CZ283314B6 - Směsi bitumenu a polymeru a způsob jejich přípravy - Google Patents
Směsi bitumenu a polymeru a způsob jejich přípravy Download PDFInfo
- Publication number
- CZ283314B6 CZ283314B6 CS92165A CS16592A CZ283314B6 CZ 283314 B6 CZ283314 B6 CZ 283314B6 CS 92165 A CS92165 A CS 92165A CS 16592 A CS16592 A CS 16592A CZ 283314 B6 CZ283314 B6 CZ 283314B6
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- bitumen
- mixture
- weight
- anhydride
- polymer
- Prior art date
Links
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 94
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 4
- 239000010426 asphalt Substances 0.000 claims abstract description 73
- 150000008064 anhydrides Chemical class 0.000 claims abstract description 22
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 22
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims abstract description 16
- 125000001931 aliphatic group Chemical group 0.000 claims abstract description 11
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 claims abstract description 7
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims description 24
- 229920001400 block copolymer Polymers 0.000 claims description 19
- FPYJFEHAWHCUMM-UHFFFAOYSA-N maleic anhydride Chemical compound O=C1OC(=O)C=C1 FPYJFEHAWHCUMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 17
- 150000001993 dienes Chemical class 0.000 claims description 9
- 239000000178 monomer Substances 0.000 claims description 8
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 claims description 7
- OFOBLEOULBTSOW-UHFFFAOYSA-N Propanedioic acid Natural products OC(=O)CC(O)=O OFOBLEOULBTSOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 claims description 7
- 239000011976 maleic acid Substances 0.000 claims description 6
- VZCYOOQTPOCHFL-UPHRSURJSA-N maleic acid group Chemical group C(\C=C/C(=O)O)(=O)O VZCYOOQTPOCHFL-UPHRSURJSA-N 0.000 claims description 6
- VZCYOOQTPOCHFL-UHFFFAOYSA-N trans-butenedioic acid Natural products OC(=O)C=CC(O)=O VZCYOOQTPOCHFL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000005062 Polybutadiene Substances 0.000 claims description 4
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 claims description 4
- 229920002857 polybutadiene Polymers 0.000 claims description 4
- 229920002725 thermoplastic elastomer Polymers 0.000 claims description 4
- 239000004416 thermosoftening plastic Substances 0.000 claims description 3
- 229920002554 vinyl polymer Polymers 0.000 claims description 3
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 claims description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 claims description 2
- 150000001990 dicarboxylic acid derivatives Chemical class 0.000 claims 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 abstract description 36
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 abstract description 5
- 230000003993 interaction Effects 0.000 abstract description 3
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 24
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 18
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 12
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 9
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 description 9
- 229920002959 polymer blend Polymers 0.000 description 7
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 7
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 5
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 4
- 150000001991 dicarboxylic acids Chemical class 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
- PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N Styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1 PPBRXRYQALVLMV-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
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 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
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 2
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 2
- 229920001519 homopolymer Polymers 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- XINQFOMFQFGGCQ-UHFFFAOYSA-L (2-dodecoxy-2-oxoethyl)-[6-[(2-dodecoxy-2-oxoethyl)-dimethylazaniumyl]hexyl]-dimethylazanium;dichloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].CCCCCCCCCCCCOC(=O)C[N+](C)(C)CCCCCC[N+](C)(C)CC(=O)OCCCCCCCCCCCC XINQFOMFQFGGCQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 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
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000007865 diluting Methods 0.000 description 1
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 1
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 239000003063 flame retardant Substances 0.000 description 1
- 150000002736 metal compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000012764 mineral filler Substances 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 238000005191 phase separation Methods 0.000 description 1
- 239000000049 pigment Substances 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 229920006132 styrene block copolymer Polymers 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
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- -1 vinyl aromatic hydrocarbon Chemical class 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)
Abstract
Způsob pro přípravu bituminózních směsí s přidáním termoplastického polymeru, který je zde popsaný, zaručuje stabilitu takto připravených směsí při jejich skladování a celkové zlepšení jejich vlastností. Způsob sestává ze vzájemného působení směsí bitumenu a polymeru a nenasycené dikarboxylové alifatické kyseliny nebo obdobného odpovídajícího anhydridu.ŕ
Description
Způsob přípravy bituminózních směsí, stálých při skladování
Oblast techniky
Vynález se týká způsobu přípravy bituminózních směsí, stálých při skladování, obsahujících bitumen a termoplastický elastomemí blokový kopolymer, složený z bloků vinylaromatických monomemích jednotek a bloků konjugovaných dienových monomemích jednotek.
