DK149959B - Bituminoese bindemidler - Google Patents

Description

149959

Den foreliggende opfindelse angår bituminøse bindemidler, der egner sig til anvendelse ved vejbygning og som adhæsiver for syntetiske tagbeklædningsmaterialer.

Når bitumener anvendes som bindemidler ved vejbygning og i industrien, har de ofte den ulempe, at de som bindemidler ikke helt opfylder de stillede krav. Denne ulempe, som vil gøre sig kraftigere gældende, såfremt de krav, bindemidlet skal opfylde, er strengere, skyldes ofte, at bitumenets rheologiske egenskaber er for dårlige. Nogle eksempler fra vejbygning kan tjene til at illustrere dette forhold: 2 149959 I områder med yderst høje temperaturer om sommeren og yderst lave temperaturer om vinteren er det til vejbygningsformål ønskeligt at råde over bitumener, som både har en tilstrække= lig modstand mod plastisk deformation ved meget høje tempera= turer og en tilstrækkelig plasticitet ved meget lave tempera= turer. Penne kombination af egenskaber findes ikke hos de kon= ventionelle bindemidler.

Ill anvendelse i områder med et mildere klima er der også et udpræget behov for bindemidler med bedre modstandsdygtighed mod plastisk deformation end de bindemidler, som i øjeblikket står til rådighed.

Et yderligere forhold, som er af vigtighed ved vejbygning, er vejbelægningens skridsikkerhed. Penne skridsikkerhed nedsættes bl.a. ved, at bindemidlet "bløder ud", og i tilfælde af en vejbane med åben eller grov struktur nedsættes skridsikkerheden som følge af trafikkens bearbejdende virkning på vejbanen. Pe to sidstnævnte fænomener skyldes også utilfredsstillende rheolo= giske egenskaber af det anvendte bitumen.

Pet har hidtil vist sig umuligt ved konventionelle fremstillings= metoder at fremstille bitumener, som giver mulighed for en til= fredsstillende løsning af de ovennævnte problemer.

Per kan ganske vist opnås en forbedret modstandsdygtighed mod plastisk deformation ved høje temperaturer ved anvendelse af hårdere kvaliteter, men dette fører til en formindskelse af plasticiteten ved lave temperaturer og en forøgelse af visko= siteterne ved temperaturer, som normalt anvendes ved fremstil= lingen af blandinger af bitumenerne med mineralsk aggregat. 0m= vendt vil anvendelsen af blødere kvaliteter føre til en forbed= ring af plasticiteten ved lave temperaturer, men dette vil også føre til utilstrækkelig stabilitet ved høje vejtemperaturer, me= dens det endvidere bliver nødvendigt at foretage en kraftig ned= sætteise af blandetemperaturen.

Pet er allerede tidligere blevet foreslået at forbedre de rheolo= giske egenskaber af konventionelle bitumener ved tilsætning af 3 148959 polymere. Kautsjukarter, f.eks. naturlige kautsjukartet og • syntetiske kautsjukarter, kar vist sig særdeles egnede til“Tdette formål. Tilsætning af sådanne kautsjukarter til bitumener kan have en gunstig indvirkning på både sprødheden ved lav tempe= ratur og modstandsdygtigheden mod flydning ved høje vejtem= peraturer. En ulempe ved anvendelsen af disse kautsjukarter er imidlertid, at selv om de i vulkaniseret tilstand er sær= deles effektive til dette formål, kan de kun dispergeres fint i et bitumen i ikke-vulkaniseret tilstand. Uheldigvis har ikke= -vulkaniserede kautsjukarter kun en meget lille gunstig indvirk= ning på de ovennævnte egenskaber hos bitumener. Til opnåelse af den ønskede virkning skal der derfor anvendes ret høje kon= centrationer af uvulkaniseret kautsjuk med en forholdsvis høj molekylvægt, hvilket almindeligvis medfører, at viskositeterné ved bearbejdningstemperaturerne forøges i for høj grad.

Uisse ulemper kan i hovedsagen overvindes ved at anvende en type termoplastiske kautsjukarter, som for nylig er blevet tilgængelige. Uer er her tale om blokcopolymere med den almene formel A-B-A, hvor de to symboler A betegner identiske eller forskellige termoplastiske ikke-elastomere polymerblokke frem= stillet ved polymerisation af én eller flere monovinylaroma= tiske forbindelser, og B betegner en elastomer polymerblok frem= stillet enten ved polymerisation af én eller flere konjugerede diener eller ved copolymerisation af én eller flere konjugerede diener med én eller flere monovinylaromatiske forbindelser, hvil= ken polymerhok B eventuelt er helt eller delvis hydrogeneret.

Eor korthedens skyld vil termoplastiske kautsjukarter af den ovenfor angivne type herefter i nærværende beskrivelse blive angivet som "blokcopolymere". Ved stuetemperatur har disse blok= eopolymere egenskaber som en vulkaniseret kautsjuk. Ved tempe= raturer over ca. 70°C forsvinder den vulkaniserede karakter, hvilket gør disse blokcopolymere fortrinligt egnede til disper= sion i smeltede bituminøse materialer. Uår disse blandinger er blevet afkølet, vender den blokcopolymeres vulkaniserede karak= ter tilbage, og der fås særdeles elastiske, kautsjukagtige pro= dukter. På denne måde kan der fås blandinger, som har fortrinlig modstandsdygtighed mod flydning ved høje vejtemperaturer, medens det på grund af den blokcopolymeres termoplastiske karakter kun 4 149959 er nødvendigt at forøge bearbejdningstemperaturen i ringe grad. Endvidere kan der, når der gås ud fra bløde bitumener, og når disse blokeopolymere anvendes, opnås blandinger, som foruden de ovennævnte gunstige egenskaber har en meget lav sprødheds= temperatur. Yed anvendelse af disse blokcopolymere er det så= ledes muligt i betydelig grad at udvide bitumeners viskoelas= tiske temperaturområde.

Disse blokcopolymere anvendes i en mængde, som i stor udstrækning afhænger af anvendelsesområdet. Til anvendelser ved vejbygning vælges der sædvanligvis mængder, som ligger under 10 vægt til anvendelser i industrien anvendes der sædvanligvis mængder varierende fra mere end 5 til mindre end 15 vægt$.

Bituminøse materialer på basis af bitumen og de ovennævnte blokcopolymere er kendte fra belgisk patentskrift nr. 710.702 og sven= ske patentansøgninger nr. 13442/67 og 1657/68. Der har imidlertid ved disse kendte materialers fremstilling og deres opbevaring før anvendelsen været visse vanskeligheder, således som det fremgår af det følgende:

Blandinger indeholdende mere end 85 vægt$ af en bituminøs bestand= del og mindre end 15 vægt<fo af en blokcopolymer er alle tilstræk= keligt bearbejdelige til, at de kan påføres ved de sædvanlige metoder, som anvendes til konventionelle bitumener. Almindelig= vis ligger de temperaturer, som må anvendes til påføringen, un= der den temperatur, hvor der sker en ændring af den termiske og/= eller oxidative nedbrydning af bitumener eller polymere. Det har imidlertid vist sig, at ikke alle blandinger er tilstrækkeligt stabile ved langvarig opbevaring ved en temperatur på ca. 140°G.

Eor kortheds skyld vil der herefter i nærværende beskrivelse blive anvendt udtrykket "opbevaringsstabilitet" som betegnelse for stabiliteten under opbevaring under nitrogenatmosfære ved en temperatur på ca. 140°C i 9 dage. Blandinger med utilstrække= lig opbevaringsstabilitet skiller i en bitumenrig fase, som næsten ikke indeholder polymer, og en polymerrig fase, i hvilken der kun er en ringe mængde bitumen til stede. Den utilstrækkelige op= bevaringsstabilitet af nogle af disse blandinger medfører en alvorlig begrænsning af deres praktiske anvendelsesmuligheder, så meget mere som disse opbevaringsustabile blandinger ofte ud= 5 149959 viser "blødningsfænomener" ved stuetemperatur, hvilket fører til dårlig adhæsion mellem bindemidlet og det mineralske aggregat.

Det har endvidere vist sig, at når de ovennævnte opbevarings= ustabile blandinger fortyndes med flygtige organiske opløsnings= midler, sker der ofte hurtig faseadskillelse ved stuetemperatur.

En mikroskopisk undersøgelse af et stort antal blandinger af blokcopolymere med forskellige bituminøse bestanddele under anvendelse af 250 ganges forstørring har vist, at alle disse blandinger kan klassificeres i en af følgende tre klasser: 1) heterogen 2) mikrodispers 3) homogen.

