DD289054A5 - METHOD FOR PRODUCING POLYMODIED BITUMENES - Google Patents

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DD289054A5
DD289054A5 DD33450589A DD33450589A DD289054A5 DD 289054 A5 DD289054 A5 DD 289054A5 DD 33450589 A DD33450589 A DD 33450589A DD 33450589 A DD33450589 A DD 33450589A DD 289054 A5 DD289054 A5 DD 289054A5
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bitumen
parts
sulfur
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polymer
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DD33450589A
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Erwin Kahlert
Johannes Kreis
Harry Hube
Ortwin Metz
Johannes Haehle
Werner Lier
Original Assignee
Zeitz Hydrierwerk
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10CWORKING-UP PITCH, ASPHALT, BITUMEN, TAR; PYROLIGNEOUS ACID
    • C10C3/00Working-up pitch, asphalt, bitumen
    • C10C3/02Working-up pitch, asphalt, bitumen by chemical means reaction

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von polymermodifizierten Bitumen als Grundkomponente fuer Straszenbau- oder Bautenschutzzwecke oder vorgefertigte Dichtungsmaterialien fuer Bauten- und Korrosionsschutz. Erfindungsgemaesz wird das polymermodifizierte Bitumen aus 67 bis 98 Masseteilen Bitumen, 1,8 bis 30 Masseteilen Polybutadienen und 0,2 bis 3,0 Masseteilen Schwefel hergestellt und bei Temperatur von 160 bis 230C bis zu 12 Stunden geruehrt.{polymermodifiziertes Bitumen; Polybutadiene; Schwefel; Bitumen}The invention relates to a process for the preparation of polymer-modified bitumen as a basic component for Straszenbau- or Bautenschutzzwecke or prefabricated sealing materials for building and corrosion protection. According to the invention, the polymer-modified bitumen is prepared from 67 to 98 parts by weight of bitumen, 1.8 to 30 parts by weight of polybutadienes and 0.2 to 3.0 parts by weight of sulfur and stirred at a temperature of 160 to 230 ° C for up to 12 hours {polymer-modified bitumen; polybutadienes; Sulfur; Bitumen}

Description

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von polymermodifizierten Bitumen aus Bitumen, Polybutadienen und Schwefel für die Anwendung als Grundkomponente für Straßenbau- oder Bautenschutzzwecke oder vorgefertigte Dichtungsmaterialien für den Bauten· und Korrosionsschutz.The invention relates to a process for the preparation of polymer-modified bitumen bitumen, polybutadiene and sulfur bitumen for use as a basic component for road construction or building protection purposes or prefabricated sealing materials for buildings and corrosion protection.

Charakteristik des bekannten Standes der TechnikCharacteristic of the known state of the art

Bitumen und bituminöse Gemische werden in großer Menge als Bindemittel zur Herstellung von Straßendecken oder von Bautenschutzstoffen verwendet. Für eine Vielzahl von Anwendungsfällen besonders für stark belastete Straßen, hochbeanspruchte Dachdeckungen oder Hydroisolationen reichen die Eigenschaften der Bitumenwerkstoffe nicht aus. Hierfür werden in verstärktem Maße Hochpolymere in Form von Elasten oder Plasten hinzugefügt. Besonders gute Eigenschaften werden durch den Zusatz von thermoplastischen Kautschuken oder von ataktischem Polypropylen erzielt. Während die erstere Komponente besonders die Bitumeneigenschaften bei Temperaturen unter dem Gefrierpunkt erheblich verbessert, erreicht man durch Zusatz der letzteren Kunststoffe besonders eine Verbesserung des Wärmeverhaltens. Verbesserungen w<vden immer dann erzielt, wenn die Polymerkomponente im Bitumen löslich ist, oder wenn sie im Bitumen netzartige Strukturen bildet. Das wird durch thermoplastische Kautschuke erreicht, die in Zugaben von 4 bis 15% dem Bitumengemisch elastische Eigenschaften in einem bestimmten Temperaturbereich verleihen. Das vermögen besonders gute Blockpolymerisate von Butadien und Styren oder Isopren und Styren bevorzugt mit Molmassen von 30000 bis 500000. Diese Stoffe lassen sich recht einfach als Granulate oder als Pulver bei Temperaturen von über 180°C ins Bitumen homogen einmischen. Die erkalteten Gemische erreichen dann eine netzartige Struktur, die dem gesamten Stoff gummiähnliche Eigenschaften mit hoher Dehnung und hohem Rückstellvermögen verleihen.Bitumen and bituminous mixtures are used in large quantities as binders for the production of road surfaces or building protection materials. The properties of the bituminous materials are not sufficient for a large number of applications, especially for heavily loaded roads, heavily used roof coverings or hydroinsulation. For this purpose, high polymers in the form of elastomers or plastics are added to a greater extent. Particularly good properties are achieved by the addition of thermoplastic rubbers or atactic polypropylene. While the former component, in particular, greatly improves the bitumen properties at temperatures below freezing, the improvement of the thermal behavior is particularly attained by adding the latter plastics. Improvements would always be achieved if the polymer component is soluble in the bitumen, or if it forms net-like structures in the bitumen. This is achieved by thermoplastic rubbers which, in additions of 4 to 15%, give the bitumen mixture elastic properties in a certain temperature range. The ability particularly good block polymers of butadiene and styrene or isoprene and styrene are preferred with molecular weights of 30,000 to 500,000. These substances can be mixed quite easily as granules or as a powder at temperatures above 180 ° C into the bitumen homogeneous. The cooled mixtures then reach a net-like structure which gives the entire fabric rubber-like properties with high elongation and high resilience.

