CS16592A3 - Bitumen and polymer mixtures and process for preparing thereof - Google Patents
Bitumen and polymer mixtures and process for preparing thereof Download PDFInfo
- Publication number
- CS16592A3 CS16592A3 CS92165A CS16592A CS16592A3 CS 16592 A3 CS16592 A3 CS 16592A3 CS 92165 A CS92165 A CS 92165A CS 16592 A CS16592 A CS 16592A CS 16592 A3 CS16592 A3 CS 16592A3
- Authority
- CS
- Czechoslovakia
- Prior art keywords
- bitumen
- polymer
- mixture
- weight
- anhydride
- Prior art date
Links
- 229920002959 polymer blend Polymers 0.000 title claims abstract description 13
- 239000010426 asphalt Substances 0.000 title claims description 64
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title abstract description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 84
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 25
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims abstract description 25
- 150000008064 anhydrides Chemical class 0.000 claims abstract description 21
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims abstract description 17
- 125000001931 aliphatic group Chemical group 0.000 claims abstract description 11
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 43
- FPYJFEHAWHCUMM-UHFFFAOYSA-N maleic anhydride Chemical compound O=C1OC(=O)C=C1 FPYJFEHAWHCUMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 229920001400 block copolymer Polymers 0.000 claims description 10
- OFOBLEOULBTSOW-UHFFFAOYSA-N Propanedioic acid Natural products OC(=O)CC(O)=O OFOBLEOULBTSOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 150000001993 dienes Chemical class 0.000 claims description 7
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 6
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 6
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 claims description 5
- 239000011976 maleic acid Substances 0.000 claims description 5
- VZCYOOQTPOCHFL-UPHRSURJSA-N maleic acid group Chemical group C(\C=C/C(=O)O)(=O)O VZCYOOQTPOCHFL-UPHRSURJSA-N 0.000 claims description 5
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 claims description 5
- 229920002725 thermoplastic elastomer Polymers 0.000 claims description 5
- VZCYOOQTPOCHFL-UHFFFAOYSA-N trans-butenedioic acid Natural products OC(=O)C=CC(O)=O VZCYOOQTPOCHFL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 3
- 239000000178 monomer Substances 0.000 claims description 3
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 claims description 3
- 229920002554 vinyl polymer Polymers 0.000 claims description 3
- 239000005062 Polybutadiene Substances 0.000 claims description 2
- 238000010790 dilution Methods 0.000 claims description 2
- 239000012895 dilution Substances 0.000 claims description 2
- 229920002857 polybutadiene Polymers 0.000 claims description 2
- PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N Styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1 PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- 206010028980 Neoplasm Diseases 0.000 claims 1
- 150000001990 dicarboxylic acid derivatives Chemical class 0.000 claims 1
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 claims 1
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 claims 1
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 abstract description 7
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 26
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 24
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 14
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 12
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 description 6
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 6
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 5
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 4
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 3
- VXNZUUAINFGPBY-UHFFFAOYSA-N 1-Butene Chemical compound CCC=C VXNZUUAINFGPBY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- JQMFQLVAJGZSQS-UHFFFAOYSA-N 2-[4-[2-(2,3-dihydro-1H-inden-2-ylamino)pyrimidin-5-yl]piperazin-1-yl]-N-(2-oxo-3H-1,3-benzoxazol-6-yl)acetamide Chemical compound C1C(CC2=CC=CC=C12)NC1=NC=C(C=N1)N1CCN(CC1)CC(=O)NC1=CC2=C(NC(O2)=O)C=C1 JQMFQLVAJGZSQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 2
- 230000005587 bubbling Effects 0.000 description 2
- MTAZNLWOLGHBHU-UHFFFAOYSA-N butadiene-styrene rubber Chemical compound C=CC=C.C=CC1=CC=CC=C1 MTAZNLWOLGHBHU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 2
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 229920006132 styrene block copolymer Polymers 0.000 description 2
- ROGIWVXWXZRRMZ-UHFFFAOYSA-N 2-methylbuta-1,3-diene;styrene Chemical compound CC(=C)C=C.C=CC1=CC=CC=C1 ROGIWVXWXZRRMZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002367 Polyisobutene Polymers 0.000 description 1
- 239000002174 Styrene-butadiene Substances 0.000 description 1
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 1
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 1
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 150000001991 dicarboxylic acids Chemical class 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 1
- 229920001519 homopolymer Polymers 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 150000002736 metal compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000012764 mineral filler Substances 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 239000000049 pigment Substances 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- LVTJOONKWUXEFR-FZRMHRINSA-N protoneodioscin Natural products O(C[C@@H](CC[C@]1(O)[C@H](C)[C@@H]2[C@]3(C)[C@H]([C@H]4[C@@H]([C@]5(C)C(=CC4)C[C@@H](O[C@@H]4[C@H](O[C@H]6[C@@H](O)[C@@H](O)[C@@H](O)[C@H](C)O6)[C@@H](O)[C@H](O[C@H]6[C@@H](O)[C@@H](O)[C@@H](O)[C@H](C)O6)[C@H](CO)O4)CC5)CC3)C[C@@H]2O1)C)[C@H]1[C@H](O)[C@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O1 LVTJOONKWUXEFR-FZRMHRINSA-N 0.000 description 1
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 239000011115 styrene butadiene Substances 0.000 description 1
- 229920003048 styrene butadiene rubber Polymers 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10C—WORKING-UP PITCH, ASPHALT, BITUMEN, TAR; PYROLIGNEOUS ACID
- C10C3/00—Working-up pitch, asphalt, bitumen
- C10C3/02—Working-up pitch, asphalt, bitumen by chemical means reaction
- C10C3/026—Working-up pitch, asphalt, bitumen by chemical means reaction with organic compounds
-
- 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
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Description
Λ 4'72. ji*' 1 τ» •Ό - 1 -
Směsi bitumenu a polymeru a způsob jejiclj .'připraný i i
Oblast techniky t ♦ «< ro il tc
Vynález se týká způsobu přípravy bituminózních směsí s pří-davkem termoplastického polymeru, které jsou stabilní při skla-dování a mají zlepšené vlastnosti. Tento způsob spočívá ve zpra-cování bitumenu a polymeru s nenasycenou dikarboxylovou alifa-tickou kyselinou nebo jejím anhydridem.