Dosavadní stav techniky
Modifikování bitumenu polymery a zvláště termoplastickými polymery je velmi používaný způsob, jak zlepšit aplikační vlastnosti bitumenu a zejména jeho flexibilitu, jeho elastické vlastnosti při nízké teplotě, jeho odolnost vůči vysokoteplotní deformaci, jeho adhezní a kohezní vlastnosti a jeho trvanlivost.
Například USA patent č. 4 217 259 doporučuje používat symetrické radiální kopolymery, skládající se z bloků dienu a aromatických vinylových bloků; USA patent č. 4 585 816 doporučuje používat blokové kopolymery z monoalkenylaromatických a konjugovaných diolefinů; USA patent doporučuje používat 1-butenové homopolymery a kopolymery; USA patent pak s č. 3 615 830 homopolymery z isoolefinů, zvláště polyisobutenu.
UK patent 1 508 420 popisuje směsi bitumenu, mající karboxylové a/nebo anhydridové skupiny s:
a) kopolymerem (1), majícím stejné funkční skupiny, a/nebo
b) kopolymerem (2), majícím alespoň dvě funkční skupiny jiné, než karboxylové.
Spojené směsi se připraví reakcí směsi modifikovaného bitumenu a kopolymerů (1) s kovovou sloučeninou nebo reakcí modifikovaného bitumenu s kopolymerem (2).
Směs modifikovaného bitumenu a kopolymerů (1) může být vhodně připravena reakcí maleinanhydridu se směsí nemodifikovaného bitumenu a nemodifikovaného kopolymerů.
Jako nejúčinnější polymemí aditiva se jeví blokové kopolymery styren-diolefín, zvláště styrenbutadien a styren-isopren. Japonský patent 115354/81 popisuje zpracování bituminózních směsí s blokovým kopolymerem s dikarboxylovou kyselinou nebo jejím deivátem.
Směsi bitumenu a polymeru, získané tímto způsobem, mají lepší vlastnosti než bitumeny jako takové, mají však naopak také nevýhody, spočívající vjejich fyzikální inkompatibilitě. Tato inkompatibilita se projevuje v nízké stabilitě při skladování takových směsí bitumenu a polymeru, které během skladování utvoří dvoufázový systém, v němž je vrchní fáze bohatá na polymer a spodní fáze je bohatá na bitumen.
Tyto nevýhody zatím omezují široké používání polymerů při formulvání bitumenů, protože složky se rozdělují do fází; k tomuto rozdělování dochází rychle za normálních skladovacích podmínek při teplotě v rozmezí od 120 °C do 180 °C a tím je znemožněno používání takový ch směsí jindy, než ihned po jejich formulaci.
- 1 CZ 283314 B6
Podstata vynálezu
Předmětem vynálezu je způsob přípravy bituminózních směsí, stálých při skladování, obsahujících bitumen a termoplastický elastomemí blokový kopolymer, složený z bloků vinylaromatických monomemích jednotek a bloků konjugovaných dienových monomemích jednotek. Podstata způsobuje v tom, že se směs bitumenu a termoplastického elastomerů uvede v reakci s nenasycenou dikarboxylovou alifatickou kyselinou se 2 až 6 atomy uhlíku v alifatické části, nebo s odpovídajícím anhydridem, v inertním plynném prostředí při teplotě 190 až 240 °C po dobu 2 až 6 hodin, přičemž množství blokového kopolymeru je 2 až 40 % hmotnostních a množství nenasycené dikarboxylové kyseliny nebo jejího anhydridu je 0,5 až 20 % hmotnostních, obé vztaženo na hmotnost celkové bituminózní směsi.
Při jednom provedení způsobu podle tohoto vynálezu se zreagovaná směs zředí dalším množstvím bitumenu, popřípadě bitumenu, používaného při stavbě silnic, který je směsí ropného bitumenu, nebo jiného původu.
Při způsobu podle vynálezu se uvádí v reakci blokový kopolymer, sestávající z polystyrénových bloků a z bloků polymerizovaného nenasyceného dienu, s výhodou polybutadienu, přičemž množství polystyrénových bloků je 20 až 40% hmotnostních, s výhodou 25 až 35% hmotnostních.