Dadurcn sind derartige Gemische hervorragend zur Ausführung von Straßenbcumaßnahmen mit hohem Verkehrsaufkommen und Verschleiß, aber auch für hochbeanspruchte Dachbeschichtungsmaterialjen geeignet.Thus, such blends are eminently suitable for high traffic and wear road construction, but also for highly stressed roof coating materials.

Die Herstellung der genannten Gemische ist an die Verfügbarkeit der Blockpolymerisate gekoppelt. Die Kosten für die Herstellung derartiger Erzeugnisse sind sehr hoch.The preparation of the mixtures mentioned is coupled to the availability of the block polymers. The cost of producing such products is very high.

Die Compoundierung von Bitumen mit unvulkanisierten Festkautschuken auf der Basis von Kopolymerisaten von Butadien oder anderen Dienen mit Styren oder Acrylnitril ist zwar prinzipiell möglich, jedoch erfordern die Mischprozesse den Einsatz hoher Energien und langer Mischzeiten.Although the compounding of bitumen with unvulcanized solid rubbers based on copolymers of butadiene or other dienes with styrene or acrylonitrile is possible in principle, the mixing processes require the use of high energies and long mixing times.

Weiterhin können die angestrebten elastischen Eigenschaften wie bei thermoplastischen Kautschuken nicht erzielt werden.Furthermore, the desired elastic properties can not be achieved as with thermoplastic rubbers.

Somit bleibt diese Anwendung auf ein kleines Gebiet zur Herstellung von Spezialprodukten begrenzt.Thus, this application remains limited to a small area for the production of specialty products.

Es hat weiterhin nicht an Versuchen gefehlt, bereits vulkanisierte Kautschuke mit Bitumen zu compoundieren.There has also been no lack of attempts to compound already vulcanized rubbers with bitumen.

Dabei werden jedoch nur grobdisperse Materialien mit geringen Gebrauchseigenschaften erzielt.However, only coarsely dispersed materials with low performance properties are achieved.

Ein Vermischen mit der Erzielung feindisperser Gummipartikel im Bitumen ist nur durch Devulkanisations- oder destruktive Verfahren möglich, die allgemein praktisch sehr schwierig beherrschbar sind.Mixing with the production of finely dispersed rubber particles in the bitumen is only possible by devulcanization or destructive methods, which are generally very difficult to control in practice.

Die Zumischung von elementarem Schwefel zum Bitumen ist weit verbreitet. Die Zugaben betragen dabei bis zu 30% zum Bitumen. Erzielt werden vor allem Verbesserungen der Bitumensorten für wärmebeständige Straßenbeläge sowie Erleichterungen der Verarbeitbarkeit durch Viskositätserniedrigungen.The addition of elemental sulfur to the bitumen is widespread. The additions amount up to 30% to the bitumen. Improvements in bitumen grades for heat-resistant road surfaces as well as easements of processability due to viscosity reductions are achieved in particular.

Die so hergestellten Bindemitte! und die daraus gewonnenen Asphalte erreichen jedoch in keinem Fall gummielastische Eigenschaften.The binder produced in this way! and the asphalts obtained therefrom, however, in no case achieve rubber-elastic properties.

