DE2024683A1 - Verfahren zur Verbesserung der Beständigkeit von Asphalt - Google Patents

Description

Verfahren zur Verbesserung der Beständigkeit von Asphalt ■

Die Verwendung von Asphalt auf dem Bausektor ist seit vielen Jahren bekannt. Der Dauerhaftigkeit der Bauten kommt aus wirtschaftlichen Überlegungen die größte Bedeutung zu, wobei insbesondere auf dem Gebiet des Straßen- und lufthafenpisten-Baues die Anforderungen an die Dauerhaftigkeit stärker geworden sind. Dies ist vor allem darauf zurückzuführen, daß Plughäfen und Straßen einer größeren Belastung ausgesetzt sind, und zwar im ersteren Falle infolge der größeren Zahl von Fahrzeugen, die die Straßen benutzen, und im letzteren Falle durch die schwereren Maschinen, die in den Flughäfen starten und landen.

Während es durch Verbesserung der Konstruktionsmethoden möglich war, die Lebensdauer der genannten Bauten zu erhöhen, liegt ein wesentlicher Faktor, der die Dauerhaftig-

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keit der Bauten beeinflußt, in der dem Asphalt eigenen Dauerhaftigkeit. Die wahrscheinlich wichtigste Eigenschaft des Asphalts im Hinblick auf seine Widerstandsfähigkeit gegen Zerstörung, insbesondere bei Verwendung als Pflastermaterial, dürfte in der Erhaltung der Viskosität des Asphalts und damit gleichzeitig in seiner Fähigkeit, sich ohne Rißbildung zu deformieren, sowie in der Widerstandsfähigkeit gegen thermische Beanspruchung sowie der Erhaltung eines elastischen Erholungsvermögens zu sehen sein. Durch Einwirkung einer schweren Last wird eine Pflasterstruktur zusammengepreßt und deformiert, worauf sich nach Entfernung der Last eine elastische Erholung anschließen muß. Durch Alterung des Asphalts tritt im Verlaufe der Jahre eine Härtung des Asphalts-Bindemateriales ein, was wiederum eine Erhöhung der Viskosität des Asphalts und damit eine Verringerung der Fähigkeit der Pflasterstruktur, sich nach schweren Belastungen wieder zu erholen, nach sich zieht. Letztlich kommt es dann dazu, daß die Pflasterstruktur reißt.

Die vorstehend erwähnte Härtung (Erhöhung der Viskosität) tritt bei allen Asphaltsorten in unterschiedlichem Maße auf, wobei das Ausmaß der Härtung, welches direkt mit der Dauerhaftigkeit bzw. Beständigkeit des Asphalts in Beziehung zu setzen ist, von der Herkunft des Asphalts, dem Ausmaß der Reinigung, der Behandlung während der Aufarbeitung usw. abhängt.

Wegen der eingangs erwähnten stärkeren Belastungen von Straßenbauten haben viele staatliche Behörden verschärfte Spezifikationen bezüglich der Dauerhaftigkeit von Asphalt festgesetzt. So sind beispielsweise vom California Highway Department (Kalifornisches Straßenbauamt) für den Staat Kalifornien Spezifikationen vorgeschlagen worden, die sollten sie angenommen werden - zu den schärfsten in der

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" ³■- ■. 2O246β3

ganzen Vielt gehören/Diese Spezifikationen sinä in einer Arbeit von John Skog "'Setting ' and Durability Studies on Paving Grade Asphalts," Proceedings, Association of Asphalt Paving Technologists, j56, 1967, S. 587-420, zusammengestellt. Um diesen Spezifikationen genügen zu können, ware es notwendig, bei der Auswahl äee Asphalts äußerst kritisch zu sein, da nur sehr wenige natürlich vorkommende Asphalte diesen scharfen Spezifikationen genügen können«

Man hat in der Vergangenheit auch schon Versuche unternommen, die Dauerhaftigkeit von Asphalt zu verbessern. Im allgemeinen handelte es sich bei diesen Versuchen um die Zugabe von Antioxidantien oder Polymermaterialien, durch welche die rheologischen Eigenschaften des Asphalt-Srunämateriales verändert werden sollten. So hat man beispielsweise schon natürlichen Kautschuk, Polyäthylen, Polystyrpl-Butadien-Neopren» Butylkautschuk, chlorsulfoniertes Polyäthylen, Polyfluoräthylen-Elastomere, Polyacrylsäureester, Polysülfid-Blastomere und Epoxyharze dem Asphalt zur Veränderung seiner Eigenschaften zugesetzt.

Als Antioxidantien hat man in Asphalt schon Dialkylthioäther, organische Phosphate, Arylamine, Phenole, Dibenzoylresorcin, tertiäre Buty!phenole uaw. verwendet.

Bine weitere Möglichkeit zur Veränderung dea GrundCharakters eines Asphalts liegt in der Modifizierung des Asphalte durch Umsetzung mit'einem Modifizierungsmittel. So hat man beispielsweise den Schmelzpunkt von Asphalt - ohne erkennbaren Einfluß auf die anderen Eigenschaften - durch Umsetzung mit verschiedenen Mitteln erhöhen können. Es ist jedoch bisher nicht gelungen, durch eine chemische Veränderung bzw. Modifikation die Dauerhaftigkeit des Asphalts erfolgreich zu verbessern.

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Aus fler USA-Patentschrift 2 247 375 ist ein Verfahren aur Erhöhung äer Schmelzpunkte von bituminösen Rückständen bekannt,, gemäß welchem die Rückstände mit einer halogenierten organischen Verbindung "bei erhöhten Temperaturen umgesetzt werden; die halogeniert^ organische Verbindung kann anschließend im wesentliches zurückgewonnen werden.

Aus der USA-Patentschrift 2 970 099 sind Asphaltprodukte bekannt, welche Asphaltene enthalten,, die unter Einwirkung von Strahlung oder mit Hilfe von Peroxid-Katalysatoren mit Alkylhalogeniden Ring-alkyliert sind.

Aus der USA-Patentschrift 3 061 538 ist schließlich ein Verfahren bekannt, durch welches eine Erhöhung des Erweichungspunktes von Asphalt erreicht wird, in^dem man den Asphalt bei erhöhten Temperaturen mit Dicarbonsäuren mit 4-14 Kohlenstoffatomen oder den Anhydriden oder Acylhalogeniden solcher Säuren umsetzt. Monocarbonsäuren haben, wie sich gezeigt hat, keinen erkennbaren Einfluß.