Kun de blandinger, som på basis af mikroskopisk undersøgelse kan klassificeres i enten klasse 2) eller klasse 3) viser tilstrækkelig opbevaringsstabilitet. Desuden viste det sig, at det i de fleste tilfælde var muligt ud fra de blandinger, som kunne klassificeres i klasse 2) eller 3) ved fortynding med flygtige organiske opløsningsmidler at fremstille fortyn= dinger, som ikke viste faseadskillelse ved stuetemperatur. Aro= maticiteten af n-heptan-maltenfasen og n-heptan-asphaltenind= holdet i den bituminøse bestanddel spiller en vigtig rolle i denne henseende.

Det har vist sig, at blandinger indeholdende mere end 85 vægt$ af en bituminøs bestanddel og mindre end 15 vægt$ af en blok= copolymer kun har tilstrækkelig opbevaringsstabilitet, hvis aromaticiteten af den bituminøse bestanddel, udtrykt som brøk= delen af aromatisk carbon i n-heptan-maltenfasen (f ),er højere end 0,004 x P + 0,280, hvor P betegner indholdet af n-heptan= -asphaltener i den bituminøse bestanddel. Disse blandinger er enten mikrodisperse eller homogene. Blandinger, hvor f er mindre end eller lig med 0,004 x P + 0,280, er heterogene og har utilstrækkelig opbevaringsstabilitet.

6 149959

Opfindelsen angår derfor bituminøse materialer af den art, der er angivet i krav l's indledning, hvilke bindemidler er ejendommelige ved, at bitumenet (i det følgende også omtalt som den "bituminøse bestanddel") har en aromaticitet/udtrykt som brøkdelen af aroma= tisk carbon i n-heptan-maltenfasen (fa), som er højere end 0,004 x P + 0,280, hvor P betegner indholdet af n-heptan-asphal-tener i bitumenet.

Den ovenstående formel viser således, hvilken relation der bør bestå mellem aromaticiteten af n-heptan-maltenfasen og indhol= det af n-heptan-asphalteneme i et bitumen til sikring af, at der opnås en opbevaringsstabil blanding, når der anvendes en blokcopolymer som blandekomponent for dette bitumen. Dette be= tyder ofte desuden, at hvis en sådan blanding fortyndes med et flygtigt organisk opløsningsmiddel, vil der ikke ske nogen adskillelse af blandingen ved stuetemperatur.

Foruden den vigtige indflydelse, som bitumeners aromaticitet har på opbevaringsstabiliteten af blandinger af disse bitumener med blokcopolymere, har undersøgelser af et stort antal blan= dinger også vist, at aromaticiteten har en vigtig indflydelse på blandingernes rheologiske egenskaber. Det har således vist sig, at den forøgelse af ring og kugle-temperaturen, som frem= kommer ved tilsætning af blokcopolymere til bitumener, er min= dre, når bitumenet har en højere aromaticitet. De bedste re= sultater med hensyn til forbedring af flydeegenskaberne ved høje temperaturer opnås, når der fremstilles blandinger, som på grundlag af deres mikroskopiske billede kan klassificeres i den mikrodisperse klasse. Da brøkdelen af aromatisk carbon i n-heptan-malten-fasen i den bituminøse komponent i mikrodisperse blandinger er højere end 0,004 x P + 0,280, men lavere end 0,004 x P + 0,310, foretrækkes der ved fremstillingen af de om= handlede blandinger af bitumener og blokcopolymere blandinger, hvor aromaticiteten af den bituminøse bestanddel, udtrykt som brøkdelen af aromatisk carbon i n-heptan-malten-fasen (f ) er cl lavere end 0,004 x P + 0,310.

Den foreliggende opfindelse gør det muligt at modificere bitume= ner, som på grund af deres lave aromaticitet ellers er uegnede 7 149959 til sammenblanding med blokcopolymere til opbevaringsstabile blandinger, ved tilsætning af aromatiske bestanddele på en sådan måde, at de vil blive egnede til dette formål. Endvidere gør opfindelsen det muligt at tilpasse aromaticiteten af kraf= tigt aromatiske bitumener, som i sig selv giver opbevarings= stabile blandinger med blokcopolymere, men som har dårligere flydeegenskaber end blandinger med et mindre aromatisk bitumen, på en sådan måde, at der kan fremdilles blandinger, som har netop tilstrækkelig opbevaringsstabilitet og i betydelig grad forbedrede flydeegenskaber.

Som bituminøse bestanddele, der egner sig til fremstilling af de bituminøse materialer ifølge opfindelsen, skal først og frem= mest nævnes bituminøse bestanddele fremstillet ud fra mineral= ske olier. Som eksempler på egnede bituminøse bestanddele kan nævnes destillationsbitumener, udfældningsbitumener, "blæste" bitumener og blandinger af to eller flere af de ovennævnte bitumener i et sådant forhold, at den i henhold til den oven= for viste formel ønskelige aromatifeitet er nået. Det foretræk= kes at anvende et destillationsbitumen, et udfældningsbitumen eller en blanding af et destillationsbitumen og et udfældnings= bitumen som bituminøs bestanddel til fremstillingen af de bitu= minøse materialer ifølge opfindelsen.

Som bituminøse bestanddele kan hensigtsmæssigt anvendes blan= dinger af ét eller flere af de ovenstående bitumener med aroma= tiske jordolieekstrakter, aromatiske jordoliedestillater eller parafB.nisk-naphtheniske jordoliedestillater i et sådant forhold, at den i henhold til den ovenfor angivne formel ønskelige aro= maticdtet ligeledes opnås. Når der anvendes et bituminøst bestand= del af denne type, vælges fortrinsvis en blanding af et udfæld= ningsbitumen og en aromatisk jordolieekstrakt, især en blanding af et propanbitumen og en aromatisk ekstrakt af en tung smøre= olie.

Materialer ifølge opfindelsen fremstilles fortrinsvis ud fra bituminøse bestanddele med en penetration ved 25°C på mellem 10 og 2000.

δ 149959

De blokeopolymere, af hvilke ved fremstillingen af de omhand= lede bituminøse materialer mindre end 15 vægt$ skal blandes med mere end 85 vægt$ af en bituminøs bestanddel, har den almene formel A-B-A, hvor A og B har de ovenfor nævnte betyd= ninger. De termoplastiske polymerblokke A har fortrinsvis en molekylvægt mellem 7500 og 100000, især mellem 10000 og 50000.

Den elastomere polymerblok B har fortrinsvis en molekylvægt mellem 25000 og 1000000, især mellem 35000 og 150000. Mængden af de termoplastiske polymerblokke A i de blokeopolymere er fra 10 til 70 vægtisær fra 20 til 50 vægt$. Som monovinyl= aromatiske forbindelser, der er egnede som monomere ved frem= stillingen af de termoplastiske polymerblokke A og de elasto= mere polymerblokke B i de pågældende blokeopolymere kan nævnes styren og a-methylstyren. Som konjugerede diener, der egner sig som monomere til fremstilling af de elastomere polymerblokke B i de pågældende blokeopolymere, vælges fortrinsvis diener med 4-8 carbonatomer pr. molekyle, især butadien og isopren.

Eksempler på egnede blokeopolymere er polystyren-polyisopren= -polystyren, polystyren-polybutadien-polystyren, polystyren= -delvis hydrogeneret polyisopren-polystyren og polystyren= -styren/butadien-copolymer-polystyren. Det foretrækkes at an= vende en polystyren-polybutadien-polystyren-bbkcopolymer som polymerbestanddel ved fremstillingen af de bituminøse materia= ler ifølge opfindelsen.

Eremstillingen af materialerne kan udføres på simpel måde ved, at den polymere bestanddel i form af et findelt fast stof eller i form af en opløsning, f.eks. i benzen eller toluen, røres i den smeltede bituminøse bestanddel. Opløsningsmidlet kan deref= ter fjernes ved afdampning.

Hvis det er hensigten at anvende de bituminøse materialer ifølge opfindelsen ved vejbygning, vælges fortrinsvis materialer inde= holdende mindre end 10 vægt% af de blokeopolymere. Ved anvendel= ser til vejbygning foretrækkes endvidere materialer, hvis bitu= minøse bestanddel har en penetration mellem 50 og 500 ved 25°C.

Til anvendelse ved vejbygning er det sædvanligt at blande det bituminøse materiale med sorteret materiale, især med mineralsk aggregat. Til anvendelse ved vejbygning skal almindeligvis anven= 9 149959 des blandinger indeholdende 5-15 vægt$ af de bituminøse mate= rialer ifølge opfindelsen og 85 - 97 vægt$ sorteret materiale.

