CS277443B6

CS277443B6 - Modified asphalt emulsion

Info

Publication number: CS277443B6
Application number: CS891479A
Authority: CS
Inventors: Jaroslav Rndr Buchta; Jaroslav Ing Petricek
Original assignee: Buchta Jaroslav; Jaroslav Ing Petricek
Priority date: 1989-03-09
Filing date: 1989-03-09
Publication date: 1993-03-17
Also published as: CS147989A3

Abstract

Modifikovaná asfaltová emulze pro výstavbu a údržbu živičných vozovek typu olej ve vodě, ani onaktivního nebo kationaktivního nebo neiono genního charakteru, obsahující 50 až 99 % hmot. asfaltové emulze rychle nebo středně nebo pomaluštěpné a 1 až 50 % hmot. vodné disperze styrenakrylátového polymeru, obsahujícího 45 až 55 % hmot.styrenu, 43 až 53 % hmot.etylhe- xylakrylátu a 2 až 4 % hmot. kyseliny akrylové. Modifikovaná asfaltová emulze vytváří při styku s kamenivem film modifikovaného asfaltu s do konalou přilnavostí ke všem druhům kameniva a zvýšenou pevností-tuhostí-charakterlzova- nou zvýšením bodu měknutí a snížením pe netrace proti základnímu asfaltu čisté asfaltové emulze.Modified asphaltic emulsion for construction and maintenance bituminous roadways type oil ve water neither # active or cationic or neiono # genního character, containing 50 to 99 % wt. asphaltic emulsion fast or medium or slow-thawing and 1 to 50 % wt. aqueous dispersion styrene acrylate polymer containing 45 to 55 % styrene, 43 to 53 % hmot.etylhe- xylacrylate and 2 to 4 % wt. acid acrylic. Modified asphaltic emulsion creates at contact with aggregate film modified asphalt with to # konalou adhesion ke to everyone species aggregates and increased strength-stiffness-characterization nou by increasing point softening and reduction pe # netrace against basic asphalt clean asphaltic emulsion.

Description

Předmětem vynálezu je asfaltová emulze modifikovaná disperzí styrenakrylátových kopolymerů ve vodě, výhodně použitelná pro stavbu a údržbu živičných vozovek.The present invention relates to an asphalt emulsion modified by a dispersion of styrene acrylate copolymers in water, preferably usable for the construction and maintenance of bituminous pavements.

Asfaltové emulze jsou široce využívány v silničním stavitelství pro výstavbu a údržbu živičných vozovek především při provádění t.zv. nátěrů nebo obalování a pokládky kameniva za studená. Základní asfalty, které je možno pro výrobu asfaltových používat, musí mít při emulgačním procesu, který probíhá obvykle uspokojivě pouze do teploty asfaltu 130 až 140 °C, dostatečně nízkou viskozitu a rekrutují se především z asfaltů silničních ropných A-80, A-200, AP-65, AP-130. ·Asphalt emulsions are widely used in road construction for the construction and maintenance of bituminous roads, especially in the implementation of the so-called painting or coating and cold laying of aggregates. The base asphalts that can be used for the production of asphalts must have a sufficiently low viscosity in the emulsification process, which usually takes place satisfactorily only up to an asphalt temperature of 130 to 140 ° C, and are recruited mainly from A-80, A-200 AP-65, AP-130. ·

Vzhledem ke stále stoupajícím nárokům na kvalitu nátěrů prováděných i na dopravně velmi silně exponovaných komunikacích jako jsou silnice I. třídy a dálnice vyžadují silničáři emulze se zlepšenými vlastnostmi, především dobrou přilnavostí asfaltu vyštěpeného z emulze ke všem druhům kameniva a jeho dostatečnou tuhostí, zabraňující vylamování kameniva z úpravy. Tyto vlastnosti pak zajistí dokonalé spojení a přilepení kameniva k vozovce a navzájem a tím i prodloužení životnosti provedení úpravy a snížení možnosti smyku vozidel umožněním použití větších zrn kameniva. Toto se projeví především na provozně zatížených komunikacích, kde je zájem o cyklus oprav co nejnižší a protismykové vlastnosti co nejlepší a s délkou provozu co nejméně se měnící.Due to the ever-increasing demands on the quality of coatings performed even on very heavily exposed roads such as 1st class roads and motorways, road workers require emulsions with improved properties, especially good adhesion of asphalt cut from the emulsion to all types of aggregates and its sufficient rigidity to prevent aggregate breakage. from the adjustment. These properties then ensure a perfect connection and adhesion of the aggregate to the road and to each other, thus extending the service life of the modification and reducing the possibility of skidding vehicles by allowing the use of larger grains of aggregate. This will be reflected especially on traffic-laden roads, where the interest in the repair cycle is as low as possible and the anti-skid properties are as good as possible and with the duration of operation as little as possible.

