DE3143655A1

DE3143655A1 - Bituminoese masse

Info

Publication number: DE3143655A1
Application number: DE19813143655
Authority: DE
Inventors: John Groves Marrow Surrey Dolden; Sidney George Ashtead Surrey Fogg
Original assignee: BP PLC
Current assignee: BP PLC
Priority date: 1980-11-05
Filing date: 1981-11-04
Publication date: 1982-07-08
Also published as: FR2493329A1; FR2493329B1

Description

• Bituminöse Masse I

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Bitumen und Kautschuk enthaltende Masse, die Energieabsorptionseigen- ' \ schäften besitzt und sich für die Verwendung beispielsweise als Sicherheitsbelag für Kinderspielplätze eignet.

Verschiedene Massen, die Bitumen und Kautschuk enthalten und in mehr oder weniger hohem Maße Energieabsorptionseigenschaften aufweisen, wurden bereits vorgeschlagen. ι Insbesondere wurden Massen vorgeschlagen, die Bitumen, einen thermoplastischen Kautschuk und einen nicht-thermoplastischen Kautschuk enthalten. Beispielsweise betrifft die GB-AS 2 036 760A eine bituminöse Masse mit Energieabsorptionseigenschaften, die Bitumen, einen gehärteten Extrakt, einen thermoplastischen Kautschuk, einen feinteiligen nicht-thermoplastischen Kautschuk und einen Füllstoff enthält, worin die Menge des nicht-thermoplastischen Kautschuks ebenso groß wie oder größer als die Gewichtsmenge des Füllstoffs ist.

Obwohl ein thermoplastischer Kautschuk ein unabdingbarer Bestandteil der gemäß der GB-AS 2 036 760A hergestellten bituminösen Massen ist, hat die Anmelderin überraschenderweise herausgefunden, daß bituminöse Massen mit ähnlichen Eigenschaften dadurch hergestellt werden können, daß an Stelle des Bitumens und des thermoplastischen Kautschuks ein kautschukhaltiges Bitumen verwendet wird, das mit einem nicht-thermoplastischen Kautschuk versetzt wurde. Die Verwendung eines kautschukhaltigen Bitumens vermindert außerdem den Aufwand für das Mischen oder Vormischen, der im Zuge der Herstellung der energieabsorbierenden Massen erforderlich ist, so daß letztere wirtschaftlicher hergestellt werden können.

■ Gemäß der vorliegenden Erfindung enthält eine bituminöse ; Masse mit Energieabsorptionseigenschaften Bitumen, einen

■ . gehärteten Extrakt, einen feinteiligen vernetzten nichtthermoplastischen Kautschuk und einen Füllstoff, wobei die Gewichtsmenge des feinteiligen vernetzten nicht-thermoplastischen Kautschuks ebenso groß wie oder größer als die Gewichtsmenge des Füllstoffs ist, und wobei das Bitumen ein mit Kautschuk versetztes Bitumen ist und der Kautschuk

' dieses kautschukhaltigen Bitumens ein nicht-thermoplastisches Copolymerisat aus mindestens zwei Mond-o£-olef inen und einem cyclischen Olefin ist, das eine endocyclische

j Brücke und mindestens zwei olefinische Doppelbindungen besitzt.

: Die energieabsorbierenden Massen der vorliegenden Erfindung : , 15 enthalten vorzugsweise die folgenden Gewiehtsverhältnisse: Kautschukhaltiges Bitumen 100 Teile Gehärteter Extrakt . . 4-40 Teile Vernetzte nicht-thermopla-

^! stische Kautschukteilchen 50 - 175 Teile

ι 20 Füllstoff 50 - 175 Teile.

• Die Massen können außerdem einen langkettigen Amino-kohlen- ! wasserstoff (z.B. Octadecylamin) in einer Menge von 0,05 i : bis 5 Gewichtsteilen, vorzugsweise 0,1 bis 0,5 Gewichtsteilen, bezogen auf das Gewicht des mit Kautschuk versetzten Bitumens, enthalten, durch den das Mischen und Walzen •der Masse erleichtert wird.

Die oben angegebene Menge des vernetzten nicht-thermoplastischen Kautschuks bezeichnet die Menge des feinteiligen Kautschuks ausschließlich des in dem mit Kautschuk versetzten Bitumen anwesenden nicht-thermoplastischen Kautschuks.

Mit Kautschuk versetzte Bitumina, in denen der Kautschuk ein nicht-thermoplastisches Copolymerisat aus mindestens zwei Μοηο-οί-olefinen und einem cyclischen Olefin mit einer

3U3655

ί endocyclischen Brücke und mindestens zwei Doppelbindungen

: ist, sind bekannt. Die Olefine können Ethylen und Propylen

sein, und das cyclische Olefin kann Dicyclopentadien oder Ethyliden-norbornylen sein; solche Kautschukarten sind • 5 allgemein als EPDM-Kautschuke bekannt (E_thylen-Propylen-·

¹ I3ien-Monomere) . ·

ί . ■

! Um Homogenität zwischen dem Kautschuk und dem Bitumen zu

gewährleisten, kann das Copolymerisat in das Bitumen durch Blasen des Copolymerisate mit einem aromatischen Fluxöl bei 150⁰C bis 300⁰C in Anwesenheit eines elementaren Sauerstoff enthaltenden Gases in das Bitumen eingearbeitet werden. Die zu blasende Mischung kann das gesamte Bitumen ; oder nur einen Teil desselben umfassen. Wenn in der zu blasenden Mischung kein Bitumen oder nur ein Teil vorliegt, dann wird das geblasene Produkt wie erforderlich mit dem \ ungeblasenen Bitumen vermischt. Geeignete, mit Kautschuk versetzte Bitumina können' gemäß den Verfahren hergestellt j werden, die in den GB-PSen 1 304 238, 1 325 847, 1 327 535 und 1 385 006 beschrieben wurden.