Det er også muligt at anvende de omhandlede bituminøse materia= ler til vejbygningsformål i form af fortyndinger. I dette til= fælde foretrækkes fortyndinger indeholdende 70 - 90 vægt$ af de pågældende bituminøse materialer og 10 - 30 vægt$ af et flygtigt organisk opløsningsmiddel indeholdende mere end 30 vægt$ aroma= ter.

Hvis det er hensigten at anvende de bituminøse materialer på det industrielle område, vælges fortrinsvis materialer indeholdende mere end 5 og mindre end 15 vægt $ af de blokc opolymere. Endvide= re foretrækkes til industrielle anvendelser materialer, hvis bituminøse bestanddel har en penetration ved 25°C mellem 10 og 1.000. Hvis det er hensigten at anvende de bituminøse materia= ler ifølge opfindelsen på det industrielle område i form af fortyndinger vælges fortrinsvis fortyndinger indeholdende 40 -70 vægt $ af de pågældende bituminøse materialer og 30 - 60 vægt $ af et flygtigt organisk opløsningsmiddel indeholdende mere end 30$ aromater.

Blandt de industrielle anvendelser af de omhandlede bitumen= -blokcopolymer-blandinger spiller adhæsiver, især til syntetiske tagbeklædningsmaterialer, en vigtig rolle.

Syntetiske materialer såsom butylkautsjukplader og ethen-propen= -kautsjukplader er allerede i nogen tid blevet anvendt som tag= beklædningsmaterialer. Disse syntetiske produkters store mekaniske styrke og vejrbestandighed medfører, at det kun er nødvendigt at anvende et enkelt lag.

Et problem ved anvendelsen af disse syntetiske tagbeklædnings= materialer er vanskeligheden med at skaffe egnede adhæsiver.

Det har vist sig, at både de konventionelle adhæsiver og de i den senere tid udviklede adhæsiver, som anbefales til dette formål af fabrikanter af syntetiske tagbeklædningsmaterialer, ikke er helt tilfredsstillende.

Eor at være tilfredsstillende til dette formål skal adhæsiver op= fylde følgende krav: 10 149959 1) tilstrækkelig adhæsion 2) tilstrækkelig bøjeliglied ved lave temperaturer 3) tilstrækkelig modstandsdygtighed mod flydning ved høje temperaturer 4) bearbejdelighed efter de sædvanlige metoder, som anvendes i tagbeklædningsteknikken 5) tilstrækkelig stabilitet ved opbevaring i varmen 6) tilstrækkelig hårdhed til at modstå deformation, når personer går på taget.

En omfattende undersøgelse af mulighederne for at anvende de her omhandlede bitumen-blokcopolymer-materialer som adhæsiver for syntetiske tagbeklædningsmaterialer har vist, at disse blandinger alle opfylder kravene vedrørende adhæsion. Kogle opfylder imidlertid ikke kravene med hensyn til flydeegenskaber, sprødhed, hårdhed eller bearbejdelighed.

Det har imidlertid vist sig, at blandinger af bitumener og blok= copolymere ifølge opfindelsen har fortrinlige egenskaber som adhæsiver for syntetiske tagbeklædningsmaterialer, såfremt blan= dingens blokcopolymerindhold, som kan variere mellem 6,5 og 14,5 vægt$, vælges således i forhold til bitumenets penetration, som kan variere mellem 40 og 550 ved 25°C, at blandingen falder inden for det areal, som begrænses af siderne i firkanten ABCI) på tegningen. Y-aksen på tegningen angiver penetrationen ved 25°C af bitumenet efter en logaritmisk skala, og X-aksen angiver blandingens blokcopolymerindhold; hjørnerne af firkan= ten ABCD har følgende coordinater: A (7,6 ; 200), B (14,5 ; 550), C (11,6 ; 40) og D (6,5 ; 65). Siderne af firkanten ABCD kan angives ved følgende formler: AB (y = 0,064 x + 1,8135), BC (y = 0,393 x - 2,9574), CD (y = - 0,041 x + 2,0786) og DA (y = 0,444 x - 1,0733), hvor y betegner logaritmen af den bitu= minøse bestanddels penetration ved 25°C,og x betegner blandin= gens blokcopolymerindhold.

Når der tages hensyn til begrænsningerne vedrørende aromaticitet (f >0,004 x P + 0,280) og penetration (40 - 550) af den bitu= cl minøse bestanddel og blandingens blokcopolymerindhold (6,5 - 14,5 vægt$), giver denne figur mulighed for ved en given penetration af den bituminøse bestanddel at finde det tilhørende blokcopoly= merindhold og, omvendt, ved et givet blokcopolymerindhold at 11 149959 finde de penetrationer, der kan tillades for den bituminøse bestanddel.

Hvis der f.eks. for penetrationen af de omhandlede adhæsiver vælges en bituminøs bestanddel med en penetration ved 25° C på 70 eller 200, kan materialets blokcopolymerindhold varie= re mellem 6,6 og 12,2 vægt$ henholdsvis mellem 7,6 og 13,4 vægt fa. Hvis der omvendt f.eks. ønskes et blokcopolymerindhold på 8,0 eller 10,0 vægt$ i adhæsiverne, bør der anvendes en bituminøs bestanddel med en penetration ved 25°C mellem 56 og 210 eller mellem 47 og 280.

Som bituminøse bestanddele, der egner sig til fremstilling af de omhandlede adhæsiver, kan i princippet vælges de samme bi= tuminøse bestanddele som nævnt ovenfor, om end der yderligere må tages hensyn til kravene til penetrationen.

Por de blokcopolymere, der egner sig til fremstilling af de omhandlede adhæsiver, foretrækkes de samme karakteristika med hensyn til molekylvægt og sammensætning, som er anført oven= for bortset fra det mindre koncentrationsområde, i hvilket disse polymere kan påføres i dette tilfælde.

Tagbeklædningsmaterialer, syntetiske såvel som konventionelle, påføres som regel på taget i form af plader. Til forenkling af dis= se pladers transport og manipulering leveres de ofte i form af ruller. Det er sædvanligt at overtrække pladerne med talkum= pulver til lettelse af afrulningen. Tilstedeværelsen af dette talkumovertræk har tidligere ofte givet anledning til vanske= ligheder, fordi talkumlaget nedsætter pladernes adhæsion til underlaget. Praktiske forsøg har vist, at når de her omhand= lede adhæsiver anvendes, er der ingen ulemper ved at anvende plader overtrukket med talkum, eftersom der ikke iagttages nogen uheldig indvirkning af talkumet på adhæsionen.

En fordelagtig egenskab ved de her omhandlede adhæsiver er, at de ved passende valg af behandlingstemperaturområdet under 180°C ikke blot er tilstrækkelig flydende, men også kan påføres i et lag af tilstrækkelig tykkelse (ca. 1 mm). Dette er af særlig 12 149959 stor betydning ved pålimningen af syntetiske tagbeklædningsmate= rial er, der påføres i en enkelt plade, i hvilket tilfælde de her omhandlede bituminøse materialer virker ikke blot som adhæsiv, men i et vist omfang også som et strygelag, der udglatter ujævn= heder i underlaget.

Som eksempler på syntetiske tagbeklædningsmaterialer, der er særdeles velegnede til at blive limet med de her omhandlede adhæsiver, kan nævnes materialer på basis af syntetiske kaut= sjukarter, f.eks. butyIkautsjukplader og ethen-propen-kaut= sjukplader samt materialer på basis af andre syntetiske poly= mere, f.eks. polyvinylchloridplader. Det underlag, som tagbe= klædningsmaterialerne skal påføres på, består ofte af ikke= -vandtæt konstruktionsmateriale, f.eks. træ eller beton.

Yed tagkonstruktioner af beton, især under fugtige vejrbetin= gelser, er det sædvanligt først at forsyne underlaget med et grundingslag til forbedring af adhæsivets påføring og adhæsion.

De konventionelle grundingsmaterialer består ofte af en opløs= ning af et blæst bitumen i et flygtigt opløsningsmiddel såsom toluen eller xylen, hvortil der i de fleste tilfælde er sat en ringe mængde af et befugtningsmiddel. Det har vist sig, at sådanne grundingsmaterialer er mindre egnede til det her omhand= lede system (syntetisk tagbeklædningsmateriale/bitumen-blokco= polymerblanding). Der kan imidlertid opnås særdeles udmærkede resultater ved, at man som grundingsmateriale anvender en for= tynding fremstillet af de samme bitumen-blokcopolymer-blandinger, der anvendes som adhæsiv. Som nævnt ovenfor har bitumen-blokco= polymer-blandinger med fa>0,004 x P + 0,280 ikke blot en til= strækkelig stabilitet ved opbevaring i varmen, men også ofte tilfredsstillende stabilitet efter fortynding med flygtige op= løsningsmidler, således at fremstillingen af disse fortyndinger almindeligvis ikke giver anledning til vanskeligheder.