Dosavadní stav techniky
Modifikování bitumenu polymery a zvláště termoplastickýmipolymery je velmi používaný způsob jak zlepšit aplikační vlast-nosti bitumenu a zejména jeho flexibilitu, jeho elastické vlast-nosti při nízké teplotě, jeho odolnost vůči vysokoteplotní defor-maci, jeho adhezní a kohezní vlastnosti a jeho trvanlivost.
Například USA patent No. 4 217 259 doporučuje používat sy-metrické radiální kopolymery skládající se z bloků dienu a aro-matických vinylových bloků; USA patent No. 4 585 316 doporučujepoužívat blokové kopolymery z monoalkenylaromatických a konju-govaných diolefinů; USA patent doporučuje používat 1-butenovéhomopolymery a kopolymery; USA patent pak s No. 3 615 830 homo-polymery z isoolefinů, zvláště polyisobutenu. UK patent 1 50S 420 popisuje směsi bitumenu mající karboxy-lové a/nebo anhydridové skupiny, s: a) kopolymerem (1) majícím stejné funkční skupiny, a/nebo b) kopolymerem (2) majícím alespoň dvě funkční skupiny jiné nežkarboxylové.
Spojené směsi se připraví reakcí směsi modofikovaného bitumenua kopolymeru (1) s kovovou sloučeninou nebo reakcí modifikova-ného bitumenu s kopolymerem (2).
Směs modifikovaného bitumenu a kopolymeru (1) může býtvhodně připravena reakcí maleinanhydridu se směsí nemodifikova-ného bitumenu a nemodifikovaného kopolymeru.
Jako nejúčinnější polvmerní aditiva se jeví blokové kopo-lymery styren-diolefin, zvláště styren-butadien a styren-isop-ren. Japonský patent No. 115354/81 popisuje zpracování bitumi-nózních směsí s blokovým kopolymerem s dikarboxylovou kyselinounebo jejím derivátem. 2
Směsi bitumenu a polymeru získané tímto způsobem mají lep-ší vlastnosti než bitumeny jako takové, mají však naopak takénevýhody spočívající v jejich fyzikální inkompatibilitě. Tatoinkompabilita se projevuje v nízké stabilitě při skladování ta-kových směsí bitumenu a polymeru, které během skladování utvořídvoufázový systém, v němž je vrchní fáze bohatá na polymer aspodní fáze je bohatá na bitumen.
Tyto nevýhody zatím omezují široké používání polymerů přiformulování bitumenů, protože složky se rozdělují do fází; k to-muto rozdělování dochází rychle za normálních skladovacích pod-mínek při teplotě v rozmezí od 120 °C do ISO °C a tím je znemož-něno používání takových směsí jindy než ihned po jejich formu-laci .
Podstata vynálezu
Bylo objeveno, že takové směsi bitumenu a polymeru, kteréjsou stabilní při skladování, lze získat reakcí bituminózníchsměsí obsahujících termoplastický polymer a zvláště blokový ko-polymer vinylaromatický-diolefinický s dikarboxylovou alifatic-kou kyselinou nebo jejím anhydridem za použití vybraných reakč-ních podmínek a zvláště vhodně zvolených hodnot reakční teploty.
Prvním aspektem tohoto vynálezu je způsob výroby bituminóz-ních směsí s přídavkem termoplastického polymeru, které jsoustabilní při skladování, přičemž se za stejnou dobu zlepší cel-kově jejich vlastnosti. Tento způsob spočívá ve vzájemném půso-bení směsí bitumenu a polymeru a nenasycené alifatické dikarbo-xylové kyseliny nebo jejího anhydridu v inertním prostředí přiteplotě alespoň 190 C až do získání stabilních směsí.
Stabilní směsi získané podle tohoto způsobu jsou charakteri-zovány celkově zlepšenými vlastnostmi a oxidační stabilitou; lzeje použít jako takové nebo je výhodné je zředit dalším čerstvýmbitumenem a takto se získají směsi, které mají nízký obsah adi-tiv ale které mají rovnoměrnou stabilitu při skladování a jsoutedy dobře skladovatelné.