Uvádí se v reakci blokový kopolymer s molekulovou hmotností 50 000 až 1 000 000, s výhodou 100 000 až 800 000.
Blokový kopolymer se používá v množství 4 až 15 % hmotnostních.
Jako nenasycená dikarboxylová alifatická kyselina nebo její anhydrid se s výhodou používá kyselina maleinová nebo maleinanhydrid.
Nenasycená dikarboxylová kyselina nebo její anhydrid se používají v množství 2 až 12 % hmotnostních.
Stabilní směsi, získané podle tohoto způsobu, jsou charakterizovány celkově zlepšenými vlastnostmi a oxidační stabilitou; lze je použít jako takové nebo je výhodné je zředit dalším čerstvým bitumenem a takto se získají směsi, které mají nízký obsah aditiv, ale které mají rovnoměrnou stabilitu při skladování a jsou tedy dobře skladovatelné.
Tyto tři složky (bitumen, polymer, nenasycená kyselina nebo anhydrid) mohou být účinně promíchávány simultánně, nebo se může míchání provádět za postupného přidávání složek.
Podle tohoto vynálezu je výhodné přidávat kyselinu (nebo odpovídající anhydrid) k bitumenu a poté následně termoplastický polymer.
Dále je podle vynálezu výhodné přidávat polymer k bitumenu a kyselina (nebo odpovídající anhydrid) se pak přidává po přiměřené odpovídající době.
Neuspokojivé výsledky byly získány, jestliže byl k bitumenu přidáván termoplastický polymer, který byl dříve upraven touž nenasycenou dikarboxylovou alifatickou kyselinou nebo jejím anhydridem.
Teplota, při které se realizuje způsob podle tohoto vynálezu, leží v rozmezí od 190 °C do 240 °C, optimální teplota je také závislá na tekutosti bitumenu.
-2CZ 283314 B6
Doba, potřebná pro reakci mezi polymerem, bitumenem a kyselinou (nebo odpovídajícím anhydridem), se celkově pohybuje mezi dvěma a šesti hodinami a je též závislá na teplotě, která byla pro reakci vybrána.
Obojí bitumen - původní i následně přidávaný pro možné ředění - jsou obvyklého typu, jaký se normálně používá pro aplikace na silnice, a mohou být buď stejné, nebo odlišné a volí se na základě aplikačních kritérií. Mohou být připraveny tak, že se smíchají dohromady různé bitumeny, nebo bitumeny a jiné produkty, které jsou buď ropného původu, nebo jiného než ropného původu.
Podle vynálezu náleží polymer, který se přidává k bitumenu, mezi termoplastické elastomery a je to blokový polymer, sestávající z bloků, v nichž jsou monomemí jednotky vinyl-aromatický uhlovodík a bloky z konjugovaných dřeňových monomemích jednotek, polymer bývá s výhodou blokový kopolymer, sestávající z polystyrénových bloků a bloků polymerovaných nenasycených dienů, s výhodou je to polybutadien, podíl polystyrénových bloků bývá mezi 20 % a 40 % a výhodný je mezi 25 % a 35 %.
Relativní molekulová hmotnost tohoto blokového kopolymeru se pohybuje obecně v rozmezí mezi 50 000 a 1 000 000, s výhodou mezi 100 000 a 800 000. Užitečné množství polymeru, přidávaného k bitumenu, je mezi 4 % hmotnostními a 15 % hmotnostními. Větší množství není účelné přidávat, neboť tím vzrůstá viskozita systému na nepřijatelné hodnoty. Pokud by se však vycházelo z tak vysokých procent, je možné snížit viskozitu systému použitím bitumenů s podstatně větší tekutostí, nebo fluidačních činidel, běžně obsažených v různých průmyslových způsobech výroby bitumenů.
Podle vynálezu je výhodné, jestliže nenasycená dikarboxylová alifatická kyselina (nebo její odpovídající anhydrid) je kyselina maleinová nebo maleinanhydrid, přičemž se užitečné množství této látky pohybuje od 2 % hmotnostních do 12 % hmotnostních.