Die Erfindung betrifft nun ein Verfahren zur Verbesserung der Dauerhaftigkeit von Asphalt. Dieses Verfahren besteht in einer Umsetzung eines Asphalts bei einer Temperatur zwischen etwa 66 und 343⁰C mit einem Modifizierungsmittel, welches aus einer Verbindung der Formel

1. R-NCO, in welcher R einen Kohlenwasserstoffrest mit 1 - 24 Kohlenstoffatomen darstellt, oder

2. „ ,in welcher R₁ Wasserstoff oder R und X entweder R₁-C-Y H₂, 0, S, C=O oder ~° und Y Wasserstoff, Cl,

-OHR

Br, J oder -O-Acyl mit 1 - 20 Kohlenstoffatomen in der Acylgruppe bedeuten,

besteht. Vorauszusetzen ist dabei, daß X entweder 0 oder H₂ bedeutet, wenn Y Cl, Br oder J darstellt, und daß X entweder C=O oder ~, darstellt, wenn Y Wasserstoff bedeutet. -CHR

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Handelt es sich bei der verwendeten Verbindung tun eine solche der Pormel X , in welcher X H₉ und Y 01, Br

R₁-C-Y

oder J bedeuten, so wird der Asphalt vor der Zugabe der modofizierend wirkenden Verbindung mit einer solchen Menge eines Alkalimetalles umgesetzt, daß die nicht-wasserstoffgebundenen phenolischen Hydroxylgruppen in Alkaliphenoxidgruppen umgewandelt werden. Bildet sich bei der Umsetzung mit dem Modifizierungsmittel (z.B. Acylhalogenid) ein Halogenwasserstoff, so ist es notwendig, daß eine ausreichende Menge einer Base in dem Reaktionsgemisch vorhanden ist, damit der gebildete Halogenwasserstoff im wesentlichen neutralisiert werden kann.

Als Reagenzien, die phenolischen Wasserstoffprsetzen können und für die Zwecke der Erfindung brauchbar sind, kommen beispielsweise Anhydride von Sauerstoff oder Schwefel enthaltenden Monocarbonsäuren infrage, wobei es sich entweder um einfache oder gemischte aliphatisch^ oder aromatische Säuren handeln kann. Diese Verbindungen entsprechen der Formel X , wenn X entweder O oder S darstellt und Y O-

R₁-G-Y Acyl bedeutet.

Beispiele für einfache aliphatische Säureanhydride sind Essigsäure-, Propionsäure-, Hexancarbonsäure-, Octancarbonsäure-, Decancarbonsäureanhydriä usw. Beispiele für gemischte Anhydride sind das Anhydrid aus Propionsäure und Essigsäure, das Anhydrid aus Hexancarbonsäure mit Propionsäure usw. Geeignete aromatische Anhydride sind beispielsweise Benzoesäureanhydrid und Uaphthencarbonsäureanhydrid usw. Gemischte Anhydride aus aromatischen Säuren sowie gemischte aromatischaliphatische Anhydride sind beispielsweise die Anhydride von Naphthencarbonaäure mit Benzoesäure und mit Essigsäure.

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Vorzugsweise eignen eich solche Anhydride, die von Säuren mit 2-10, insbesondere 2-4 Kohlenstoffatomen abgeleitet sind.

Weitere geeignete Reagenzien sind Ketene einschließlich des Ketens selbst sowie homologe Aldo- und Ketoketene. Diese Verbindungcnentsprechen der Formel X , wenn Y Wasserstoff

»e R₁-C-I

oder einen Kohlenwasserstoffrest und X C=O bedeuten. Aldoketene entsprechen der Formel

^H\

^G=C=O während Ketoketene durch die Formel

dargestellt werden können, wobei R.. eine Kohlenwasserstoffgruppe, vorzugsweise Alkyl bedeutet und R- die bereits angegebene Bedeutung hat. Die vorzugsweise geeigneten Substanzen sind durch Kohlenwasserstoffgruppen substituiert, die insgesamt 1-20 Kohlenstoffatome enthalten.

Andere geeignete Reagenzien sind Acylhalogenide, im allgemeinen Chloride, der Säuren, deren Anhydride weiter vorn aufgeführt sind. Diese Substanzen entsprechen der Formel X , wenn X 0 und Y Cl, Br oder J bedeuten. Besonders gut

R₁-C-Y

wirksam sind die Halogenide der Essigsäure, Propionsäure, Butancarbonsäure, Pentancarbonsäure, Hexancarbonsäure usw. Schwefelsäurederivate sind ebenfalls brauchbar.

Eine weitere Klasse wirksamer und brauchbarer Reagensien besteht aus den Alkyl- oder substituierten. Alkylibonohalogeiiicien.

■ - 7 - ■ ■

- χ

■ ti

Diese Verbindungen entsprechen der Formel H^-C-Y₉ Ί Cl, Br oder J und X Hg "bedeuten. Beispiele für derartige Substanzen sind Methylcblorid, MethyTbromiä, Hethyljodld, ganz allgemein Alkylhalogenide mit 1 - 24 Kohlenstoffatomen. Als substituierte Substanzen dieser Art eignen sich Benayl» chlorid, 1-Chlor~2-phenyläthan, 1-Brom-3-phenylpropan usw. Bei der Umsetzung des Asphalts mit diesen Reagenzien handelt es sich um eine Williamson-Synthese, welche die vorherige Zugabe eines Alkalimetalles zur Umwandlung der asphaltischen Komponente in ein Phenoxid erfordert.

Eine weitere wichtige Klasse von Substanzen, die für Sie Zwecke der Erfindung brauchbar sind, sind Oxide wie Äthylenoxid, Propylenoxid oder Butylenoxid. Bei einer besonders wichtigen Klasse von Oxiden, die für die Zwecke der Erfindung brauchbar sind, handelt es 'sich um gecrackte Wachs- · olefinoxide, die bei der Epoxidation von gecrackten Wachsolefinen anfallen. Bei den insbesondere geeigneten Oxiden handelt es sich um endständig niedrige Alkylgruppen aufweisende Epoxide.

Noch eine weitere Klasse von Substanzen, die mit Erfolg für die Zwecke der Erfindung benutzt werden können, umfaßt Aryl- und Alky !monoisocyanate (R-IiCO). Biese Substanzen können direkt mit Bitumen umgesetzt werden, wobei sich Urethan-gedeckte Produkte bilden. Beispiele für geeignete Substanzen sind Methyl-, Äthyl-, Propyl-, Hexyl- und Phenylisocyanat. Niedere Alkylaaterialien, d.h. solche mit 1-6 Kohlenstoffatomen, werden bevorzugt verwendet.

