NO169445B - STAR-BLOCKED COPOLYMERS, THE PROCEDURES FOR THE PREPARATION AND THEIR USE IN BITUMEN MIXTURES - Google Patents

STAR-BLOCKED COPOLYMERS, THE PROCEDURES FOR THE PREPARATION AND THEIR USE IN BITUMEN MIXTURES Download PDF

Info

Publication number
NO169445B
NO169445B NO874926A NO874926A NO169445B NO 169445 B NO169445 B NO 169445B NO 874926 A NO874926 A NO 874926A NO 874926 A NO874926 A NO 874926A NO 169445 B NO169445 B NO 169445B
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
block copolymers
star
metal
stated
weight
Prior art date
Application number
NO874926A
Other languages
Norwegian (no)
Other versions
NO169445C (en
NO874926D0 (en
NO874926L (en
Inventor
Sergio Custro
Elio Diani
Alessandro Zazzetta
Original Assignee
Enichem Elastomers
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Enichem Elastomers filed Critical Enichem Elastomers
Publication of NO874926D0 publication Critical patent/NO874926D0/en
Publication of NO874926L publication Critical patent/NO874926L/en
Publication of NO169445B publication Critical patent/NO169445B/en
Publication of NO169445C publication Critical patent/NO169445C/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G81/00Macromolecular compounds obtained by interreacting polymers in the absence of monomers, e.g. block polymers
    • C08G81/02Macromolecular compounds obtained by interreacting polymers in the absence of monomers, e.g. block polymers at least one of the polymers being obtained by reactions involving only carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • C08G81/021Block or graft polymers containing only sequences of polymers of C08C or C08F
    • C08G81/022Block or graft polymers containing only sequences of polymers of C08C or C08F containing sequences of polymers of conjugated dienes and of polymers of alkenyl aromatic compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F297/00Macromolecular compounds obtained by successively polymerising different monomer systems using a catalyst of the ionic or coordination type without deactivating the intermediate polymer
    • C08F297/02Macromolecular compounds obtained by successively polymerising different monomer systems using a catalyst of the ionic or coordination type without deactivating the intermediate polymer using a catalyst of the anionic type
    • C08F297/04Macromolecular compounds obtained by successively polymerising different monomer systems using a catalyst of the ionic or coordination type without deactivating the intermediate polymer using a catalyst of the anionic type polymerising vinyl aromatic monomers and conjugated dienes
    • C08F297/044Macromolecular compounds obtained by successively polymerising different monomer systems using a catalyst of the ionic or coordination type without deactivating the intermediate polymer using a catalyst of the anionic type polymerising vinyl aromatic monomers and conjugated dienes using a coupling agent
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L95/00Compositions of bituminous materials, e.g. asphalt, tar, pitch

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Graft Or Block Polymers (AREA)
  • Other Resins Obtained By Reactions Not Involving Carbon-To-Carbon Unsaturated Bonds (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører stjerneformede blokk-kopolymerer, eventuelt blandet med lineære to-blokk-kopolymerer og homopolymerer, og det særegne ved de stjerneformede blokk-kopolymerer i henhold til oppfinnelsen er at de fremviser følgende struktur: The present invention relates to star-shaped block copolymers, optionally mixed with linear two-block copolymers and homopolymers, and the distinctive feature of the star-shaped block copolymers according to the invention is that they exhibit the following structure:

hvori: in which:

Z står for en rest som stammer fra et tetrafunksjonelt Z stands for a residue originating from a tetrafunctional

koblingsmiddel, coupling agent,

A står for en polystyrenblokk med molekylvekt i området A stands for a polystyrene block with a molecular weight in the range

15.000 til 40.000, foretrukket fra 15.000 til 25.000, 15,000 to 40,000, preferably from 15,000 to 25,000,

B står for en polybutadienblokk med en molekylvekt i området 20.000 til 70.000, foretrukket fra 40.000 til B stands for a polybutadiene block with a molecular weight in the range of 20,000 to 70,000, preferably from 40,000 to

50.000, og 50,000, and

m, n, p og q er enten 1 eller null, med den betingelse at deres sum er i området fra 1 til 4, foretrukket fra 1 til 3. m, n, p and q are either 1 or zero, with the proviso that their sum is in the range from 1 to 4, preferably from 1 to 3.

Oppfinnelsen vedrører også en fremgangsmåte for fremstilling av de nevnte stjerneformede blokk-kopolymerer, og det særegne ved fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen er at den omfatter følgende trinn gjennomført i den angitte rekkefølge: (a) polymerisering av styren etter teknikken med levende polymerer ved en temperatur fra 35° til 65°C under anvendelse av katalysatorer bestående av metallalkyl-eller metallaryl-forbindelser, for dannelse av en polystyrenblokk med en molekylvekt fra 10.000 til 40.000 inneholdende et metallatom som er sammenknyttet med enden av den polymere kjede A-M (hvori "M" utgjør metallet i metallalkyl- eller metallaryl-katalysatoren, og "A" er polystyrenblokken), (b) påpolymerisering av 1,3-butadien for å danne en to-blokk-kopolymer A-B-M hvori "M" er metallatomet, "A" er polystyrenblokken og "B" er polybutadienblokken med en The invention also relates to a method for producing the aforementioned star-shaped block copolymers, and the peculiarity of the method according to the invention is that it comprises the following steps carried out in the specified order: (a) polymerization of the styrene according to the technique with living polymers at a temperature from 35° to 65°C using catalysts consisting of metal alkyl or metal aryl compounds, to form a polystyrene block with a molecular weight of from 10,000 to 40,000 containing a metal atom linked to the end of the polymeric chain A-M (where "M" constitutes the metal in the metal alkyl or metal aryl catalyst, and "A" is the polystyrene block), (b) polymerization of 1,3-butadiene to form a diblock copolymer A-B-M wherein "M" is the metal atom, "A" is the polystyrene block and "B" is the polybutadiene block with one