Es ist auch weiterhin bekannt, den Vernetzungsprozeß von Kautschuken Im Bitumen durchzuführen. Hierbei werden vor allem Butadien-Styren-Kautschuke im Bitumen gelöst und mit Schwefel, Zinkoxid oder anderen basischen Substanzen und mit Vulkanisationsbeschleunigern wie Thiurame, Thiazole oder andere bekannte Verbindungen zur Reaktion gebracht. Die Reaktion ist schwer beherrcehbar, da die gewonnenen Reaktionsprodukte nach den im bituminösen Bereich bekannten Einbauverfahren nicht oder nur mit hohem Aufwand verarbeitbar sind. Der Vernetzungsprozeß ist endgültig, so daß auch bei hohen Temperaturen kein aufschmelzbares Erzeugnis gewonnen werden kann. Diese Möglichkeit ist daher nur auf Spezialanwendungsgebiete begrenzt. Die Einarbeitung von niedermolekularen Flüssigkautschuken führt nach dem bisher bekannten Stand nur zu Erweichungen des Bitumens. Eine Vulkanisation von diesen Stoffen führt bekannterweise nur zu minderwertigen Gurnmitypen ohne Gebrauchswert.It is also known to carry out the crosslinking process of rubbers in bitumen. In this case, especially butadiene-styrene rubbers are dissolved in the bitumen and reacted with sulfur, zinc oxide or other basic substances and with vulcanization accelerators such as thiurams, thiazoles or other known compounds. The reaction is difficult to control because the reaction products obtained are not or only with great effort processable according to the known in the bituminous field installation methods. The crosslinking process is final, so that no fusible product can be obtained even at high temperatures. This possibility is therefore limited to special application areas only. The incorporation of low molecular weight liquid rubbers leads according to the previously known state only to softening of the bitumen. A vulcanization of these substances is known to lead only to inferior Gurnmitypen without utility value.

Die Vulkanisation muß dabei mit relativ großen Mengen an den Vrlkanisationsmitteln Schwefel, Zinkoxid oder andere basische Substanzen und Ultrabeschleunigern ausgeführt werden. Eine Vulkanisation mit Schwefel allein ist nicht möglich.The vulcanization must be carried out with relatively large amounts of Vrlkanisationsmitteln sulfur, zinc oxide or other basic substances and ultra-accelerators. Vulcanization with sulfur alone is not possible.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Es Ist Ziel der Erfindung, polymermodifizierte Bitumen mit verbesserten Gebrauchseigenschaften, mit einfachen und billigen Herstellungsverfahren unter Vorwendung leicht verfügbarer und leicht verarbeitbarer Rohstoffkomponenten zu finden. Die zu erreichenden Gebrauchseigenschaften der Endprodukte sollen so beschaffen sein, daß eine möglichst hohe Anwendungsbreite in den Wirtschaftszweigen Straßenbau, Bautenschutz und vorgefertigte Dichtungsmaterialien erzielt wird. Neben dem bitumenspezifischen ist vor allem des gummielastische Verhalten über einen breiten Temperaturbereich, wie hohes Rückstellvermögen und hohe Dehnung zu erzielen.It is the object of the invention to find polymer-modified bitumens with improved performance properties, with simple and inexpensive production processes with the advantage of readily available and easily processable raw material components. The performance characteristics of the final products to be achieved should be such that the widest possible range of application in the sectors of road construction, building protection and prefabricated sealing materials is achieved. In addition to the bitumen-specific, especially the rubber-elastic behavior over a wide temperature range, such as high resilience and high elongation can be achieved.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von polymermodifizierten Bitumen aus Bitumen,The invention is based on the object of providing a process for the production of polymer-modified bitumen from bitumen, Polydienen und Schwefel zu entwickeln.Polydienes and sulfur develop. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch ein Verfahren zur Herstellung eines polymermodifizierten BiUimens aus 67 bisAccording to the invention, the object is achieved by a process for the preparation of a polymer-modified BiUimens from 67 to

98 Ma.-Teilen Bitumen mit Erweichungspunkten von 350C bis 90°C und Gehalten an Harzen von mindestens 25 Ma.-Teile in %, 1,8bis 20 Ma.-Teilen eines Polybutadiene mit numerischen Molmassen von 2000 bis 10C00, Jodzahlen von 350 bis450gJ/100g und98 parts by weight of bitumen with softening points from 35 0 C to 90 ° C and contents of resins of not less than 25 parts by mass in%, from 1,8 to 20 parts by mass of a polybutadiene having numerical molar masses from 2,000 to 10C00, iodine value of 350 to 450gJ / 100g and

Viskositäten be! 20°C von bis 250 Pa · s und 0,2 bis 3 Ma.-Teilen Schv/sfel gelöst, wobei die Komponenten bei 160 bis 230°C bis zuViscosities be! 20 ° C of up to 250 Pa · s and 0.2 to 3 parts by mass Schv / sfel dissolved, the components at 160 to 230 ° C up to