Nenasycený anhydrid (nebo odpovídající nenasycená dikarboxylová kyselina) pravděpodobně působí jako činidlo kompaktnosti tím, že podporuje interakce mezi složkami směsi. V každém případě toto zpracování eliminuje určitou inkompabilitu mezi bitumenem a polymerem, která je zodpovědná za jejich separování. Výsledná směs je stabilní při skladování (je tedy skladovatelná, má zlepšené reologické vlastnosti a je stabilní vůči oxidaci.
Podle tohoto vynálezu je druhým aspektem příprava směsi bitumenu a polymeru, která je stabilní při skladování, spočívající v interagování bitumenu (a to za podmínek výše uvedených) s:
- polymerem, náležejícím mezi termoplastické elastomery, s výhodou je to blokový kopolymer styren-konjugovaný dien,
- nenasycenou dikarboxylovou alifatickou kyselinou (nebo odpovídajícím anhydridem).
Do takto získané stabilní směsi bitumenu a polymeru, která byla zpracována s kyselinou (nebo odpovídajícím anhydridem), mohou být zavedena další aditiva podle finálního využití. Například jestliže se bituminózní směsi mají použít na nátěry, mohou se knim přidat plniva, pigmenty, zhášecí prostředky atd.
Stabilní směsi bitumenu a polymeru podle vynálezu jsou však užitečné nejvíce na silničních površích, což je jejich největší využití. Při takovéto aplikaci se směs bitumenu a polymeru míchá s minerálními plnivy, jako je kamenivo, štěrk apod. s vhodnou velikostí částic.
Následující příklady poskytují lepší a bližší objasnění tohoto vynálezu.
-3 CZ 283314 B6
Příklady provedení vynálezu
Příklad 1
Směsi s vysokým obsahem polymeru
Stabilní směsi bitumenu a polymeru s vysokým obsahem polymeru se s výhodou připravují podle následujícího postupu. K horkému bitumenu se přidá reaktivní substance a polymer. Tato směs se udržuje po dobu dvou až pěti hodin při teplotě od 190 °C do 200 °C pod atmosférou dusíku. Množství dikarboxylové alifatické kyseliny (nebo odpovídajícího anhydridu) se pohybuje mezi 2% hmotnostními a 10% hmotnostními a množství polymeru je mezi 4% hmotnostními až 15% hmotnostními. Mírná modifikace tohoto způsobu spočívá v předchozím dispergování polymeru v bitumenu asi 15 minut a pak se přidá anhydrid (nebo odpovídající kyselina). Tímto způsobem získaná směs se míchá přibližně po dobu čtyř hodin při teplotě od 190 °C do 200 °C.
U finálních směsí byly určovány tyto vlastnosti: penetrace při 25 °C pomocí metody ASTM D5, stanovení kroužek-kulička bodu měknutí při 0 °C metodou ASTM D36, Fraassův křehký lom podle I.P.No. 80. Stabilita směsí při skladování se určovala tak, že se směsí naplnily válcovité nádrže za zkušebních podmínek a skladovaly se pod inertní atmosférou při regulované teplotě. Po určitém časovém období se změřil bod měknutí v horní vrstvě a ve vrstvě u dna. Směs je více homogenní, když jsou tyto body měknutí blízké.
Směs A % hmotnostních blokového kopolymerů SBS (styren/butadien/styren) s průměrnou relativní molekulovou hmotností 230 000, obsahujícího 30 % polystyrénových bloků a 70 % polybutadienových bloků, se přidá spolu se 7 % maleinanhydridu k bitumenu jakosti 180/200. Tato směs se ohřeje na teplotu 190 °C, po dobu 15 minut se míchá turbínovým míchadlem. Pak se míchá normálním způsobem při teplotě 190 °C po dobu dvou hodin pod dusíkem. Penetrace takto získaného produktu je 55 dmm. Po skladování po dobu 72 hodin při teplotě 170 °C se změřily body měknutí ve vrchní části a u dna. Jejich hodnoty byly 133 °C a 132 °C, což ukazuje, že směs je stabilní a nedochází k žádným separačním nebo sedimentačním jevům.
Směs B
9% blokového kopolymerů SBS, použitého v příkladu 1, a 7% maleinanhydridu se přidá k bitumenu jakosti 180/200. Tato směs se ohřeje na teplotu 190 °C a míchá se turbínovým míchadlem. Poté pokračuje normální míchání po dobu jedné hodiny při teplotě 190 °C za probublávání dusíkem pro odstranění přebytku maleinanhydridu. Směs se pak dále udržuje po další hodinu při teplotě 190 °C pod dusíkovou atmosférou. Vlastnosti této bituminózní směsi jsou:
- 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 mezi body měknutí stabilitu směsi při skladování.
