DE20310484U1 - Polymer-modified bitumen with improved elastic recovery, e.g. for road building, contains bitumen and a compatible mixture of tri-block styrene-butadiene-styrene copolymer and di-block styrene-butadiene copolymer - Google Patents
Polymer-modified bitumen with improved elastic recovery, e.g. for road building, contains bitumen and a compatible mixture of tri-block styrene-butadiene-styrene copolymer and di-block styrene-butadiene copolymerInfo
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Abstract
Description
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POLYMERMODIFIZffiRTES BITUMEN MIT VERBESSERTER RÜCKVERFORMUNG UND
ASPHALTSTRASSENDECKEN DffiSES UMFASSENDPOLYMER-MODIFIED BITUMEN WITH IMPROVED REFORMABILITY AND
ASPHALT ROAD PAVEMENTS DffiSES COMPREHENSIVE
Gebiet der Erfindung
5Field of the invention
5
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf polymermodifiziertes Bitumen (PMB), das eine verbesserte elastische Rückverformung aufweist und das als Bindemittel, mit Zuschlagstoff-Material verwendet werden kann, um Asphaltstrassendecken zu formen.The present invention relates to polymer modified bitumen (PMB) which has improved elastic recovery and which can be used as a binder with aggregate material to form asphalt road surfaces.
Hintergrund der ErfindungBackground of the invention
Bitumen ist ein sehr weit verwendetes ziviles technisches Material, besonders zur Konstruktion und Erhaltung von Strassen. Die Funktionsfähigkeit von Asphaltstrassen hat erstaunlicherweise Schritt gehalten mit dem über die letzten Jahrzehnte hindurch fast exponentiell gestiegenem Verkehrsaufkommen. Die Anzahl der schweren Geschäftsfahrzeuge hat sich in Europa über die letzten 20 Jahre hindurch mehr als verdoppelt. Aufgrund von häufigeren und längeren Verkehrsstauungen übt der sich langsam bewegende Verkehr eine höhere Beanspruchung bei längeren Belastungszeiten aus. Neuerungen der Asphaltmischung und die Verwendung von polymermodifiziertem Bitumen (PMB) haben die Qualität der Straßendecken in einem solchen Ausmaß verbessert, dass die Straßen noch unter Erhalt einer zufriedenstellenden Lebenserwartung geplant werden können.Bitumen is a very widely used civil engineering material, especially for the construction and maintenance of roads. The performance of asphalt roads has surprisingly kept pace with the almost exponential increase in traffic volumes over the last few decades. The number of heavy commercial vehicles in Europe has more than doubled over the last 20 years. Due to more frequent and longer traffic jams, slow-moving traffic exerts greater stress over longer periods of use. Innovations in asphalt mixtures and the use of polymer-modified bitumen (PMB) have improved the quality of road surfaces to such an extent that roads can still be designed while maintaining a satisfactory life expectancy.
Das Verhalten von Bitumen ist durch seine chemische Zusammensetzung bestimmt.The behaviour of bitumen is determined by its chemical composition.
Bitumen ist eine komplexe chemische Mischung aus Kohlenwasserstoffen mit einer kleinen Menge an strukturell analogen Arten, die Schwefel-, Stickstoff-, und Sauerstoffatome enthalten. Es ist möglich Bitumen in zwei breite chemische GruppenBitumen is a complex chemical mixture of hydrocarbons with a small amount of structurally analogous species containing sulfur, nitrogen, and oxygen atoms. It is possible to divide bitumen into two broad chemical groups
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einzuteilen, die Asphaltene und Maltene genannt werden. Die Maltene können weiter in gesättigte, aromatische und Harze unterteilt werden. Die vier Gruppen sind nicht gut abgegrenzt so dass es unvermeidbar zu Überschneidungen zwischen den Gruppen kommt.which are called asphaltenes and maltenes. The maltenes can be further divided into saturated, aromatic and resinous. The four groups are not well defined so that there is inevitably some overlap between the groups.