Tyto tři složky (bitumen, polymer, nenasycená kyselina ne-bo anhydrid) mohou být účinně promíchávány simultánně nebo semůže míchání provádět za postupného přidávání složek.
Podle tohoto vynálezu je výhodné přidávat kyselinu (neboodpovídající anhydrid) k bitumenu a poté následně termoplastic-ký polymer. - 3 - Dále je podle vynálezu výhodné přidávat polymer k bitumenua kyselinu (nebo odpovídající anhydrid) se pak přidává po při-měřené odpovídající době.
Neuspokojivé výsledky byly získány, jestliže byl k bitume-nu přidáván termoplastický polymer který byl dříve upraven toužnenasycenou dikarboxylovou alifatickou kyselinou nebo jejím an-hydridem.
Teplota, při které se realizuje způsob podle tohoto vyná-lezu, leží v rozmezí od 190 °C do 240 °C, optimální teplota jetaké závislá na tekutosti bitumenu*
Doba, potřebná pro reakci mezi polymerem, bitumenem a ky-selinou (nebo odpovídajícím anhydridem) se celkově pohybuje mezidvěma a šesti hodinami a je též závislá na teplotě, která bylapro reakci vybrána.
Obojí bitumen - původní i následně přidávaný pro možné ře-dění - jsou obvyklého typu, jaký se normálně používá pro aplika-ce na silnice a mohou být buá stejné nebo odlišné a volí se nazákladě aplikačních kritérií. Mohou být připraveny tak, že sesmíchají dohromady různé bitumeny nebo bituměny a jiné produk-ty které jsou buá ropného původu nebo jiného než ropné- ho původu.
Podle vynálezu náleží polymer, který se přidává k bitumenu,mezi termoplastické elastomery a je to blokový polymer sestáva-jící z bloků v nichž jsou mnnomerní jednotky vinyl-aromatickýuhlovodík a bloky z kojugovaných dienových monomerních jednotek,polymer bývá s výhodou blokový kopolymer sestávající z polysty-rénových bloků a bloků polymerovaných nenasycených dienů, s vý-hodou je to polybutadien, podíl polystyrénových bloků bývá me-zi 20 % a 40 % a výhodný je mezi 25 % a 35
Relativní molekulová hmotnost tohoto blokového kopolyraeruse pohybuje obecně v rozmezí mezi 50 000 a 1 000 000, s vý-hodou mezi 100 000 a 800 000. Užitečné množství polymeru při-dávaného k bitumenu je mezi 4 % hmotnostními a 15 % hmotnost-ními. Větší množství není účelné přidávat, nebot tím vzrůstáviskozita systému na nepřijatelné hodnoty. Pokud by se však vy-cházelo z tak vysokých procent, je možné snížit viskozitu sys-tému použitím bitumenů s podstatně větší tekutostí nebo fluidač-ních činidel, běžně obsažených v různých průmyslových způsobechvýroby bitumenů.. - 4 -
Podle vynálezu je výhodné, jestliže nenasycená dikarboxylová alifatická kyselina (nebo její odpovídající anhydrid) je kyšelina maleinová nebo maleinanhydrid, přičemž se užitečné množstvítéto látky pohybuje od 2 % hmotnostních do 12 % hmotnostních»
Nenasycený anhydrid (nebo odpovídající nenasycená dikarbo-xylová kyselina) pravděpodobně působí jako činidlo kompaktnostitím, že podporuje interakce mezi složkami směsi. V každém pří-padě toto zpracování eliminuje určitou inkompabilitu mezi bitumenem a polymerem, která je zodpovědná za jejich separování. Výs-ledná směs je stabilní při skladování (je tedy skladovatelná),má zlepšené reologické vlastnosti a je stabilní vůči oxidaci.
Podle tohoto vynálezu je druhý aspekt příprava směsi bitu-menu a polymeru, která je stabilní při skladování, spočívajícív interagování bitumenu (a to za podmínek výše uvedených) s: - polymerem náležejícím mezi termoplastické elastomery, s výho- dou je to blokový kopolymer styren-konjugovaný dien, -as nenasycenou dikarboxylovou alifatickou kyselinou (nebo od- povídajícím anhydridem).
Do takto získané stabilní směsi bitumenu a polymeru, kterábyla zpracována s kyselinou (nebo odpovídajícím anhydridem) mo-hou být zavedena další aditiva podle finálního využití. Napřík-lad jestliže se bituminózní směsi mají použít na nátěry, mohouse k nim přidat plniva, pigmenty, zhášecí prostředky atd.