Směs C % blokového kopolymerů SBS a 3 % maleinanhydridu se přidá k bitumenu jakosti 180/200. Tato směs se míchá po dobu čtyř hodin při teplotě 200 °C ve statické dusíkové atmosféře, po dobu jedné hodiny při teplotě 200 °C pak pod proudem dusíku. Penetrace získané směsi je
-4CZ 283314 B6 dmm. Bod měknutí po 72 hodinách skladování při teplotě 170 °C je 104 °C jak u vrcholu, tak i u dna.
Směs D
Postupuje se jako při přípravě směsi C, avšak přidá se 6 % maleinanhydridu a 6 % kopolymeru SBS. Finální směs má následující 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 kopolymeru SBS a 14,2 g kyseliny maleinové při teplotě 200 °C po dobu čtyř hodin v dusíkové atmosféře a po dobu jedné hodiny za probublávání dusíkem. Výsledný produkt má následující vlastnosti:
- 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 nedochází k separaci žádné složky.
Příklad 2
Směsi s nízkým obsahem polymeru
Tyto směsi se připraví podle následujícího způsobu. Bitumen se ohřeje, přidá se k němu polymer a maleinanhydrid (nebo kyselina maleinová) a směs se podrobí reakci po dobu mezi čtyřmi hodinami a šesti hodinami a při teplotě přibližně od 190 °C do 200 °C. Množství maleinanhydridu (nebo kyseliny maleinové), které se použije, je mezi 4 % hmotnostními a 6 % hmotnostními, a množství použitého polymeruje mezi 8 % hmotnostními a 12 % hmotnostními vztaženo na hmotnost finální směsi. Získaný produkt může být použit jako takový a má výborné vlastnosti, nebo jej lze ředit různým množstvím čerstvého bitumenu, jak ukazují následující příklady.
Zvláště výhodnou modifikací je přidat polymer k bitumenu, který se hřeje pod dusíkem na teplotu mezi 200 °C a 240 °C, a míchat tuto směs přibližně po dobu 30 minut pro úplnou homogenizaci polymeru. Anhydrid (nebo odpovídající kyselina) se pak přidává přibližně po dobu minut a následuje reagování po dobu dvou hodin. Získanou směs pak lze ředit čerstvým bitumenem a podrobit míchání po dobu dalších 15 minut.
Směs E % maleinanhydridu a 9 % polymeru SBS se přidá k bitumenu jakosti 180/200. Tato směs se míchá po dobu čtyř hodin při teplotě 200 °C v dusíkové atmosféře a po dobu dalších dvou hodin při teplotě 200 °C, avšak pod proudem dusíku. Ke 100 dílům získané směsi se přidá dalších 50 dílů bitumenu jakosti 180/200. Finální směs se homogenizuje ještě několik minut za promíchávání. Tato finální směs má následující vlastnosti:
- penetrace: 78 dmm;
- bod měknutí: 112 °C;
- penetrační index: + 8,98;
- Fraassův křehký lom: - 22 °C;
-5CZ 283314 B6
- bod měknutí po 72 hodinách skladování při 170 °C: vrchol 113 °C, dno 112 °C.
Směs F
Ke 200 dílům produktu směsi E se přidá dalších 50 dílů bitumenu jakosti 180/200. 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 °C, dno 96 °C.
Směs G
Ke 200 dílům produktu směsi E se přidá 50 dílů bitumenu jakosti 180/200. Tato nová směs se 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 přidají 4 % maleinanhydridu a 9 % kopolymeru SBS. Tato směs se míchá turbínovým míchadlem po dobu 15 minut při teplotě 190 °C v dusíkové atmosféře. Směs se udržuje za stálého normálního míchání při teplotě 200 °C po další dvě hodiny v dusíkové atmosféře a konečně po dobu dvou hodin při teplotě 200 °C pod proudem dusíku. Takto získaný produkt se ředí 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 H. Stabilní směs bitumenu a polymeru se pak ředí dvěma díly bitumenu jakosti 180/200.
Byly získány následující vlastnosti:
-penetrace: 134 dmm;
- bod měknutí po pěti dnech skladování při 170 °C: vrchol 62 °C, dno 61 °C.
