NL7908230A - Werkwijze voor de bereiding van bitumen-polymeer- -samenstellingen. - Google Patents

Description

w * V - “ c .

s

Aanvraagster: S.A· dite ELF UNION, te Parijs, Frankrijk Titel : Werkwijze voor de bereiding van bit umen-polyme er-sa- menstellingen.

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor de bereiding van bitumen-polymeer-samenstellingen.

In de Nederlandse octrooiaanvrage 77*14455 is een werkwijze beschreven voor de bereiding van bitumen-polymeer-samenstelin-5 gen bestaande uit gesegmenteerde blokcopolymeren die styreen- en dieengroepen bevatten, waarbij men bij een temperatuur tussen 130 en 230°C, 80 tot 98 gew.96 bitumen, met een indringingsgetal tussen 30 en 220 in aanraking brengt met 2 tot 20 gew.96 van een copo-lymeer met alternerende styreen- en geconjugeerde dieengroepen met 10 een gemiddeld molekuulgewicht van 30.000 tot 300.000, en het verkregen mengsel tenminste 2 uur roert, vervolgens berekend op de bitumen 0,1 tot 3 gew.96 elementaire zwavel toevoegt en het aldus verkregen mengsel tenminste 20 min. roert, waardoor het alternerende copolymeer in situ gevulcaniseerd wordt.

15 Se dieengroepen van de di- of polyaltemerende copolymeren die in deze aanvrage beschreven worden bestaan in hoofdzaak uit butadieen.

Se uitvinding beoogt een werkwijze te verschaffen voor de bereiding van bitumenpolymeren, waarin de copolymeren bestaan uit 20 carbozylgroepen bevattende styreen-isopreen of styreen-butadieen copolymeren, waarbij door de elastomere eigenschappen en/of de verknoping van deze produkten in aanwezigheid van elementaire zwavel de hoeveelheid aan de bitumen-polymeersamenstelling volgens de uitvinding toe te voegen alternerende copolymeren verminderd kan 25 worden.

Se di-altemerende carbozylgroepen bevattende polystyreen-polyisopreen of polystyreen-polybutadieen copolymeren bevatten bij voorkeur 15 tot 2596 polystyreen.

let molekuulgewicht ligt bij voorkeur tussen 70.000 en 30 90.000.

let gehalte aan carbozylgroepen is laag en bedraagt bij voorkeur 0,05 tot 0,196 berekend op het polymeer, waarbij men deze groepen bij voorkeur aan het eind van de polydieenketen aanbrengt door onderbreking van de betreffende anionogene polymerisatie met 35 C0g of door maleïnisatie of enten van het polymeer zonder carboxyl- 7808230 -<L- * w groepen met acrylzuur.

Het in situ vulcaniseren in een bitumen van een dialterne-rend carboxylgroepen bevattend polys tyre en-p olybutadi e en-apoly-meer biedt het voordeel dat het koude produkt betere elastomere 5 eigenschappen bezit, terwijl de viscositeit van het warme produkt vrijwel gelijk blijft aan die van een bitumen op basis van een dialternerend polystyreen-polybutadieen-copolymeer.

Deze verbeteringen kunnen worden toegeschreven aan een dubbele verknoping die tussen de polymeerketens plaatsvindt. De eer-10 ste omkeerbare verknoping wordt veroorzaakt door de carboxylgroe-pen van het polymeer die zich met de metaalionen (Fe, Ni en Y) iri het bitumen verbinden als de temperatuur van het mengsel daalt, waarbij de niet-elastomere uit twee blokken bestaande ketens in elastomere polyblokketens wórden omgezet.

15 De tweede niet omkeerbare verknoping wordt door de eovalen- te zwavelbruggen veroorzaakt die tussen de polymeerketens ontstaan en bij hoge temperaturen behouden blijven. Door de dubbele verknoping, waardoor de elastomere eigenschappen van het bitumen verbeterd worden, kan het polymeergehalte dusdanig verlaagd worden dat 20 de eigenschappen nog juist aan de leveringsvoorwsa:den voldoen, wat dus een direkt invloed op de kostprijs van het produkt uitoefent.