Zu den Asphaltmaterialien, deren Dauerhaftigkeit mit Hilfe des erfindungsgemäfien Verfahrens verbessert werden kann, gehören die verschiedensten Asphalte, so beispielsweise verschiedene Asphaltrückstände, luftgeblasene Asphalte, Lösungsmittelextrakte , LÖsungsmittel-Entasphaltierungsprodukte,

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Gilson.it usw. Mit "besonderem Erfolg ist das erfindungsgemäße Verfahren auf Lösungsmittel-Entasphaltierungsprodukte anwendbar, weil derartige Asphalte, die zunächst in ihrer ursprünglichen Zusammensetzung den eingangs erwähnten verschifften Anforderungen an die Dauerhaftigkeit nicht zu genügen vermögen, durch die erfindungsgemäße Behandlung soweit verbessert werden können, daß sie den Spezifikationen entsprechen. Beispiele für Materialien der letztgenannten Art.sind Boscan-Asphalte, die aus Venezuela-Rohölen stammen, sowie Santa Maria-Asphalt, der aus kalifornischem Rohöl gewonnen wird.

Die Lösungsmittel-Entasphaltierungsprodukte, die sich mit besonderem Vorteil nach dem erfindungsgemäßen Verfahren behandeln lassen, sind bekannte Materialien, die aus verschiedenen Rohöl-Fraktionen mit niederen Alkanen ausgeschieden werden können. Die bekanntesten Lösungsmittel-Entasphaltierungsprodukte werden mit Propan niedergeschlagen und im allgemeinen als "Propan-Asphalte" bezeichnet. Letztere werden üblicherweise mit anderen Asphalten oder Ölen verschnitten, so daß man brauchbare Endprodukte erhält. Ganz allgemein kann gesagt werden, daß die Materialien durch Lösungsmittelextraktion von Rückstandsölen mit reinen oder gemischten gesättigten aliphatischen Kohlenwasserstoff-Fraktionen, die durchschnittliche Molekulargewichte zwischen etwa 48 und 114 aufweisen, hergestellt werden. Vorzugsweise soll der Molekulargewichtsbereich einer Lösungsmittel-Fraktion zwischen etwa 46 und 54, noch besser zwischen etwa 47,0 und 48,50 liegen. Die Zusammensetzung dieses bevorzugten Bereiches entspricht etwa 55 bis 70 Gew.$ Propan und etwa 50 bis 45 Gew.^ Butan. Andere Kohlenwasserstoffe wie Pentan, Hexan, Heptan und Octan können ebenfalls in geeigneten Mengen verwendet werden.

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Bei dem Extraktionsverfahren (welches zur Herstellung der Entasphaltierungsprodukte dient) hält man die Temperatur im allgemeinen in einem Bereich, der sich von etwa 27⁰C bis nahe zur kritischen Temperatur der Kohlenwasserstofflösungsmittel-Fraktion erstreckt. Bei einer "bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens hält man die Temperatur etwa 22 bis 33, vorzugsweise etwa 27⁰O (etwa 40 - 60°, vorzugsweise etwa 50⁰I¹) unter der kritischen Temperatur. Das System wird unter ausreichendem Druck gehalten, so daß das Lösungsmittel während des Extraktionsprozesses flüssig ist. Das asphaltische Material wird aus der Mischung niedergeschlagen und kann in üblicher Weise abfiltriert werden.

Die erfindungsgemäßen Umsetzungen werden unter Sauerstoffausschluß durchgeführt, damit eine Oxidation des Asphalts vermieden wird. Am einfachsten spült man die Reaktionsteilnehmer mit einem inaktiven Gas wie Stickstoff oder Kohlendioxid . Im Falle der Umsetzung mit Verbindungen wie Anhydriden, Acylhalogeniden oder Ketenen, die durch Wasser hydrolysiert werden, muß die Umsetzung auch unter im wesentlichen wasserfreien Bedingungen durchgeführt werden.

Im allgemeinen erfolgt die Umsetzung bei einer Temperatur zwischen etwa 66 und 343⁰O, vorzugsweise bei etwa 121 bis 219⁰O. Die Reaktionsdauer beträgt 1 bis 24, vorzugsweise 2 bis 12 Stunden. Je nach der löslichkeit der Reaktionsteilnehmer verwendet man ein Lösungsmittel, im allgemeinen ein aliphatisches oder aromatisches Kohlenwasserstoff-Lösungsmittel in ausreichenden Mengen, damit die Mischbarkeit der Reaktionsteilnehmer gewährleistet ist.

Wie weiter vorn bereits gesagt, ist es notwendig, zunächst Metaliphenoxide des Bitumens zu bilden, wenn Monohalogenide zum Ersatz der phenolischen Wasserstoffatome herangezogen

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werden. Bei den Metallpheaoxiden soll es sich vorzugsweise um Alkaliphenoxide handeln. Man erreicht dies, in dem man den Asphalt mit einem Alkalimetall und/oder einem Alkalimetallalkoxid in solchen Mengen "behandelt, daß eine im wesentlichen vollständige Umsetzung aller im Bitumen vorhandenen Hydroxylgruppen erfolgt. Die Ausbildung eines Alkaliphenoxids ist auch der einfachste Weg eine Bindung des gebildeten Halogenwasserstoffs bei der Verwendung von Alkylhalogeniden oder Acylhalogeniden zu erreichen; diese Neutralisation ist, wie bereits gesagt, notwendig, um eine Zersetzung des Bitumens zu verhindern. Alkalimetall oder Alkalialkoxid sollen in einer Menge verwendet werden, die wenigstens der des Wasserstoff ersetzenden Mittels entspricht und vorzugsweise in einem molaren Überschuss von 1,5 bis 5 zu 1 besteht.

Werden andere Modifizierungsmittel, insbesondere Alkylenoxide, eingesetzt, so kann die Verwendung von Alkalimetallen und Alkalialkoxiden. bei dem Verfahren vermieden werden.

Das Modifizierungsmittel soll in einer Menge angewandt werden, die ausreicht, die Menge der nicht-wasserstoffgebundenen OH-Gruppen im Asphalt, gemessen durch XR-Absorptionsanalyse bei einer Frequenz von 3600 — 36 50 cm (wobei die Probe in Tetrachlorkohlenstoff gelöst wird) zu verringern. Diese Menge liegt im allgemeinen bei wenigstens der theoretischen Menge des Modifizierungsmittels, berechnet nach der theoretischen Menge der nicht-wasserstoffgebundenen Hydroxylgruppen im Ausgangsasphalt. In manchen Fällen, insbesondere bei der Verwendung von Oxiden, wendet man vorzugsweise einen Überschuss des- Modifizierungsmittels über die theoretische Menge an. Die Oxide können nach der Substitution eines Mols einer Hydroxylgruppe mit einem zweiten Mol Oxid reagieren; auf diese Weise ist es möglich, einen Überschuss bis zur zehnfachen Menge der Theorie an Oxid pro theoretisch vorhandene Menge

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nicht-wasserstoffgebundener Hydroxylgruppen im Bitumen zu verwenden.