Stabilní směsi bitumenu a polymeru podle vynálezu jsou všakužitečné nejvíce na silničních površích, což je jejich největšívyužití. Při takovéto aplikaci se směs bitumenu a polymeru míchás minerálními plnivy jako je kamenivo, štěrk apod. s vWnou veli-kostí částic. Následující Příklady poskytují lepší a bližší objasnění to-hoto vynálezu. Příklady provedení vynálezu Příklad 1
Směsi s vysokým obsahem polymeru
Stabilní směsi bitumenu a polymeru s vysokým obsahem poly-meru se s výhodou připravují podle následujícího postupu. K hor-kému bitumenu se přidá reaktivní substance a polymer. Tato směsse udržuje po dobu dvou až pěti hodin při teplotě od 190 °C do - 5 - 200 °C pod atmosférou dusíku* Množství dikarboxylové alifatic-ké kyseliny (nebo odpovídajícího anhydridu) se pohybuje mezi2 % hmotnostními a 10 % hmotnostními a množství polymeru je me-zi 4 % hmotnostními až 15 % hmotnostními. Mírná modifikace to-hoto způsobu spočívá v předchozím dispergování polymeru v bitu-menu asi 15 minut a pak se přidá anhydrid (nebo odpovídajícíkyselina)* Tímto způsobem získaná směs se míchá přibližně podobu čtyř hodin při teplotě od 190 °C do 200 °C« U finálních směsí byly určovány tyto vlastnosti: penetra-ce při 25 °C pomocí metody ASTM D5, stanovení kroužek-kuličkabodu měknutí při 0 °C metodou ASTM 036, Fraassův křehký lompodle 1« P« No. 80. Stabilita směsí při skladování se určova-la tak, že se směsí naplnily válcovité nádrže za zkušebníchpodmínek a skladovaly se pod inertní atmosférou při regulovanéteplotě. Po určitém časovém období se změřil bod měknutí v hor-ní vrstvě a ve vrstvě u dna. Směs je více homogenní když jsoutyto body měknutí blízké.
Směs A 9 % hmotnostních blokového kopolymeru SBS (styren/butadi-en/styren) s průměrnou relativní molekulovou hmotností 230 000obsahujícího 30 % polystyrénových bloků a 70 % polybutadleno-vých bloků se přidá spolu se 7 % maleinanhydridu k bitumenu ja-kosti 180/200. Tato směs se ohřeje na teplotu 190 °C po dobu15 minut se míchá turbínovým míchadlem. Pak se míchá normálnímzpůsobem při teplotě 190 °C po dobu dvou hodin pod dusíkem.Penetrace takto získaného produktu je 55 dmm. Po skladování podobu 72 hodin při teplotě 170 °C sě změřily body měknutí vevrchní části a u dna. Jejich hodnoty byly 133 °C a 132 °G, cožukazuje, že směs je stabilní a nedochází k žádným separačnímnebo sedimentačním jevům.
Směs B «μμμμβμμμ··* 9 % blokového kopolymeru SBS použitého v Příkladu 1 a7 % maleinanhydridu se přidá k bitumenu jakosti 180/200. Tatosměs se ohřeje na teplotu 190 °C a míchá se turbínovým míchad-lem. Poté pokračuje normální míchání po dobu jedné hodiny přiteplotě 190 °C za probublávání dusíkem pro odstraněni přebyt-ku maleinanhydridu. Směs ee pak dále udržuje po další hodinupři teplotě 190 °<3 pod dusíkovou atmosférou. Vlastnosti tétobituminózní směsi jsou: - 6 - - penetrace: 70 dmm; - Fraassův křehký lom: - 25 °C; - bod měknutí po 72 hodinách při 170 °C: vrchol 120 °C, dno 118 °C.
Také v tomto případě ukazují zanedbatelné rozdíly mezibody měknutí stabilitu směsi při skladování.
Směs C 9 % blokového kopolymeru S3S a 3 % maleinanh.ydridu se při-dá k bitumenu jakosti 180/200.
Tato směs se míchá po dobu čtyř hodin při teplotě 200 °Cve statické dusíkové atmosféře,po dobu jedné hodiny při teplotě200 °C pak pod proudem dusíku. Penetrace získané směsi je 62 dmm.Bod měknutí po 72 hodinách skladování při teplotě 170 °C je104 °C jak u vrcholu tak i u dna.
Směs D
Postupuje se jako při přípravě Směsi C, avšak přidá se6 % maleinanhydridu a 6 % kopolymeru SBS. Finální směs má nás-ledující vlastnosti: - penetrace: 75 dmm; - Fraassův křehký lom: - 20 °C; - bod měknutí po 72 hodinách při teplotě 170 °C: vrchol 118 °C, dno 118 °C.
Směs D2 200 g bitumenu jakosti 180/200 se zpracuje s 13,6 g kopo-lymeru SBS a 14,2 g kyseliny maleinové při tepláš 200 °C po do-bu čtyři hodiny v dusíkové atmosféře a po dobu jedné hodiny zaprobublávání dusíkem. Výsledný produkt má následující vlast-nosti: - penetrace: 71 dmm; - kroužek-kulička; 119; - penetrační index: 9,24; - bod měknutí po 72 hodinách skladování při 170 °C: vrchol 120 °C, dno 123,8 °C.
Pouze nepatrný rozdíl mezi body měknutí ukazuje, že nedo-chází k separaci žádné složky. - 7 - Příklad 2
Směsi s nízkým obsahem polymeru
Tyto směsi se připraví podle následujícího způsobu* Bi-tumen se ohřeje, přidá se k němu polymer a maleinanhydrid (ne-bo kyselina maleinová) a směs se podrobí reakci po dobu mezičtyřmi hodinami a šesti hodinami a při teplotě přibližně od190 °C do 200 °C« Množství maleinanhydridu (nebo kyseliny ma-leinové) které se použije je mezi 4 % hmotnostními a 6 % hmot-nostními a množství použitého polymeru je mezi 8 % hmotnostní-mi a 12 % hmotnostními - vztaženo na hmotnost finální směsi.Získaný produkt může být použit jako takový a má výborné vlast-nosti nebo jej lze ředit různým množstvím čerstvého bitumenu,jak ukazují následující příklady.