Asphaltene sind n-Heptan-unlösliche Block- oder braune amorphe Feststoffe, die zusätzlich zu Kohlenstoff und Wasserstoff, etwas Stickstoff, Schwefel und Sauerstoff enthalten. Der Asphaltenanteil hat einen großen Effekt auf die Theologischen Eigenschaften des Bitumen. Eine Erhöhung des Asphaltenanteils erzeugt härteres Bitumen mit niedrigerer Penetration, höherem Erweichungspunkt und folglich einer höheren Viskosität. Asphaltene können 5 bis 25% des Bitumen darstellen. Harze, andererseits sind in n-Heptan löslich. Sie sind wie Asphaltene größtenteils aus Wasserstoff und Kohlenstoff zusammengesetzt und enthalten kleine Mengen Sauerstoff, Schwefel und Stickstoff. Im Hinblick auf Ihre Polarität sind sie stark klebend. Aromaten umfassen das niedrigste Molekulargewicht aromatischer Verbindungen in Bitumen und repräsentieren den größten Bestandteil davon. Schließlich umfassen die Gesättigten gerade und verzweigte Ketten aliphatischer Kohlenwasserstoffe, zusammen mit Alkynaphtenen und einigen Alkylaromaten.Asphaltenes are n-heptane-insoluble block or brown amorphous solids that contain, in addition to carbon and hydrogen, some nitrogen, sulfur and oxygen. The asphaltene content has a large effect on the rheological properties of the bitumen. Increasing the asphaltene content produces harder bitumen with lower penetration, higher softening point and consequently higher viscosity. Asphaltenes can represent 5 to 25% of the bitumen. Resins, on the other hand, are soluble in n-heptane. Like asphaltenes, they are composed mostly of hydrogen and carbon and contain small amounts of oxygen, sulfur and nitrogen. In view of their polarity, they are highly adhesive. Aromatics comprise the lowest molecular weight of aromatic compounds in bitumen and represent the largest constituent of it. Finally, the saturated ones comprise straight and branched chains of aliphatic hydrocarbons, together with alkynaphthenes and some alkyl aromatics.
Die Rheologie des Bitumen ist nicht nur bestimmt durch die chemische Zusammensetzung, sondern auch durch seine Struktur. Somit wird Bitumen traditionell als kolloidales System angesehen, bestehend aus Asphaltenmicellen hohen Molekulargewichts dispergiert oder gelöst in einem öligen Medium (Maltene) niedrigen Molekulargewichts. Das kolloidale Verhalten ist durch die Molekulargewichtsverteilung der verschiedenen Bitumenbestandteile beeinflusst. Folglich können die Micellen gelöst oder beweglich sein, oder gebunden um gallertartiges Bitumen zu bilden. In der Praxis weist das meiste Bitumen einen Zwischencharakter auf.The rheology of bitumen is determined not only by its chemical composition but also by its structure. Thus, bitumen is traditionally considered a colloidal system consisting of high molecular weight asphaltene micelles dispersed or dissolved in a low molecular weight oily medium (maltene). The colloidal behavior is influenced by the molecular weight distribution of the different bitumen constituents. Consequently, the micelles can be dissolved or mobile, or bound to form gelatinous bitumen. In practice, most bitumen has an intermediate character.
