчивого к температурным колебаниям среды, с достаточно высокими адгезионными свойствами и хорошей эластичностью;

- создание композиции, основными компонентами которой являются отходы термопластичных полимеров, и в качестве пластификатора - отработанное минеральное масло (моторные, индустриальные, трансмиссионные).

Т.е. попутно решается задача утилизации отходов бытовых и промышленного производства.

Поставленная цель достигается благодаря преимуществам заявляемой композиции перед известным аналогом. Они заключаются в том, что в её состав вводят: вместо полиэтилена - отходы полимерных материалов, взамен автомобильного масла - отработанные минеральные масла при следующем соотношении компонентов, мас. %:

Отходы термопластичных полимеров 1,0-69

Отработанное минеральное масло 10,0-30,0

Битум остальное

Композицию готовят следующим образом.

В смеситель пропеллерного типа добавляют битум и начинают его нагревать. Затем в разогретый до температуры 125 - 200 ^оС битум при постоянном перемешивании вводят отработанное минеральное масло и отходы термопластичных полимеров: плёнку, одноразовые шприцы, системы переливания крови, одноразовую посуду, упа-

ковки и т.д. и продолжают перемешивание до получения однородной пастообразной массы.

Так готовят горячую кровельную мастику, которую используют для изготовления гидроизоляционных покрытий, а также рубероида.

При изготовлении рубероида осуществляют пропитку картона - основы мастикой, а затем полученный материал пропитывают этой же мастикой. Пропитанный и покрытый такой мастикой картон имеет повышенную биостойкость и хорошую устойчивость при воздействии атмосферных факторов.

При производстве асфальтобетона готовят связующую полимерно-битумную композицию, состоящую из отходов термопластичных полимеров, отработанного минерального масла и битума, и вводимую в количестве 5 - 7% к наполнителю (песку или гравию) и другим минеральным добавкам. Соотношение компонентов в этом случае составляет, мас. %:

Отходы термопластичных полимеров 1,0-15

Битум 60-84

Отработанное минеральное масло 10-15

Наполнитель (гравий, песок) остальное

При производстве асфальтобетона большое значение имеет качество битума, которое оказывает существенное влияние на качество и долговечность асфальтобетонных покрытий. Для улучшения этих и прочих характеристик асфальтобетона авторы предлагают композицию из модифицированного битума (полимерно-битумное вяжущее - ПБВ).

Причём в качестве модификаторов используются отходы термопластичных полимеров и отработанное минеральное масло. Количество этих материалов в композиции позволяет получить двойной эффект:

улучшение структурно-механических и адгезионных свойств композиции, повышение эластичности, морозостойкости, устойчивости к перепадам температур;

- безвозвратную утилизацию отходов полимерных материалов и отработанных минеральных масел

Существующие же технологии по приготовлению модифицированного битума предусматривают применение специально синтезируемых полимерных модификаторов типа ДСТ-30, Кратон-Д и др.

Как показали испытания, предлагаемая композиция имеет характеристики, приведённые в таблице 1.

Таблица 1

Предлагаемая композиция опробована в условиях опытной эксплуатации и проведены анализы ПБВ и смесей на его основе в лабораторных условиях.

Результаты испытаний показали, что горячая кровельная мастика соответствует требованиям ГОСТ 2889-80, а по температуре хрупкости даже превосходит их на 10-15 ^оС. Испытания асфальтобетонной смеси, приготовленной с использованием полимерно-битумного вяжущего (ПБВ), показали, что она по некоторым показателям превосходит обычный асфальтобетон. Улучшаются такие качества асфальтобетона, как эластичность, устойчивость к обратимым деформациям, морозостойкость, устойчивость к температурным перепадам, долговечность дорожных покрытий увеличивается в 1,5-2 раза.

Таблица 2

Технико-экономические расчёты показали, что стоимость ПБВ по сравнению с обычным битумом увеличивается в 1,66 раз. Но за счёт увеличения срока службы покрытия в 1,5-2 раза годовой экономический эффект в расчёте на 1 км покрытия составляет 198278,7 руб.