Zvláště výhodnou modifikací je přidat polymer k bitumenu,
A A který se hřeje pod dusíkem na teplotu mezi 200 C a 240 Ca míchat tuto směs přibližně po dobu 30 minut pro úplnou homo-genizaci polymeru. Anhydrid (nebo odpovídající kyselina) se pakpřidává přibližně po dobu 5 minut a následuje reagování po dobudvou hodin. Získanou směs pak lze ředit čerstvým bitumenem apodrobit míchání po dobu dalších 15 minut.
Směs E 6 % maleinanhydridu a 9 % polymeru SBS se přidá k bitume-nu jakosti 180/200.
Tato směs se míchá po dobu čtyř hodin při teplotě 200 °Cv dusíkové atmosféře a po dobu dalších dvou hodin při teplotě200 °C avšak pod proudem dusíku.
Ke 100 dílům získané směsi se přidá dalších 50 dílů bitu-menu jakosti 180/200. Finální směs se homogenizuje ještě něko-lik minut za promíchávání. Tato finální směs má následujícívlastnosti: - penetrace: 78 dmm; - bod měknutí: 112 °C; - penetrační index: + 8,98; - Fraassův křehký lom: - 22 °C; - bod měknutí po 72 hodinách skladování při 170 °C: vrchol 113 °C, dno 112 °C. - 8 -
Směs F
Ke 200 dílů produktu Směsi E se přidá dalších 50 dílů bitu- menu jakosti 180/200o Tato nová směs se homogenizuje mícháním za horka po několik minut.
Finální vlastnosti jsou následující: - penetrace: 92 dmm; - bod měknutí: 96 °C; - penetrační index: + 8,06; - bod měknutí po 72 hodinách skladování při 170 °C: vrchol 96 °G, dno 96 °C.
Směs G
Ke 200 dílů produktu Směsi E se přidá 50 dílů bitumenu ja-kosti 180/200 a 50 dílů bitumenu jakosti 80/100. Tato nová směsse po několik minut homogenizuje.
Finální směs má následující vlastnosti: - penetrace: 95 dmm; - bod měknutí: 91,5 °C; - penetrační index: + 7,69; - bod měknutí po 72 hodinách skladování při 170 °C: vrchol 92 °C, dno 91 °C.
Směs H K bitumenu jakosti 180/200 se přidá 4 % maleinanhydridu a9 % kopolymeru SBS. Tato směs se míchá turbínovým míchadlem po dobu 15 minut při teplotě 190 °C v dusíkové atmosféře. Směs se udr-žuje za stálého normálního míchání při teplotě 200 °C po dalšídvě hodiny v dusíkové atmosféře a konečně po dobu dvou hodin přiteplotě 200 °C pod proudem dusíku. Takto získaný produkt se ře-dí v poměru 1:1 dalším bitumenem jakosti 180/200.
Byly získány následující vlastnosti: - penetrace: 110 dmm; - bod měknutí: 100 °C; - penetrační index: + 9,05; - bod měknutí po 72 hodinách skladování při 170 °C: vrchol 98 °C, dno 97 °C.
Směs I
Způsob přípravy je jako u Směsi K. Stabilní směs bitumenua polymeru se pak ředí dvěma díly bitumenu jakosti 180/200.
Byly získány následující vlastnosti: - penetrace: 134 dmm; - 9 - - bod měknutí po pěti dnech skladování při 170 °C: vrchol 62 °C, dno 61 °C,
Směs L
Způsob přípravy je jako u Směsi H„ Stabilní směs bitumenua polymeru se pak ředí jedním dílem bitumenu jakosti 80/100 ajedním dílem bitumenu jakosti 180/200. Finální směs má obsah po-lymeru SBS od 3 % a maleinanhydridu od 1,3
Byly získány následující vlastnosti: - penetrace: 102 dmm; -bod měknutí: 86 °C; - Fraassův křehký lom: - 18 °C; - penetrační index: 7,31; - bod měknutí po pěti dnech skladování při 170 °C: vrchol 88,5 °C, dno 87,5 °C.
Směs M
Kopolymer SBS (8,1 hmotnostních dílů) se přidá k bitumenujakosti 180/200 (88,3 hmotnostních dílů) a směs se míchá při tep-lotě 225 °C v dusíkové atmosféře, dokud není polymer dokonale ho-mogenizován. Pak se přidá maleinanhydrid (3,6 hmotnostních dílů)a směs se nechá reagovat po dobu dvou hodin při teplotě 225 °Cv dusíkové atmosféře. Jeden díl tohoto produktu se ředí 3,5ti dí-ly bitumenu jakosti 80/100 a míchání pokračuje po dobu 20 minutpři teplotě 170 °C. Získá se bitumen následujících vlastností: - penetrace při 25 °C: 86 dmm; - bod měknutí: 53 °C; - penetrační index: 1,0; - Fraassův křehký lom: - 15 °C; - bod měknutí po patnácti dnech skladování při 170 °C: vrchol 51,9 °C, dno 51,6 °C, takto získaná směs je také stabilní vůči oxidaci, jak ukazují ·následující údaje: - viskozita při 60 °C: 3170 P; - viskozita při 60 °C po stárnutí na tenké vrstvě (ASTM D 2872): 4640 P; - vzrůst viskozity: 46 %.
