AT397098B

AT397098B - Verfahren zum modifizieren von bitumen mit elastomeren

Info

Publication number: AT397098B
Application number: AT68092A
Authority: AT
Inventors: Otto Ing Hartner
Original assignee: Oemv Ag
Priority date: 1992-04-02
Filing date: 1992-04-02
Publication date: 1994-01-25
Also published as: ATA68092A

Description

AT397098B

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Modifizieren von Bitumen mit Elastomeren, insbesondere Blockcopolymeren, vorzugsweise mit einem konjugierten Dienanteil, wie SBR oder besonders bevorzugt SBS, bei dem mindestens ein Elastomer mit einer organischen Quellflüssigkeit gequollen und anschließend mit Bitumen vermischt wird, nach Patent Nr. 395 719. 5 Beim Verfahren gemäß Patent Nr. 395 719 werden Polymerbitumina ohne den üblichen Einsatz von Hochschermischem erhalten, das Polymer wird unter einfachem Rühren durch Auflösung in das Bitumen eingebracht.

Bei durch Hochschermischung erhaltenen Polymerbitumina wird gegenüber Reinbitumen eine Erhöhung des Ring/Kugel-Erweichungspunktes (ERK) um etwa 2 °C pro Prozent Polymergehalt erzielt; beim 10 Auflösungsverfahren beträgt diese Erhöhung etwa das Doppelte.

Daraus resultiert eine wesentlich höhere Gebrauchsspanne der Auflösungs-Polymerbitumina. Als Gebrauchsspanne wird die Temperaturdifferenz zwischen dem ERK-Wert und dem Brechpunkt nach Fraaß bezeichnet, der das Tieftemperaturverhalten kennzeichnet Bitumina mit höherer Gebrauchsspanne haben daher eine größere Wärmestandfestigkeit; sie verformen sich bei gleichem Kälteverhalten (Rißanfälligkeitsgrenze) 15 erst bei höheren Temperaturen, was z. B. für Straßenbeläge ausschlaggebende Bedeutung hat

Nunmehr wurde gefunden, daß man durch Modifizieren des Auflösungsverfahrens nach Patent Nr. 395 719 noch bessere Ergebnisse erzielen kann, wenn man zum Quellen des Polymers eine Quellflüssigkeit auf aromatischer Kohlenwasserstoffbasis, gegebenenfalls in Mischung mit einem aromatenfreien Kohlenwasserstofföl, einsetzt 20 Das eifindungsgemäße Verfahren ist demgemäß vor allem dadurch gekennzeichnet, daß als Quellflüssigkeit ein Öl auf hocharomatischer Kohlenwasserstoffbasis, vorzugsweise bei der destillativen Furfurolextraktion von Kohlenwasserstoffgemischen erhaltene Fraktionen, gegebenenfalls in Mischung mit einem, vorzugsweise hochsiedenden, aromatenfreien Kohlenwasserstofföl, vorzugsweise auf Naphthenbasis, eingesetzt wird.

Dies bringt u. a. den Vorteil, daß insgesamt weniger Öl benötigt wird als bei Alleinverwendung von 25 aromatenfreiem Öl zum Quellen des Polymers.

Weiterhin wird eine erhöhte Stabilität des Polymerbitumen-Kolloidsystems erzielt, d. h. u. a. eine erhöhte Alterungsbeständigkeit, was auf eine verbesserte Peptisierung der Asphaltene in der homogenen Phase zurückgeführt werden kann. Somit ist die erfindungsgemäße Vorgangsweise besonders vorteilhaft bei härteren Bitumina, die einen höheren Asphaltengehalt aufweisen - z. B. B70 - und für Drainasphalte und lärmmindemde 30 Fahrbahnbeläge bevorzugt werden.

Vorteilhaft wird als Quellflüssigkeit ein Öl mit einem Aromatengehalt von über 70 % eingesetzt.

Weiterhin ist bevorzugt, daß das Elastomer unter ständigem Vermengen gequollen wird, wobei vorzugsweise die Quellflüssigkeitsmenge so gewählt wird, daß sie vollständig vom Elastomer aufgenommen wird. 35 Die Quelltemperaturen liegen günstig im Bereich von 20 bis 60 °C.

Bezogen auf das Elastomer werden günstig 50 bis 100 Masse-% Quellflüssigkeit eingesetzt.

Die Zugabe von Elastomeren zu Bitumina verändert deren Asphalten/Malten-Kolloidsystem, in dem die Maltene die homogene Phase und die Asphaltene die disperse Phase bilden. So z. B. verhält sich SBS überwiegend wie ein Asphalten und bei Zusatz einer größeren Elastomermenge zum Bitumen ist es 40 wünschenswert und unter Umständen auch erforderlich, das durch die Elastomerzugabe veränderte Kolloidsystem wieder zu stabilisieren, was durch Zugabe eines Stabilisators auf aromatischer Kohlenwasserstoffbasis erfolgt, also eines Stoffes, der der homogenen Maltenphase artverwandt ist.