Nach Beendigung der Umsetzung kann das überschüssige flüchtige Reaktionsmittel oder das flüchtige Nebenprodukt der Reaktion (z.B. Essigsäure) aus der Reaktionsmischung entfernt werden, und zwar durch Destillation bei Atmosphärendruck oder - vorzugsweise - bei vermindertem Druck.

Die folgenden Beispiele dienen der weiteren Erläuterung der Erfindung. In jedem Fall findet man die Theologischen Daten sowie weitere Daten über den benutzten Asphalt und das gebildete Produkt in den beigefügten Tabellen.

Beispiel 1 Acetylierung von Boscan-Aspbalt

501,5 g eines Boscan-Asphaltes (gewonnen aus west-venezolanischem Rohöl) wurden In 100 ml Toluol in einem Reaktionskolben gelöst, worauf die entstandene Mischung zum Rückfluß erhitzt wurde. Zu der unter Rückfluß siedenden Asphaltlösung gab man 15 ml Essigsäureanhydrid, die in 25 ml Toluol gelöst ■waren. Das Erhitzen zum Rückfluß wurde 8 Stunden und 45 Hinuten fortgesetzt; danach ließ man das Reaktionsgemisch abkühlen. Am nächsten Tag wurde das Erhitzen zum Rückfluß nochmals 7 1/2 Stunden lang fortgesetzt. Die Reaktionsmischung wurde dann abgekühlt und bis auf eine Bodentemperatur von 163⁰C bei einem Druck von 5 mm Hg geköpft. Anschließend wurde erneut bis auf 159°C bei 0,8 mm Hg geköpft. Das Nettogewicht des Produktes machte 502,4 g aus.

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Beispiel 2

Methylierung von Boscan-Asphalt

500 g des auch in Beispiel 1 "benutzten Boscan-Asphaltes wurden in 100 ml Toluol gelöst. Zu dieser Mischung gab man 7 g liatriummethylat und 50 ml wasserfreien Methylalkohol. Die Mischung wurde dann 1 St'unde bei Raumtemperatur gerührt und anschließend eine halbe Stunde zum Rückfluß erhitzt. Danach wurde die benutzte Apparatur zum Abdestillieren" eingerichtet; man ließ 30 g einer Flüssigkeit übergehen. Man versetzte dann mit 50 ml Toluol und setzte die Destillation fort. Man gab anschließend noch dreimal je 50 ml Toluol zu,wenn sich 50 ml Destillat angesammelt hatten. Dann wurden zweimal je 50 ml Toluol und schließlich 200 ml Toluol zugegeben. Die Destillation wurde fortgesetzt, bis v/eitere 44 ml Toluol entfernt worden waren. Anschließend wurde die Mischung in eine Druckbombe überführt und mit 17g Methylbromid in 100 ml Toluol versetzt. Die Mischung wurde dann unter autogenem Druck 10 Stunden bei etwa 188⁰O umgesetzt und anschließend in ein Becherglas überführt; die Bombe wurde mit einer kleinen Menge Benzol ausgewaschen. Die Waschlösungen wurden zu dem Reaktionsgemisch gegeben, welches auf einer Dampfplatte zum Rückfluß erhitzt wurde, so daß nicht umgesetztes Methylbromid entfernt wurde. Das Reaktionsgemisch wurde anschließend mit der gleichen Volumenraenge Chloroform und Methylalkohol.verdünnt und dreimal mit verdünnter Chlorwasserstoff Gäure und schließlich mit Wasser gewaschen. Das . Wasser wurde danach aus der organischen Phase durch Waschen mit einer 5O/5O-Mischung aus Toluol und Isopropylalkohol entfernt. Das Reaktionsgemisch wurde dann bis 149⁰C bei einem Druck von 1 um Hg destilliert. Das Nettogewicht des schließlich vorliegenden Produktes betrug 40O₅,2 g„

Um den Einfluß der Behandlungen gemäß Beispiel 1 und 2 auf den

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Asphalt zu "bestimmen, wurden die Asphaltprodukte den bekannten und allgemein eingeführten Bestandigkeitsprüfungen unterworfen, die der tatsächlichen Pflasterbeständigkeit entsprechen. Bei diesen Versuchen handelt es sich um den "Rolling Thin PiIm (RTF) Test" California Highway Method No. 3460, und den "Thin Film Durability Test" bzw. "Thin PiIm Plate (TFP) Test". Der letztgenannte Test ist in einer Arbeit mit dem Titel "Proposed: A Few Test and Specifications for Paving Grade Asphalts" von F.N. Hveem, E. Zhube und J. Skog in Proceedings AAPT, Bd. 32 S. 271 (1963) beschrieben. Der RTF-Test dient zur Vorhersage der Härtung des Asphalts während des Vermischens mit heißem Zuschlagmaterial, während der TFP-Test zur Vorhersage der endgültigen Lebensdauer eines Asphaltpflasters dient.

In der folgenden Tabelle sind die Werte enthalten, die bei RTF- und TFP-Tests an originalen und gemäß Beispielen 1 und 2 behandelten Asphalten erhalten wurden, sowie geschätzte Werte für best-fraktionierten Boscan-Asphalt. Zusätzlich sind die Viskosität und die Eindringtiefe (Penetration) der ursprünglichen und der behandelten Materialien angegeben.

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Tabelle I Chemische Behandlung von

Original-Asphalt

Asphalt

Unböhandel« _o ter Bosean

eo Acetylierter «9 Bosean

Viskosität Penetration 60 C c T^TG bei 25 C -cp χ IiP es

Methyliert©r Bosoan

best-fraktionlerter Bosean (interpoliert)

90

90

85

2,4 2,6 2,6

2,6

506

522

545

RTF-Rückstand

Viskosität Viskosität χ 10 roise"

TFP Rückstand bei 2-j C

cp χ 10-

7,2

7,6 7,3

0£5 Sek

QPOl Sc

mm

!•lan.erkennt aus den "V.'erten, daß sich beim TFP-Test nach der Behandlung für die-Rückstände des Asphaltes eine erhebliche Verminderung der Viskosität bei 25⁰G ergab. Von einer ursprünglichen Viskosität von 41 Millipoise bei einem Scherkoeffizienten von 0,05 härteten die behandelten Materialien nur bi3 auf 26 bzw. 2<J Millipoise. Ver-

—1 gleiche bei einem Scherkoeffizienten von 0,001 ergaben nogar noch größere Unterschiede: 125 Killipoise bei dem ursprünglichen Material im Vergleich zu 35 Millipoise bei den behandelten Katorialien. Die RTF-Viskositäten und die Kikroduktilität entsprechen denen von bestfraktioniertem Boscan-Asphalt.