Jedním ze způsobů, jak požadovaných vlastností dosáhnout, je modifikace základních silničních asfaltů formou míšení asfaltových emulzí s disperzemi /latexy/ polymerů. V ČSFR je již např. realizována výroba a použití silniční asfaltové emulze modifikované latexem butadien-styrenového kaučuku, známé pod obchodním názvem Latebit, Latex BS kaučuku je však nutno dovážet ze zahraničí a bohužel nezlepšuje podstatně přilnavost asfaltové emulze ke kamenivu. V literatuře jsou popisovány i další směsi asfaltových emulzí s disperzemi polyvinylacetátu, polyvinylchloridu a pod.One way to achieve the desired properties is to modify basic road asphalts by mixing asphalt emulsions with dispersions / latexes / polymers. In the Czechoslovak Socialist Republic, for example, the production and use of a road asphalt emulsion modified with latex of butadiene-styrene rubber, known under the trade name Latebit, is already being implemented, but Latex BS rubber must be imported from abroad and unfortunately does not significantly improve the adhesion of asphalt emulsion to aggregates. Other mixtures of asphalt emulsions with dispersions of polyvinyl acetate, polyvinyl chloride and the like are also described in the literature.

Tyto směsi se však v průmyslovém měřítku neprosadily, pro údržbu živičných vozovek pak již vůbec, především pro malou kompatibilitu polymeru a asfaltu po vyštěpení emulze. Směsi asfaltových emulzí s disperzemi akrylátových kopolymerů se objevily pouze v několika především japonských patentech - např. JP 7843733 uvádí směs asfaltové suspenze s anorganickým plnivem a akrylátové disperze definované pouze obchodním názvem, jako základní vrstvu pro hydroizolace střech. Další patent JP 6008373 uvádí dvousložkovou směs asfaltové emulze s akrylátovým polymerem určenou pro izolační účely stříkáním s polyvalentními solemi kovů. JP 8195958 uvádí vodou ředitelnou asfaltoakrylátovou kompozici s protikorozními vlastnostmi pro ochranu automobilů proti korozi, kde jako základu používá asfaltové suspenze.However, these mixtures have not gained ground on an industrial scale, and not at all for the maintenance of bituminous pavements, especially for the low compatibility of polymer and asphalt after emulsion cleavage. Mixtures of asphalt emulsions with dispersions of acrylate copolymers have appeared in only a few Japanese patents in particular - e.g. JP 7843733 discloses a mixture of asphalt suspension with inorganic filler and acrylate dispersion defined only by the trade name as a base layer for roof waterproofing. Another patent JP 6008373 discloses a two-component mixture of an asphalt emulsion with an acrylate polymer intended for insulating purposes by spraying with polyvalent metal salts. JP 8195958 discloses a water-soluble asphalt acrylate composition with anti-corrosion properties for protecting cars against corrosion, where it uses asphalt suspensions as a base.

Žádný z uvedených patentů však neobsahuje modifikovanou asfaltovou emulzi vhodnou k použití při stavbě a údržbě živičných vozovek a uváděné směsi ani svou podstatou a složením nejsou pro tento účel vhodné.However, none of these patents contain a modified asphalt emulsion suitable for use in the construction and maintenance of bituminous pavements, and said compositions and their nature and composition are not suitable for this purpose.