12 Stunden gerührt werden.Stirred for 12 hours.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung können in dem Verfahren bis zu 75Ma.-Teile in % des Bitumenanteils harzreicheAccording to a further feature of the invention, up to 75 parts by weight in% of the bitumen content can be rich in resin in the process Kohlenwasserstoffgemische, wie schwere Vakuumdestillate und bzw. oder Rückstände der Erdölverarbeitung und bzw. oderHydrocarbon mixtures, such as heavy vacuum distillates and / or residues of petroleum processing and / or Peche oder Teere der Stein- oder Braunkohlenverarbeitung einzeln oder im Gemisch sein.Stone or brown coal processing pitches or tars to be single or in mixture. Im erfindungsgemäßen Verfahren können bis 50 Ma.-Teile in % des Polybutadienanteils hochmolekulare SynthesekautschukeIn the process according to the invention up to 50 parts by mass in% of Polybutadienanteils high molecular weight synthetic rubbers

mit numerischen Molmassen von über 20000 sein.with numerical molar masses of over 20000.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren lassen sich polymermodifizierte Bitumen mit sehr variablen Eigenschaften erzielen.The process according to the invention makes it possible to achieve polymer-modified bitumen having very variable properties. Die gewünschten Kennwerte können durch die mengenmäßige Zusammensetzung, die Reaktionstemperatur und durch dieThe desired characteristics can be determined by the quantitative composition, the reaction temperature and by the Reaktionszeit gesteuert werden.Reaction time to be controlled. Als Bitumen werden handelsübliche Destillations-, Oxidations- oder Extraktionsbitumen mit Erweichungspunkten von 35 bisAs bitumen, commercial distillation, oxidation or extraction bitumen with softening points of 35 to

900C und Harzgehalten von mindestens 25 Ma.-Teilen in % verwendet. Der Harzgehalt wird durch Eluierung der Maltenphase desUsed 90 0 C and resin contents of at least 25 parts by mass in%. The resin content is determined by eluting the malt phase of the

Bitumens nach Abtrennung der Öle in einer mit aktiviertem Aluminiumoxid gefüllten Säule mit einem LösungsmittelgemischBitumen after separation of the oils in an activated alumina-filled column with a solvent mixture

aus gleichen Teilen Aceton und Benzen ermittelt. Dabei wurde gefunden, daß die Reaktion um so schneller verläuft, je höher derdetermined in equal parts acetone and benzene. It was found that the faster the reaction, the faster the reaction

Harzanteil im Bitumen ist. So reagiert beispielsweise ein Extraktionsbitumen aus der Propanentasphaltierung mit einemResin content in the bitumen is. For example, an extraction bitumen from the propane deasphalting reacts with a Harzanteil von 55Ma.-Teilen in % schon mit geringem Schwefelzusatz innerhalb von 30 Minuten, wobei die Reaktion mittelsResin content of 55Ma.-parts in% even with little addition of sulfur within 30 minutes, the reaction using Erhöhung des Erweichungspunktes um ca. 200C und der Rückverformung von 10 auf 75% deutlich abgelesen werden kann.Increase of the softening point by about 20 0 C and the reversion from 10 to 75% can be clearly read. Als Polybutadienkomponente werden Polybutadiene mit Molmassen von 2000 bis 10000, Jodzahlen von 350 bis 450g J/100gAs polybutadiene component are polybutadienes having molecular weights of 2000 to 10,000, iodine numbers of 350 to 450g J / 100g

und Viskositäten bei 200C von 1 bis 250Pa s eingesetzt.and viscosities at 20 0 C from 1 to 250Pa s used.

Diese Polybutadiene körinen sowohl durch anionische als auch durch stereospezifische Polymerisation hergestellt werden. AlsThese polybutadiene körinen be prepared both by anionic and by stereospecific polymerization. When

besonders geeignet erwies sich das in der DDR durch anionische Massepolymerisation hergestellte Polybutadien mit derThe polybutadiene produced in the GDR by anionic bulk polymerization proved to be particularly suitable with the

Handelsbezeichnung Sconamoll 32. Für den vorgesehenen Anwendungszweck können diese Polybutadiene eine MikroStrukturTrade name Sconamoll 32. For the intended purpose these polybutadienes may have a microstructure

besitzen, die durch einen mittleren (50Ma.-Teile in %) bis hohen (SOMa.-Tei.'e in %) 1,4-Anteil gekennzeichnet ist.which is characterized by an average (50 parts by mass in%) to high (SOMa.-Tei.'e in%) 1,4-part.

Da bei der Vernetzung von Kautschuken zur Erreichung des Gelpunktes, d. h., des Beginns der dreidimensionalenAs in the crosslinking of rubbers to achieve the gel point, d. h., the beginning of the three-dimensional Molekülve' müpfung, die Moleküle mindestens einmal miteinander verbunden sein müssen, sind hierzu bei flüssigenMolecular levitation, the molecules must be connected to each other at least once, this is liquid Kautschuken mit ihren kurzkettigen Molekülen Schwefelmengen von über 5Ma.-Teile in % gegenüber von etwa 2 Ma.-Teile in %Rubbers with their short-chain molecules Sulfur amounts of more than 5 Ma. Parts in% compared to about 2 Ma. Parts in%

bei hochmolekularen Kautschuken erforderlich.required for high molecular weight rubbers.

