DE2347269A1

DE2347269A1 - Verfahren zur herstellung von polymermodifiziertem bitumen

Info

Publication number: DE2347269A1
Application number: DE19732347269
Authority: DE
Inventors: Roger Charles Grigg
Original assignee: TARMAC ROADSTONE HOLDINGS Ltd
Current assignee: TARMAC ROADSTONE HOLDINGS Ltd
Priority date: 1973-09-20
Filing date: 1973-09-20
Publication date: 1975-04-10

Description

Verfahren zur Herstellung von polymermodifiziertem Bitumen

Die Erfindung bezieht aich auf ein modifiziertes Bitumenmaterial, das hauptsächlich als Bindemittel "beim Straßenbau Verwendung finden soll.

Ss ist bereits vorgeschlagen worden, Bitumen verschiedene polymere Substanzen zuzusetzen, um günstige Veränderungen seiner Eigenschaften als Bindemittel, beispielsweise eine Erhöhung des Kriechwiderstandes, zu erreichen.

Derartige polymere Substanzen weisen häufig Schmelzpunkte auf, die erheblich höher sind als der des Bitumens, so daß ein direktes Vermischen schwierig werden kann. Einige.der infrage kommenden polymeren Substanzen zeigen in geschmolzenem Zustand sehr hohe Viskositäten, wodurch die Leichtigkeit₉ mit der ein Vermischen stattfinden kann, ebenfalls beeinflußt wird.

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Zur Verringerung dieser Schwierigkeiten ist es "bereits vorgeschlagen worden, ein flüssiges Lösungsmittel wie Mineralöl oder Kresotöl als Trägermaterial "beim Vermischen der polymeren Substanzen mit dem Bitumen zu verwenden. Bin solches Streckmittel weist aber auch Nachteile auf.

Die vorgeschlagenen lösungsmittel sind häufig leicht entzündlich oder sie stellen toxische Flüssigkeiten mit niedrigen Siedepunkten dar. Bei hohen Polymerkonzentrationen können auch die Polymerlösungen sehr viskos werden. Das lösungsmittel kann das Kohäsionsvermögen des Bitumenmateriales verringern, bis das Lösungsmittel aus dem Gemisch verdampft ist; während nun eine Verdampfung an der Oberfläche des Materiales oder an einer offen strukturierten Straßenoberfläche mit ausreichender Geschwindigkeit vor sich geht, lassen sich solche Lösungen bzw. Gemische in Unterbauten oder in stark verdichteten Mischungen nicht verwenden, weil hier die Verdampfung des Lösungsmittels verzögert ist, so daß das Kohäsionsvermögen des Materiales niedrig bleibt.

Aufgabe der Erfindung war es daher, ein neues und verbessertes Verfahren zur Herstellung eines polymermodifizierten Bitumenmateriales zu finden, welches die genannten Schwierigkeiten überwindet oder zumindest vermindert.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines polymermodifizierten Bitumenmateriales ist dadurch gekennzeichnet, daß man zunächst eine Lösung eines Polymermateriales in einem Lösungsmittel herstellt,und zwar so, daß die Lösung bei normaler Umgebungstemperatur fest ist, und daß man dann die Lösung bei so hoher !Temperatur mit dem Bitumen vermischt, daß die Lösung in flüssigem Zustand vorliegt.

Vorzugsweise fügt man die Lösung dem Bitumen in festem Zustand zu und zerkleinert sie vor der Zugabe.

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Ein geeignetes Lösungsmittel für eine bestimmte Polymersubstanz läßt sich, leicht durch entsprechende Versuche finden, wobei als. , Kriterium zu dienen hat, daß die Lösung des Polymeren in dem Lösungsmittel bei Umgebungstemperatur fest sein muß und daß die Polymer/Lösungsmittel-Lösung Mischbarkeit mit Bitumen aufweisen muß.

Torzugsweise soll die feste Lösung eine solche Konzentration aufweisen, daß ihr Schmelzpunkt etwa dem des Bitumens entspricht.

Bei dem Lösungsmittel kann es sich um einen mehrkernigen Kohlenwasserstoff, vorzugsweise um Naphthalin handeln.

Gegenstand der Erfindung ist auch das mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellte verbesserte polymermodifizierte Bitumenmaterial.

Das erfindungsgemäße polymermodifizierte Bitumenmaterial stellt eine homogene Mischung aus (a) einer polymeren Substanz und einem Lösungsmittel, welches die polymere Substanz in eine Lösung überführen kann, die bei Umgebungstemperaturen fest ist, und (b) Bitumen dar.

Das folgende Beispiel dient der weiteren Erläuterung der Erfindung.