V souvislosti s rozvojem akrylátové chemie v ČSFR se objeví la na trhu celá paleta disperzních akrylátových kopolymerů, lišících se především základními použitými monomery, jejich vzájemným poměrem a stupněm polymerace a tím i fyzikálně-chemickými a užitnými vlastnostmi. Experimentálně bylo zjištěno, že některé z vyráběných druhů čsl. akrylátových disperzí jsou svými fyzikálně-chemickými vlastnostmi vhodné pro modifikaci asfaltových emulzí, zejména pro použití v silničním stavitelství. ' . ·In connection with the development of acrylate chemistry in the Czechoslovak Socialist Republic, a whole range of dispersed acrylate copolymers will appear on the market, differing mainly in the basic monomers used, their mutual ratio and degree of polymerization, and thus physico-chemical and utility properties. It was found experimentally that some of the produced types of Czechoslovakia. Due to their physicochemical properties, acrylate dispersions are suitable for the modification of asphalt emulsions, especially for use in road construction. '. ·

Popsanou aplikační nedostatečnost čistě asfaltových emulzí používaných pro stavbu a údržbu živičných vozovek zejména se silným provozem odstraňuje modifikovaná asfaltová emulze obsahující 50 až 99 % hmot, asfaltové emulze typu olej ve vodě anionaktivního, nebo kationaktivního nebo neionogenního charakteru a 1 až 50 % hmot, vodné disperze styrenakrylátového kopolymerů, obsahujícího 45 až 55 % hmot, styrenu a 43 až 53 % hmot, etylhexylakrylátu a 2 až 4 % hmot, kyseliny akrylové. Základní asfaltová emulze obsahuje minimálně 40 % hmot, asfaltu o penetraci 40 až 210 p.j. při 25 °C a může být anionaktivního, kationaktivního nebo neionogenního typu, rychle, středně a pomaluštěpného charakteru při styku s kamenivem.The described application deficiency of purely asphalt emulsions used for construction and maintenance of bituminous roads, especially with heavy traffic, is eliminated by a modified asphalt emulsion containing 50 to 99% by weight, oil-in-water asphalt emulsions of anionic or cationic or nonionic character and 1 to 50% by weight of aqueous dispersions. styrene acrylate copolymers containing 45 to 55% by weight of styrene and 43 to 53% by weight of ethyl hexyl acrylate and 2 to 4% by weight of acrylic acid. The base asphalt emulsion contains at least 40% by weight of asphalt with a penetration of 40 to 210 p.j. at 25 ° C and may be of the anionic, cationic or non-ionic type, of a rapid, medium and slow-dissolving nature in contact with aggregate.

Má-li být modifikovaná emulze použita pro opravu živičné vozovky pomocí nátěrové technologie, použije se základní emulze rychleštěpného charakteru - např. Silembit S-60 /PARAMO/, nebo kationaktivní emulze Katebit RS. V případě obalování kameniva za studená a jeho pokládky se použije základní emulze pomaluštěpná, např. Silembit PS. Akrylátová disperze k modifikaci je pak tvořena styrenakrylátovým kopolymerem - např. Sokrat 2802A, 2804, 2403 LX. Pro míšení s anionaktivními emulzemi musí být pH akrylátových disperzí upraveno na min. 7, při míšení s kationaktivními emulzemi na max. 6,5, neionogenní emulze nejsou na pH disperze citlivé.If the modified emulsion is to be used for the repair of bituminous pavement using coating technology, a basic emulsion of a rapidly splitting nature - eg Silembit S-60 / PARAMO /, or cationic emulsion Katebit RS is used. In the case of cold coating of the aggregate and its laying, a basic emulsion slow-dissolving emulsion, eg Silembit PS, is used. The acrylate dispersion to be modified then consists of a styrene acrylate copolymer - eg Socrate 2802A, 2804, 2403 LX. For mixing with anionic emulsions, the pH of the acrylate dispersions must be adjusted to min. 7, when mixed with cationic emulsions to a maximum of 6.5, nonionic emulsions are not sensitive to the pH of the dispersion.