Bekannterweisegelingt die Vernetzung der flüssigen Kautschuke mit Schwefel allein nicht, vielmehr ist dazu die Gegenwart vonAs is known, the crosslinking of the liquid rubbers with sulfur alone does not occur, but rather the presence of Vulkanisationsaktivatoren wie Zinkoxid und von Vulkanisationsbeschleunigern, besonders von Ultrabeschleunigern,Vulcanization activators such as zinc oxide and vulcanization accelerators, especially ultra-accelerators,

erforderlich. Solche vernetzten Produkte weisen schlechte physikalisch-mschanische Eigenschaften auf.required. Such crosslinked products have poor physicochemical properties.

Es ist auch möglich, bis zu 50Ma.-Teile in % der Polybutadiene durch hochmolekulare Synthesekautschuke mit Molmassen vonIt is also possible to use up to 50 parts by mass in% of the polybutadienes by means of high molecular weight synthetic rubbers having molecular weights of

über 20000 zu ersetzen. Zweckmäßigerweise werden dabei die hochmolekularen Synthesekautschuke mit dem flüssigenover 20,000 to replace. Appropriately, while the high molecular weight synthetic rubbers with the liquid

Polybutadien zu weichen plastischen und leicht verarbeitbaren Kombinationen vorgemischt.Polybutadiene premixed to soft plastic and easily processable combinations. Die Eigenschaften der zu erzielenden Endprodukte lassen sich weiterhin verbreitern, wenn ein Teil des Bitumens durchThe properties of the end products to be achieved can be further broadened if a part of the bitumen by

harzreiche Kohlenwasserstoffgemische der Erdölverarbeitung oder Peche oder Teere der Braun- oder Steinkohlenverarbeitungersetzt werden. Der Austauschgrad kann bis zu 75Ma1-TeHe in % des Bitumenanteils betragen.Resin rich hydrocarbon mixtures of petroleum processing or pitches or tars of brown or hard coal processing are replaced. The degree of exchange can be up to 75Ma 1 -TeHe in% of bitumen content.

Überraschenderweise wurde gefunden, daß niedrigmolekulare Polybutadiene im erfindungsgemäßen Gemisch mit BitumenSurprisingly, it has been found that low molecular weight polybutadienes in the mixture according to the invention with bitumen

und Schwefel ohne Zusatz von Vulkanisationsaktivatoren und bzw. oder -beschleunigern bei Temperaturen von 16O0C bis 230 'Cvernetzt werden können. Die entstehenden Reaktionsprodukte erreichen dabei solche Eigenschaften, die eine Anwendung alsand sulfur can be crosslinked at temperatures of 16O 0 C to 230 'C without the addition of vulcanization and / or accelerators. The resulting reaction products achieve such properties that an application as

Bindemittel für Straßenbeläge, als Grundstoff für Bautenschutzstoffe und als Deckmassen für vorgefertigte AbdichtungsbahnenBinder for road surfaces, as a base for building preservatives and as cover for prefabricated waterproofing membranes

mit erhöhten Gebrauchswerten gestatten.allow with increased use values.

Als besonders vorteilhaft erweist sich neben einer Verbessern ng des elastischen Verhaltens der neuen bituminösen Stoffe dieIn addition to improving the elastic behavior of the new bituminous substances, it has proven particularly advantageous Erzielung gummielastischer Eigenschaften wie hohe Rückverfc rmung nach Dehnbewegungen und eine deutliche Erhöhung derAchieving rubber-elastic properties such as high recovery after stretching and a significant increase in the Elastizität bei der für polymermodifizierte Bitumen üblichen Kugelziehmethode.Elasticity in the usual for polymer modified bitumen Kugelziehmethode. Beispielsweise wird von einem Reaktionsprodukt aus 90Ma.-Tbi!?r> Bitumen mit einem Erweichungspunkt von 40°C, einerFor example, of a reaction product of 90Ma.-Tbi! R> bitumen having a softening point of 40 ° C, a Rückverformung nach 100% Dehnung von 1 %, 10Ma.-Teilen Polybutadien mit einer Molmasse von 8500 und 0,75Ma.-TeilenRecovery after 100% elongation of 1%, 10 parts by weight of polybutadiene with a molecular weight of 8500 and 0.75 Ma. Parts Schwefel nach einer Reaktionszeit von 4 Stunden bei 200°C eine Erhöhung des Erweichungspunktes von 14K und derSulfur after a reaction time of 4 hours at 200 ° C, an increase in the softening point of 14K and the Rückverformung auf 80% erzielt.Rebound to 80%. Nach dem Stand der Technik weist das einfache Gemisch von diesem gleichen Bitumen und dem gleichen Polybutadien in dieserIn the prior art, the simple mixture of this same bitumen and the same polybutadiene in this Zusammensetzung dagegen keine elastischen Eigenschaften und keine Verbesserungen der Plastizitätsspanne auf.In contrast, the composition has no elastic properties and no improvements in the plasticity range. Durch einen Ersatz des Bitumens bis zu 75 Ma.-Teile in % durch harzreiche hochmolekulare Kohlenwasserstoffe derBy replacing the bitumen up to 75 parts by mass in% by resin-rich high molecular weight hydrocarbons of Erdölverarbeitung, wie schwere Vakuumdestillate oder Rückstände oder Peche oder Teere der Stein- oderPetroleum processing, such as heavy vacuum distillates or residues or pitches or tars or tars