I nogle tilfælde er det ønskeligt efter påføringen at give de syntetiske tagbeklædningsmaterialer en finish med et lag af , findelt mineralsk aggregat, f.eks. findelt skiffer. Som adhæ= i siver for disse finishing overtræk har fortyndinger af bitumi= j nøse materialer ifølge opfindelsen vist sig at være særdeles egnede.

13 149959

Foruden anvendelsen til pålimning af syntetiske tagbeklæd= ningsmaterialer kan de omhandlede adhæsiver også anvendes til fastlimning af isolerende materialer, f.eks. glasuld, poly= urethanskumstof eller træfibre på tag. Påføringen af de om= handlede adhæsiver er ikke begrænset til tagkonstruktioner, eftersom de også er egnede som adhæsiver til andre formål.

I denne forbindelse kan f.eks. nævnes limningen af isolerende materialer og gulvbelægningsmaterialer på et underlag, som f.eks. består af træ, metal, sten eller beton.

Selv om i princippet en hvilken som helst bitumen/blokcopolymer= -blanding, der opfylder de ovenfor nævnte krav, er egnet som adhæsiv for syntetiske tagbeklædningsmaterialer, kan de store forskelle i klimatologiske betingelser og arten af tagkonstruk= tionerne give anledning til, at man foretrækker visse grupper af blokcopolymerblandinger.

Til limning af syntetiske tagbeklædningsmaterialer på flade tagkonstruktioner i områder med moderat klima vælges fortrins= vis et adhæsiv, der indeholder 6,5 - 8,0 vægt$ blokcopolymer, og hvis bituminøse bestanddel har en penetration mellem 50 og 100.

Til limning af syntetiske tagbeklædningsmaterialer på stærkt skrånende tagkonstruktioner og/eller i områder med varmt klima vælges fortrinsvis et adhæsiv, som indeholder 10 - 12,5 vægt$ blokcopolymer, og hvis bituminøse bestanddel har en penetrati= on mellem 40 - 85.

Såfremt de her omhandlede adhæsiver skal anvendes til limning af syntetiske tagbeklædningsmaterialer i et område med ekstremt koldt klima, vælges fortrinsvis et adhæsiv, der indeholder 10 - 14,5 vægt$ blokcopolymer, og hvis bituminøse bestanddel har en penetration mellem 250 og 550.

Som ovenfor nævnt kan de her omhandlede adhæsiver anvendes enten som sådanne eller i form af en fortynding. Foruden den bituminøse bestanddel, den blokcopolymere og eventuelleflygtige opløsnings= midler kan adhæsiverne indeholde andre forbindelser, f.eks. mid= 14 149959 ler til forbedring af adhæsionen, midler til forbedring af befugtningen af de overflader, der skal limes, antioxidan= ter og hvilke som helst stoffer, som almindeligvis tilsættes til adhæsiver.

Opfindelsen belyses nærmere ved de følgende eksempler:

Der fremstilles en række bituminøse materialer, hvor de bitumi= nøse bestanddele er fremstillet af bitumener og smeltemidler med de nedenstående egenskaber:

Bitu= Penetration Blødgøringspunkt, f af n-Cy= Indhold af men ved 25°C, ring og kugle, -maltenfasen n-C7-asphal= or. 0,1 mm °C tener, vægt$

Bl 3,5 69 0,42 2,9 B2 11 63 0,38 7,2 B3 9 68 0,32 9,4 B4 285 35 0,27 4,2

Alle bitumener er fremstillet af råolier, der stammer fra Mellemøsten. Bitumenerne Bl, B2 og B3 er propanbitumener, me= dens bitumen B4 er et "straight-run"-bitumen.

De egenskaber, der er nævnt i ovenstående tabel og andetsteds i nærværende beskrivelse, altså penetration ved 25°C, blødgø= ringspunkt, ring og kugle, f og indhold af n-C7-asphaltener, er bestemt på følgende måde:

Penetration ved 25°0 ASTM D 5

Blødgøringspunkt ring og kugle ASIM D 36

Indhold af n-C^-asphaltener IP 145.

15 149959 fg-Yærdien er beregnet på grundlag af densiteten 20/4, procent= indholdet af carbon og procentindholdet af hydrogen efter en metode beskrevet af R.B. Williams i Proceedings, 6th World Petroleum Congress, Section IV, skrift 17 (1963).

Smeltemiddel Viskositet, cS, ved f

nr. ΖψΠ 100° C

EL 350 44 11,2 0,16 F2 15.000 514 59,2 0,23 F3 26.000 730 70,8 0,25 H 3.600 133 16,7 0,45

Smeltemidlerne er alle fremstillet af råolie hidrørende fra Mellemøsten. Smeltemiddel PI er et tungt destillat, og smel= temidlerne F2, P3 og E4 er aromatiske ekstrakter, der er vun= det ved fremstillingen af smøreolier.

Der fremstilles syv bituminøse materialer ved at blande en bituminøs bestanddel med en portion blokcopolymer. Som blokco= polymer anvendes i alle tilfælde en polystyren-polybutadien= -polystyren-blokcopolymer med en molekylvægt på 14.000 - 65.000 -14-000.

Et bituminøst materiale karakteriseres som opbevaringsstabil, hvis der ikke findes væsentlige forskelle ved sammenligning af penetrationen ved 25°C og blødgøringspunktet, ring og kugle, i toplagene og bundlagene efter 9 dages opbevaring ved 140°C under nitrogenatmosfære. Muligheden for at fremstille en stabil fortynding ved stuetemperatur ud fra de bituminøse materialer bedømmes på basis af, om der er eller ikke er faseadskillelse ved stuetemperatur i en blanding bestående af 70 g af det bitu= minøse materiale og 30 g af et middeldestillat med et kogeinter= val på 170 - 255°C og et indhold af aromater på 82$. De forskel= lige materialers sammensætning og stabilitet er vist i nedenstå= ende tabel I, hvor 16 149959 f = brøkdelen af aromatisk carbon i n-lieptan-maltenfasen bereg= 8 20 net på basis af forsøgsdata (4·=^, $C og foE), og f_*= brøkdelen af aromatisk carbon i η-heptan-maltenfasen bereg= net under anvendelse af formlen f ϊ = 0,004 x P + 0,280.

De to sidste kolonner i tabellen giver et indtryk af materia= lernes stabilitet efter opbevaring ved høj temperatur og efter opbevaring ved stuetemperatur efter fortynding med et flyg= tigt opløsningsmiddel (+ = stabil; - = ustabil).

_. __11-— +5 149959 0 ιι ιι tø -ρ r r r , •Η O p-,τΗ I I + + + I + Η Ή +3 ti ri ,ρ _------

d II

-ρ II R

tn 0 bQ d ,Ω II R i> R , , . .

Pi ί!τΙ 1) 11+ + + I + o i> r ή a -nj-l-—p-£J-|--: ' 7 bod ta bDo id la o tA o o la o d ø W)R R ~

d ElD R ·Η ·> “R CO ^ O AJ O tA tA

O ·Η R 0 >P tA 'φ LA KO t— KO l>- m R r h _______— +3 s ·> bo _

•Η R SjD-P d LA LA O O O O

drcjUjEj ~ - ·> - ·>

bQ S R P) CM O O CM O O LA

r r η i tu o o (Ti ^ po σ

•HØ ,Ρ Pi O -P H

Pi ti_____-

«8 R

i> R pI

ø o P O -ri ·> ^

Q<o -PO R LO H CM OO O "Φ CO

OO do d H tA O fA O VO C~-

-Φ R LA S P CM CM (Μ CM H

Pi H +>CM9________ 0 0 ---—- "

*P *d fjx)rl PtOHOOHCM CM

R0)(D(D*OHC~O 'Φ O c— e— pq j> PtjXD +> Η H CM AJ H___ -

II

O II PjR d O ·Η

O R R CALAtA LA LA IA LA

-P 0 0 tlOO S-P-P

ffi h ft d ø Ι>ΡΗ3Η H ....................... " ' ” ~ I—I ø

,ρ C-LDOOC— OVO KO

d cncncooooo o

E-iW Al AJ Al Al tA tA tA

«L fN fv Λ Λ *> Λ

|R O O O O O O O

’SS.

-P

bO CM H O CO O ' LA LA

-æ - - -

pL) |> *φ *φ CM γΗ LA KO KO

ΙΟ U) ΙΑ Μ- (Α ΟΙ CM

CM CM tA tA tA CM tA

pj «.****.*. r.