Die GB-PS 1 304 238 beansprucht ein Verfahren zur Herstellung einer bituminösen Masse, die zur Verwendung als Dachdeckmaterial geeignet ist, bei dem eine Mischung aus 23 - 88 Gewichts-%, bezogen auf die Gesamtmischung,

einer bituminösen Substanz,

2-25 Gewichts-%, bezogen auf die Gesamtmischung, _:

eines Copolymerisats aus mindestens zwei Mono-ofc-olefinen und einem cyclischen Olefin mit einer, endocyclischen Brücke und mindestens · zwei olefinischen Doppelbindungen, 10-75 Gewichts-%, bezogen auf die Gesamtmischung, ·

eines Fluxöls. zum Strecken des Copolymerisats, 0 - 4 Gewichtsteile Schwefel auf 100 Gewichtsteile

des Copolymerisats und

0-3 Gewichts-%, bezogen auf die Gesamtmischung, eines Polyolefins

3H3655

mit einem Gas, das elementaren Sauerstoff enthält, bei ; einer Temperatur von 15O⁰C bis 300⁰C geblasen wird. j

Die GB-PS 1 325 847 betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer bituminösen Masse, bei dem eine bituminöse Substanz, . 5 ein Copolymerisat aus einem oder mehreren Mono-cc-olefinen ' und einem cyclischen Olefin mit einer endocyclischen Brücke I . und mindestens zwei olefinischen Doppelbindungen, ein aro- , matisches Fluxöl und möglicherweise Schwefel miteinander vermischt werden, danach die Mischung bei 150⁰C - 260°C mit einem Gas, das -elementaren Sauerstoff enthält, geblasen! wird, wodurch ein Konzentrat gebildet wird, und anschlie- ; ßend das Konzentrat in ungeblasenem Bitumen aufgelöst wird. ;

Die GB-PS 1 327 535 beansprucht ein Verfahren zur Herstellung einer bituminösen Masse, bei dem eine Mischung aus 10-85 Gewichts-%, bezogen auf die Gesamtmischung,

einer bituminösen Substanz, 5-25 Gewichts-%, bezogen auf die Gesamtmischung,

eines von Ethylen, Propylen und einem cycli- ., sehen Olefin mit einer endocyclischen Brücke - und mindestens zwei olefinischen Doppelbindungen abgeleiteten Copolymerisats und

ι 10 - 85 Gewichts-%, bezogen auf die Gesamtmischung,

eines Pluxöls zum Strecken des Copolymerisats bei 180⁰C - 260⁰C mit einem Gas, das elementaren Sauerstoff enthält, geblasen wird, wobei das Elastomer in Form eines Latex vorliegt, wenn es zu dem Bitumen hinzugegeben wird«

Die GB-PS 1 385 006 schließlich beschreibt ein Verfahren zur Herstellung einer bituminösen Masse, in dem eine Mischung aus einem aromatischen Fluxöl, einem elastomeren Copolymerisat aus einem oder mehreren oc-Olefinen und einem ungesättigten Kohlenwasserstoff mit mehr als einer olefinischen Doppelbindung und einer eine oder mehrere Methylen-Gruppen enthaltenden endocyclischen Brücke sowie gegebenenfalls bis zu 10 Gewichtsteilen Schwefel auf 100 Gewichts-

■ ·

teile des elastomeren Copolymerisats mit einem Gas, das Sauerstoff enthält, bei einer Temperatur im Bereich 150⁰C - 260⁰C geblasen wird, wodurch ein Konzentrat gebildet wird, das anschließend in ungeblasenem Bitumen aufgelöst wird.

Die bevorzugten Verfahren zur Herstellung eines mit Kautschuk versetzten Bitumens zur Verwendung in Massen gemäß der vorliegenden Erfindung sind diejenigen, die in den GB-PSen 1 304 238 und 1 325 847 beschrieben wurden.

Zu geeigneten kautschukhaltigen Bitumina gehören diejenigen, die von der Deutsche BP AG unter der' Handelsbezeichnung "Olexobit" vertrieben werden.

Die feinen Teilchen des vernetzten nicht-thermoplastischen Kautschuks können, beispielsweise kleiner als 0,78 mm (20 mesh BSS) sein. Der Kautschuk kann ein vulkanisierter Kautschuk,. beispielsweise ein synthetischer Kautschuk, z.B. Styrol-Butadien-Kautschuk (SBR) oder Polybutadien, oder Naturkautschuk sein. Der Kautschuk kann mit öl gestreckt und/oder gefüllt und ein Material sein, das als Nebenprodukt bei der Herstellung von Gummiartikeln anfällt, z.B. Reifenabrieb, der beim Glätten der Laufflächen von Reifen als Schwabbelabrieb erhalten wird.

