Die
Erfindung betrifft ein polymermodifiziertes Bitumen aus einem Normbitumen
für den
Einsatz im Straßenbau.The
The invention relates to a polymer-modified bitumen of a standard bitumen
for the
Use in road construction.
Die
industrielle Produktion von Bitumen erfolgt aus Erdöl, bei der
Verarbeitung stark bituminöser
Rohstoffe durch Konzentration, Destillation oder selektive Trennung
der enthaltenen Bitumenanteile mit Hilfe von Lösungsmitteln und bei der Verarbeitung von
schwach bituminösen
Rohölen
bzw. deren Rückständen nach
Methoden, wie z. B. dem Blasen, die einen Bitumenaufbau bewirken.
Die so hergestellten Bitumen werden dementsprechend in Destillations-, Extraktions-
oder geblasene Bitumen eingeteilt. Erdölbitumen sind dabei plastoviskose
Stoffe und haben im Bereich üblicher
Gebrauchstemperaturen eine nur schwach ausgeprägte Viskosität. Beim
Einsatz solcher Bitumen im Straßenbau
sind daher Kompromißlösungen erforderlich,
um eine möglichst
verschleißarme
Asphaltmischung für
die hohen Belastungen im heutigen Straßenverkehr herstellen zu können. Dabei
sind die Anforderungen an Straßenbaubitumen insbesondere
durch das steigende Verkehrsaufkommen und immer höhere Achslasten
von Fahrzeugen ständig
gestiegen.The
Industrial production of bitumen takes place from petroleum, in the
Processing heavily bituminous
Raw materials through concentration, distillation or selective separation
the bitumen content contained with the aid of solvents and in the processing of
slightly bituminous
crude oils
or their residues after
Methods, such. As the bubbles that cause a bitumen structure.
The bitumen produced in this way will accordingly be used in distillation, extraction
or blown bitumen. Petroleum bitumen are plastoviskose
Fabrics and have common in the field
Temperatures use only a weak viscosity. At the
Use of such bitumen in road construction
therefore compromise solutions are needed,
one as possible
low-wear
Asphalt mixture for
to produce the high loads in today's traffic. there
are the requirements for road construction bitumen in particular
due to the increasing volume of traffic and ever higher axle loads
of vehicles constantly
gone up.
In
der Vergangenheit wurde daher immer wieder versucht, durch Herstellung
polymermodifizierter Bitumina Voraussetzungen für die Herstellung von Fahrbahndecken
zu schaffen, die den heutigen Belastungen genügen und deren Gebrauchswerteigenschaften über den
gesamten klimatisch bedingten Temperaturbereich bei kritischen Belastungsbedingungen
verbessert werden. Der Zusatz ausgewählter Kunststoffe bewirkt dabei
eine Absenkung des Brechpunktes und eine Erhöhung des Erweichungspunktes
und somit eine höhere
Plastizitätsspanne,
wodurch die elastischen Eigenschaften eines polymermodifizierten
Bitumens denen eines reinen Erdölbitumens
wesentlich überlegen
sind und zu einer erhöhten
Verformungsbeständigkeit
führen.
Bekannte Kunststoffe zur Herstellung solcher polymermodifizierten
Bitumen sind ataktisches Polypropylen, Styrol-Butadien-Styrol (SBS)-Copolymere, Polyisopren,
Naturkautschuk u. dgl. Allerdings hat sich bei der Herstellung solcher
Bitumenkombinationen gezeigt, daß nach relativ kurzer Zeit
in schmelzflüssigem
Zustand Entmischungserscheinungen auftraten. Daraus ergibt sich
in der Praxis die Notwendigkeit, solche polymermodifizierten Bitumen
bis zu ihrem Einsatz ständig
zu rühren
oder in einer anderen geeigneten Weise homogen zu halten, um gleichmäßige Beschichtungen
zu gewährleisten.In
The past was therefore repeatedly tried by production
polymer-modified bitumens Requirements for the production of road surfaces
to meet the current loads and their utility value properties on the
total climatic temperature range under critical load conditions
be improved. The addition of selected plastics causes this
a decrease in the breaking point and an increase in the softening point
and thus a higher one
Plasticity range,
whereby the elastic properties of a polymer-modified
Bitumen that of a pure petroleum bitumen
much superior
are and increased to an
deformation resistance
to lead.
Known plastics for producing such polymer-modified
Bitumen are atactic polypropylene, styrene-butadiene-styrene (SBS) copolymers, polyisoprene,
Natural rubber u. Like. However, in the production of such
Bitumen combinations showed that after a relatively short time
in molten
State segregation phenomena occurred. This results in
in practice the need for such polymer modified bitumen
until their use constantly
to stir
or to keep it homogeneous in any other suitable manner to obtain uniform coatings
to ensure.