In der nächstfolgenden Tabelle sind die Sigenschaften derselben Asphalte nach Einstellung auf eine Viskosität von 4,5 kp (Kilopoise) bei 6O⁰G nach einer RTF-Ofenbehandlung zusammengestellt (ein Bereich von 4 -.6 kp für die RTF-Viskosität bei 60°ü wird in den eingangs erwähnten Vorschriften dee kalifornischen Straßenbauamtes gefordert). :"u Veröleichi-n.;o'>en sind in die- Tabelle diese Spezifikationen sowie die Eigenschaften eines typischen "Smackover"-.i.iphalts, d.h. eines der dauerhaftesten bekannten Asphalte, ir.it aufgenommen worden.

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Tabelle II

RTF- UND TFP-VISKOSZTÄ'TEN ASPHALTS EINGESTELLT AUF 4.ό. kP

ο Asphalt

CD

oo Spezifikation des kali- *"* fornlschenStrajaenbau-

CD

amtes

cn

cn best-fraktionierter -» Boa can

Acetylierter Boscan (interpoliert)

Methylierter Boscan (interpoliert)

"Smackover"

RTF-Rückstand	TFP-Rückstand bei £►	10 Foise	-O	Mikroduktilität mm
Viskosität	Viskosität χ	0,001 3ek -1		10 Min. 7 Min.
co χ 105	0,05 Sek ~λ	60	6
4-6	25 Max. oder 20 Max.	104	11
4,5	27	30	11
4,5	21	41	7
4,5	23	43
4,5	16

CD OO U)

Man erkennt aus den Angaben der vorstehenden Tabelle, daß die gemäß Beispiel 1 und 2 behandelten Materialien ohne weiteres den scharfen Anforderungen des kalifornischen Straßenbauamtes genügen, wogegen die interpolierten Werte für bestfraktionierten-Boscan-Asphalt erheblich unter den Werten bleiben. Die behandelten Materialien entsprechen "Smackover"-Asphalt hinsichtlich der Scherviskosität und übertreffen diesen hinsichtlich der Mikroduktilität.

TJm die Wirkungen, die durch das erfindungsgemäße Verfahren hervorgerufen werden können, noch deutlicher zu zeigen, wurden auch noch zwei neu entwickelte Tests angewandt. Es hat sich gezeigt, daß diese Tests die tatsächliche Pflasterbeständigkeit genauso gut erläutern können wie die vorstehend beschriebenen R¹SJ- und TFP-Tests, jedoch leichter durchführbar - bei größerer Wiederholbarkeit - sind als letztere. Bei diesen Tests handelt es sich um den "WaIzmikrofilm-Test" (Rolling Microfilm Test) bzw. BMP-Test und um den "Walzmikrofilm-Test an Originalasphalt'¹ (Rolling Microfilm on Original Asphalt Test) bzw. RMFO-Test. Die beiden Tests sowie ihre Aussagekraft bezüglich der Pflasterbeständigkeit sind in folgenden beiden Veröffentlichungen beschrieben: (1) L.E. Santucci und R.J. Schmidt, "The Effect of Asphalt Properties on the Fatigue Resistance of Asphalt Paving Mixtures", Association of Asphalt Paving Technologists, 1969; (2) R.J. Schmidt und I.E. Santucci, "The Effect of Asphalt Properties on the Fatigue Cracking of Asphalt Concrete on the Zaoa-Wigmore Test Project", Association of Asphalt Paving Technologists, 1969.

Die Viskositäten wurden bei diesen Tests bei konstanter Spannuhgsbelastung und nicht wie bei dem RTF-Test unter konstanter Scherbelastung berechnet. Die Anwendung einer konstanten Spannungsbelastung ergibt im allgemeinen eine bessere

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Reproduzierbarkeit als die konstante Dehnungsbelastung, die bisher bei dem RTF-Test angewandt wurde.

Beispiel 3

Acetylierung von Lbsungsmittel-Entasphaltierungsprodukten mit der einfachen theoretischen Menge Essigsäureanhydrid

4000 g eines Lösungsmittel-Entasphaltierungsproduktes (im folgenden der Einfachheit halber abgekürzt als LEAP bezeichnet), welches durch Extraktion mit einer Mischung von C« - 0,-Alkanen aus einer Rohölfraktion gewonnen worden war, wurden in einem 12 1-Einhalssiedekolben eingewogen; der Kolben wurde mit einem Heizmantel umgeben und mit einem Rührer versehen sowie schließlich mit einer Spülstickstoff liefernden Apparatur verbunden. Das Material wurde auf eine Temperatur von 193⁰C erhitzt, worauf die Einleitung von Spülstickstoff begann. Am Ende des SpUlVorganges war die Temperatur auf 152⁰C gefallen. Die Temperatur wurde wieder auf 177⁰C erhöht, worauf die einfache theoretische Menge (ungefähr 16 ml) Esaigsäureanhydrid im Verlauf von 8 Minuten zugesetzt wurde. Die theoretische Menge wurde als 1 Mol Essigsäureanhydrid pro Mol Hydroxyl im Bitumen, bestimmt durch IR-Analyse, berechnet. Das Material wurde anschließend bei einer Temperatur von 177 + 5⁰C 7 1/2 Stunden gerührt und danach zum Abkühlen abgestellt. Die Analyse des Produktes ergab 15,9 Mol Carbonyl/g Bitumen.

Beispiel 4

Acetylierung von LEAP mit der zehnfachen theoretischen Menge Essigsäureanhydrid

Es wurde wieder wie in Beispiel 3 angegeben gearbeitet, wobei jedoch der Stickstoff 3 1/2 Stunden über die Ober-

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fläche des Asphalts geblasen wurde. Die zehnfache theoretische Kenge (150 ml) Essigsäureanhydrid vruräe im Verlauf von 10 Minuten zugesetzt. Die Reaktionsäauer betrug wieder etwa 7 1/2 Stunden.

Beispiel 5

Acetylierung von LEAP mit der halben theoretischen Menge Essigsäureanhydrid

Die Arbeitov/eise entsprach wieder der von Beispiel 3, "wobei judoch 0 ml Essigsäureanhydrid (1/2 theoretische Menge) zugesetzt würde und die Reaktionszeit 1 1/2 Stunden betrug.

Beispiel 6

Aeetylierung von LEAP mit der doppelten theoretischen Henne Bssigaäureanhydrid

Die Arbeitsweise war wiederum die von Beispiel 3. Die Reaktionszeit betrag jedoch 1 Stunde und 15 Minuten und Essigsäureanbydrid wurde in einer Menge von 32 ml (zweifache theoretische Menge) zugesetzt.