R OOOOOO O

π —— " id II Pi

II *H d’sR. H

-P S -P -P pH

æ d CQ ho tA H CM

02 R-P 0 SB PQ pH

R d R P £> -φ -φ HCMCMAJtAtAtAtA'M'

0 ,Ρ pQpQlALApqpHpq|i|PqpHFC|pHpH

3 bo 0 ·> r. e\

S R R 02 H OA-CDtAOOOOOOOHCA

CO .Høs® Οσΐ0ΙΑφφΙ>(ΑΙ>1ΟΙ>(Μ

co R ti R "d H

_____

iH

CO

•ri

R

0

•P · H

CO R Η H b>

g; pj__<j ffi Η Η Η Ο H

18 149959

Tabel I viser, at kun sådanne materialer er opbevaringsstabile, for hvilke fa)fa*. Af disse materialer kan der endvidere frem= stilles stabile fortyndinger. Således er i tabel I kun de bitu= minøse materialer I, II, III og IV materialer ifølge opfindelsen.

Derefter sættes 10 vægt$ af den tidligere anvendte polystyren= -polybutadien-polystyren-blokcopolymere til tre bitumener. Sammensætningen af de forskellige materialer og den effekt, som tilsætningen af den blokcopolymere har på blødgøringspunktet, ring og kugle, fremgår af tabel II, hvor fx = brøkdelen af aromatisk carbon i n-heptan-maltenfasen, beregnet med formlen fx = 0,004 x P + 0,280, og

cL

f xx = brøkdelen af aromatisk carbon i n-heptan-maltenfasen, cl beregnet med formlen f xx = 0,004 x P + 0,310.

d 19 149959 -Η---------- ιι a μ >6 ο ο 8 Ώ II Η Η ·» Ρ ,Α ,α Ρ - 83 Ο 0 Φ 0 pj ο «Η Ρ Η Η ω cS Id &ο ·Η Tj ΰ £ ρ ω 0 pS <Η !Η øø) <Η (β 0 la c- ά Η ® 6)0 ώ a I la I "Φ 1 ^ ο W) ο d Pa ίΐΟ fl 0 ø Η S ·Η 60 60 «I ο u Η S Η S Ρ) Ο S ·Η 0 ·Η Ο Εη 6)0 Μ +1 g! ο____________ II 6)0 5) II - Ο - 6) 0 0 +3 0 d 6)0 Μ 6)0 Η

SdCPlf)0 Η MD GO LA Ο LA

Η ·Η 2 ·Η 2 Ο LA 00 'Φ CTi LA O

pq 0 O) Sri ,5 o H_

!L

rl Co II II Sh 'u Ρ μ ο Φ <0 tiO O 0) a P 43 o o o o o o

83 Η O aS 0 Η Η H

»> rQ oh an W σ\ σ\ tA tA ο o Μ Η H to tA -Φ -Φ

cS tA tA tA tA tA tA

C{_j ft ft A *c Λ o o o o o o +3

o II

P 0 H

•Η ,0 Η Ο, 60 S + + + + + + Η -Η O a 0 Η ,Ω -H a ce H Sri 14

Η P 0 c8 CO

0 CO > P P

,Ω d

Bi --—............................——-

CTv CA tA tA Ο O

M 00 00 Ο Ο Η H

a CM CVJ tA tA tA tA

+1 o o o o o_ o_

+3 tA tA 00 00 LA LA

«* t)Q ·»·»·*·* *v Λ FMB CM CM LA LA C— t- i>

Ο O LA LA CM CM

CO ^+-+ tA tA tA tA

Cp «\ ·ν ·ν r* r* «% 0 0-0 0 0 o d

II 0 0 H

+> H 0 0

83 S H

m <H H

rid-Hpj HCMHCMCMtACMtAtAtAH-tAtAH-

0 ad-^ PQNfPPHffll^POP^FRlHpHfPPHpH

a 6)0 d +3 +> 1 a f 0 60 ΟΟΟΟΟΟΟΟΟ-ΦνοΟ-Φνο

IS rl Ή J) S OOCMOOCMOOAJOOCMOOH CO H

co a ρ p i> 0

H

cO

H Sri

Sri 0 0 a

Pi' H

a a η h S ri__Q ί> H t> to_!> 20 149959

Tabel II viser, at blokcopolymeres indvirkning på blødgørings= punktet ved blanding med bitumener med omtrentlig samme blød= gøringspunkt afhænger stærkt af bitumen aromaticitet. Eorøgel= sen af blødgøringspunktet er stærkest for materialer i det mikrodisperse område, dvs. materialer, for hvilke f i den bi= tuminøse bestanddel opfylder relationen f s*} f > f *. I tabel II er kun de bituminøse materialer V, VI og VII materialer ifølge opfindelsen.

Egenskaberne af en række materialer ifølge opfindelsen fremgår af tabel III. Den blokcopolymere i alle materialer, som er an= givet i tabel III, er den ovennævnte polystyren-polybutadien= -polystyren-blokcopolymere med en molekylvægt på 14.000 - 65.000 -14.000.

De ækviviskose temperaturer (EVT) for 20.000, 2.000 og 200 cS (de temperaturer, ved hvilke der nås en viskositet på hehholds= vis 20.000, 2.000 og 200 cS) bestemmes med mørkolieviskosimete= ret i henhold til ASTM D 2170.

Brudpunktet Eraass bestemmes i henhold til IP 80 (Eraass-tem= peraturen er den temperatur, ved hvilken et tyndt lag af bitu= minøst materiale viser brud ved bøjning). Jo lavere denne tem= peratur er, jo mindre er sandsynligheden for sprødhedsbrud.

Tabel III viser, hvorledes der ved en særlig kombination af den bituminøse bestanddel og indholdet af blokcopolymer kan fremstil= les materialer, som svarer til de konventionelle bitumenkvali= teter. Herved bliver det i princippet muligt at fremstille binde= midler med en betydelig højere modstandsdygtighed mod flydning ved høj temperatur og samtidig betydelig lavere sprødhedstempera= turer (sammenlign f.eks. materiale XVII med en konventionel kva= litet 80/100). Det vil endvidere ses, at ved et korrekt valg af indholdet af aromatisk ekstrakt i blandingen af propanbitu= men og aromatisk ekstrakt og indholdet af blokcopolymer, kan der fremstilles bindemidler med yderst gode flydeegenskaber ved høje temperaturer (jfr. materiale XV) eller, på den anden side, pro= dukter, som har yderst lave sprødhedstemperaturer, men som endnu har gode flydeegenskaber (jfr. f.eks. materiale XVII).

21 149959

Selv om de 1 tabel III angivne materialer har højere E.V.T-værdier end de konventionelle bitumener, kan de alligevel uden vanskelig= hed blandes med mineralsk aggregat. Blandeforsøg med mineralsk aggregat har vist, at selv de materialer, som indeholder 10 vægt$ blokcopolymer, udmærket kan anvendes ved en temperatur på 170°0.

De høje blødgøringstemperaturer, som findes for nogle af de i tabel III angivne materialer, gør disse materialer principielt egnede til forskellige industrielle anvendelser.

Af en række bindemidler som angivet i tabel III fremstilles der blandinger med mineralsk aggregat. Det mineralske aggregat be= står af 55 vægt$ porfyr, 35,5 vægt$ sand og 9*5 vægt$ fyldma= teriale. Yed fremstillingen af blandingerne blandes 93 vægt$ mineralsk aggregat af den ovennævnte sammensætning ved tempera= turer på højst 170°C med 7 vægt% af bindemidlerne I, II, VIII, XII, XIII og XIV. Blandingerne valses derefter, indtil der fås et tomrumsindhold på 1,6 - 2,4 rumfangsprocent. De på denne måde fremstillede asphaltiske betonblandinger underkastes forskellige prøver.

22 149959 - ro

π μ “ to o CO HOO

3¾ 3 HcvicvicnHH d ^ ^ ^ 3 3 3 0 I II I I I 1 1 1 Λ ffl APh o -Π3--ET\-g^TE-Cvl-ΕΠ-σ tfV- -=1- c in in in

OttiD H" VO H LO C- tO VO 00 to

CM Ο ο H rl CM Η H CM H HCM CMCMCM

. o O Ch VO O C— tO H- VO M- . 00 H in EHOCQO O O m H H <· H Cvj *5 |f}

. CM Ο ο Η HH Η Η Η H HH HHH

l> ___________—- w o o

OCQD lO 00-=1- O C— 00 VO tOCO to CM O

CM Ο o D- C— CTi 00 00 CTt CO CTtO CM CM o _________H_cd_a—a- ii "Si s II «ο » t»0 to-p cd lo oo o to ο o m in

rri Mid MH - - - - - - -- VO

sdddM -M- into η- σ\ σ\ c- -Φ m o ot cm Η ·η 3 -h 3 ϋ to vac- to vo t— to c— oo Hcrvcjv pq ^ ftftSo ____.

n -1 .