Stejný bitumen bez aditiva má následující vlastnosti: - viskozita před testem: 1350 P;
- viskozita po testu: 2560 P - vzrůst viskozity: 90 %. 10 - Příklad 3 (srovnávací) 9 % polymeru SBS použitého v předchozích Příkladech se při-dá k bitumenu jakosti 180/200 a disperguje pomocí turbínovéhomíchadla při teplotě 180 °C. Tato směs se pak míchá po dobu dvouhodin při teplotě 200 °C.
Po 24 hodinách se pozoruje, že se již objeví oddělené fáze,bod měknutí u vrcholu je 115 °C a u dna 96 °G.
Po 120 hodinách uskladnění při teplotě 170 °C je separovánífází potvrzeno; bod měknutí u vrcholu je 117 °C a u dna 60 °C. Příklad 4 (srovnávací)
Polymer SBS použitý v předcházejících příkladech se roubuje7 % maleinanhydridu. Takto získaný modifikovaný polymer se přidák objemu 6 % směsi bitumenu jakosti 180/200 a bitumenu jakosti80/100. Tato směs se homogenizuje pomocí turbínového míchadla přiteplotě 190 °C po dobu 30 minut. Výsledná směs měla následující vlastnosti: - penetrace: 83 dmm; - kroužek-kulička: 45,3 °C; - penetrační index: - 1,08; - bod měknutí po 24 hodinách skladování při 170 °C: vrchol 88 °C, dno 45 °C. Příklad 5 (srovnávací)
Bitumen jakosti 80/100 se zpracuje při teplotě 250 °C po do-bu 90 minut pod dusíkem s 4 % polymeru SBS použitého v předcháze-jících testech. Výsledná směs mela následující vlastnosti: - penetrace: 75 dmm; - kroužek-kulička: 58 °C; - penetrační index: 1,73; - Fraassův křehký lom: - 17 °C. Příklad 5-2 (srovnávací) 95,7 dílů bitumenúzní směsi sestávající z 65 % bitumenu ja- kosti 30/100 a 35 % bitumenu jakosti 180/200 se zpracuje se 11 4,3 díly téhož SBS polymeru jaký byl použit v předcházejícíchpříkladech po dobu 75 minut při teplotě 250 °C pod dusíkem. Výsledná směs měla následující vlastnosti: - penetrace: S5 dmm; - kroužek-kulička: 59 °C; - penetrační index: 2,34. Údaje v Příkladu 5 a v Příkladu 5-2 byly porovnány s údajipro Směs L, Z toho je patrno, že zpracování směsi bitumenu apolymeru SBS s maleinanhydridem a následující ředění této směsičerstvým bitumenem dává bitumeny, které mají kromě nesporně lep-ší stability při skladování také nesporně lepší účinnost a vlastnosti než ty, které byly zpracovány pouze s polymerem SBS„.
Průmyslová využitelnost
Směsi bitumenu a polymeru připravené způsobem podle vynále-zu jsou vysoce stabilní a jsou využitelné pro svoje zlepšenévlastnosti nejvíce pro aplikace na silničních površích, dáleza použití dalších aditiv, plniv apod. například pro nátěry.
Claims (8)
12 o XJ <> ‘ O 'ro O 4x>< PATENTOVÉ NÁíjO j < -< mr 4-< .L_:
1. Způsob přípravy bituminozních směsí^obsaEujicTčh přídavektermoplastického polymeru, které jsou stabilní při skladová-ní a způsob celkového zlepšení jejich vlastnosti, vyzna- čující tím, že uvedená reakční směs bitumenu a polymeru reaguje s nenasycenou dikarboxylovou alifatickoukyselinou nebo s odpovídajícím anhydridem v inertním prostře- dí při teplotě od alespoň 190 °G až do získání stabilníchsměsí.
2. Způsob podle bodu 1, vyznačující se tím, žereakční teplota se pohybuje v rozmezí od 190 °C do 240 °Ca reakční doba se pohybuje v rozmezí od dvou do šesti hodin.
3. Způsob podle bodu 1,vyznačující se tím, žeoba bitumeny, tedy jak výchozí bitumen tak bitumen následněpoužitý pro možné ředění, které mohou být stejné nebo odliš-né, jsou typy bitumenů běžně používané pro silnice. Tyto bi-tumeny se volí na základě vhodných aplikačních kritérií amohou být připraveny společným smícháním různých bitumenůnebo bitumenů a jiných produktů, které mohou být ropného ne-bo jiného původu.
4. Způsob podle bodu 1,vyznačující se tím, žepolymer, přidávaný k bitumenu, patří mezi termoplastickéelastomery a je to blokový kopolymer, sestávající z blokůtvořených vinyl-aromatickými monomerními jednotkami a z blo-ků konjugovaných dienových monomerních jednotek.