Způsob míšení asfaltové emulze a akrylátové disperze je zcela jednoduchý a to buď mechanickým míchadlem, nebo cirkulačním čerpadlem. Míšení stlačenými plyny se nedoporučuje pro sklon směsí k pěnění.The method of mixing the asphalt emulsion and the acrylate dispersion is quite simple, either by a mechanical stirrer or by a circulation pump. Mixing with compressed gases is not recommended due to the tendency of the mixtures to foam.

Modifikovaná emulze připravená uvedeným způsobem a v uvedeném složení vytváří po vyštěpení ve styku s kamenivem kyselé, alkalické i amfoterní povahy dokonale přilnavý, vodovzdorný a pevný film modifikovaného asfaltu, který je schopný účinně plnit náročné aplikační požadavky na údržbu a obnovu silničních komunikací, zejména se zvýšenou intenzitou dopravy. V následující tabulce jsou uvedeny základní vlastnosti asfaltového pojivá, vyštěpeného z emulze modifikované uvedenými typy akrylátových disperzí.The modified emulsion prepared in this way and in the above composition forms after cleavage in contact with aggregates of acidic, alkaline and amphoteric nature a perfectly adhesive, waterproof and strong film of modified asphalt, which is able to effectively meet demanding application requirements for road maintenance and restoration, especially with increased traffic intensity. The following table shows the basic properties of the asphalt binder cleaved from the emulsion modified by the mentioned types of acrylate dispersions.

AE Silembit S 60 Sokrat 2802A 2403 LX AE Silembit S 60 Socrates 2802A 2403 LX 100 100 95 5 95 5 90 10 90 10 80 20 80 20 95 5 95 5 90 10 90 10 Bod měknutí KK °C Softening point KK ° C ' 42 '42 56 56 61 61 77 77 57 57 63 63 Tepl. lámavosti ⁰ C Přilnavost ke kyše-Temp. brittleness ⁰ C Adhesion to acid -14 -14 -14 -14 -15 -15 -15 -15 -13 -13 -13 -13 lému kamenivu lemu aggregate špatná bad dobrá Good u všech směsí for all mixtures Přilnavost metodou Viallit % Adhesion method Viallit% 65 65 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 Penetrace p.j.25 °C Penetration p.j.25 ° C 97 97 65 65 62 62 55 55 63 63 58 58

Výhodné složení asfaltových modifikovaných emulzí je uvedeno v následujících příkladech:The preferred composition of asphalt modified emulsions is given in the following examples:

Příklad č. 1Example No. 1

Modifikovaná asfaltová emulze se připraví smísením 95 % hmot. asfaltové silniční emulze anionaktivní rychleštěpné /Silembit S-60/ obsahující 58-62 % hmot, asfaltu o penetraci 84 p.j. při 25 °C a 5 % hmot, disperze kopolymeru staren-akrylát /Sokrat 2802 A/ se sušinou 45 % hmot, a pH 8,5. Takto připravená modifikovaná asfaltová emulze vytvoří homogenní polydisperzní system, dostatečně stálý i při skladování. Vyštěpením této emulze při styku s kamenivem se vytvoří modifikované asfaltové pojivo s dokonalou přilnavostí ke kyselému kamenivu a zvýšenou pevností /tuhostí/, charakterizovanou zvýšeným bodem měknutí KK 55 °C a sníženou penetrací při 25 °C - 65 p.j.The modified asphalt emulsion is prepared by mixing 95% by weight. asphalt road emulsions anionic fast-cracking (Silembit S-60) containing 58-62% by weight, asphalt with a penetration of 84 p.j. at 25 ° C and 5% by weight, a dispersion of a staren-acrylate copolymer (Socrate 2802 A) with a dry matter of 45% by weight, and a pH of 8.5. The modified asphalt emulsion prepared in this way creates a homogeneous polydisperse system, sufficiently stable even during storage. Cleavage of this emulsion in contact with the aggregate forms a modified asphalt binder with perfect adhesion to acid aggregate and increased strength (stiffness), characterized by an increased softening point of KK 55 ° C and reduced penetration at 25 ° C - 65 p.j.