-6CZ 283314 B6
Směs L
Způsob přípravy je jako u směsi H. Stabilní směs bitumenu a polymeru se pak ředí jedním dílem bitumenu jakosti 80/100 a jedním dílem bitumenu jakosti 180/200. Finální směs má obsah polymeru 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 bitumenu jakosti 180/200 (88,3 hmotnostních dílů) a směs se míchá při teplotě 225 °C v dusíkové atmosféře, dokud není polymer dokonale homogenizován. Pak se přidá maleinanhydrid (3,6 hmotnostních dílů) a směs se nechá reagovat po dobu dvou hodin při teplotě 225 °C v dusíkové atmosféře. Jeden díl tohoto produktu se ředí
3,5 díly bitumenu jakosti 80/100 a míchání pokračuje po dobu 20 minut při 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 %.
Příklad 3 (srovnávací) % polymeru SBS, použitého v předchozích příkladech, se přidá k bitumenu jakosti 180/200 a disperguje pomocí turbínového míchadla při teplotě 180 °C. Tato směs se pak míchá po dobu dvou hodin 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 °C.
Po 120 hodinách uskladnění při teplotě 170 °C je separování fází potvrzeno; bod měknutí u vrcholu je 117 °C a u dna 60 °C.
-7CZ 283314 B6
Příklad 4 (srovnávací)
Polymer SBS, použitý v předcházejících příkladech, se roubuje 7 % maleinanhydridu. Takto získaný modifikovaný polymer se přidá k objemu 6% směsi bitumenu jakosti 180/200 a bitumenu jakosti 80/100. Tato směs se homogenizuje pomocí turbínového míchadla při teplotě 190 °C po dobu 30 minut.
Výsledná směs měla následující vlastnosti:
- penetrace: 83 dmm;
- kroužek-kulička: 45,8 °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 dobu 90 minut pod dusíkem s 4 % polymeru SBS, použitého v předcházejících testech.
Výsledná směs měla 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 bituminózní směsi, sestávající z 65 % bitumenu jakosti 80/100 a 35 % bitumenu jakosti 180/200, se zpracuje se 4,3 díly téhož SBS polymeru, jaký byl použit v předcházejících příkladech, po dobu 75 minut při teplotě 250 °C pod dusíkem.
Výsledná směs měla následující vlastnosti:
- penetrace: 85 dmm;
- kroužek-kulička: 59 °C;
- penetrační index: 2,34.
Údaje v příkladu 5 a v příkladu 5-2 byly porovnány s údaj i pro směs L. Z toho je patrno, že zpracování směsi bitumenu a polymeru SBS s maleinanhydridem a následující ředění této směsi čerstvým bitumenem dává bitumeny, které mají kromě nesporně lepší 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 vynálezu, jsou vysoce stabilní a jsou využitelné pro svoje zlepšené vlastnosti nejvíce pro aplikace na silničních površích, dále za použití dalších aditiv, plniv apod. například pro nátěry.
Claims (7)
1. Způsob přípravy bituminózních směsí, stálých při skladování, obsahujících bitumen a termoplastický elastomemí blokový kopolymer, složený z bloků vinylaromatických monomerních jednotek a bloků konjugovaných dienových monomemích jednotek vyznačující se tím, že se směs bitumenu a termoplastického elastomerů uvede v reakci s nenasycenou dikarboxylovou alifatickou kyselinou se 2 až 6 atomy uhlíku v alifatické části, nebo s odpovídajícím anhydridem, v inertním plynném prostředí při teplotě 190 až 240 °C po dobu 2 až 6 hodin, přičemž množství blokového kopolymeru je 2 až 40 % hmotnostních a množství nenasycené dikarboxylové kyseliny nebo jejího anhydridu je 0,5 až 20 % hmotnostních, obé vztaženo na hmotnost celkové bituminózní směsi.
2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že se zreagovaná směs zředí dalším množstvím bitumenu, popřípadě bitumenu, používaného při stavbě silnic, kterýje směsí ropného bitumenu, nebo jiného původu.
3. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že se uvádí v reakci blokový kopolymer, sestávající z polystyrénových bloků a z bloků polymerizovaného nenasyceného dienu, s výhodou polybutadienu, přičemž množství polystyrénových bloků je 20 až 40 % hmotnostních, s výhodou 25 až 35 % hmotnostních.