3 3 oh?h o oco H VO vg c- c-oj to vo H id Μ -H 0 to - cn cm oo o cn oo -Φ H* to cm-m-co

F4 +3 -P }> CM Ο H CM Η H

II

HH II H 0 03-H 3 h ^la>i + + + + + + + ++ + + + -P 0 Ρι·Η 3 H CQ-P Q!t|> ______________________________________ §. coc-vococococncncrivotoo a W cococococococqcocqooo

3 CM CM CM CM CM CM CM CM CM COtOCO

fj I t\ ψ\ ·% ·» Λ *V ft *V ^

__Q OO O O O O OO OOP

-P

Μ o 00 ΙΟ Ο Ο O CM CM CM IO00H

..CD a ·. .. ·. #. — — — — — — —

p_| |> CM H H CM CM CM CM CM CM VO LO CO

to H-tO to IO LO c- C— C— CO LO DO

eg to to [O to to to to to to to to to

Cj_J *v*v Λ «V Λ *V *V *1 »V Λ

__Q OO O O O O OO OOP

-P

II H 0 .

Ο H

0 3 3 0 ·Η £i 3 +3^,0 to too do to σν to too ooo

ΜΗ -P Η Η Η Η H

£B O 3

> PcS

--<g--cvj ' cm evi cvl cvl II © 0 h Ph PhPhPhPh -PH ra 0 _ „

£6 ®H O to O O O

ran 3=3¾¾. hcmh-hcmhcmhcmhcmhcmcmhcmhcmdo 33-3 3+3 FQ Ph FQ l=t , Λ,

O a 3 Μ Η H CMCMCM

a M3-P £B totopqHCTiioioH-vooOCMCOc-fqc— topqpqpQ

§ 3-p ra j> -- ---------- -- Λ

3 Η H 0 VOtOOHOOOOHOOHC— CMC— CMC— VOtOOOO

m 3 ο O -H__MO to VO LO =!· vo to vp to vo to C— CM P— C— CM CT\ CO c—

II

3 H ·

0 3 Η Η H

-P Η Η Η i> Η H

30 Η H W HHHH!>!>!> ^ H_Η H j> H jxj |>d jxj jxjjxj _^_ 149959 DO CO CO !>· -Φ DO DO Η Η H 00

I I I I I I

_V_

DO

Φ in cn do to o

00 CM to DO VO CO

H CM Η Η Η H

CO VO

H "Φ C~- σ\ t- DO

Η H CTi Ο H to

Η Η H

LO

00 o oo h o m D- w H i> c- oo o

H

i __

LO O (J> t~ DO

c— σ\ to -Φ to vo H· to .

g t- p H 0

-P

ra s •-- a • ο

-¾ H

W pj τα + + 0

-p S

U

p __-— c3 'H p

H vo <H

Η Ο O

H to to p H ·> ·> 0

Ο Ο H

rd H

0 O

Ο ocd C3 CVl IO p EH ·> ·> LO VO ft -—- a3 CM CVl +3 tO tO 0

·» ·% I- I

O o h

H

+3 ____— ra a 0 p ft vo σ»

P

0 ·· —---- Pi Pi 0 o to a *h ft p -p -p a3 H *rt ,¾

tO tO -3- CM ο H

ft ft ft Ή

tO 0 H

O to to pq >φ HO

ft ho ·· tO ·<φ Ο O (DP) p p · · vo cm h t- m pra øøpipi ora Pi P) 0 0 ------------- H -P ftp)

-Pø Ο O

p -P o o o o

H 0 H CM H VO tO

Η [> H \ \ \ \

H pcCOOOO

ί> > O f> 00 CO to CM

. ^ H--bd fcd_H__ 24 149959

Marshall-stabilitet.

Marshall-stabiliteten, angiver den kraft, under hvilken cylindriske prøver af bituminøse vejblandinger viser plastisk deformation.

Jo større kraften er, jo mere modstandsdygtighed mod plastisk deformation er prøvestykket i besiddelse af. Marshall-stabili= teten bestemmes i henhold til ASTM D 1559· Marshall-stabilite= terne af de asphaltiske betonblandinger 1 - 6 er anført i tabel IV. Denne tabel viser, at Marshall-stabiliteten bliver betydeligt større med stigende indhold af blokcopolymer i bindemidlet.

label IV

I---- åsphaltisk Bindemiddel an= Indhold af Marshall-stabilitet, beton nr. vendt ved frem= blokcopoly= kg, ved stillingen af mer i binde= --

den asphaltiske midlet, vægtfo 45°C 60°C

beton 1 13 1150 800 2 II 5 1270 920 3 VIII 10 1470 1070 4 XII 3 2010 940 5 XIII 5 2370 1150 5 XIV 10 3000 1530

Stempelprøver.

Med de asphaltiske betonblandinger 1, 2, 3, 4 og 6 udføres stem= pelprøver. Til dette formål belastes prøveblokke på 23 cm x 23 cm x 6 cm ved en temperatur på 20°0 med et stempel med en diameter o på 3 cm under en total belastning på 8 kg/cm . Efter 5 timers for= løb måles stemplets indtrængning i prøven, hvorefter belastnin= gen fjernes fra stemplet, og den elastiske rekonstituering måles, indtil der findes en konstant værdi. Resultaterne af stempelprø= verne fremgår af tabel V. Værdierne i tabellen viser, at der især for forholdsvis høje indhold af blokcopolymere opnås særdeles be= tydelige værdier for den elastiske rekonstituering.

25 149959

gabel V

åsphaltisk Bindemiddel Indhold af Pene= Elastisk beton nr. anvendt til blokcopoly= trati= rekonsti= fremstillingen mer i binde= on, tuering, af den asphal= midlet, ^ mm ^ .tiske beton 1 I 3 8,7 11 2 II 5 5,0 35 3 VIII 10 3,3 67 4 XII 3 6,5 17 6 XIV 10 2,9 83

De asphaltiske betonblandinger, 2, 3, 5 og 6 underkastes bøj= ningsprøver. Til dette formål underkastes prøvestænger på 23 cm x 3 cm x 2 cm ved forskellige temperaturer en trepunkts-bøjnings= prøve i "Instron"-maskinen ved en konstant deformationshastig= hed. De asphaltiske betonblandinger 1, 2, 3, 5 og 6 underkastes trykprøvninger. Til dette formål undersøges prøvestænger på 10 cm x 3 cm x 3 cm i "Instron"-maskinen ved forskellige tempera= turer ved konstant deformationshastighed. Resultaterne af bøj= nings- og trykprøverne fremgår af tabel VI og VII.

26 -- -—- 149959 Λ w CD 0 ® m 0 o o· c- CO c\] d tlD 0 VO H" t- H" yj P O O i—1 Ο H p| O tn CM CM in Ch 83 "n! ** ** *x _*** 33 ο * ψ\ «ν *v »* Η I OOOO Η O tn VO C- ^ in H p P___ o 2 cn-- H rrt 3 o’ tn (°1 'tf' 3 U O [j ^ ® Μ O CM CM H" VO tn

,Q O H tn Ο H 42 0 H tn in σ\ O

CVl “ * ** ** Q „ „ „ „ „ Μ _ I OHOO K CM Η Η H tn in ro <D Φ____ Q) 0) M> m >5-0 tn η- ο £! „

HCVJ O N ^ rH C~ 4¾ ο IA H- C— CO H

21° 6 6 6 6 rago h cm tn cm

Js| o H CO Ο O wo o - - ~ ~ ~

s>; 8\ VO Ο Ο Ο Ο O

H gf__U fcD

^ ^ EH ,¾ O 0 O CD---

O OOOO

?k 9 2 S S cvi oooooo a 2. o^Sra S oOcvitAoo a , S 2 ^ ° O in h tn cm cn o _I_ cvi h cvj h cvi h m h- 'ω oooo 23 ~ϋ--=1- Μ Ό oooo M f ° 2 2 2 2 o vo vo oo ο o ~ 2 2 Η S\ Π ni co m oo tn h H cm cviHcnin ω m tn øl Η Η H j-j ---1- g--ο ο ο ο ϊ> Ο m ιη ο

•Η'ϋο ο ο ο ο -pmoincn-iinH

Ο S 8 S CQi>VO HHtncM^- 2 ^ cvi --^--o- o vo in m ιλ ·% o tn CM CM CO q c-» i 0 o VO O vo CO o -m- r- *3- h en tt! H" OHOO || ø--“ 3 ' O O O o" Η . I > ? t ° ^ ^ °1

_, ' · 2? ~r- , m- S m o H ^ to o CM

iS§? g CO £ S ^ > g. __Η Η Η Η H _ j> H O OCOOH HS c2 ø 1 u S* Ί 6 6 6 6 I g. ? Ί ^ °i ° 2 ft 2 2--m~~5—" h'S, ?h cd o hhooo ^ g, ^ ^ o h £ u pq mvohhhhh fj p - o in HH* &H----- H pcm o CM CM o o' o in cm co o cn

g CM CM O O o H 00 H" VO VO

S cvr---d-- -2__d_2_d__

FQ S CD ·> H

° ° m ,n , CD CD O CO Η" H" o 9 1 S ri t> o - - - £P Y Shhh u ocnmHiHcn ’ Η Η H r-H >J ^ CM Htnm -PCM__ ø' O ,§0-0 8 o vo o o σν S'» o t Ί "t ^ H.