Beispiel · _f

200 g Rohnaphthalin, welches bei Umgebungstemperatur fest ist und einen Schmelzpunkt von 78⁰O aufweist, wurde aufgeschmolzen und in ein beheiztes Gefäß eingefüllt, welches mit einem mit ' hoher Geschwindigkeit umlaufenden Rührer ausgerüstet war. Anschließend wurden 200 g eines Styrol-Butadien- Styrol-Blockmischpolymerisates im Verlauf von 15 Minuten zu dem geschmolzenen Naphthalin gegeben. Die Mischung wurde so lange gerührt, bis sich das Polymer vollständig in dem Naphthalin gelöst hatte, wobei die Temperatur zwischen 90 und 110⁰O gehalten wurde,

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Sobald vollständige lösung eingetreten war, wurde die Lösung auf eine kalte Stahlplatte gegossen, wo sie sich verfestigen konnte; die feste Substanz wurde in einer Zerkleinerungsvor— richtung zu 2,5 mm Teilchen granuliert.

Eine Probe der festen Lösung wurde aufgesiimolzen und zum Abkühlen in ein isoliertes Gefäß gegeben, in welchem eine Verfestigung bei 58⁰O eintrat. 450 g eines 50 pen Bitumen wurden auf 11O⁰C aufgeheizt und dann unter Rühren mit 50 g der granulierten festen Lösung versetzt. Es bildete sich leicht eine homogene Lösung.

Das Verhältnis von Polymersubstanz zu Lösungsmittel kann so eingestellt werden, daß sich eine feste Lösung ergibt, die einen Erweiohungs- oder Schmelzpunkt aufweist, der dem des zu modifizierenden Bitumens etwa entspricht, so daß es leichter wird, die feste Lösung mit dem Bitumen zu vermischen als dies bei direktem Vermischen einer Polymersubstanz, die einen wesentlich höheren Schmelzpunkt als Bitumen aufweist, möglich wäre.

Die polymeren Substanzen können in der festen Lösung in verhältnismäßig hohen Konzentrationen vorliegen. Da die feste Lösung bei Umgebungstemperaturen fest ist, läßt sie sich leicht handhaben. Die Schwierigkeit, die sich bei hochkonzentrierten Polymerlösungen in flüssigen Lösungsmitteln ergibt, läßt sich so vermeiden, denn solche Lösungen sind häufig sehr viskos und nur schwierig mit Bitumen zu vermischen.

Wenn beabsichtigt ist, ein Zuschlagmaterial wie beispielsweise Steinsplitt mit dem modifizierten Bitumenbindemittel zu überziehen, so wird eine feste Lösung mit einem verhältnismäßig niedrigen Schmelzpunkt zusammen mit dem Bitumen und dem Zuschlag in eine Mischvorrichtung eingefüllt, so daß ein mit einem Überzug versehener Zuschlag entsteht.

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Ea wurde festgestellt, daß bei Anwendung des vorstehend beschriebenen Verfahrens zur Herstellung von polyme!modifiziertem Bitumen^die erzeugte Substanz einen viel schärferen Übergang vom flüssigen Zustand über den plastischen Zustand in den festen Zustand durchläuft, wenn die Temperatur verringert wird, als dies bei üblichem modifiziertem Bitumen der 3?all ist.

Oberhalb seines effektiven Schmelzpunktes wird das feste Lösungsmittel flüssig und übt eine "Verschnittwirkung¹¹ auf das Bitumen aus, wodurch dieses in seiner Konsistenz flüssiger wird. Hierdurch läßt sich'das modifizierte Bitumenmaterial wiederum leichter versprühen als die üblichen, bisher bekannten modifizierten Bitumenmassen, die nicht mit Hilfe fester Lösungen hergestellt werden. Es besteht eine sehr viel geringere Neigung zur Bildung von Strängen in dem versprühten Material, ein Phänomen, welches unter der Bezeichnung "Spinnweben" allgemein bekannt ist.

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Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur Herstellung eines polymermoäifizierten Bitu-■ menmateriales, dadurch gekennzeichnet, daß man zunächst durch Lösen eines Polymermateriales in einem Lösungsmittel eine Lösung herstellt, die "bei normaler Umgebungstemperatur fest ist, und daß man anschließend die Lösung mit erhitztem Bitumen vermischt, wobei die Temperatur des Bitumens so hoch gewählt wird, daß die Lösung flüssig wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lösung dem Bitumen in festem Zustand und in fein zerkleinerter Form zugesetzt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1-2. dadurch gekennzeichnet, daß die feste Lösung eine solche Konzentration aufweist, daß ihr Schmelzpunkt etwa dem des Bitumens entspricht.

4. Verfahren nach Anspruch 1-3» dadurch gekennzeichnet, daß das Lösungsmittel aus einem mehrkernigen Kohlenwasserstoff, vorzugsweise Naphthalin besteht.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß

das Polymermaterial aus einem Styrol-Butadien-Styrol-Blockmischpolymerisat besteht.

J¹Ur TARMAO ROADS(EONE HOLDINGS LIMITED Ettxngshall,Wolverhampton WV4 6JP, Stafford, England

Meissner ab Bolte Patentanwälte

Bremen, den 17. 9. 1973

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