Braunkohlenverarbeitung ist eine weitere Verbesserung der Kältebeständigkeit der polymermodifizierten Bitumen in gewünschter und abgestufter Weise möglich. Ein Ersatz des Anteils das Polybutadiens bis zu SOMa.-Teile in % erhöht weiter die elastischen Eigenschaften wie Dehnung und Rückverformung.Lignite processing is a further improvement in the cold resistance of polymer-modified bitumen in a desired and graded manner possible. Replacement of the proportion of polybutadiene to SOMa. Parts in% further increases the elastic properties such as elongation and recovery.

Durch Variation der Zusammensetzung des Reaktionsgemisches, der Reaktionstemperatur und der Reaktionszeit können polymermodifizierte Bitumen mit Erweichungspunkten bis über 1000C, Plastizitätsspannen bis zu 120K und Rückverformungen bis zu 95% erhalten werden. Da die Reaktionsprodukte gute Klebrigkeiten aufweisen, ist ein weites Anwendungsgebiet möglich.By varying the composition of the reaction mixture, the reaction temperature and the reaction time, polymer-modified bitumen having softening points of up to 100 0 C, plasticity margins may be up to 120K and return deformations up to 95%. Since the reaction products have good tackiness, a wide range of applications is possible.

AusfuhrungsbelspieleAusfuhrungsbelspiele

1. In einem beheizbaren Rührwerk werden 900kg Bitumen mit einem Erweichungspunkt von 4O0C und einem Gehalt von 40Ma.-Teilen in % an Harzen, die mit Hilfe eines Gemisches aus gleichen Teilen von Benzen und Aceton in einer mit aktiviertem Aluminiumoxid gefüllten Säule aus der Maltenphase eluiert wurden, auf 13O0C erwärmt. Unter Rühren werden 100 kg eines auf 1300C erwärmtes Polybutadiens mit einer numerischen Molmasse von 8500, einer Jodzahl von 380g J/100g und einer Viskosität von 180Pa- sund 7,5kg geschmolzener Schwefel eingemischt. Die gesamte Mischung wird auf 2000C erwärmt und bei dieser Temperatur 4 Stunden unter ständigom Rühren gehalten.1. In a heated agitator are 900kg bitumen with a softening point of 4O 0 C and a content of 40Ma.-parts in% of resins, with the aid of a mixture of equal parts of benzene and acetone in an activated alumina-filled column of the Maltenphase were eluted, warmed to 13O 0 C. With stirring, 100 kg of a heated to 130 0 C polybutadiene having a numerical molecular weight of 8500, an iodine value of 380g J / 100g and a viscosity of 180Pa and 7.5kg molten sulfur blended. The entire mixture is heated to 200 0 C and kept at this temperature for 4 hours under constant stirring.

Danach besitzt das dabei gebildete Reaktionsprodukt gegenüber dem Ausgangsbitumen bzw. dem Gemisch Bitumen-Thereafter, the reaction product formed in this case has, compared with the starting bitumen or the mixture of bitumen Polybutadien folgende Eigenschaften:Polybutadiene has the following properties:

0C 0 C Ausgangsoutput Gemischmixture ErfindungsFiction 0C 0 C bitumenbitumen Bitumen/Bitumen/ gemäßescontemporary Vw mmVw mm Polybutadienpolybutadiene Produktproduct Erweichungspunkt R u. KSoftening point R u. K cmcm 4040 3939 5454 Brechpunkt nach FraaßBreakpoint after Fraaß -16-16 -17-17 -16-16 Penetration bei 25°CPenetration at 25 ° C %% 180180 185185 9595 Duktilitätbei25°CDuktilitätbei25 ° C >100> 100 >100> 100 >100> 100 Rückverformung nachReversion to %% Dehnung um 100%Elongation by 100% 11 22 8080 elastischer Anteilelastic part bei der Kugelziehmethodein the Kugelziehmethode (Jl(Jl 88th 6464

Das Reaktionsprodukt wird für Straßenbauzwecke oder als Grundstoff zur Herstellung von Bautenschutzstoffen verwendet. Die Rückverformung wird bei 25°C nach 100% Dehnung bei der Duktilitätsprüfung gemessen.The reaction product is used for road construction or as a raw material for the production of building protection materials. The rebound is measured at 25 ° C after 100% elongation in the ductility test.