Es wird angenommen, daß der feinteilige vernetzte nichtthermoplastische Kautschuk sich nicht mit dem mit Kautschuk versetzten Bitumen mischt, sondern in Form diskreter einzelner Teilchen verbleibt, die eine Versteifung der Masse bewirken.

Beliebige normale Füllstoffe für bituminöse Massen können verwendet werden. Sie können faserförmig sein, sind jedoch vorzugsweise pulverförmig. Beispiele für geeignete Füllstoffe sind: Pulverisierter Kalkstein, Siliciumdioxid, Aluminiumoxid, Portlandzement, Baryte, pulverisierte Brenn-

3Η3655

! stoffasche, Talkum und Asbestfasern. Die Anwesenheit einer

; geringen Menge Talkum während des Mischens erwies sich als

vorteilhaft, und der Füllstoff kann, bezogen auf die Ge- ^; samtmenge, 1 bis 20 Gewichtsteile Talkum enthalten, das

5 während der Mischstufe zugesetzt wird.

, Der gehärtete Extrakt kann durch Blasen eines Erdölextrakts| mit einem sauerstoffhaltigen Gas, vorzugsweise Luft, bei
250⁰C - 350⁰C entweder in Abwesenheit oder in Gegenwart ί eines Katalysators, z.B. eines Friedel-Crafts-Metallhalo- ^;

• 10 genids wie Eisen(III)-chlorid, hergestellt werden. Erdöl-

- l

: extrakte werden durch Lösungsmittelextraktion von im ι ; Schmierölbereich, d.h. bei 350⁰C - 600⁰C, siedenden Erd- ;

! öldestill'atfraktionen erhalten und enthalten einen grö- J . ι

. ßeren Anteil aromatischer Kohlenwasserstoffe. '

Es wird angenommen, daß das Blasen des Extrakts Kondensation der Aromaten bewirkt und dadurch ein gehärtetes Pro- : dukt mit einem hohen Anteil an Asphaltenen, cyclischen und
unlöslichen Stoffen und einem relativ niedrigen Anteil an
gesättigten Stoffen gebildet wird. Der gehärtete Extrakt

kann eine Penetration von 0,1 bis 6 bei 25°C, wie sie nach

ASTM D5/73 bestimmt wird, und einen Erweichungspunkt (Ring : und Kugel) im Bereich von 60⁰C bis 170⁰C aufweisen. ;

Das Gewichtsverhältnis der nicht-thermoplastischen Kau- ' tschukteilchen zu dem Füllstoff liegt vorzugsweise im Be-

reich von 1:1 bis 3:1 . Die Härte der Massen kann durch = : die Anteile an gehärtetem Extrakt und an Füllstoff gezielt ' beeinflußt werden; die Härte beträgt vorzugsweise von 30
bis 60 auf der IRHD-Skala. Bei niedrigeren Härtewerten
neigen die Massen dazu, weich und klebrig zu sein, während

sie bei höheren leicht zu steif werden und dann verminderte ' Energieabsorptionseigenschaften besitzen.

Die Rückprall-Elastizität der Massen gemäß der vorliegenden Erfindung ist vorzugsweise bei 25°C nicht größer als 20 %,

: - 10 -

gemessen mit dem Fallgewicht oder Schlagpendel (z.B. nach dem Lüpke-Pendel-Verfahren). Dieser Wert ist mit Zahlen von mehr als 30 % für die meisten Kautschukarten zu vergleichen und zeigt an, daß die Massen in hohem Maße die Fähigkeit besitzen, Stoßenergie zu absorbieren.

_: Ein weiteres erwünschtes Merkmal der Massen der vorliegenden Erfindung ist, daß sie sich unter Belastung leicht deformieren lassen und relativ schnell erholen sollten. Typische Werte für die Erholung liegen in der Größenordnung von 80 % oder mehr der Eindringtiefe nach 24 Stunden.

Die Zusammendrückbarkeit (Druck-Verformungsrest) ist das Gegenstück zur Erholung und bedeutet die bleibende Verformung eines Probekörpers, wenn dieser unter definierten Bedingungen einer Druckbelastung unterworfen wird. Typischerweise betragen die Druck-Verformungsreste für die Massen der vorliegenden Erfindung weniger als 20 %, wenn sie 24 Stunden, nachdem die Proben 22 Stunden lang bei 23°C um 25 % zusammengedrückt wurden, gemessen werden.

Die Massen der vorliegenden Erfindung können dadurch hergestellt werden, daß die Bestandteile in einem Hochleistungsmischer, beispielsweise einem Banbury-Mischer, während einer Zeitdauer im Bereich von zwei Minuten bis zu einer Stunde miteinander vermischt werden. Die Bestandteile können bei Umgebungstemperatur in den Banbury-Mischer eingefüllt werden, und die Temperatur kann infolge der Reibungskräfte auf etwa 160⁰C steigen. Das Material aus dem Banbury-Mischer kann dann nach den üblichen Verfahren zur Herstellung von Formteilen oder flächigen Materialien verformt werden. Beispielsweise können die Massen durch Kneten und Kalandrieren oder durch Roller-Die-Extrudern zu Platten verarbeitet werden.