Door de omkeerbaarheid van de ionenverknoping kan het produkt in warme toestand beter behandeld worden danzij het behoud van de viscositeit die gelijk is aan die van dezelfde hoeveelheid 25 di-alternerend, geen oarboxylgroepen bevattend copolymeer.

De uitvinding wordt nu aan de hand van de volgende voorbeelden nader toegelicht, waarin de eigenschappen door toevoeging van een carboxyferoepen bevattend styreen-isopreen en styreen-buta-dieen-copolymeer verbeterd worden.

50 VOOBDEEDD I

Men mengt 100 delen van een 80-100 bitumen van een verwe-kingspunt volgens Dille en Anneau van 48°G, en Fraassbreekpunt van -18°C met 10 delen dialtemerend isopreen-styreen-copolymeer met een gemiddeld molekuulgewicht van 80.000 en een verhouding 35 van isopreen tot styreen van 0,3. Men £oert het mengsel 3¾ uur bij 170°C en voegt 0,2 delen elementaire zwavel toe/ waarna men nog een half uur roert.

De eigenschappen van de verkregen bitumenpolymeer zijn in tabel A samengevat· 7908230 -3-

VOORBEELD II

Men herhaalt de werMjze van voorbeeld 1 zonder zwavel en roert het mengsel 4 uur. Eet blijkt dat de samenstelling bij trek» proeven bij ·40°0 en 10 mm per minuut breekt.

5 VOORBEELD III

Men past de werkwijze toe van voorbeeld I, waarbij men echter in het dialtemerende copolymeer isopreen vervangt door een carboxylgroep bevattende butadieen, waardoor de elastische eigenschappen beter wordent zoals blijkt uit tabel A.

10 VOORBEELD IV

Dit voorbeeld komt overeen met voorbeeld XII, waarbij niet in situ gevulcaniseerd wordt, d.w.z. dat geen elementaire zwavel wordt toegevoegd.

De breekbaarheid blijkt uit trekproeven bij -10°C en 500 mm 15 per minuut.

VOORBEELD V

Daar de elastische eigenschappen door eindstandig carboxyl-butadieen verbeterd worden, voert men de werkwijzen der voorafgaande voorbeelden uit onder toevoeging van slechts 3% copolymeer.

16 VOORBEELD VI

Ondér toepassing van de werkwijze volgens voorbeeld V voegt men 3% van een styreen-butadieen-copolymeer zonder carboxylgroepen toe.

De produkten die men volgens de werkwijze der uitvinding ver- 20 krijgt^ zijn zeer buigzaam en binnen sterk uiteenlopende grenzen vervormbaar, waardoor zij zich in het bijzonder voor de volgende toepassingen lenen:

Vervaardiging van wegdekken en industriële bekledingen (omhulsels, oppervlaktelagen, asfaltbedekkingen) of industriële 25 toepassingen, bijvoorbeeld afdichtingen, daken, viltbedekkingen, platen, verfdeklagen-of produkten voor het bekleden van de onder*, kant van een automobielchassis en voor elektrische thermische en akoestische isolaties.

7908230

I · -¾} te) I

I I ® F· I

I Ssl Ö 0} I

I <j-^HHWHIO / © I

I H < H H ! / 3 !