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Der Schlüssel bei PMB besteht darin, die exakte Übereinstimmung zu finden, die die Eigenschaften des Bitumen verbessern. Folglich wurde Bitumen mit Kautschuk (z.B. Polybutadien, Polyisopren, Naturkautschuk, Butylkautschuk, Chloropren, statistischer Styrol-Butadien-Kautschuk etc.), mit thermoplastischen Polymeren (z.B. Polyethylene, Polypropylene, Polyvinylchloride, Polystyrole und Ethylenvinylacetat (EVA), etc.) und mit thermoplastischen Kautschuken modifiziert (Polyurethane, Polyether-Polyester-Copolymere, olefinische Copolymere und Stryol-Blockcopolymere, wie sich herausgestellt hat, stellen die letztgenannten das größte Potential dar, wenn sie mit Bitumen vermischt werden). Die Zugabe von Polymer stört typischerweise das Phasengleichgewicht. Daraus können Phasentrennung oder Inkompatibilität resultieren. Einer der offensichtlichsten Effekte ist die drastisch herabgesetzte Lagerstabilität der inkompatiblen PMB's.The key with PMB is to find the exact match that will improve the properties of the bitumen. Consequently, bitumen has been modified with rubbers (e.g. polybutadiene, polyisoprene, natural rubber, butyl rubber, chloroprene, styrene-butadiene random rubber, etc.), with thermoplastic polymers (e.g. polyethylenes, polypropylenes, polyvinyl chlorides, polystyrenes and ethylene vinyl acetate (EVA), etc.) and with thermoplastic rubbers (polyurethanes, polyether-polyester copolymers, olefinic copolymers and styrene block copolymers, the latter of which have been shown to have the greatest potential when blended with bitumen). The addition of polymer typically disturbs the phase equilibrium. Phase separation or incompatibility can result. One of the most obvious effects is the drastically reduced storage stability of the incompatible PMBs.
Bitumen kann aus Rohöl hergestellt werden, wobei zuerst die leichteste Fraktion durch Destillation entfernt wird, und in verschiedenen Graden vorkommen. Abhängig vom Ursprung des Rohöls und den Destillationsbedingungen kann Bitumen mit einer Penetration im Bereich von 15 (hart) bis 300 (weich) dmm hergestellt werden. Bitumen wird deshalb typischerweise mit dem Penetrationstest spezifiziert.Bitumen can be produced from crude oil, with the lightest fraction first removed by distillation, and can be produced in various grades. Depending on the origin of the crude oil and the distillation conditions, bitumen can be produced with a penetration in the range of 15 (hard) to 300 (soft) dmm. Bitumen is therefore typically specified using the penetration test.
Es hat sich als problematisch herausgestellt, kompatible PMB's aus verschiedenen 50/70 dmm Bitumen herzustellen, die die Spezifikation der deutschen Straßenbauer erfüllen. Dies ist der Fall für hartes Bitumen von den Raffinerien in Heide und Karlsruhe, die eine gemessene Penetration bei 25 Grad Celsius von 35 bis 37 dmm (ASTM D36), einen Erweichungspunkt, Ring & Ball von 54,5 bis 56,5 Grad Celsius (ASTM D5) und ein Asphaltenanteil von 11,2 bis 17,4 Gew.-% aufweisen. Idealerweise sollten kompatible Mischungen davon herstellbar sein, die einen Erweichungspunkt, R&B im Bereich von 55-63 Grad Celsius, eine Penetration bei 25 Grad Celsius im Bereich von 20 bis 60 dmm, und eine elastische Rückverformung bei 25 Grad Celsius von mindestens 50% (DIN 52013)It has proven problematic to produce compatible PMB's from different 50/70 dmm bitumens that meet the specification of the German road builders. This is the case for hard bitumen from the refineries in Heide and Karlsruhe, which have a measured penetration at 25 degrees Celsius of 35 to 37 dmm (ASTM D36), a softening point, Ring & Ball of 54.5 to 56.5 degrees Celsius (ASTM D5) and an asphaltene content of 11.2 to 17.4 wt.%. Ideally, compatible mixtures should be producible from these that have a softening point, R&B in the range of 55-63 degrees Celsius, a penetration at 25 degrees Celsius in the range of 20 to 60 dmm, and an elastic recovery at 25 degrees Celsius of at least 50% (DIN 52013)
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aufweisen. Darüber hinaus sollte es möglich sein, diese Anforderungeh zu erreichen unter Verwendung von nur 2 Gew.-% des Polymerbestandteils.Furthermore, it should be possible to achieve this requirement using only 2 wt.% of the polymer component.