Die Massen gemäß der vorliegenden Erfindung können eine Reihe von Zusatzstoffen enthalten, die die Verarbeitung

3U3655

des Materials erleichtern oder die Eigenschaften der Massen verbessern. Beispielsweise verhindert die Anwesenheit eines langkettigen Amino-kohlenwasserstoffs, wie weiter oben erwähnt , daß das Material während des Kalandrierens an den Walzen klebt, und wenn das Material preßverformt werden soll, erleichtert die Anwesenheit einer geringen Menge, z.B. 0,1 - 2 Gewichts-% bezogen auf das Gewicht des mit Kautschuk versetzten Bitumens, eines Fettsäureamids wie" Oleinamid oder Stearinamid die Entformung des Formteils. Ein Paraffinöl wie Enerpar 23, vertrieben von der BP-OiI, oder ein aromatisches öl wie Enerflex 72, vertrieben von der BP-OiI, kann in einer Menge bis zu 5 Gewichts-% als Verarbeitungshilfsmittel zugesetzt werden. Die Anwesenheit des Öls verringert die für die Verarbeitung der Massen in , dem Mischer erforderliche Zeit. Ein Anti-Ozonisierungsmittel wie Santoflex IP, vertrieben von der Monsanto, > kann in einer Menge von 0 bis 1 Gewichts-% zugesetzt werden, um die Beständigkeit der Materialien gegenüber der unter Witterungseinflüssen durch Ozon bewirkten Rißbildung ! zu verbessern.

Die Massen der vorliegenden Erfindung können zu Platten oder Fliesen geformt werden, wenn sie als Sicherheitsbeläge, z.B. auf Kinderspielplätzen, verwendet werden, insbesondere um Schaukeln, Rutschen etc. herum, wo Kinder stürzen können. Sie können aber auch als energieabsorbierende Stoßfänger für Fahrzeuge, als Fender für Schiffe und als Absperrungen für Autostraßen verwendet werden.

Für die Verwendung als Sicherheits-Pflasterbelag wird das Material typischerweise zu Platten der Abmessungen 500 mm χ 500 mm χ 16 mm geformt. Diese Pflaster-Platten können auf einer·darunter liegenden Fläche, z.B. Asphalt oder Beton, mit einem Klebstoff befestigt werden. Ein geeigneter Klebstoff kann die nachstehenden Gewichtsteile enthalten:

3U3655

Bitumen 91-95 Teile,

Thermoplastische Kau- 5-9 Teile, vorzugs-

tschuk-Teilchen weise 7-8 Teile, 1,1,1-Trichloroethan 55 -100 Teile.

Typischerweise wird ein geeigneter Klebstoff hergestellt durch Vermischen von

57,5 Gewichts-% eines Bitumens der Penetration 100, 4,7 Gewichts-% des thermoplastischen Kautschuks

Solprene 411P, vertrieben von der Phillips Petroleum ("Solprene" ist ein eingetragenes Waren

zeichen) , und 37,8 Gewichts-% 1,1,T-Trichloroethan.

Die vorliegende Erfindung wird durch die folgenden Beispiele weiter erläutert. Reifen-Krümel oder -Abrieb wurden in sämtlichen Beispielen als feinteiliger vernetzter nichtthermoplastischer Kautschuk verwendet. ι

Beispiel 1

Die Mischkammer eines Banbury-Mischers mit 1 1 Fassungsvermögen wurde mit den folgenden Materialien beschickt: 616 g Olexobit 50, ein mit Kautschuk versetztes Bitumen,

bezogen von der Deutschen BP AG,

205 g gehärteter Extrakt (Erweichungspunkt 140⁰C), 684 g Snowcal 6ML, ein Kalkstein-Füllstoff, der von der Cement Marketing Company, Ltd., vertrieben wird (Snowcal ist ein eingetragenes Warenzeichen), 900 g Reifenabrieb, Teilchengröße 0,38 mm (40 mesh),

4,8g Octadecylamin. .

Die Charge wurde 35 min mit einer Drehgeschwindigkeit von 20U/min gemischt und erreichte eine Temperatur von etwa 200⁰C. Das Material wurde dem Mischer entnommen und 5 min auf einem 30,5 cm breiten Zweiwalzenmischer zu einer für die Verformung geeigneten Platte ausgewalzt.

• ο α ' β ο φ

: - 13 -

ι Proben des Produkts wurden in einer 20,3 cm χ 20,3 cm großen Presse 5 min bei 160⁰C unter einem Druck von

j !