°t Η Η Η H H^VOHCMCnCM^ tn 1>____ _J— -— - ^ O || ¥ ?-i o cn o o o π 03 fan ---0—0-- få η fl i> «. o-rt

Il m II ^ ~ hoIhh o oho 53·3·3ηΪ· lågs ^ ^ 2 « 2 g1 H H H^gg -1 -1 h ce o h a t> ii 3—--««· 5ufi ΰ o m -P Pi CQ Pi

OiOl-P · CQ ·Η O

j3£,g ^ I cm tn in vo H CM tn m ,.vp_J

27 149959

Resultaterne af bøjnings- og trykprøverne viser, at ved forhøjet temperatur (60°C) forøges trækstyrken med tiltagende indhold af blokcopolymer i bindemidlet, medens brudforlængelsen forbliver praktisk taget uændret. Ted lave temperaturer (-20°C og -40°C) for== øges både trækstyrken og brudforlængelsen med tiltagende indhold af blokcopolymer i bindemidlet. I alle tilfaldene forøges brud= energien (for hvilken produktet af trækstyrke og brudforlængelse er et mål) med tiltagende indhold af blokcopolymer i bindemidlet.

Det ses endvidere, at med tiltagende indhold af blokcopolymer i bindemidlet forøges stivheden af de asphaltiske betonblandinger ved 60°0, medens den formindskes ved -20°C og -40°C. Det kan der= for påregnes, at disse asphaltiske betonblandinger med tiltagende indhold af blokcopolymer i bindemidlet ikke blot viser en lavere lavtemperaturssprødhed men også betydelig højere modstandsdygtige hed mod plastisk deformation ved høje vejtemperaturer.

Et andet bemærkelsesværdigt punkt er, at ved den lave temperatur (-40°C) opnås der stadig betydelige brudforlængelser.

Endelig udføres der nogle få "fatting-up"-prøver. Hertil anvendes de bituminøse materialer I og II og en bituminøs bestanddel be= stående af 65,5 vægt$ Bl og 34,5 vægt$ E2, som har omtrentlig samme penetration ved 25°C som materialerne I og II, men i hvil= ken der ikke er blokcopolymer til stede. Overfladelag af disse tre bindemidler påføres på små arealer af en eksisterende vej= p belægning (1,2 kg bindemiddel/m ), hvorefter de påføres sten= flager. Et prøvehjul kører kontinuerligt hen over disse forsøgs= belægninger i 76 timer ved en temperatur på ca. 25°C, hvorefter omfanget af "fatting-up"i hjulsporet bedømmes. Eor bindemidlerne med 0,3 og 5 vægt$ blokcopolymer findes følgende "fatting-up"= -indices: henholdsvis 65,15 og 0, hvor 0 betegner ingen "fatting= -up", og 100 betegner 100$*s "fatting-up".

Adhæsiver til syntetiske tagbeklædningsmaterialer.

lolv bitumen-blokcopolymerblandinger ifølge opoLndelsen (materiale TI og materialerne XIX - XXIX) fremstilles ved sammenblanding af forskellige mængder af de tidligere anvendte blokcopolymere med 28 149959 bituminøse bestanddele sammensat af propanbitumenerne Bl, B2 og B3 og de aromatiske, ekstrakter F3 og B4· Bisse tolv materialer prø= ves som adhæsiver for syntetiske tagbeklædningsmaterialer. Hil kontrol prøves også 6 andre materialer, som imidlertid ikke er ifølge opfindelsen, ligeledes som adhæsiver for syntetiske tag= beklædningsmaterialer (materialerne A' - I”)·

Materialerne A’ og B* er adhæsiver for konventionelle tagbeklæd= ningsmaterialer.

Materialet CJ er et produkt, der af en fabrikant af syntetiske tagbeklædningsmaterialer anbefales som adhæsiv.

Materialerne B!, 33’ og 5' er kommercielle adhæsiver for synte= tiske tagbeklædningsmaterialer.

Be afprøvede materialer beskrives nærmere i det følgende:

Materiale A’: Blæst R 85/25 bitumen fremstillet af en råolie fra Mellemøsten.

Materiale B1: Blæst R 110/30 bitumen fremstillet af en råolie fra Mellemøsten.

Materiale Cf: KautsJukopløsning bestående af ca. 35 vægtø kaut= sJuk i en benzinfraktion med kogeinterval 58 - 121°C.

Materiale B*: Blanding af en blæst bitumen og kautsjuk.

Materiale E!: Blanding af 75 vægtdele materiale A* og 25 vægtdele materiale B’.

Materiale F':.Bitumen/polymer-blanding.

Materiale XIX: 95 vægtø bituminøs bestanddel (indeholdende 77 vægtø Bl og 23 vægtø E3) og 5 vægtø blokcopolymer.

Materiale XX: 90’ vægtø bituminøs bestanddel (indeholdende 55 vægtø B2 og 45 vægtø F3) og 10 vægtø blokcopolymer.

Materiale XXI: 86 vægtø bituminøs bestanddel (indeholdende 80 vægtø B2 og 20 vægtø F3) og 14 vægtø blokcopolymer.

Materiale XXII: 90 vægtø bituminøs bestanddel (indeholdende 85 vægtø B2 og 15 vægtø 1*3) og 10 vægtø blokcopolymer.

Materiale XXIII: 93,5 vægtø bituminøs bestanddel (indeholdende 66 vægtø B2 og 34 vægtø F3) og 6,5 vægtø blokcopolymer.

Materiale ΧΧΓ7: 86 vægtø bituminøs bestanddel (indeholdende 52,5 vægtø B2 og 47,5 vægtø E3) og 14 vægtø blokcopolymer.

Materiale XXV; 88,5 vægtø bituminøs bestanddel (indeholdende 83,5 vægtø B2 og 16,5 vægtø E3) og 11,5 vægtø blokcopolymer.

29 149959

Materiale XXVI: 92 vægtø bituminøs bestanddel (indeholdende 64 vægtø B2 og 36 vægtø P3) og 8' vægtø blokcopolymer.

Materiale VI: 90 vægtø bituminøs bestanddel (indeholdende 80 vægtø B2 og 20 vægtø 13) og 10 vægtø blokcopolymer.

Materiale XXVII: 90 vægtø bituminøs bestanddel (indeholdende 75 vægtø B3 og 17,5 vægtø 13 og 7,5 vægtø F4) og 10 vægtø blok= copolymer.

Materiale XXVIII: 93 vægtø bituminøs bestanddel (indeholdende 80 vægtø B3, 14 vægtø 13 og 6 vægtø P4) og 7 vægtø blokcopolymer. Materiale XXIX: 93 vægtø bituminøs bestanddel (indeholdende 78 vægtø B2 og 22 vægtø 13) og 7 vægtø blokcopolymer.

Materialernes egenskaber er sammenfattet i tabellerne VIII og IX. Bortset fra værdierne for pen* og adhæsionen, der omtales specielt nedenfor, er bestemmelsen af de i disse tabeller angivne egenska= ber foretaget på samme måde som beskrevet ovenfor.

pen*: lilladelig variation i den bituminøse bestanddels penetra= tion ved 25°0 svarende til et bestemt blokcopolymerindhold. Disse penetrationsværdier er aflæst på tegningen.

Adhæsion: På basis af deres afrivningsstyrke ved 25°0 i kg/cm, bestemt ved trækstyrkefbrsøg vinkelret på overfladen af prøver af syntetiske tagbeklædningsmaterialer, som enten er sammenlimet i lag eller limet til træ eller beton, er det muligt at klassifi= cere de undersøgte materialer i fire adhæsionsklasser, nemlig følgende:

Materialer med særdeles dårlig adhæsion (—): afrivningsstyrke <1/2

Materialer med dårlig adhæsion (-): 1/2 4 afrivningsstyrke <1

Materialer med god adhæsion (+): 1 4 afrivnings s tyrke <, 2

Materialer med særdeles god adhæsion (++): afrivningsstyrke^ 2

Materialerne XIX-XXIX viser alle tilstrækkelig stabilitet ved opbevaring i varmen.