Die vorliegenden Erfinder machten sich auf, PMB herzustellen, das diese Anforderungen erfüllt. Überraschenderweise beobachteten sie, dass bestimmte styrolhaltige Blockcopolymere kombiniert mit den obenerwähnten Bitumen kompatible PMB's mit attraktiven Eigenschaften lieferten, sogar bei geringer Polymerbeladung.The present inventors set out to prepare PMBs that would meet these requirements. Surprisingly, they observed that certain styrenic block copolymers combined with the above-mentioned bitumens yielded compatible PMBs with attractive properties, even at low polymer loading.
Zusammenfassung der Erfindung
10Summary of the invention
10
Demgemäss wird beansprucht:Accordingly, it is claimed:
ein polymermodifiziertes Bitumen (PMB) umfassend Bitumen und eine Blockcopolymerzusammensetzung, worina polymer modified bitumen (PMB) comprising bitumen and a block copolymer composition, wherein
das Bitumen eine Penetration bei 25 Grad Celsius von 30 bis 70, vorzugsweise von 35 bis 37 dmm, einen Erweichungspunkt, Ring & Ball von 50 bis 60, vorzugsweise von 54,5 bis 56,5 Grad Celsius und einen Asphaltenanteil von 10 bis 20, vorzugsweise von 11,2 bis 17,4 Gew.-% aufweist,the bitumen has a penetration at 25 degrees Celsius of 30 to 70, preferably 35 to 37 dmm, a softening point, Ring & Ball, of 50 to 60, preferably 54.5 to 56.5 degrees Celsius and an asphaltene content of 10 to 20, preferably 11.2 to 17.4 wt.%,
20- die Blockcopolymerzusammensetzung in einer Menge von 1 bis 3,20- the block copolymer composition in an amount of 1 to 3,
vorzugsweise 1,5 bis 2,5 Gew.-% bezogen auf PMB verwendet wird, die Zusammensetzung eine Mischung ist aus 10 bis 30 Gew.-% eines Triblock-Poly(Styrol-Butadien-Styrol)copolymers (A), das einen durchschnittlichen Polystyrolanteil im Bereich von 25-35 Gew.-% hat und ein offensichtliches Molekulargewicht im Bereich von 100,000 bis 150,000 aufweist; und 90 bis 70 Gew.-% eines Diblockpoly(Styrol-Butadien)copolymers (B), das einen durchschnittlichen Polystyrolanteil im Bereich vonpreferably 1.5 to 2.5 wt.% based on PMB is used, the composition is a mixture of 10 to 30 wt.% of a triblock poly(styrene-butadiene-styrene) copolymer (A) having an average polystyrene content in the range of 25-35 wt.% and an apparent molecular weight in the range of 100,000 to 150,000; and 90 to 70 wt.% of a diblock poly(styrene-butadiene) copolymer (B) having an average polystyrene content in the range of
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25-35 Gew.-% hat und ein offensichtliches Molekulargewicht entsprechend 1/3 bis 2/3 des Molekulargewichts von Block(A) aufweist, und25-35 wt.% and has an apparent molecular weight corresponding to 1/3 to 2/3 of the molecular weight of block (A), and
das PMB eine kompatible Mischung ist, die einen Erweichungspunkt, R&B im Bereich von 55-63 Grad Celsius, eine Penetration bei 25 Grad Celsius im Bereich von 20 bis 60 dmm, und eine elastische Rückverformung bei 25 Grad Celsius von mindestens 50% aufweist.the PMB is a compatible compound having a softening point, R&B, in the range of 55-63 degrees Celsius, a penetration at 25 degrees Celsius in the range of 20 to 60 dmm, and an elastic recovery at 25 degrees Celsius of at least 50%.