4. Způsob podle nároku 1 nebo 3, vyznačující se tím, že se uvádí v reakci blokový kopolymer s molekulovou hmotností 50 000 až 1 000 000, s výhodou 100 000 až 800 000.
5. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že se blokový kopolymer používá v množství 4 až 15 % hmotnostních.
6. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že se jako nenasycená dikarboxylová alifatická kyselina nebo její anhydrid používá kyselina maleinová nebo maleinanhydrid.
7. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že se nenasycená dikarboxylová kyselina nebo její anhydrid používají v množství 2 až 12 % hmotnostních.
Konec dokumentu
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 CS16592A3 (en) | 1992-08-12 |
| CZ283314B6 true CZ283314B6 (cs) | 1998-02-18 |
Family
ID=11358245
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CS92165A CZ283314B6 (cs) | 1991-01-24 | 1992-01-20 | Směsi bitumenu a polymeru a způsob jejich přípravy |
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 |
| US5665153A (en) * | 1994-11-21 | 1997-09-09 | Shell Oil Company | 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 | |
| NL7503612A (nl) * | 1974-03-28 | 1975-09-30 | Shell Int Research | Werkwijze ter bereiding van bitumen/polymeer- koppelingsprodukten. |
| 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 |
| 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 ES ES92200116T patent/ES2051142T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1992-01-16 DK DK92200116.9T patent/DK0496457T3/da active
- 1992-01-16 EP EP92200116A patent/EP0496457B1/en not_active Expired - Lifetime
- 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
- 1992-01-20 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 |
|---|---|
| HU211092B (en) | 1995-10-30 |
| US5225462A (en) | 1993-07-06 |
| IT1244685B (it) | 1994-08-08 |
| PL167978B1 (pl) | 1995-12-30 |
| DE69200069T2 (de) | 1994-08-25 |
| DK0496457T3 (da) | 1994-07-18 |
| ATE102987T1 (de) | 1994-04-15 |
| HU9200214D0 (en) | 1992-05-28 |
| HUT64095A (en) | 1993-11-29 |
| ITMI910169A1 (it) | 1992-07-24 |
| CS16592A3 (en) | 1992-08-12 |
| PL293250A1 (en) | 1992-10-05 |
| DE69200069D1 (de) | 1994-04-21 |
| ITMI910169A0 (it) | 1991-01-24 |
| EP0496457B1 (en) | 1994-03-16 |
| ES2051142T3 (es) | 1994-06-01 |
| EP0496457A1 (en) | 1992-07-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3803066A (en) | Modifying bitumens | |
| US6100317A (en) | Stabilized bitumen compositions | |
| US4154710A (en) | Method of preparing novel bitumen compositions | |
| US7144933B2 (en) | Modified asphalt compositions | |
| CZ283314B6 (cs) | Směsi bitumenu a polymeru a způsob jejich přípravy | |
| AU725976B2 (en) | Elastomer-modified bituminous compositions | |
| KR101550075B1 (ko) | 중합체-개질 아스팔트 조성물 | |
| US5704971A (en) | Homogeneous crumb rubber modified asphalt | |
| EP0618274A1 (en) | Polymer modified asphalt composition and method of preparation | |
| CS144591A3 (en) | Process for preparing stable mixtures of bitumens and polymers | |
| CA1281446C (en) | Process for the preparation of bituminous compositions containing block copolymers | |
| RU2598084C2 (ru) | Способ получения привитых полимеров без использования инициатора или растворителя и битум-полимерные композиции, включающие указанные привитые полимеры | |
| EP0718372B1 (en) | Process for the preparation of stable mixtures of bitumen and polymer | |
| EP0858485B1 (en) | Road paving binders | |
| CA2089599C (en) | New polymer-modified, functionalized asphalt compositions and methods of preparation | |
| US3265517A (en) | Hydrodechlorination processes and products of chlorinated asphaltenes and thermoplastic hydrocarbon resins | |
| EP0639630B1 (en) | Process for stabilizing bitumen-polymer blends | |
| EP0756611A1 (en) | Preparation process for polymer-modified bitumen | |
| PL175733B1 (pl) | Kompozycja żywiczno-asfaltowa |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| IF00 | In force as of 2000-06-30 in czech republic | ||
| MK4A | Patent expired |
Effective date: 20120120 |