Auf diese Weise wird insbesondere eine Ausfällung der dispersen Phase verhindert

Weiterhin ist somit bevorzugt, daß ein Stabilisator auf aromatischer Kohlenwasserstoffbasis vor, während 45 und/oder nach der Zugäbe des gequollenen Elastomers mit dem Bitumen vermengt wird.

Dieser Stabilisator ist bevorzugt jenes aromatische Öl, das auch als oder in der Quellflüssigkeit eingesetzt wird.

Es werden günstig mindestens etwa 20 Masse-% aromatischer Stabilisator, bezogen auf das Elastomer, eingesetzt 50 Im folgenden Beispiel wird das erfindungsgemäße Verfahren näher erläutert.

Beispiel: SBS-Granulat wird in hocharomatischem Quellöl oder Mischungen aus hocharomatischem Öl und einem hochsiedenden Naphthenöl als Quellöl bei 40 °C gequollen, bis das gesamte Öl aufgenommen ist Das erhaltene 55 glasige Granulat wird in einem Rührbehälter in heißem Bitumen (150 bis 200 °C) gelöst und nach Auflösung des SBS-Granulats weiteres hocharomatisches (chromatographisch über 70 %) Öl aus der Furfurolextraktion von Kohlenwasserstorfgemischen als Stabilisatoröl zugesetzt und erneut bis zur Homogenität gemischt.

Die erhaltenen Produkte werden bei Temperaturen von bis zu 210 °C bis zur Anwendung heiß gelagert.

Die Viskosität des Endproduktes kann durch Auswahl des Bitumens und des Elastomers sowie durch 60 Dosierung des Elastomerzusatzes, des Zusatzes an Quellöl und des Zusatzes von Stabilisatoröl gesteuert werden.

Nach der obigen Vorgangsweise werden folgende Produkte hergestellt: -2-

Claims

AT397098B Für Heißspritzanwendungen: Straßenbaubitumen B 200 24-4 % SBS 5 1,2-2 % Quellöl 1,2-2 % Stabilisatoröl Für Dünnschichtbeläge und Deckschichten: Straßenbaübitumen B100 10 24 - 4 % SBS 1,2 - 2 % Quellöl 12-2 % Stabilisatoröl Für hochstandfeste Binder bzw. Tragschichten: IS Straßenbaubitumen B100 oder B 70 3 - 5 % SBS 14 - 24 % Quellöl 14 - 24 % Stabilisatoröl 20 - Für Drainasphalte und lärmmindemde Asphalte: Straßenbaubitumen B 100 oder B 70 3 - 6 % SBS 14 - 3 % Quellöl 14 - 34 % Stabilisatoröl PATENTANSPRÜCHE 30 1. Verfahren zum Modifizieren von Bitumen mit Elastomeren, insbesondere Blockcopolymeren, vorzugsweise 33 mit einem konjugierten Dienanteü, wie SBR oder besonders bevorzugt SBS, bei dem mindestens ein Elastomer mit einer organischen Quellflüssigkeit gequollen und anschließend mit Bitumen vermischt wird, nach Patent Nr. 39S 719, dadurch gekennzeichnet, daß als Quellflüssigkeit ein Öl auf hocharomatischer Kohlenwasserstoffbasis, vorzugsweise bei der destillativen Furfurolextraktion von Kohlenwasserstoffgemischen erhaltene Fraktionen, gegebenenfalls in Mischung mit einem, vorzugsweise hochsiedenden, aromatenfreien 40 Kohlenwasserstofföl, vorzugsweise auf Naphthenbasis, eingesetzt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Elastomer unter ständigem Vermengen gequollen wird, wobei vorzugsweise die Quellflüssigkeitsmenge so gewählt wird, daß sie vollständig vom Elastomer aufgenommen wird. 45
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Elastomer bei Temperaturen von 20 bis 60 °C gequollen wird.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß 50 bis 100 Masse-% Quellflüssigkeit, 50 bezogen auf das Elastomer, eingesetzt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Stabilisator auf aromatischer Kohlenwasserstoffbasis vor, während und/oder nach der Zugabe des gequollenen Elastomers mit dem Bitumen vermengt wird. 55
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Stabilisator bei der destillativen Furfurolextraktion von Kohlenwasserstoffgemischen erhaltene Fraktionen eingesetzt werden.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß Fraktionen aus der destillativen 60 Furfurolextraktion von Kohlenwasserstoffgemischen mit einem hohen Aromatengehalt, insbesondere über 70 %, eingesetzt werden. -3- AT 397 098 B
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens etwa 20 Masse-% aromatischer Stabilisator, bezogen auf das Elastomer, eingesetzt werden. -4-