Detaillierte Beschreibung der ErfindungDetailed description of the invention
Styrol-Blockcopolymere, abgekürzt SBC, sind bekannt. KRATON Polymers ist ein Hauptproduzent von verschiedenen SBCs basierend auf folgender FormelStyrene block copolymers, abbreviated SBC, are well known. KRATON Polymers is a major producer of various SBCs based on the following formula
A-B, A-B-A, (A-B)nX (lineare SBCs)A-B, A-B-A, (A-B)nX (linear SBCs)
wobei A einen harten Block repräsentiert, der eine Glasübergangstemperatur von höher als 25 Grad Celsius aufweist, typischerweise einen Polystryolblock; B einen Elastomerblock darstellt, der eine Glassübergangstemperatur von unterhalb -25 Grad Celsius aufweist, typischerweise einen Poly(konjugierter-Dien)block, &eegr; eine ganze Zahl größer als 1, und X der Rest des Kupplungsreagenzes ist.where A represents a hard block having a glass transition temperature greater than 25 degrees Celsius, typically a polystyrene block; B represents an elastomer block having a glass transition temperature below -25 degrees Celsius, typically a poly(conjugated diene) block, η is an integer greater than 1, and X is the residue of the coupling reagent.
Typischerweise weisen solche SBCs ein offensichtliches Molekulargewicht im Bereich von 100,000 bis 500,000 auf. Diese SBCs können Diblockcopolymere der Formel A-B in verschiedenen Mengen umfassen.Typically, such SBCs have an apparent molecular weight in the range of 100,000 to 500,000. These SBCs may comprise diblock copolymers of formula A-B in various amounts.
Mit dem Begriff „offensichtliches Molekulargewicht", wie in der vorliegenden Beschreibung durchweg verwendet, wird das Molekulargewicht verstanden, das mittelsThe term "apparent molecular weight" as used throughout this specification means the molecular weight determined by
DTS München 11.09.2003DTS Munich 11.09.2003
• ··· ··*··· · « 31895.KRA.G100DR. ,;. ·..· ..· ·„· '..&bgr;/12 • ··· ··*··· · « 31895.KRA.G100DR. ,;. ·..· ..· ·”· '..&bgr;/12
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Gelpermeationschromatographie (GPC), im Bezug auf Poly(styrol)-Kalibrierungsstandards (gemäß ASTM 3536) gemessen wurde.Gel permeation chromatography (GPC) with respect to poly(styrene) calibration standards (according to ASTM 3536).
Typische Beispiele eines linearen SBC beinhalten KRATON® DIlOl, and KRATON® Dl 102, PolytStyrol-Butadien-StyroOblockcopolymere verfügbar seit mehr als 40 Jahren und das jüngere KRATON® Dl 192. Diese Blockcopolymere, wie auch immer, stellen nicht die gewünschten Eigenschaften für die vorher erwähnten Bitumen bereit. Ein Beispiel einer Blockcopolymerzusammensetzung, das die gewünschten Eigenschaften bereitstellt ist das lineare SBC, verkauft als KRATON® Dl 118.Typical examples of a linear SBC include KRATON® DlOl, and KRATON® Dl 102, polystyrene-butadiene-styrene block copolymers available for more than 40 years, and the more recent KRATON® Dl 192. These block copolymers, however, do not provide the desired properties for the aforementioned bitumens. An example of a block copolymer composition that provides the desired properties is the linear SBC sold as KRATON® Dl 118.
Optional können die PMB's der vorliegenden Erfindung auch andere Inhaltsstoffe wie Öle und Stabilisatoren enthalten. Vorstellbar ist die Verwendung der PMB's als Bindemittel in Asphaltzusammensetzungen, typischerweise in einer Menge von 4 bis 9 Teile pro hundert Gewichtsteile des Zuschlagstoffes („pha"), der Rest wird aus Zuschlagstoffen wie Steinsplitter, Sand und derartige Materialien gebildet.Optionally, the PMB's of the present invention may also contain other ingredients such as oils and stabilizers. It is envisaged that the PMB's could be used as binders in asphalt compositions, typically in an amount of 4 to 9 parts per hundred parts by weight of the aggregate ("pha"), the remainder being made up of aggregates such as stone chips, sand and the like.