4,75 N/mm² gepreßt. Die Formkörper wurden in Tests zur _: '-■ Messung der physikalischen Eigenschaften des Materials !

verwendet; die Ergebnisse dieser Tests sind in Tabelle 1 ι aufgeführt. Die physikalischen Eigenschaften einer gemäß '

^! der GB-AS 2 036 760A hergestellten Masse und zweier anderer j ' Handelsprodukte sind zum Vergleich ebenfalls in der Tabelle . ' angegeben. Das Vergleichsmaterial 1 ist ein Material, das ' • 10 granulierten Kautschuk gebunden mit einem elastomeren ; ! Polyurethan-Harz enthält. Das Vergleichsmaterial 2 ist ein

ähnliches Material, das naß verlegt werden kann. !

^t !

Hanteiförmige Proben der Materialien wurden aus 3 mm dicken ; Platten hergestellt und zur Prüfung der Festigkeit und Dehnung gemäß BS 903 Pt. A2 1971, Typ 1, verwendet. Die Prüfkörper wurden bei 23⁰C mit einer Geschwindigkeit von 50 cm/min gedehnt, und die Ergebnisse in Tabelle 1 zeigen, ^: daß das Material gemäß der vorliegenden Erfindung stärker ^! ist und eine erheblich größere Dehnung aufweist als das Material gemäß der GB-AS 2 036 760A oder das Vergleichsmaterial 2. Das Vergleichsmaterial 1 wurde nicht geprüft.

Ein Lüpke-Pendelschlagwerk wurde zur Messung der Rückprall-Elastizität benutzt. Eingesetzt wurde ein Pendelgewicht von 250 g, das in einer Höhe von 2 m und-unter einem Winkel . 25 von 18° zur Senkrechten aufgehängt war. Die erste Rückprallhöhe, angegeben als Prozentsatz der ursprünglichen Fallhöhe, ist ein Maß für die Rückprall-Elastizität des' Materials. Die Rückprall-Elastizität wurde bei Temperaturen von -12°C, 23°C und 60⁰C gemessen.

Die für das Material gemäß der vorliegenden Erfindung erhaltenen Ergebnisse waren, bei allen Temperaturen, denjenigen ähnlich, die für das gemäß der GB-AS 2 036 760A hergestellte Material erhalten wurden; sie waren jedoch

- 14 -

ι viel niedriger als die mit dem gebundenen Reifenabrieb, dem Vergleichsmaterial 1, erhaltenen. Dies zeigt an, daß

ι die Energieabsorptionseigenschaften gemäß der vorliegenden Erfindung mindestens ebenso gut sind wie diejenigen des in der GB-AS 2 036 760A beschriebenen Materials und besser sind als diejenigen des Vergleichsmaterials 1.

Der Test im Tetrapod-Walker ist ein simulierter Verschleiß- ^: Test, der dem tatsächlichen Verschleiß eher entspricht

als beispielsweise ein Abrieb-Test.Eine 30 cm breite, 3 mm '. 10 dicke Platte aus dem Material mit bekanntem Gewicht wird in eine zylindrische Trommel mit einem Durchmesser von 22 cm eingepaßt. Die Kanten werden auf Stoß gegeneinander gelegt und mit Klebeband in ihrer Lage gehalten. Eine tetraedrische Vorrichtung, Tetrapod genannt, mit- einem Gewicht von 507 g wurde in den Zylinder hineingegeben, und die Enden wurden mit 5 mm dicken Polyethylenplatten und Metalldeckplatten verschlossen. Das Tetrapod besitzt vier Arme im jeweils gleichen Abstand von 12,5 cm, wobei 15 mm-Laufspikes an jedem der Arme befestigt sind. Die zylindrisehe Trommel wird durch Laufrollen in 500 000 Umdrehungen mit einer Geschwindigkeit von 38ü/min. versetzt. Danach ; wird die Probe aus der Trommel entnommen, auf Verschleiß untersucht und zur Bestimmung des Massen- oder Gewichtsverluste während des Tests gewogen.

Ein sechseckiges Muster war auf eine Seite der für diesen Test verwendeten Proben aufgepreßt. Nach Beendigung der 500 000 Umdrehungen war auf der Probe aus dem Material gemäß der vorliegenden Erfindung das Muster noch sichtbar, wohingegen das Material gemäß der GB-AS 2 036 760A keine Spur des ursprünglichen Musters mehr aufwies und wesentlich stärker verschlissen war. Eine Probe aus dem gebundenen Reifenabrieb, Vergleichsmaterial 1, war stark verschlissen und besaß große Flächen, auf denen .der Reifenabrieb durch die Spikes aus der Oberfläche herausgeschnitten worden war.

·»«» a Z ο κ*

- 15 -

. Ein beträchtliches Volumen des Reifenabriebs war aus der ι Oberfläche herausgebrochen. Auch das Vergleichsmaterxal 2 ! war stark verschlissen.

Der Spitzenwert der Verzögerungskraft bezeichnet die maxi- : 5 male Verzögerungskraft, die auf eine Masse von 4,1 kg zur ; Einwirkung gelangt, wenn diese auf eine geformte Probe i fällt, die nicht kleiner als 15 cm χ 15 cm in der Fläche ^! und 16 mm in der Dicke ist. Das Signal wird mit Hilfe

eines Verzögerungsmeßgerätes (Decelerometers) gemessen, 10 verstärkt und in ein fortlaufend aufzeichnendes Registriergerät eingegeben. Der Spitzenwert der Verzögerungskraft wird aus der graphischen Spur auf dem Diagrammpapier be-

stimmt.