Beispiel 7

ff von LEAP mit Ethylenoxid

200 g LEAP wurden in einen Fischer-Porter-Kolben gegeben. Der Kolben mit Inhalt wurde auf eine heiße Platte in einem Ölbad gesetzt. Während dee Erhiteens wurde ein Stickstoffstrom über die B3?obe geleitet. Sobald das Bitumen geschmolzen war, wurde 1 Stunde lang ein Stickstoff strom durch tiie Probe geblasen. Ungefähr 0,20 g metallisches Natrium wurden zu der Probe gegeben und eingerührt.. Anschließend wurde die Flasche an eine A'thylenoxid-Leitung angeschlossen. ; Die gesamte Apparatur wurde vor Beginn des Einleitens von Äthylenoxid zweimal mit Stickstoff ausgespült. Mit der Einleitung von Athylenoxid in die Apparatur wurde begonnen,

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sobald die Temperatur des Ölbades 208⁰C erreicht hatte.' Es wurden etwa 1,2 ml flüssiges Äthylenoxid zugegeben,

so daß der Druck bis auf 1,05 kg/cm anstieg. Danach wurde weitere 3 Stunden und 32 Minuten erhitzt, bis der Druck auf 292,1 mm Hg Vakuum gefallen war.

Beispiel 8

Umsetzung von IiEAP mit Propylenoxid

132g LEAP und 68,0 g geköpftes Sumatra-light-Foots-Oil wurden in einen Pischer-Porter-Kolben gegeben, worauf unter Anwendung der Arbeitsweise von Beispiel 7 20 ml, (1,37-fache theoretische Menge) flüssiges Propylenoxid zugesetzt wurden. Der Druck fiel in ungefähr 40 Minuten von 0,63 kg/cm auf 266,7 mm Hg Vakuum.

Beispiel 9

Umsetzung eines Schwefel-Entasphaltierungsproduktes mit Phenylisocyanat ___________.______«_ ', .

540 g eines Schwefel-Entasphaltierungsproduktes wurden in einen tarierten 2000 ml Dreihalssiedekolben eingev/ogen. Anschließend wurden 215 ml Benzol zugesetzt. Der Kolben wurde auf einen Heizmantel gesetzt; nach etwa 1 1/2 Stunden war der Inhalt des Kolbens sov/eit erweicht, daß er gerührt -,/erden konnte. Anschließend ließ man den Kolbeninhalt bei etwa 88⁰C sieden. Es wurden etwa 50 - 70 ml Benzol abdestilliert, um die Siedetemperatur auf etwa 113⁰C anzuheben. Der Kolbeninhalt wurde dann mit 2,7 g (einfache theoretische Menge) Phenylisocyanat versetzt, worauf das Material weitere 2 Stunden und 10 Minuten bei 113 ± 3⁰C gerührt wurde. Man entfernte dann den Heizmantel und ließ über Nacht Stickstoffgas über die Oberfläche des Materiales streichen. Danach wurde der Heizmantel wieder angelegt und nach einer halben Stunde wurden 266 g geköpftes Sumatra-Light-Foots-Oil zugesetzt. Das Material wurde in geschmol-

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zenem Zustand eine halbe Stunde gerührt. Schließlich wurde es aus dem Kolben entnommen und das Benzol wurde abdestilliert.

Beispiel 10

Umsetzung von LEAP mit der zweifachen theoretischen Menge Phenylisocyanat _____«__

Die Arbeitsweise von Beispiel 9 wurde wiederholt, jedoch wurden 500 g LEAP, 5,0 g (zweifache theoretische Menge) Phenylisocyanat und 46 g Foots Oil verwendet.

Die Produkte der Beispiele 3-10 wurden jeweils mit geköpftem Sumatra-Light-iOots-Oil verschnitten, so daß sich Mischungen ergaben, die 34 Gew.^ Foots Oil und 66 Gew.?» modifizierten Asphalt enthielten. Das Vermischen wurde vorgenommen, um die Eindringtiefe (Penetration) der Probe auf etwa 90 - 110 einzustellen, so daß ein Vergleich der Proben erleichtert wurde. Eindringtiefe, ursprüngliche Viskositäten und RIl- und RMFO-Viskositäten von nicht umgesetzten Mischungen und Mischungen mit modifizierten Asphalten sind in der folgenden Tabelle enthalten. In der letzten Spalte sind zusätzlich die extrapolierten RMFO-Viskositäten von nicht modifizierten Asphalt-Öl-Mischungen, deren Eindringtiefen denen des modifizierten Materiales äquivalent sind, angegeben.

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Tabelle III

Modifizierun« von LosunKsmittel-.fa;ntasphaltierunp;sprodukten

Modifizierungsmittel Penetration Ursprüngl. Viskosität

	Beispiel	Art	theoretische Mengen	bei 25°C	60°C	135OC
			(a)		(b)	(c)
ο	LEAP	-	-	109	1,12	227,1
O co OO	3 4	(S) (S)	1 10	95 110	1,16	242,1 243,0
*s»	•5	(s)	0,5	b9	1,39	377,1
<7> σ>	β	(S)	2	99	l,2ö	251,1
	7	(h)	1,21	96		-
	8	(D	1,37	11Ö	4,27 ■	366,6
■-	9	(*)	1	75	1,94	27p
	ιυ	(k)	2	70	1,96	292

"CD OO

202A683

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r-I

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BAD ORIGINAL Bedeutung aer Indices in Tabelle III

(a) bezogen auf nicht-H-tiebundenes OH im Asphalt

(b) Kilopoise

(c) Centistoke ο (d) Centipoise

^ (e) Me^apoise ₍

(f) RMFO-Viskositat von nicht-modifisierten Lösun^smittel-Entasphal- ^

tierungsprodukten - 'Suinatran Light Foots Oil'' bei äquivalenter te netration

co

33

Z > r·

(ti) £s,sigsäureanhydrid

(h) Äthyl enoxid

(i) 1'ropylenoxid

(k) Fhenylisocyanat

CT5 OO

Man. erkennt aus den Daten in der vorstehenden Tabelle, daß durch Behandlung mit den aufgeführten Reagenzien erhebliche Verminderungen der RMFO-Viskositäten erreicht werden konnten, ohne daß die Eindringtiefe des Materiales

abträglich beeinflußt wurde. Insbesondere ist dabei auf die Behandlung mit 10 Mol Essigsäureanhydrid (Beispiel 4) zu verweisen, bei welcher sich eine sechsfache Abnahme der KMFO-Viskosität erzielen ließ.