Wachse können in den PMB's gemäß der Zusammensetzung verwendet werden, sind aber nicht bevorzugt. Obwohl bekannt ist, dass die Gegenwart von Wachs hilft, die Misch- und Anwendungstemperatur des PMB herabzusetzen, seine Anwesenheit - besonders wenn es die SBC ersetzt - beseitigt die gesteigerte Resistenz gegenüber Rissfortpflanzung.Waxes may be used in the PMB's according to the composition, but are not preferred. Although the presence of wax is known to help lower the mixing and application temperature of the PMB, its presence - especially when replacing the SBC - eliminates the increased resistance to crack propagation.
Die PMB's gemäß der vorliegenden Erfindung zeigen eine klare Verbesserung hinsichtlich elastischer Rückverformung, was sie extrem geeignet für Außenanwendungen wie Straßendecken macht, währenddessen sie den Anforderungen der deutschen Straßenbauer gerecht werden. Andere Anwendungen in denen PMB's verwendet werden können sind Geräuschdämmung, Klebstoffe, Dichtungs- und Überzugsverbindungen und/oder Schwingungsdämpfungsverbindungen.The PMB's according to the present invention show a clear improvement in elastic recovery, making them extremely suitable for outdoor applications such as road surfaces, while meeting the requirements of German road builders. Other applications in which PMB's can be used are sound insulation, adhesives, sealing and coating compounds and/or vibration damping compounds.
DTSMünchen 31895.KRA.G100Qß.DTSMunich 31895.KRA.G100Qß.
11.09.2003 St/sc11.09.2003 St/sc
Die folgenden Beispiele erläutern die vorliegende Erfindung, ohne jedoch ihren Umfang auf die speziellen Ausführungsformen zu beschränken.The following examples illustrate the present invention without, however, limiting its scope to the specific embodiments.
Experimenteller TeilExperimental part
Die folgenden Bitume und Polymere wurden getestet:The following bitumens and polymers were tested:
• Bitumen (A) ist ein harter Bitumen von der Heide Raffinerie, der einen Asphaltenanteil von 11,2 % des Bitumens und einen gemessenen Registrierwert von 37 dmm mit einem Erweichungspunkt R&B von 54,5 Grad Celsius;• Bitumen (A) is a hard bitumen from Heide Raffinerie, which has an asphaltene content of 11.2% of the bitumen and a measured registration value of 37 dmm with a softening point R&B of 54.5 degrees Celsius;
• Bitumen (B) ist ein harter Bitumen von der Karlsruhe Raffinerie, der einen Asphaltenanteil von 17,4 % des Bitumens und einen gemessenen Registrierwert von 35 dmm mit einem Erweichungspunkt R&B von 56,5 Grad Celsius;• Bitumen (B) is a hard bitumen from the Karlsruhe refinery, which has an asphaltene content of 17.4% of the bitumen and a measured registration value of 35 dmm with a softening point R&B of 56.5 degrees Celsius;
• 15 Polymer 1 ist KRATON® Dl 102; ein lineares SBS, das ein Molekulargewicht von• 15 Polymer 1 is KRATON® Dl 102; a linear SBS which has a molecular weight of
ungefähr 120,000, ein Polystyrolanteil von ungefähr 30% und ein Diblockanteil von ungefähr 15% aufweist undapproximately 120,000, a polystyrene content of approximately 30% and a diblock content of approximately 15% and
• Polymer 2 ist KRATON® DIlOl; ein lineares SBS, das ein Molekulargewicht von ungefähr 170,000, ein Polystyrolanteil von ungefähr 30% und ein Diblockanteil von ungefähr 15% aufweist und• Polymer 2 is KRATON® DIlOl; a linear SBS having a molecular weight of approximately 170,000, a polystyrene content of approximately 30% and a diblock content of approximately 15% and
• Polymer 2 ist KRATON® Dl 118; ein lineares SBS, das ein Molekulargewicht von ungefähr 170,000, ein Polystyrolanteil von ungefähr 30% und ein Diblockanteil von ungefähr 80% aufweist.• Polymer 2 is KRATON® Dl 118; a linear SBS having a molecular weight of approximately 170,000, a polystyrene content of approximately 30% and a diblock content of approximately 80%.