Příklad č. 2Example No. 2

Modifikovaná asfaltová emulze se získá smísením 95 % hmot, asfaltové emulze anionaktivní pomaluštěpné, obsahující 56 % hmot, asfaltu silničního polofcukaného AP-80 s penetrací 84 p.j. při 25 °C a 5 % hmot, disperze styrenakrylátového kopolymeru Sokrat 2403 LX se sušinou 45 % hmot, a pH 8,5.The modified asphalt emulsion is obtained by mixing 95% by weight of an anionic slow-dissolution asphalt emulsion containing 56% by weight of AP-80 semi-blown road asphalt with a penetration of 84 p.j. at 25 ° C and 5% by weight, a dispersion of styrene acrylate copolymer Socrate 2403 LX with a dry matter of 45% by weight, and pH 8.5.

Modifikovaná asfaltová emulze vytvoří homogenní polydisperzní system s dobrou stabilitou i skladovatelností a je vhodná pro obalování za studená. Vyštěpený film se vyznačuje dokonalou přilnavostí ke všem druhům kameniva a podstatně zvýšenou tuhostí, charakterizovanou hodnotou bodu měknutí KK 57 °C a penetrací 62 p.j. při 25 °C, při nezměněných nízkoteplotních vlastnostech.The modified asphalt emulsion creates a homogeneous polydisperse system with good stability and storability and is suitable for cold coating. The chipped film is characterized by perfect adhesion to all types of aggregate and significantly increased stiffness, characterized by a softening point value of KK 57 ° C and a penetration of 62 p.j. at 25 ° C, with unchanged low temperature properties.

Příklad č. 3Example No. 3

Modifikovaná asfaltová emulze se získá smísením 95 % hmot, asfaltové emulze kationaktivního typu rychle nebo středně štěpné, obsahující 60 % hmot, asfaltu AP-80 a 5 % vodní disperze styrenakrylátového kopolymeru - Sokrat 2804 - se sušinou 45 % hmot, a pH 3,5. Modifikovaná asfaltová emulze kationaktivního charakteru je vhodná k provádění oprav živičných vozovek nátěrovou technologií, resp. technologií kalových zákrytů. Asfaltový film po vyštěpení má dokonalou přilnavost ke kamenivu, bod měknutí KK 57 °C, penetraci 60 p.j. při 25 °C a teplotu lámavosti - 15 °C.The modified asphalt emulsion is obtained by mixing 95% by weight, a cationic emulsion of the fast or medium cracking type, containing 60% by weight, AP-80 asphalt and a 5% aqueous dispersion of styrene acrylate copolymer - Socrate 2804 - with 45% by weight of dry matter . Modified asphalt emulsion of cationic character is suitable for repairs of bituminous roads by painting technology, resp. sludge cover technology. The asphalt film after chipping has perfect adhesion to the aggregate, softening point KK 57 ° C, penetration 60 p.j. at 25 ° C and breaking temperature - 15 ° C.

Claims

PATENT CLAIMS

A modified asphalt emulsion for the construction and maintenance of bituminous pavements, characterized in that it contains 50 to 99% by weight, oil-in-water asphalt emulsions of anionic or cationic or nonionic character and 1 to 50% by weight of an aqueous dispersion of styrene acrylate copolymer containing 45 to 55% by weight of styrene, 43 to 53% by weight of ethyl hexyl acrylate and 2 to 4% by weight of acrylic acid. .

Asphalt anionic emulsion according to Claim 1, characterized in that it contains at least 40% by weight of petroleum asphalt with a penetration of 40 to 210 [mu] l. at 25 ° C, pH min. 8 and fast or medium or slow-dissolving character.

Asphalt cationic emulsion according to Claim 1, characterized in that it contains at least 40% by weight of petroleum asphalt with a penetration of 40 to 210 [mu] l. at 25 ° C, pH max. 6, fast or medium or slow dissolving character.

Non-ionic asphalt emulsion according to Claim 1, characterized in that it contains at least 40% by weight of petroleum asphalt with a penetration of 40 to 210 [mu] l. at 25 ° C, pH 3 to 12, moderately or slowly soluble.