Hvis det antages, at materialerne i det mindste skal være egnede til pålimning af syntetiske tagbeklædningsmaterialer på flade tag= 30 149959 konstruktioner i et moderat klima, kan de krav, som et sådant materiale skal opfylde, sammenfattes som følger: 1) Afrivningsstyrke 1 kg/cm (i forbindelse med adhæsion).

2) Brudpunkt Braass^-10°C (i forbindelse med bøjelighed ved lave temperaturer).

3) Blødgøringspuhkt, ring og kugle^85°C (i forbindelse med modstandsdygtigheden mod flydning ved høje temperaturer).

4) Viskositet på 2000 oS ved en temperatur^180°C ( i forbindelse med bearbejdelighed).

5) Tilstrækkelig stabilitet under opbevaring i varmen (i forbin= delse med det forhold, at disse produkter ofte opbevares i ret lang tid ved høje temperaturer).

6) Penetration ved 25°C^100 (i forbindelse med hårdheden).

De i tabellerne angivne værdier viser, at alle materialerne A* - I” på et eller flere punkter ikke er i stand til at opfylde de ovennævnte minimumskrav. Specielt opfylder de ikke kravet med hensyn til adhæsion. Materiale VI og materialerne XIX - XXIX har tilstrækkelig stabilitet ved opbevaring i varmen og viser til= fredsstillende adhæsion. Af disse materialer er det imidlertid kun materiale VI og materialerne XXIV - XXIX, som også opfylder alle de andre krav.

II

„ .sags 3 3i s . 149959 λ ! ! i I ! i + + + + + -ti Pi+^ Pi {3¾ cd o Φ i Pi 1 ^ o4o m OO in o O m o

Sank m oo cm h- o co tP

HH Η H C\1 Η H

•Η H O CO O 4 > ra (M O o g

P

m a

Ϊ S “ W 00 MDOOOIAO

3 5*3 “ ~ i 7 7 i “ i Cd 1 . S ^ 1 ra ph 5ho o* v

Pi γΡΡηο g ra W)-------

ra II

ra &joo “ S-h° ^ ^ ^ fi *rj ^ ® voo h co t n vn co oo o in Φ ® H 0^00^- ^ ® O O ^-

H M-P ΰ H H H

Cd 'dMM

•H S ri rrt 14 H ø :¾) g

(D ,Ο Q| O

P

cd ----—-— ——- S Pi

o •H

P O

ίίηρί HO O H c- t n O O O 00 ω 3 cd H " pJ-dH g ra ra » w

Pi l> o P g » W § H § ^ §ft flHd °t ^ ^ Η Pi o ra - g |k η D“ in

ρ-ηοο,οΙ ^ ° 5 S

^ R’t m cd pi o --------' "

Eh +3 H a •Hi! -g · o

.Pi Pi Π O H O O in O O

p! 2 <» ~ S o S 4 ^ ra g ra. ρ,ίχΜο LTNovo^un 'Ods _________-i-—- ’" O MO tr\ H- CTv ^nSi m cn <n o o cn Π) P QJJ n n tn m w d "H H ^ o o o o o ra ra S " ! ~ co cm in vo t n £,§ h cd tn tn tn tn tn

_______o o o o O

""S' " vo O 00 H 00 §)S S, CM H- in VO H- WPH Ph i>____—---—-

II

H cd cd ii a -

o -P

•d Ρι·Η ra ^ rafe -d O a PI ilD r-tr-ti-i dHM8 ΗϋΗΡί> _ ________-__ ra

H

cd

‘u H

^ Μ Η Η H

32 + + + + + + + + ira π

CO ΙΑ ΙΑ Η ΙΑ Ο ΙΑ Η Οι II

Η Η tA VO ΙΑ ΙΑ tA ι,! II

ΗΗΗΗΗΗΗ ρ| rd II 3 Η Η II, 7 ___— ί> 54 + I 1 + , . . ® h Ο +ΙΙ+ + + + 2 Η Η 83 II >7 ο X! Μ II ° C0 ΙΠ Ο ΙΛ Ο Ο Ο 0)0+* II +3

ίΑ Η CM Η CM Η Η II

I I I I I I I ---Π-- — Ή

V II I I

ti II ® _ -__ © °θ5 I I Η Οι Οι II ® ο ιι ‘7 ^ II ^ & fS W II ® LA LA VO LA CO AJ 00 | ·Η> +Ι1+ + + + +3

cn ο co σι m σι (Ο g © g ιι S

Η © +> Ο I I η _ · SSS !! ω ©,Μ,Ο__I I _ £

3 !! S

m in in ιο "ί w <ί -h, il © m m m 'i m ιλ in © n gi +> II ra * ί I ' i| -P ciS II " m 3 ! i ^ +> © ιι ti__O, ,11, ^ «S 8+11+ + + +¾

Pi II ® η ά !! g* h © 11 g l-> X & 83 I 1 '3

H +1 °Cl3 5-1 li S

Η . © Ρι+> I I S

© H__U—- ®

pQ m II

csooooooo ,ο η li 2* E-lHlAHCOOOHH oj ·Η H ιι ° in m w cn n η Η & MP il m I I I I 1 I I OO II m O H VO Η H OJ CM HH I ; Co in + in + + © © & £ II o' tA O O I I ^ _ HH II , ^ a & &ί!ίί + + + g O cn o ΙΛ O tA ΙΑ .8 1> > ! ! o <· O VO cn \o VD ©!>,!» il 'g

^ w 83 Η Η 1 I S

_____— ,¾ O «tf O II R

Ό Pj Pi Pi II j-j m + 00 tn CO O ni ^ 18 " 5

cnOCTiOOHO u u II S

c\i tn ni tn m tn m pp li _S

- ~ λ ^ ^ ^ ^ ·Γ3·Γ3 II ic o o o o o o o © © n 2 ____ +> +> II ^ w © m in ni ni in 3 si 11+ ¾ m m m m m mm ,^,Μ + M+ + + + ®

O O O O O O O 11 SP

-P +> I I .H

_J--- pi II ,3 oo o vo oo H in o -—£-£uS--j-J--- ti K IS K (\ «« η I I ^

tA SO + IA c- C- ΙΑ i i H

© II

Η II f_| *+ H' 00 O O Η H 1! H 2 HH HH £j ||HH Aj

_ ® m it E S ø H

H _j_B ιι e S a a I * Η Η i> Η Η Η Μ Η ί> ί> > ί> Η

Η X X Η X Μ X

Μ R X > X X Μ ___

Claims (4)

1. Bituminøse bindemidler, der egner sig til anvendelse ved vejbygning og som adhæsiver for syntetiske tagbeklædningsmaterialer, og som indeholder en blanding af et bitumen og en blokcopolymer med den almene formel A-B-A, hvor de to symboler A betegner identiske eller forskellige termoplastiske, ikke-elastomere polymerblokke fremstillet ved polymerisation af én eller flere monovinylaromatiske forbindelser, og B betegner en elastomer polymerblok fremstillet enten ved polymerisation af én eller flere konjugerede diener med ir ved eopolymerisation af én eller flere konjugerede diener med én eller flere monovinylaromatiske forbindelser, hvilken polymerblok B eventuelt er helt eller delvist hydrogeneret, hvilke bindemidler eventuelt foreligger fortyndet med et organisk opløsningsmiddel, og hvor vægtforholdet mellem bitumen og blokcopolymer er større end 85:15, kendetegnet ved, at bitumenet har en aromaticitet, udtrykt som brøkdelen af aromatisk carbon i n-heptan-maltenfasen (fQ), som er højere end 0,004 x P + 0,280, hvor P betegner indholdet af n-heptan-asphaltener i bitumenet.

2. Bituminøse bindemidler ifølge krav 1, kendetegnet ved, at bitumenets aromaticitet, udtrykt som brøkdelen af aromatisk carbon i n-heptan-maltenfasen (f ) er lavere end 0,004 x P + 0,310, hvor P betegner indholdet af n-heptan-asphaltener i bitumenet.

3. Bituminøse bindemidler ifølge krav 1 eller 2, kendetegnet ved, at bitumenet er et destillationsbitumen, et udfældningsbitumen eller en blanding af et destillationsbitumen og et udfældningsbitumen.

4. Bituminøse bindemidler ifølge krav 1 eller 2, kendetegnet ved, at bitumenet er en blanding af et udfældningsbitumen og en aromatisk jordolieekstrakt. 1 Bituminøse bindemidler ifølge krav 4? kendetegnet ved, at bitumenet er en blanding af et propan-bitumen og en aromatisk ekstrakt af en tung smøreolie.