• t · 1• t · 1
DTS München 31895.KRA.G100Dß:„ .;. %.' ,·*DTS Munich 31895.KRA.G100Dß:„.;. %.' ,·*
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Die Zusammensetzungen wurden mit einem SBC-Anteil von 2 bis 3,5% hergestellt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 und 2 aufgelistet. Die Kombination von Polymer 1 ist zum Vergleich enthalten. Die Kombination mit Polymer 2 resultierte in einer inkompatiblen Mischung und wurde nicht aufgelistet.The compositions were prepared with an SBC content of 2 to 3.5%. The results are listed in Tables 1 and 2. The combination of Polymer 1 is included for comparison. The combination with Polymer 2 resulted in an incompatible mixture and was not listed.
Wie aus diesen Tabellen ersichtlich ist, liefern die SBC gemäß der vorliegenden Erfindung die besten Resultate, was die Kompatibilität und Eigenschaften, wie elastische Rückverformung, betrifft.As can be seen from these tables, the SBCs according to the present invention provide the best results in terms of compatibility and properties such as elastic recovery.
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31895.KRA.G100DE ,1. .1, '..· ..' ·..31895.KRA.G100DE ,1. .1, '..· ..' ·..
Bitumen gemischt mit 2 Gew.-% SBCBitumen mixed with 2 wt.% SBC
3 Tage/180 Grad CelsiusStorage stability
3 days/180 degrees Celsius
R&B, (Grad Celsius)Softening point
R&B, (degrees Celsius)
25 Grad Celsius, (dmm)penetration
25 degrees Celsius, (dmm)
25 Grad Celsius, (%)Elastic recovery
25 degrees Celsius, (%)
Bitumen gemischt mit 3,5 Gew.-% SBCBitumen mixed with 3.5 wt% SBC
3 Tage/180 Grad CelsiusStorage stability
3 days/180 degrees Celsius
R&B, (Grad Celsius)Softening point
R&B, (degrees Celsius)
25 Grad Celsius, (dmm)penetration
25 degrees Celsius, (dmm)
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31895.KRA.G100DE .:.31895.KRA.G100DE .:.
>· it>· it
lG/12:lG/12:
25 Grad Celsius, (%)Elastic recovery
25 degrees Celsius, (%)
Die elastische Rückverformung wurde mittels einer 20 cm (2% PMB) beziehungsweise 10 cm (3,5% PMB) Streckprobe bestimmt.The elastic recovery was determined using a 20 cm (2% PMB) or 10 cm (3.5% PMB) stretch specimen.
Die Lagerstabilität wurde durch die Differenz zwischen dem Erweichungspunkt auf der Oberseite der Probe und dem Boden bestimmt, welche nicht mehr als 2 Grad Celsius seinThe storage stability was determined by the difference between the softening point on the top of the sample and the bottom, which should not be more than 2 degrees Celsius.
kann.can.