Die verwendete Masse bestand aus einem Kugelsegment vom 15 Radius 50 mm aus einer Kugel vom Radius 65 mm.

Das Material gemäß der vorliegenden Erfindung verhielt sich ebenso gut wie die anderen geprüften Materialien.

Tabelle 1

Physikalische Eigenschaften von Sicherheitsbelag-Formteilen, hergestellt in Beispiel 1, sowie anderer Handelsprodukte

Eigenschaft	Einheit	Formgepreßte Formgepreßte Fliese nach Fliese nach GB-AS 2 036 7602peispier 1	Vergleichs material 1	Vergleichs material 2
Dicke	nun	16 16	16	15
Spezif. Gewicht		1,2 1,28		0,65
Rückprall-Elastizität bei -12°C bei 23⁹C bei 60⁰C	%	9 . 8 14 ' 15 21 ' 22	31' r' 21 55	25 - 30
Härte b.23°C(IRHD-Skala)	Grad	40-45 30	35 - 40	35 '
Zugfestigkeit	MPa	0,4 1,3		0,8
Bruchdehnung	%	50 330		100
Verschleißtest: Tetra- pod-Walker,500000 Umdreh..	mg/m² Verlust	30-40 °	1400	800
Maximale Verzögerungs kraft (4 kg-Halbkugel aus 1 m Höhe fallen gelassen)	N (g)	2,94 3,07 (300) (313)	3,04 (310)	2,75 (280)

3U3655

_ ι γ _

! Beispiel 2

'■ I

; 63 kg kautschukhaltiges Bitumen Olexobit 50, 21 kg gehärte- ■

' ter Extrakt (Erweichungspunkt 140⁰C), 70 kg Kalkstein-

; Füllstoff Snowcal 7ML, 92 kg Reifenabrieb der Teilchen-

: 5 größe 0,38 mm (40 mesh), 0,612 kg Octadecylamin und 1,225 kg

ι Oleinsäureamid wurden in einen Banbury-Mischer gegeben und

j 20 min gemischt. Infolge der während des Mischens auftre-

! tenden Reibungswärme erreichte das Gemisch eine Temperatur \

'■ von 153°C. Es wurde auf einen zwei Meter breiten Zweiwal-
! .. i

. 10 zenmischer ausgetragen und zu einer Platte von ungefähr

ι 9mm Dicke ausgewalzt. Das Material wurde mit einer Material-i j temperatur von 110⁰C von dem Walzenmischer abgenommen, · ■-

Proben von 1900 g des vorstehenden Produktes wurden auf j

einem unbeheizten Laboratoriums-Zweiwalzenmischer 5 min
15 zu Fliesen der Abmessungen 30,5 cm χ 30,5 cm χ 1,6 cm
; ausgewalzt. IRHD-Härterne'ssungen wurden mit zwei Proben .

über einen gewissen Temperaturbereich hinweg durchgeführt.

Es wurde gefunden, daß die Ergebnisse reproduzierbar waren;

sie sind in Tabelle 2 aufgeführt.
i
' ²⁰ Tabelle 2

Temperatur (⁰C) -10 0 10 23 40 50

IRHD-Härte
(Grad)

Probe 1 Probe 2

80 73 67 50,5 42 33 8.2 75 69,5 50 38 31

Beispiel 3

25 511 g kautschukhaltiges Bitumen Olexobit 50, 170 g gehärteter Extrakt (Erweichungspunkt 140⁰C), 578 g Kalkstein-Füllstoff Snowcal 7ML, 747 g Reifenabrieb der Teilchengröße 0,38 mm (40 mesh), 4 g Octadecylamin wurden in
einem Banbury-Mischer 18 min gemischt und erreichten eine

3U3655

■ - 18 maximale Temperatur von 180⁰C.

Das Material wurde zur Herstellung von Proben formgepreßt, an denen die folgenden physikalischen Eigenschaften gemessen wurden:
IRHD-Härte (bei 23⁰C) 48

Rückprall-Elastizität 15 %

Druck-Verformungsrest 17 %

(gemessen 24 Stunden nach 22-stündigem Zusammendrücken um 25 % bei 23⁰C).

10 Beispiel 4

' Zwei Massen wurden durch Vermischen der folgenden Materia- ; lien in einem Banbury-Mischer bis zu einer Spitzentempe- '[ ratur von 145°C hergestellt.

Gewichts-% der : 15 Material

Kautschukhaltiges Bitumen

Olexobit 50

Kalkstein-Füllstoff Snowcal· 7ML 20 Reifenabrieb 0,38 mm (40 mesh) Gehärteter Extrakt

(Erweichungspunkt 14O⁰C).

100 100

Beide Massen enthielten außerdem 1 % Octadecylamin und 2 % Oleinamid (bezogen auf das Gewicht des Olexobit).

Die Massen wurden zu Fliesen der Abmessungen 305 mm χ 305 mm χ 16 mm formgepreßt, deren obere Oberfläche ein Profil aufwies und deren untere Oberfläche eben war. Die Materialien wurden entweder (a) mit Silicium-Ehtformungspapier oder (b) Aluminiumfolie zwischen den Platten formgepreßt.