Der elastische Anteil wird aus dem Kraft-Dehnungs-Diagramm der Kugelziehmethode bei 250C durch Planimetrieren erhalten (siehe Esser- Bitumen, Teere, Asphalte, Peche, Heidelberg 17 [1966] 9,319-328)The elastic portion is obtained from the force-elongation diagram of Kugelziehmethode at 25 0 C by planarization (see Esser bitumen, Teere, Asphalte, Peche, Heidelberg 17 [1966] 9,319-328)

2. Es werden nachfolgend genannte Rohstoffe eingesetzt, die wie folgt charakterisiert sind:2. The following raw materials are used, which are characterized as follows:

Bitumenbitumen Erweichungspunkt Ru.K 0CSoftening point Ru.K 0 C numerische Molmassenumerical molecular weight Harzanteil Ma.-TeileResin content Ma. Parts Stockpunkt 0CPour point 0 C Duktilität bei 25 0C cmDuctility at 25 0 C cm Harzanteil Ma.-TeileResin content Ma. Parts Rückvorformurig nach 100% Dehnung bei 250CRückvorformurig after 100% elongation at 25 0 C. Viskosität bei 700C mPa -sViscosity at 70 0 C mPa -s A B C DA B C D 37 55 70 8837 55 70 88 2050 440 1,22050 440 1.2 30 51 48 4030 51 48 40 20 15 1820 15 18 >100 12 10 2> 100 12 10 2 31 30 33 2831 30 33 28 1 0 2 01 0 2 0 202 85 180202 85 180 Polybutadienpolybutadiene Erweichungs punkt P. u. K 0CSoftening point P. u. K 0 C Jodzahl gJ/100gIodine number gJ / 100g Viskosität bei 200C Pa sViscosity at 20 0 C Pa s I Il IIII Il III 4242 8000 390 2008000 390 200 9800 355 2489800 355 248 Kohlenwasser stoffgemischeHydrocarbon mixtures 1 2 3 41 2 3 4

Komponente 1 ist ein schweres Vakuumdestillat der ErdöldestillationComponent 1 is a heavy vacuum distillate of petroleum distillation

Komponente 2 ist ein Raffinationsharz der Propanraffination von Erdöldestillaten Component 2 is a refinery resin of the propane refinery of petroleum distillates

Komponente 3 ist ein Steinkohlenteerwelchpech Component 3 is a coal tar pitchfish pitch

Komponente 4 ist ein Braunkohlen-Hochtemperaturteer. Component 4 is a brown coal high temperature tar.

Hochmolekulare Styrenanteile numerischeHigh molecular weight styrenic numerical Synthesekautschuke % MolmasseSynthetic rubbers% molecular weight

ä 27 50000 b . 24 95000 c - 60000 ä 27 50000 b. 24 95000 c - 60000

Komponente a ist ein SB-WarmkautschukComponent a is a SB hot rubber Komponente b ist ein SB-KaltkautschukComponent b is a SB cold rubber Komponente c ist cis-1,4-PoIybutadien mit einem cis-Anteil von über 90Ma.-Teilen in %Component c is cis-1,4-polybutadiene with a cis content of more than 90 Ma. Parts in% Aus diesen Rohstoffen werden unter den angegebenen Verfahrensbedingungen Reaktionsprodukte mit den nachfolgendFrom these raw materials under the specified process conditions reaction products with the following

angegebenen Eigenschaften erhalten.given properties.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 181 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

Einsatzstoffefeedstocks In Ma.-TeilenIn Ma. Parts

Bitumen A 60 90 95 95 95 90 - - - 97 - - - 63 63 -Bitumen A 60 90 95 95 95 90 - - - 97 - - - 63 63 -