Gemäß dem bekannten
Stand der Technik ist wiederholt versucht worden, ein Entmischen
der Bitumenkombination mit geeigneten Mittel zu begegnen. So wird
in der DE-AS 25 40 230 ein Verfahren beschrieben, bei dem eine Mischung
von Bitumen und Polyolefinen durch Homogenisierung in einer Heißmischanlage
so lange behandelt wird, bis ein deutlicher Viskositätsabfall
eintritt und ein Polymerbitumen entsteht, daß nicht mehr zur Entmischung
neigt. Gemäß DE-PS
26 31 361 wird versucht, die Entmischungsneigung von Bitumen und
ataktischem Polyolefin durch Zugabe eines Füllstoffes mit speziellen physikalischen
Eigenschaften zu verhindern.According to the known
The prior art has been repeatedly tried to demix
the Bitumenkombination with suitable means to counter. So will
in DE-AS 25 40 230 describes a method in which a mixture
of bitumen and polyolefins by homogenization in a hot mixing plant
treated until a significant drop in viscosity
occurs and a polymer bitumen arises that no longer for segregation
inclines. According to DE-PS
26 31 361 attempts to demix the tendency of bitumen and
atactic polyolefin by adding a filler with special physical
To prevent properties.
Obwohl
die vorgeschlagenen Zusätze
und Behandlungsverfahren einer Verbesserung bestimmter Eigenschaften
der Bitumina ermöglichen,
ist jedoch in der Regel eine Beeinträchtigung der Produktqualität festzustellen.
Der Einsatz spezieller synthetischer Produkte führt außerdem zu zusätzlichem
Aufwand und zu einer Verschlechterung des Preis-Leistungsverhältnisses bei der Herstellung
von Straßenbaubitumen.Even though
the proposed additions
and treatment method of improving certain properties
allow the bitumens
However, a deterioration in product quality is usually observed.
The use of special synthetic products also leads to additional
Effort and to a deterioration of the price-performance ratio in the production
of road construction bitumen.
Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Nachteile des Standes
der Technik zu beseitigen und ein polymermodifiziertes lagerstabiles Straßenbaubitumen
zu entwickeln, das allen Anforderungen im heutigen Straßenbau gerecht
wird.Of the
Invention is therefore the object of the disadvantages of the prior art
to eliminate the technology and a polymer-modified storage stable road bitumen
to develop that meets all the requirements in today's road construction
becomes.
Erfindungsgemäß wird die
Aufgabe durch ein polymermodifiziertes Bitumen mit 94 bis 99 Ma.-%
eines Bitumenes und 1 bis 6 Ma.-% durch thermischen Abbau aus polyolefinischen
Altkunststoffen erhaltene hochschmelzende Wachse mit Molgewichten
zwischen 1000 und 10000 g/mol gelöst. Zur Herstellung der erfindungsgemäßen Bitumenkombination
können
sowohl Destillatbitumen oder Destillatbitumenmischungen allein oder
im Gemisch mit einem angeblasenen Bitumen als auch schwere Erdölrückstände allein
oder im Gemisch mit einem angeblasenen Bitumen aber auch angeblasene
Bitumen im Erweichungsbereich zwischen 27 und 60 °C mit einer
Penetration von 30 bis 320mm·10-1 allein verwendet werden. Von besonderem
Vorteil ist dabei die Verwendung eines aus einem schweren Erdöldestillationsrückstand
mit einem Erweichungspunkt von 27 bis 44 °C durch schonende Anoxidation
auf einen Erweichungspunkt von 37 bis 60°C mit einer Penetration zwischen
35 und 210 mm·10-1 eingestellten angeblasenen Destillationsrückstandes.According to the invention, the object is achieved by a polymer-modified bitumen containing 94 to 99% by weight of a bitumen and 1 to 6% by weight of high-melting waxes obtained by thermal degradation from polyolefinic old plastics with molar weights between 1000 and 10000 g / mol. To produce the bitumen combination according to the invention, both distillate bitumen or distillate bitumen mixtures alone or mixed with a blown bitumen and heavy petroleum residues alone or in admixture with a blown bitumen but also blown bitumen in the softening range between 27 and 60 ° C with a penetration of 30 to 320mm · 10 -1 alone. Of particular advantage in this case is the use of a crude petroleum distillation residue having a softening point of from 27 to 44 ° C. by gentle anoxidation to a softening point of from 37 to 60 ° C. with a penetration of between 35 and 210 mm.times.10.sup.- 1 set distillation residue.