Gesamt-Mischung	Masse 2
Masse 1	34,1
25,6	28,5
28,5	37,4
37,4	-
8,5

3U3655

Die Naß-Gleitwiderstände der Oberflächen der Fliesen aus jeder Masse wurden unter Einsatz eines tragbaren Gleitwi- i derstands-Meßgeräts für ein Straßenuntersuchurigs-Laborato- ι

rium gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 dargestellt.

Tabelle 3 ' !

Material

IRHD-Härte bei 23°C (Grad).

Oberflä- Entformungs- Naß-Gleitchen-Typ Material widerstand

Masse 1

50

i 10

15

Masse 2

50

Profil Profil eben

Profil Profil eben eben

Silicium	41
Aluminiumfolie	42
Silicium	41
Silicium	28
Aluminiumfolie	16
Silicium	18
Aluminiumfolie	12

Die Ergebnisse zeigen, daß die Masse 1 einen beträchtlich höheren Gleitwiderstand besitzt als die Masse 2, und zwar unabhängig von dem verwendeten Entformungsmaterial. Die Masse 2 unterscheidet sich von der Masse 1 dadurch, daß die Gesamtmenge des gehärteten Extrakts durch Olexobit 50 ersetzt wurde, jedoch weisen die Materialien eine ähnliche Härte auf. Dementsprechend ist die Anwesenheit des gehärteten Extrakts offensichtlich von Vorteil bei der Herstellung eines Materials mit höherem Naß-Gleitwiderstand.

Proben aus den Massen 1 und 2 wurden auch zu Platten der Abmessungen 80 mm χ 80 mm χ 16 mm formgepreßt und in einem thermostatisch gesteuerten Wasser/Glycol-Bad auf -25°C gekühlt. Proben beider Materialien überstanden einen Schlag-Test mit 5 J und eine Biegeprüfung um 180° um einen Dorn von 3 cm Durchmesser. Diese Ergebnisse zeigen, daß der Ge-

- 20 -

halt an gehärtetem Extrakt die Energieabsorption oder die Biegsamkeit des Materials bei tiefen Temperaturen nicht beeinträchtigt.

Beispiel 5 j

16 Fliesen der Abmessungen 300 mm χ 300 mm χ 16 mm wurden !

aus der in Beispiel 1 beschriebenen Formulierung hergestellt. Diese wurden an eine Asphalt-Oberfläche mit Hilfe '

von vier bituminösen Mastix-Klebstoffen gebunden, die ■

wie folgt hergestellt wurden. j

10 Klebstoff 1

1850 g eines Bitumens der Penetration 200 wurden in einem Ofen auf 100⁰C erhitzt und dann in einen mit einem Flansch versehenen und mit Rührer und Rückflußkühler ausgerüsteten Kolben überführt. 1214 g 1,1,1-Trichloroethan wurden hinzugefügt und gerührt, wodurch eine Lösung bei 7O⁰C gebildet wurde. 150 g Solprene 411P, thermoplastischer Kautschuk von Phillips Petroleum, wurden zu der Lösung gegeben, die eine Stunde bei 83⁰C erhitzt wurde, um den Kautschuk aufzulösen. Der Kolben mit Inhalt wurde auf 5O⁰C abgekühlt.

20 Klebstoff 2

Die Herstellung entsprach derjenigen von Klebstoff 1, außer daß hierbei ein Bitumen der Penetration 100 verwendet wurde.

Klebstoff 3

Die Herstellung entsprach derjenigen von Klebstoff 1, ' außer daß hierbei ein Bitumen der Penetration 100 verwendet und die Menge des Solprene 411P auf 200 g erhöht wurde.

Klebstoff 4 ·

g Olexobit-Bitumen der Penetration 100 wurden in 123-7"'g g 1,1,1-Trichloroethan durch Rühren unter Rückfluß

·* At ¹ O «f.

3U3655

- 21 -

in einem mit Rückflußkühler versehenen 5-1-Kolben mit

Rundboden zur Auflösung gebracht.

Die Asphalt-Oberfläche wurde mit einem Primer vorbehandelt, ehe die Fliesen an die Oberfläche gebunden wurden. Der Primer für die Klebstoffe 1 bis' 3 bestand aus einem Gemisch aus 92,5 Teilen Bitumen, 7,5 Teilen Solprene 41IP und 245 Teilen 1,1,1-Trichloroethan. Der Primer für Klebstoff 4 bestand aus 87 Teilen Olexobit 100, gelöst in 311 g 1,1,1-Trichloroethan.

Vier Fliesen wurden mit jedem Klebstoff an die Oberfläche gebunden. Sechs Monate später wurde die zum Abheben der Fliesen benötigte Kraft mit einer Federwaage gemessen, die mit einer mit einem Ansatz versehenen Platte der Maße 1,5 cm χ 2,5 cm verbunden war, die unter die Kante der Fliesen eingeschoben wurde. Die durchschnittlichen Kräfte in N (lbs), die zum Hochziehen der mit jedem der vier Klebstoffe gebundenen Fliesen erforderlich waren, sind in Tabelle 4 angegeben. ;

Tabelle 4 ^:

Benötigte Kraft zum Entfernen der auf Asphalt geklebten

Fliesen

Klebstoff-Typ Durchschnittliche Kraft,

benötigt zum Abheben der Fliesen v.d.Asphalt-Oberf1.