C ------- 67 - - 90 63 63 - - 22 44 66C ------- 67 - - 90 63 63 - - 22 44 66

Polybutadien I Il IIIPolybutadiene I Il III 2020 1010 I cn II cn I I Ol II Ol I Ol II Ol I CO II CO I 1515 3030 2020 1,81.8 1010 1212 1212 1212 1212 I cn ιI cn ι I Ol II Ol I Ol II Ol Kohlenwasserstoff 1 2 3 4Hydrocarbon 1 2 3 4 2020 -- -- -- -- -- -- -- 2020 -- -- 2121 2121 2121 2121 6666 4444 2222 Synthesekautschuk a b CSynthetic rubber a b C -- -- 66 I Ol II Ol Schwefelsulfur -- 22 __ Mischzeit h Reaktionstemperatur 0CMixing time h reaction temperature 0 C -- -- 0.50.5 11 -- 11 -- -- -- -- -- -- 0,90.9 11 22 1 1801 180 -- 11 0,80.8 0,80.8 0,80.8 2,62.6 11 1 1801 180 δ 180δ 180 1 1801 180 55 4 1954 195 2 1802,180 5 1705 170 3 1603 160 Ο,δΟ, δ 0,20.2 11 33 0,80.8 1,21.2 0,90.9 11 4 2004,200 11 2 1702 170 4 1704 170 Ο,δ 200Ο, δ 200 12 22512 225 1 2001 200 8 2308,230 4 2004,200 3 1953 195 1 1801 180

Eigenschaf .ender Reaktionsprodukte Erweichungspunkt R u. K3C 71 55 50 52 64 60 62 90 95 65 90 85 62 80 65 70 75 82 BrechpunkfC -22 -16 -15 -18 -22 -17 -10 -7 -25 -12 -8 -15 -14 -7 -10 -20 -25 -26 Penetration Vw mm 155 120 177 159 122 170 57 36 55 120 36 66 105 80 113 125 85 101 Duktilitätbei25°Ccm 80 100 100 100 100 100 100 40 - 80 40 40 100 52 50 71 55 41 Rückverformung % 92 76 65 71 81 85 85 88 89 65 89 85 80 80 81 92 90 91 elastischer Anteil % 85 86 55 60 85 75 63 55 92 70 85 80 92 82 80 90 91 90Properties of the reaction products Softening Point R u. K 3 C 71 55 50 52 64 60 62 90 95 65 90 85 62 80 65 70 75 82 crushing point -22 -16 -15 -18 -22 -17 -10 -7 -25 -12 -8 -15 -14 -7 -10 -20 -25 -26 Penetration Vw mm 155 120 177 159 122 170 57 36 55 120 36 66 105 80 113 125 85 101 Ductility25 ° Ccm 80 100 100 100 100 100 100 40 - 80 40 40 100 52 50 71 55 41 Reverse deformation% 92 76 65 71 81 85 85 88 89 65 89 85 80 80 81 92 90 91 elastic proportion% 85 86 55 60 85 75 63 55 92 70 85 80 92 82 80 90 91 90

Claims (3)

1. Verfahren zur Herstellung von polymermodifizierten Bitumen aus Bitumen, Polybutaoienen und Schwefel, dadurch gekennzeichnet, daß 67 bis 98 Ma.-Teile Bitumen mit Erweichungspunkten von 350C bis 9O0C und Gehalten an Harzen von mindestens 25 Ma.-Teilen in % mit 1,8 bis 30 Ma.-Teilen Polybutadienen mit numerischen Molmassen von 2000 bis 10000, Jodzahlen von 350 bis 450g J/100 g und Viskositäten bei 2O0C von Ibis 250 Pa · s und 0,2 bis 3,0 Ma.-Teilen Schwefel bei 160 bis 23O0C bis 12 Stunden gerührt werden.1. A process for the preparation of polymer-modified bitumen from bitumen, Polybutaoienen and sulfur, characterized in that 67 to 98 parts by weight of bitumen having softening points of 35 0 C to 9O 0 C and contents of resins of at least 25 parts by mass in% with 1.8 to 30 parts by mass of polybutadienes having numerical molecular weights of 2000 to 10,000, iodine numbers of 350 to 450 g J / 100 g and viscosities at 2O 0 C of Ibis 250 Pa · s and 0.2 to 3.0 Ma. - Parts of sulfur at 160 to 23O 0 C are stirred for 12 hours. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bis zu 75 Ma.-Teile in % des Bitumenanteils harzreiche Kohlenwasserstoffgemische, wie schwere Vakuumdestillate und bzw. oder Rückstände der E-dö!verarbeitung und bzw. oder Peche oder Teere der Stein- oder Braunkohlenverarbeitung einzeln oder im Gemisch sind.2. The method according to claim 1, characterized in that up to 75 parts by mass in% of the proportion of bitumen resinous hydrocarbon mixtures, such as heavy vacuum distillates and / or residues of e-dö! Processing and or or pitches or tars of stone or Lignite processing individually or in mixture. 3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß bis zu 50Ma.-Teile in % des Polybutadienanteils hochmolekulare Synthesekautschuke mit numerischen Molmassen von über 20000 sind.3. The method according to claim 1 and 2, characterized in that up to 50Ma.-parts in% of the polybutadiene are high molecular weight synthetic rubbers with numerical molecular weights of over 20,000.
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