Beispiel 11

Acetylierung von Boscan-Asphalt mit der einfachen theoretischen Menge Essigsäureanhydrid "

In einen tarierten 3 l-Dreihalssiedekolben wurden 550 g Boscan-Asphalt eingewogen. Der Asphalt wies einen Gehalt an nicht-wasserstoffgebundenem OH von 15 Mikromol pro g auf. Der Kolben wurde in Stellung gebracht und mit dem Beginnen des Aufheizens wurde ein Stickstoffstrom über die Probe geleitet. Die Temperatur der Probe wurde im Verlauf von etwa 1 Stunde allmählich auf etwa 171⁰O erhöht. Unter jetzt einsetzendem Rühren wurden 0,9 g (die einfache theoretische Menge, bezogen auf OH im Asphalt) Essigsäureanhydrid zugesetzt. Zu diesem Zeitpunkt wurde der Stickstoffstrom abgestellt und ein Rückflußkühler wurde mit dem Kolben verbunden. Man ließ die Reaktion weitere 2 Stunden fortschreiten, wobei die Temperatur bis auf 182⁰O erhöht wurde. Anschließend wurden Rückflußkühler und Thermometer entfernt und ein Einlaßrohr so eingesetzt, daß es bis unter die Oberfläche der Probe reichte; anschließend wurde weitere 2 Stunden gerührt; schließlich wurde das Produkt aus dem Kolben in Vorratsbehälter gegossen.

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Beispiel 12

Acetyliemng von Boscan-Asphalt mit der doppelten theoretischen Menge Essigsäureanhydrid

Es wurde wie im Beispiel 11 gearbeitet, wobei der Unterschied nur darin bestand, daß die zweifache theoretische Menge Essigsäureanhydrid verwendet wurde.

Beispiel 13

Acetylierung von Boscan-Asphalt mit der 10-fachen theoreti-

schen Menge Essigsäureanhydrid

Es wurde wie bei Beispiel 11 angegeben gearbeitet, jedoch wurden 8,0 Mol (10-fache theoretische Menge) Essigsäureanhydrid verwendet.

Beispiel 14

Methylierung von Boscan-Asphalt mit der 2,3-fachen theoretischen Menge Methylchlorid^

150 g Boscan-Asphalt wurden in eiaea tarierten Fischer-Porter-Kolben gegeben« Der Kolben wurde in ein Ölbad eingesetzt und Stickstoff wurde über dieOberfläehe des Materiales geblasen, bis die Temperatur des Bades 149⁰G erreicht hatte. Die jeweils 2-fache theoretische Menge an Na uaü IaOCH.* (bezogen auf den Hydroxylgehalt des Asphalte) wurde ia den Kolben gegeben. Der Kolbeninhalt wurde dann dreimal mit Stickstoff gespült und dreimal entlüftet. Man begann dann mit dem Rühren der Probe, wobei der Druck von Zeit zu Zeit entspannt wurde, Das Rühren wurde drei Stunden fortgesetzt. Anschließend wurde der Kolben dreimal auf volles Hausvakuum evakuiert und zweimal mit Stickstoff gespült« Danach begann man mit der Zugabe des Methylchlorids«, Der Druck konnte mit - 672,7 mm Hg zu Beginn der Reaktion abgelesen werden^ der Kolben wurde unter Druck gesetzt, bis ein Druck von 0 erreicht war. Die für die Umsetzung benötigte theoretisch© Menge wurde mit 2,3 berechnet. Schließlich wurde der Kolben evakuiert, zum Abkühlen abgestellt; das Produkt wurde entfernt.

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Beispiel 15 .

Methylierung von Boscan-Asphalt mit der 4»7-fachen theoretischen Menge Methylchlorid ___ _________

Bs wuräe wie in Beispiel 14 angegeben gearbeitet, jedoch wurde die zweifache theoretische Menge an Natrium, die achtfache theoretische Menge an liatriummethylat und die 4,7-fache theoretische Menge an Methylchlorid verwendet.

Beispiel 16

Umsetzung von Boscan-Asphalt mit der 2,14-fachen theoreti-

Bchen Menge Äthylenoxid _________________

In einer Arbeitsweise, die der von Beispiel 7 entspricht, wurden 141 g Boscan-Asphalt im Verlauf von etwa 2 Stunden und 21 Minuten bei einer Temperatur von etwa 149 + 3⁰G mit der 2,14-fachen theoretischen Menge Äthylenoxid umgesetzt,

Beispiel 17

Umsetzung von Boscan-Asphalt mit der 3,4-fachen theoretischen

Menge iithylenoxld. ______________

Unter Anwendung der Arbeitsweise von Beispiel 16 wurden 146 g Boscan-Asphalt mit der 3»4-fachen theoretischen Menge Äthylenoxid umgesetzt.

Beispiel 18

Umsetzung von-Boscan-Asphalt mit der 2,5-fachen theoretischen Menge Äthylenoxid nach vorheriger Zugabe von metallischem Natrium

15Og Boscan-Asphalt wurden mit der 2,5-fachen theoretischen Menge Äthylenoxid umgesetzt, und zwar in der in Beispiel 15 angegebenen Weise; jedoch wurden vor der Umsetzung 0,1 g (2-fache theoretische Menge) metallisches Natrium zu der Reaktionsmischung gegeben. Man ließ die Mischung etwa 2 Stunden zur Lösung stehen und begann dann erst mit der Zugabe von Äthylenoxid. Die Temperatur lag während der Äthylenoxid-Zugabe bei 152 + 0,5 ⁰G; die Zugabe erforderte 1 Stunde und 35 Minuten.

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Beispiel 19

'Umsetzung von Boscan-Asphalt mit der 3,6-fachen theoretischen Menge Äthylenoxid nach vorheriger Zugabe von metallischem

Es wurde wie in Beispiel 18 angegeben gearbeitet, jedoch wurde die 3,6-fache theoretische Menge Äthylenoxid eingesetzt; für das Auflösen des Natriums standen 2 1/2 Stunden zur Verfugung.

Beispiel 20

Umsetzung von Boscan-Asphalt mit der 5-fachen theoretischen

Menge Äthylenoxid

Unter Anwendung der Arbeitsweise von Beispiel 16 wurden 150 g Boscan-Asphalt mit der 5,0-fachen theoretischen Menge Äthy- ' lenoxid bei einer Reaktionstemperatur von 157 + 3 ⁰C in einer Stunde und 23 Minuten umgesetzt.

Beispiel 21

Umsetzung von Boscan-Asphalt mit der 3,4-fachen theoretischen

Menge Propylenoxid -

Unter Anwendung der Arbeitsweise von Beispiel 16 wurden 152 g Boscan-Asphalt mit der 3,4-fachen theoretischen Menge Propylenoxid (anstelle von Äthylenoxid) umgesetzt. Für die Umsetzung standen bei 152,5 + 1 ⁰G 2 Stunden und 2 Minuten zur Verfügung.

Beispiel 22

Umsetzung von Boscan-Asphalt mit der 6,0-fachen theoretischen

Menge Propylenoxid .

Unter Anwendung der Arbeitsweise von Beispiel 21 wurden 150 g Boscan-Asphalt mit der 6,0-fachen theoretischen Menge Propylenoxid umgesetzt. Die Umsetzung erforderte bei 154 + 3 ⁰C 2 Stunden und 40 Minuten.