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Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1586606A1 (en) * | 2004-04-14 | 2005-10-19 | KRATON Polymers Research B.V. | An asphalt binder based on polymer modified bitumen, hot mix asphalts made thereof, and pavements made therefrom |
WO2005100479A1 (en) * | 2004-04-14 | 2005-10-27 | Kraton Polymers Research B.V. | A polymer modified bitumen composition to be used in asphalt binders or roofing compositions |
WO2006041560A1 (en) * | 2004-10-02 | 2006-04-20 | Firestone Polymers, Llc | Polymers and their use in asphalt compositions and asphalt concretes |
US7560503B2 (en) | 2004-06-03 | 2009-07-14 | Kraton Polymers U.S. Llc | Gels from high molecular weight block copolymers |
US7592381B2 (en) | 2005-11-14 | 2009-09-22 | Kraton Polymers U.S. Llc | Process for preparing a bituminous binder composition |
EP2310432A2 (en) * | 2008-08-05 | 2011-04-20 | Firestone Polymers, LLC | Styrene/butadiene diblock copolymer-containing blends that are not an agglomeration and a process for preparation |
CN103059593A (en) * | 2013-01-29 | 2013-04-24 | 长安大学 | Diatomite compound SBS (Styrene Butadiene Styrene) modified asphalt and preparation method thereof |
CN111393862A (en) * | 2020-03-20 | 2020-07-10 | 中国海洋石油集团有限公司 | High-modulus modified asphalt and preparation method thereof |
-
2003
- 2003-07-08 DE DE20310484U patent/DE20310484U1/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1586606A1 (en) * | 2004-04-14 | 2005-10-19 | KRATON Polymers Research B.V. | An asphalt binder based on polymer modified bitumen, hot mix asphalts made thereof, and pavements made therefrom |
WO2005100479A1 (en) * | 2004-04-14 | 2005-10-27 | Kraton Polymers Research B.V. | A polymer modified bitumen composition to be used in asphalt binders or roofing compositions |
US7297741B2 (en) | 2004-04-14 | 2007-11-20 | Kraton Polymers U.S. Llc | Pressure sensitive adhesives from high molecular weight block copolymers having a high fraction of diblock copolymer |
US7560503B2 (en) | 2004-06-03 | 2009-07-14 | Kraton Polymers U.S. Llc | Gels from high molecular weight block copolymers |
WO2006041560A1 (en) * | 2004-10-02 | 2006-04-20 | Firestone Polymers, Llc | Polymers and their use in asphalt compositions and asphalt concretes |
US7728074B2 (en) | 2005-11-14 | 2010-06-01 | Kraton Polymers U.S. Llc | Process for preparing a bituminous binder composition |
US7592381B2 (en) | 2005-11-14 | 2009-09-22 | Kraton Polymers U.S. Llc | Process for preparing a bituminous binder composition |
EP2310432A2 (en) * | 2008-08-05 | 2011-04-20 | Firestone Polymers, LLC | Styrene/butadiene diblock copolymer-containing blends that are not an agglomeration and a process for preparation |
EP2310432A4 (en) * | 2008-08-05 | 2011-11-30 | Firestone Polymers Llc | Styrene/butadiene diblock copolymer-containing blends that are not an agglomeration and a process for preparation |
CN102159607B (en) * | 2008-08-05 | 2014-03-12 | 费尔斯通聚合物有限责任公司 | Styrene/butadiene diblock copolymer-containing blends that are not agglomeration and process for preparation |
US9840619B2 (en) | 2008-08-05 | 2017-12-12 | Firestone Polymers, Llc | Styrene/butadiene diblock copolymer-containing blends that are not an agglomeration and a process for preparation |
CN103059593A (en) * | 2013-01-29 | 2013-04-24 | 长安大学 | Diatomite compound SBS (Styrene Butadiene Styrene) modified asphalt and preparation method thereof |
CN111393862A (en) * | 2020-03-20 | 2020-07-10 | 中国海洋石油集团有限公司 | High-modulus modified asphalt and preparation method thereof |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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R207 | Utility model specification |
Effective date: 20031211 |
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R150 | Utility model maintained after payment of first maintenance fee after three years |
Effective date: 20060822 |
|
R151 | Utility model maintained after payment of second maintenance fee after six years |
Effective date: 20090812 |
|
R152 | Utility model maintained after payment of third maintenance fee after eight years | ||
R152 | Utility model maintained after payment of third maintenance fee after eight years |
Effective date: 20111130 |
|
R071 | Expiry of right | ||
R071 | Expiry of right |