I Η I / ta I

I I / o I

I / Ï3* I

I / PI

i / ' I

~~~ Γ--------------------------T-------—1 to —* I 1

wwv-/ I o\ ui v>i υι ui I

I O VO VO ON O VM 1 -i I

ω ό tf ! I w

♦ · ? L___________________-____i---------J

Jr> μ. W* I 1,,1

y y I —* ——a —a I fed I

n pi S I VJI ON Ο P0 ON -» I ^+4 !

48 I —j _i -a o *i ro ρ» ο I

fed H· c+ 1 - vji I ' ® | H· a j VJI I ΟΗ» i

H (¾ a I I o I

© a fl> I · · o? d- I I I I j I I j v g j

© I ΙΟ ΓΟ Μ M W VU I g 4 J

a a I -1 Μ -1 CO υΐ -> 1 p£0| φ 1 - I cf· © i !*» © I VJI ! “ ! a c»- I J31 B σ' I Ω ! © P L___________________________I_____________j

© (P r , T T Γ T

a η I -i J INJ W Μ I Ci’Dl + I I

* j ·»<·«·».<· ι * p ι ii

I 4N ^ ο m VO -i I 1 HI PO I I

i -fa· VJI Vji -fa. I IOII

—————————————.—---j-———4· o j I

I oo-i-j^-ro-i I Π IQ I I

I >.----- I ) o*| I I

I —j vo on ro Po -a PI PI vji ι I

I -fa. -J CD VJI VJI --3 I «1 Ο I I

I I O I I

I-------------—-----------+—+| ! i s οοοοίίο 11 ι g

I ο Ο |ΝΛ I a I I

I CD VO VO VO VO On I 14 110 I Ο Ο Ο Ο Ο IN3 I I · J j t-1 1 Ο Ο Ο Ο O VJi .

I Π I J I l> po -a -a I I 14 1 I —J CD vo O CO 3 Q σ'! I© ! ι » » » i« i {©ι ΪΙΫ i

I VJI 05 -fa. VJI 1^ 41 W I

I I II I hi I

t I I IO I

ι----------------------------1---~r -a ι© ι

I -4. PC I λ I O I<1 I

I VO VO Ο ΓΟ I 03 I V-) 0*1 O I © I

ι nl pi o it) ι

^ I ON ON VO VO I 41 II

I I I -a I I

_____ ______________...------1—.-4. ο I I

I I I I I

! ΓΟ ON VM VJ\ 1 ο lnv*| 1 j i ι - · ο ο o

1 VJI v_m I I a I I

' j---------:----—-------------I----T F· I I

ι m vji w ^ V» ι --γ- ι a ι j I O 03 -a Ο I N> 11^¾¾ .

I o vji ο ο O I ~t j !

I I I II

- I-----------------------------1---4.----1 I

I I - I I I

I vji in) I Q αΊ II

! ι « ι ι 8! j|

j ^ ί ! I. I

|_---------------------------br-io ί i

I 4a. PO I C\ σ*1 Ο I I

I VJI P0 1.( PI Ω I I

I l I I - I - O 41 II

I VJI VN i I VJI I 1

I I Ο 3 I

,--------------—------------5----+ Oil

-a I _ I \ I I

j P0 VJI I CY\voj s' I I

I I I I VJI I CD |vft j Jj· I J

ι ι ι a ι ι ----------------------------J—-T , , ,

I VJI IpvN 0I I I

79 0 8 2 30 I S > ° p 1 ! i

Claims (3)

1. Werkwijze voor de bereiding· van totmen-polymeersamenstellingen» waarbij men bij een temperatuur van 130 tot 230 C, 80 tot 98 gev.% van een bitumen met een indringingsgetal van 30 tot 220, en 2 tot 20 gew.% van een polyalternerende copolymeer met een gemiddeld,· miolekuulgevicht van 30.000 tot 300.Ό00, met een geconjugeerde styreen-dieengroep tenminste 2 uur mengt en daarna 0,1 tot 5 gev.% elementaire zwavel berekend op de bitumen toevoegt en bij dezelfde temperatuur tenminste 20 min. roert, met het kenmerk, dat de alternerende geconjugeerde dieengroep uit een car-boxylbutadieen of een isopreen bestaat.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met- het kenmerk, dat het aan de bitumen toegevoegde copolymeer uit een dialterae-rende carboxygroep bevattende polystyreen-polyisopreen—of polysty-reen-polybutadieen-copolymeer bestaat met een polystyreengehalte van bij voorkeur 15 tot 25%, een molekuulgewicht van bij voorkeur 70.000 tot 90.000 en een gehalte aan carboxyl groepen van 0,05 tot 0,1% berekend op het polymeer.

3· Gevormde voortbrengselen verkregen onder toepassing van de werkwijze volgens conclusie 1 en 2 in het bijzonder in de vorm van wegdekken of ondoorlaatbare industriële bekledingen. 7908230