• *

Die Ergebnisse der Beispiele 11 bis 22 siad in der folgenden Tabelle zusammengestellt:

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ORiGlNAU INSPECTED

Beispiel	Art
AB (g)	-
11	(h)
12	(h)
13	(h)
14 t)	(D
15 #)	(D
16	(ic)
17	■ 00
18 (f)	W
19 (f)	Oc)
20-	(fc)
21	(D
22	(1)

Tabelle IV Modifizierung von BOSCAN-ASPHALT

Modifizierungsmittel Penetration Ursprung!. Viskosität

Art theoretische Mengen bei 25⁰C

96

1,0 102

2,0

S 13 (h) 10,0 101

« 14 fc) (i) 2,3 101

4,7 100

2,14 116

3.4 109

2.5 77

3.6 65 5,0 116 3,4 121 6,0 130

600C	135°C
.(b) 2,01	440
1,91	445
I,cs4	330
1,99	360
2,19	490
2,34	496
1,02	427
1,76	436
3,63	609
5,50	726
1,57	404
1,51	3ÖÖ
1,39	394

Fortsetzung Tabelle IV

Walzraikrofilm auf Original-Asphalt (RMFO)

Modifizierungsmittel RTF-Viskosität Viskosität in Megapoise Beispiel ArT" theoretische Mengen So^C 13^⁰C bei 25⁰C

AB (g) - -· 5,07 691 41

11 (h) 1,0 4,79 691 30

° 12 (h) 2,0 4,60 660 18

J? 13 (h) 10,0 4,29 720 14 /

^ 14 (e) (i) 2,3 4,Ö3 690 21 ο

j£ 15 (e) (i) 4,7 4,23 671 11

-*- 16 (k) 2,14 4,23 639 26

17 (k) 3*4 4,24 627 22

m :

> 18 (f) (k) 2,5 7*Ö5 670 42

S 19 (f) (k) 3*6 11,9 1056 70

^ 20 (k) 5,0 4,15 614 17

21 (1) 3,4 3,09 507 27 S

22 (1) 6,0 4,24 DlD ^6 -C-

O O

GO

Bedeutung der Indices in Tabelle IV:

(a) bezogen auf nicht-H-gebundenes OH im Asphalt
: (b) Kilopoise

(c) Centistoke

j (d) Centipoise

Io ' ■ ■ ■. ■

j ο ■ . '■ (β) Zugabe der doppelten theoretischen Menge an Na und NaOCH,

■β» (f) Zugabe der doppelten theoretischen Menge Na

* , {■:)■ (g) BA - Boscan Asphalt (nicht-modifiziert) c«*

■ σ» (h) Essigsäureanhydrid *

-* (i) Methylchlorid J/[

> '.■! (k) Äthylenoxid ^!

§ ' (1) Propylenoxld

cn oo co

Man erkennt aus den vorstehenden Werten, daß die Modifizierung von Boscan-Asphalt mit den angegebnen Reagenzien eine Erhöhung der Asphalt-Beständigkeit bewirkt, was durch erhebliche Verminderung der Rl-lPO-Viskositäten bewiesen wird. Dabei muß darauf hingev/iesen werden, daß die Modifizierung mit ithylenoxid gemäß Belspielem 15 und 16, bei welchen Natrium zugesetzt wurde, zu einer starken Härtung des Asphalts führte. Es ist demnach klar, daß eine Behandlung mit Alkylenoxiden in Abwesenheit von Natrium oder anderen Alkalimetallen durchgeführt v/erden sollte. Das Verfahren der Erfindung ist eine wirksame und kostensparende Methode, die Beständigkeit von Asphalt zu erhöhen; die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens insbesondere auf Pflaster-Asphalte führt zu einer deutlichen Verlängerung der Lebensdauer des Pflasters,

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Claims (9)

Patentansprüche

1. Verfahren zur Verbesserung der Dauerhaftigkeit von Asphalt, dadurch gekennzeichnet, daß man in dem Asphalt durch Behandlung mit einem Modifizierungsmittel bei einer Temperatur von etwa 66 bis 343 ⁰G die Konzentration der nicht-wasserstoffgebundenen Hydroxylgruppen - gemessen durch Infrarot-Absorption bei einer !Frequenz von 3600 bis 3650 cm - vermindert und dabei als Modifizierungsmittel eine Verbindung verwendet, die der Formel

(a) R-HCO, in welcher R ein Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 24 Kohlenstoffatomen ist, oder

(b) X ,in welcher R. H oder R, X H₀, 0, S, C=O oder

η j ι und I Wasserstoff, Cl, Br, J oder -O-Acyl R₁ -OHR mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen in der

Acylgruppe bedeuten,

entspricht, wobei X entweder 0 oder H₂ sein muß, wenn Y Cl, Br oder J bedeutet und X die Gruppe C=O oder -0

-CHR

sein muß, wenn Y H ist, und wobei weiterhin der Asphalt bei Verwendung einer Verbindung der Pormel (b), in welcher X H₉ und Y 01, Br oder J bedeuten, vor Zugabe derselben mit einer solchen Menge eines Alkalimetalles umgesetzt werden muß, daß die nicht-wasserstoffgebundenen phenolischen Hydroxylgruppen in Alkaliphenoxidgruppen umgewandelt werden, und wobei schließlich, falls bei der Umsetzung Halogenwasserstoff gebildet wird, soviel Base in dem Reaktionsgemisch vorhanden sein muß, daß der Halogenwasserstoff im wesentlichen neutralisiert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umsetzung bei einer Temperatur von etwa 121 bis 232⁰C durchgeführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die modifizierend wirkende Verbindung, die mit dem Asphalt umgesetzt wird, der formel X entspricht,

Il

R₁-C-Y

00 98 4 8/16 61

in welcher X -0 und Y H "bedeuten,

-CHR

4. Verfahren nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß die modifizierende Verbindung Ithylenoxid ist.

5. Verfahren nach Anspruch 1₉ dadurch gekennzeichnet, daß die modifizierende Verbindung wenigstens in der theoretischen Menge, bezogen auf die nicht-wasserstoffgebunde nen Hydroxylgruppen im Asphalt, verwendet wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die modifizierende Verbindung in der 1- bis 10-fachen theoretischen Menge verwendet wird.

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die modifizierende Verbindung der Formel X ent-

tl

R₁-G-Y spricht, in welcher X Hg und X Cl» Br oier J bedeuten

8«, Verfahren nach Anspruch. 1_? dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem Asphalt mn Boecan-Asphalt handelt.

9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem Asphalt um Lösuagsmittelentasphaltierungsprodukte handelt.

Für Chevron Research Company,

San Irancisco, CaI., V.St.A.

Rechtsanwalt

009848/1881