N (lbs)

1: 7,5 % Solprene in Bitumen der Penetration 200

2: 7,5 % Solprene in Bitumen der Penetration 100

30 3:10,5 % Solprene in Bitumen der Penetration 100

4:01exobit=Bitumen der Penetration 100

49	(11)
187	(42)
27	(6)
44	(10)

- 22 -

i Die Ergebnisse lassen erkennen, daß der Klebstoff 2 in

hervorragendem Maße zum Kleben der Fliesen auf die Asphalt-· Oberfläche befähigt ist. . . \

Claims

Patentansprüche

1. Bituminöse Masse mit Energieabsorptionseigenschaften, enthaltend Bitumen, gehärteten Extrakt, fein verteilte Teilchen eines vernetzten, nicht-thermoplastischen Kautschuks und einen Füllstoff, wobei die Gewichtsmenge der fein verteilten Teilchen des vernetzten, nichtthermoplastischen Kautschuks ebenso groß wie oder größer als die Gewichtsmenge des Füllstoffs ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Bitumen ein kautschukhaltiges . Bitumen ist, wobei der Kautschuk des kautschukhaltigen Bitumens ein nicht-thermoplastisches Copolymerisat aus mindestens zwei Mono-oi-olef inen und einem cyclischen Olefin ist, das eine endocyclische Brücke und mindestens zwei olefinische Doppelbindungen besitzt.

2. Bituminöse Masse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Herstellung des kautschukhaltigen Bitumens

den Schritt des Blasens des Copolymerisats, eines aromatischen Fluxöls und, gegebenenfalls, des Bitumens bei einer Temperatur von 150⁰C bis 300⁰C in Anwesenheit eines elementaren Sauerstoff enthaltenden Gases einschließt.

. Bituminöse Masse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das kaütschukhaltige Bitumen durch Blasen einer Mischung aus
23 - 88 Gewichts-%, bezogen auf die Gesamtmischung, einer

bituminösen Substanz,

2-25 Gewichts-%, bezogen auf die Gesamtmischung, eines Copolymerisats aus mindestens zwei Mono-oi-olefinen und einem cyclischen Olefin, das eine endocyclische Brücke und mindestens zwei olefinische Doppelbindungen besitzt,

10-75 Gewichts-%, bezogen auf die Gesamtmischung, eines Fluxöls zum Strecken des Copolymerisats und

0-4 Gewichtsteile Schwefel auf 100 Gewichtsteile des Copolymerisats und __.- '

0 - 3 Gewichts-%, bezogen auf die Gesamtmischung, eines

Polyolefins

mit einem Gas, das elementaren Sauerstoff enthält, bei einer Temperatur von 150⁰C bis 300⁰C hergestellt wird.

Bituminöse Masse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das kaütschukhaltige Bitumen durch Mischen einer bituminösen Substanz, eines Copolymerisats aus mindestens zwei Mono-oi-olefinen und einem mindestens zwei olefinische Doppelbindungen und eine endocyclische Brücke besitzenden cyclischen Olefin _r einem aromatischen Fluxöl und, gegebenenfalls, Schwefel und anschließendes Blasen der Mischung mit einem Gas, das elementaren Sauerstoff enthält, bei einer Temperatur von 150⁰C bis 260⁰C, wobei ein Konzentrat gebildet wird, und nachfolgendes Auflösen dieses Konzentrats in ungeblasenem Bitumen hergestellt wird. ·

1 * ff

■* ft

-■» ο ♦

5. Bituminöse Masse nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Mono-oC-olefine des Copolymerisate Ethylen und Propylen und das cyclische Olefin Dicyclopentadien oder Ethyliden-norbornen sind.

6. Bituminöse Masse nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß sie die nachstehenden Bestandteile, in Gewichtsteilen, enthält:

Kautschukhaitiges Bitumen 100 Teile Gehärteten Extrakt 4 - 40 Teile

Vernetzte nicht thermopla-

CfI _ ITC φρ-ί 1 ρ,

stische Kautschukteilchen ^{DU I/D ieixe} Füllstoff 50 - 175 Teile.

7. Bituminöse Masse nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß sie außerdem 0,05 bis 5 Gewichtsteile eines langkettigen Amino-kohlenwasserstoffs enthält.

8. Bituminöse Masse nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewichtsverhältnis des vernetzten nichtthermoplastischen Kautschuks zu dem Füllstoff im Bereich von 1:1 bis 3:1 liegt.

9. Bituminöse Masse nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Härte von 30 bis 60 nach der IRHD-Skala und eine Rückprall-Elastizität von weniger als 20 % bei 25°C besitzt.

10. Bituminöse Masse nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Zusammendrückbarkeit (bleibende Verformung) wie nachstehend definiert von weniger als 20 % besitzt.

11. Bituminöse Masse nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß sie als vernetzten nicht-thermoplastischen Kautschuk Reifenabrieb enthält.