Nach
einem weiteren Merkmal der Erfindung enthält das erfindungsgemäß vorgeschlagene
polymermodifizierte Bitumen vorzugsweise 1 bis 3 Ma.-% hochschmelzendes
Polyolefinabbauwachs. Dieses kann darüber hinaus erfindungsgemäß in Form
eines festen Compounds aus Bitumen und 60 bis 90 Ma.-% hochschmelzenden
Polyolefinabauwachs verwendet werden und wird gemäß der vorgeschlagenen
Straßenbaubitumenkombination
in solchen stöchiometrischen
Verhältnissen
zugemischt, daß der
Wachsanteil im Fertigprodukt zwischen 1 und 6 Ma.-% liegt.To
Another feature of the invention includes the invention proposed
polymer-modified bitumen preferably 1 to 3% by weight refractory
Polyolefinabbauwachs. This can also according to the invention in the form
a solid compound of bitumen and 60 to 90% by weight refractory
Polyolefinabauwachs be used and is according to the proposed
Bitumen Combination
in such stoichiometric
conditions
mixed that the
Wax content in the finished product between 1 and 6 wt .-%.
Mit
der Anwendung der erfindungsgemäß vorgeschlagenen
Straßenbaubitumen
werden gegenüber
dem Stand der Technik insbesondere folgende vorteilhaften Effekte
erzielt:
- – Die
Anwendung der Erfindung führt
zu einem höheren
Verdichtungsgrad der hergestellten Asphaltmischung, wodurch die
Standfestigkeit der hergestellten Asphaltbeläge erhöht und die Spurrillenbildung
zurückgedrängt wird.
- – Die
Verarbeitungszeit des Bitumens wird erhöht.
- – Die
Viskosität
des flüssigen
Bitumens wird herabgesetzt, so daß die Verarbeitungstemperaturen verringert
werden können,
wodurch die Schädigung
des Bitumens durch hohe Temperaturen herabgesetzt und die Schadstoffabgabe
bei der Verarbeitung minimiert werden kann.
- – Das
Haftvermögen
des erfindungsgemäßen Bitumens
auf den Zuschlagstoffen wird verbessert.
- – Der
Brechpunkt des Bitumens wird durch den Zusatz von 1 bis 6 Ma.-%
hochmolekularem Polyolefinabbauwachs nur geringfügig oder gar nicht verändert, d.h.,
es tritt keine Verschlechterung des Tieftemperaturverhaltens auf.
- – Das
erfindungsgemäße polymermodifizierte
Bitumen ist stabil. Es tritt keine Entmischung ein.
- – Aufgrund
der geringen molekularen Uneinheitlichkeit der erfindungsgemäß verwendeten
hochmolekularen Polyolefinabbauwachse werden sehr gut reproduzierbare
Ergebnisse erhalten.
Die hier erwähnten Molekulargewichte sind
gewichtsmittlere Molekulargewichte. Bevorzugt wurden niedermolekulare
Anteile mit einem Molekulargewicht von etwa 150 bis 500 g/mol aus
den Wachsen vor der Verwendung entfernt. Besonders geeignete Wachse
zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung sind diejenigen Wachse, die
nach den vom selben Anmelder am selben Tag eingereichten Verfahrenspatenten
erhalten werden (Anwaltsaktenzeichen: E 1771 DE, E 1772 DE, E 1773
DE, E 1774 DE und E 1775 DE).
With the application of road pavement bitumen proposed according to the invention, in particular the following advantageous effects are achieved compared to the prior art: - - The application of the invention leads to a higher degree of compaction of the asphalt mixture produced, whereby the stability of the produced asphalt pavements is increased and the rutting groove formation is suppressed.
- - The processing time of the bitumen is increased.
- - The viscosity of the liquid bitumen is reduced, so that the processing temperatures can be reduced, whereby the damage of the bitumen can be reduced by high temperatures and the emission of pollutants can be minimized during processing.
- - The adhesion of the bitumen according to the invention on the aggregates is improved.
- - The breaking point of the bitumen is only slightly or not changed by the addition of 1 to 6 wt .-% high molecular weight polyolefin degradation, ie, there is no deterioration of the low temperature behavior.
- The polymer-modified bitumen according to the invention is stable. There is no segregation.
- Due to the low molecular non-uniformity of the high molecular weight polyolefin degradation waxes used according to the invention, very reproducible results are obtained. The molecular weights mentioned herein are weight average molecular weights. Preferably, low molecular weight fractions having a molecular weight of about 150 to 500 g / mol were removed from the waxes prior to use. Particularly suitable waxes for use in the present invention are those waxes which are obtained according to the process patents filed by the same Applicant on the same day (Attorney Docket: E 1771 DE, E 1772 DE, E 1773 DE, E 1774 DE and E 1775 DE).