5. Způsob podle bodu 4, vyznačující se tím, žetermoplastický elastomer je blokový kopolymer, sestávající z polystyrénových bloků a z bloků polymerizovaného nenasyce-ného dienu, s výhodou polybutadienuj procentuální obsah po-lystyrénových bloků bývá mezi 20 % a 40 % a výhodný je ob-sah mezi 25 % a 35 %·
6. Způsob podle bodu 4 nebo 5,vyznačující se t í m, že relativní molekulová hmotnost uvedeného blokovéhokopolymeru je mezi hodnotou 50 000 a 1 000 000 a výhodnáje mezi hodnotou 100 000 a 800 000. - 13 - 7o Způsob podle bodu 1, vyznačující se tím, žeužitečné množství přidávaného polymeru je mezi 2 % a 20 %hmotnostními a s výhodou mezi 4 % a 15 % hmotnostními.
8. Způsob podle bodu 1,vyznačující se tím, ženenasycená dikarboxylová alifatická kyselina nebo odpovídají·anhydrid je kyselina maleinová nebo maleinanhydrid. 9 o Způsob podle bodu 1, vyznačující se tím, žeužitečné množství uvedené nenasycené dikarboxylové kyselinynebo odpovídajícího anhydridu se obecně pohybuje celkově me-zi 0,5 % a 20 % hmotnostními a s výhodou mezi 2 % a 20 %hmotnostními.
10. Směs bitumenu a polymeru stabilní při skladování podle bodu1 až 9, připravená reagováním bitumenu s: - polymerem patřícím mezi termoplastické elastomery, s vý- hodou je to blokový kopolymer styren-konjugovaný dien-as nenasycenou dikarboxylovou alifatickou kyselinou nebo s odpovídajícím anhydridem.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ITMI910169A IT1244685B (it) | 1991-01-24 | 1991-01-24 | Miscele di bitume polimero e procedimento per la loro preparazione |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CS16592A3 true CS16592A3 (en) | 1992-08-12 |
| CZ283314B6 CZ283314B6 (cs) | 1998-02-18 |
Family
ID=11358245
Country Status (10)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5225462A (cs) |
| EP (1) | EP0496457B1 (cs) |
| AT (1) | ATE102987T1 (cs) |
| CZ (1) | CZ283314B6 (cs) |
| DE (1) | DE69200069T2 (cs) |
| DK (1) | DK0496457T3 (cs) |
| ES (1) | ES2051142T3 (cs) |
| HU (1) | HU211092B (cs) |
| IT (1) | IT1244685B (cs) |
| PL (1) | PL167978B1 (cs) |
Families Citing this family (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2658524B1 (fr) * | 1990-02-21 | 1992-05-15 | Inst Francais Du Petrole | Compositions bitumineuses renfermant des residus de polymeres thermoplastiques avec des mousses polyurethanes et des resines thermodurcies, ainsi que leur procede de preparation. |
| FR2703063A1 (fr) * | 1993-03-26 | 1994-09-30 | Elf Antar France | Compositions bitume/polymère non gélifiables et stables au stockage à température élevée, leur procédé de préparation et leur application à la production de liants bitume/polymère pour revêtements. |
| IT1270962B (it) * | 1993-08-19 | 1997-05-26 | Euron Spa | Procedimento per rendere stabili allo stoccaggio miscele di bitume e polimero |
| IT1270963B (it) * | 1993-08-19 | 1997-05-26 | Euron Spa | Procedimento per stabilizzare miscele di bitume e polimero |
| AU694818B2 (en) * | 1994-11-21 | 1998-07-30 | Shell Internationale Research Maatschappij B.V. | Bitumen compositions |
| US5719216A (en) * | 1995-05-22 | 1998-02-17 | Shell Oil Company | Preparation process for polymer-modified bitumen |
| FR2740138B1 (fr) * | 1995-10-19 | 1997-11-21 | Elf Aquitaine | Elastomere fonctionnalise par des groupements carboxyliques ou esters greffes et son application a la production de compositions bitume/elastomere fonctionnalise utilisables pour la realisation de revetements |
| FR2852018B1 (fr) | 2003-03-07 | 2005-04-29 | Liant bitumineux et son procede de preparation. | |
| US20060089429A1 (en) * | 2004-10-22 | 2006-04-27 | Fina Technology, Inc. | Use of inorganic acids with crosslinking agents in polymer modified asphalts |
| EP2166039A1 (en) * | 2008-09-19 | 2010-03-24 | Ceca S.A. | Preparation process of asphalt mixtures |
| IT1391662B1 (it) | 2008-11-10 | 2012-01-17 | Eni Spa | Miscele bituminose ad alto contenuto di polimero |
| IT1395355B1 (it) | 2009-07-23 | 2012-09-14 | Eni Spa | Procedimento per la preparazione di una miscela bituminosa ad elevata lavorabilita' |
| DE102009044771A1 (de) | 2009-12-04 | 2011-06-09 | Bühler, Hans-Joachim, Dr. | Verfahren zum werkstoffähnlichen Recycling von Elastomer enthaltenden Abfällen aus der Flexodruckplattenverarbeitung |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3615830A (en) * | 1969-08-13 | 1971-10-26 | Union Carbide Corp | Zinc additive in nickel cadmium cells |
| FR2102024A5 (cs) * | 1970-09-04 | 1972-03-31 | Huels Chemische Werke Ag | |
| GB1508420A (en) * | 1974-03-28 | 1978-04-26 | Shell Int Research | Compositions comprising bitumens and(co)polymers and products comprising bitumens chemically coupled with(co)polymers and their preparation |
| NL7503612A (nl) * | 1974-03-28 | 1975-09-30 | Shell Int Research | Werkwijze ter bereiding van bitumen/polymeer- koppelingsprodukten. |
| US4217259A (en) * | 1977-09-30 | 1980-08-12 | Phillips Petroleum Company | Asphaltic concrete compositions comprising diene/vinyl aromatic copolymers |
| JPS56115354A (en) * | 1980-02-15 | 1981-09-10 | Asahi Chem Ind Co Ltd | Composition containing asphaltic substance |
| FR2517317B1 (fr) * | 1981-11-27 | 1986-05-09 | Elf France | Emulsions cationiques de liants bitumineux du type bitume-polymere et procede pour leur preparation |
| US4585816A (en) * | 1985-07-02 | 1986-04-29 | The Dow Chemical Company | Asphalt-block copolymer articles and method for the preparation thereof |
| US4873275A (en) * | 1987-03-03 | 1989-10-10 | Exxon Research And Engineering Company | Flow resistant asphalt paving binder |
| EP0300788A3 (en) * | 1987-07-24 | 1989-05-10 | Exxon Research And Engineering Company | Asphaltic composition |
-
1991
- 1991-01-24 IT ITMI910169A patent/IT1244685B/it active IP Right Grant
-
1992
- 1992-01-16 AT AT92200116T patent/ATE102987T1/de not_active IP Right Cessation
- 1992-01-16 DE DE69200069T patent/DE69200069T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1992-01-16 EP EP92200116A patent/EP0496457B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1992-01-16 ES ES92200116T patent/ES2051142T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1992-01-16 DK DK92200116.9T patent/DK0496457T3/da active
- 1992-01-20 CZ CS92165A patent/CZ283314B6/cs not_active IP Right Cessation
- 1992-01-22 PL PL92293250A patent/PL167978B1/pl unknown
- 1992-01-23 HU HU9200214A patent/HU211092B/hu unknown
- 1992-01-24 US US07/825,141 patent/US5225462A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5225462A (en) | 1993-07-06 |
| EP0496457A1 (en) | 1992-07-29 |
| IT1244685B (it) | 1994-08-08 |
| ATE102987T1 (de) | 1994-04-15 |
| CZ283314B6 (cs) | 1998-02-18 |
| ES2051142T3 (es) | 1994-06-01 |
| HU9200214D0 (en) | 1992-05-28 |
| EP0496457B1 (en) | 1994-03-16 |
| DK0496457T3 (da) | 1994-07-18 |
| HU211092B (en) | 1995-10-30 |
| DE69200069D1 (de) | 1994-04-21 |
| DE69200069T2 (de) | 1994-08-25 |
| HUT64095A (en) | 1993-11-29 |
| ITMI910169A1 (it) | 1992-07-24 |
| PL167978B1 (pl) | 1995-12-30 |
| PL293250A1 (en) | 1992-10-05 |
| ITMI910169A0 (it) | 1991-01-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6100317A (en) | Stabilized bitumen compositions | |
| AU725976B2 (en) | Elastomer-modified bituminous compositions | |
| CS16592A3 (en) | Bitumen and polymer mixtures and process for preparing thereof | |
| US5336705A (en) | Polymer-modified, oxidized asphalt compositions and methods of preparation | |
| US5704971A (en) | Homogeneous crumb rubber modified asphalt | |
| US5348994A (en) | Polymer-modified functionalized asphalt compositions and methods of preparation (C-2747) | |
| JPS6039703B2 (ja) | 中和したイオン性ポリマー組成物の製法 | |
| EP0234615A1 (en) | Process for the preparation of bituminous compositions contaning block copolymers | |
| EP1189991B1 (fr) | Procede de preparation de compositions bitume/polymere reticulees et/ou fonctionnalisees, compositions ainsi obtenues et leur application a la realisation de revetements | |
| HU216023B (hu) | Eljárás bitumen és polimer stabilis keverékeinek előállítására | |
| EP0858485B1 (en) | Road paving binders | |
| US3444117A (en) | Polymer blend | |
| CA2103875C (en) | Sulfonated unhydrogenated copolymers of styrene and butadiene | |
| EP0559460B1 (en) | Polymer-modified, functionalized asphalt compositions and methods of preparation | |
| CA2089598C (en) | New polymer-modified, oxidized asphalt compositions and methods of preparation | |
| CA1109192A (fr) | Compositions de bitumes contenant des polymeres | |
| JPH07150053A (ja) | アスファルト改質剤及びアスファルト組成物 | |
| JPH07118540A (ja) | アスファルト改質剤及びアスファルト組成物 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| IF00 | In force as of 2000-06-30 in czech republic | ||
| MK4A | Patent expired |
Effective date: 20120120 |