molekylvekt på 20.000 til 70.000, molecular weight of 20,000 to 70,000,

(c) oppvarming av den i trinn (b) erholdte reaksjonsblanding til en temperatur over 10 0°C i 10 til 20 minutter, for erholdelse av podede og metallholdige strukturer med formel (c) heating the reaction mixture obtained in step (b) to a temperature above 100°C for 10 to 20 minutes, to obtain grafted and metal-containing structures of formula

hvori A, B og M har den ovennevnte betydning, where A, B and M have the above meaning,

(d) kobling av de i trinn (c) dannede metallholdige strukturer ved hjelp av et tetrafunksjonelt koblingsmiddel, (e) isolering av de polymerer som stammer fra koblingsreaksjonen i trinn (d), og eventuelt f) fraskilling av de stjerneformede blokk-kopolymerer fra de i trinn (e) erholdte polymerer. (d) coupling the metal-containing structures formed in step (c) by means of a tetrafunctional coupling agent, (e) isolating the polymers resulting from the coupling reaction in step (d), and optionally f) separating the star-shaped block copolymers from the polymers obtained in step (e).

Oppfinnelsen vedrører også anvendelse av de nevnte stjerneformede blokk-kopolymerer i en mengde på 2-30 vektdeler, foretrukket 8-13 vektdeler, pr 100 vektdeler bitumen for å forbedre de mekaniske egenskaper av bitumenblandinger. The invention also relates to the use of the aforementioned star-shaped block copolymers in an amount of 2-30 parts by weight, preferably 8-13 parts by weight, per 100 parts by weight of bitumen to improve the mechanical properties of bitumen mixtures.

Disse og andre trekk ved oppfinnelsen fremgår av patent-kravene. These and other features of the invention appear in the patent claims.

Det er kjent at man på anionisk måte polymeriserer egnede monomerer i nærvær av metall-alkyl- eller metallaryl-katalysatorer, hvorved "levende" polymerer oppnås og som da er egnet for å underkastes ytterligere omdannelser, som f.eks. be-skrevet av M. Shwarc, "Carbanions, Living Polymers and El. Transfer Processes", Interscience Publishers, J. Wiley & Sons, New York, 1968. It is known that suitable monomers are anionically polymerized in the presence of metal-alkyl or metalaryl catalysts, whereby "living" polymers are obtained and which are then suitable for being subjected to further conversions, such as e.g. be-written by M. Shwarc, "Carbanions, Living Polymers and El. Transfer Processes", Interscience Publishers, J. Wiley & Sons, New York, 1968.

Ved teknikken med "levende" polymerer er det mulig å fremstille lineære eller radiale blokk-kopolymerer. Blant linære blokk-kopolymerer kan man fremstille f.eks. polymerer av A-B-A-typen, hvori "A" er en polystyrenblokk med ikke-elastomere termoplastiske egenskaper og "B" er en elastomer polybutadienblokk. With the technique of "living" polymers, it is possible to produce linear or radial block copolymers. Among linear block copolymers, e.g. polymers of the A-B-A type, where "A" is a polystyrene block with non-elastomeric thermoplastic properties and "B" is an elastomeric polybutadiene block.

De radiale blokk-kopolymerer kan oppnås ved hjelp av omset-ning av den levende polymer med et passende koblingsmiddel. The radial block copolymers can be obtained by reacting the living polymer with a suitable coupling agent.

I det tilfelle hvor f.eks. silisiumtetraklorid anvendes som koblingsmiddel, oppnås polymerer som kan representeres ved formel In the case where e.g. silicon tetrachloride is used as coupling agent, polymers are obtained which can be represented by formula

hvori B og A kan ha den ovenfor angitt betydning. in which B and A may have the meaning indicated above.

På området er anvendelsen av bådelineære og radiale slike blokk-kopolymerer kjent, for tilsetning i bituminøse blandinger, for å forbedre de generelle egenskaper av bitumener, spesielt deres egenskaper med elastisitet, klebing og antikrymping. The use of both linear and radial such block copolymers is known in the art, for addition to bituminous mixtures, to improve the general properties of bitumens, especially their properties of elasticity, adhesion and anti-shrinkage.

I f.eks. BE patentskrift 738.281 omhandles bituminøse blandinger inneholdende omtrent 15 vekt% av en lineær blokk-kopolymer A-B-A, hvori "A" er en termoplastblokk (generelt en polystyrenblokk) og "B" er en elastomerblokk, generelt en polybutadienblokk. In e.g. BE patent 738,281 deals with bituminous mixtures containing about 15% by weight of a linear block copolymer A-B-A, where "A" is a thermoplastic block (generally a polystyrene block) and "B" is an elastomeric block, generally a polybutadiene block.

Bruken av radiale blokk-kopolymerer av polystyren-polybutadi-entype i bituminøse blandinger er omhandlet i f.eks. BE patentskrift 853.210. The use of radial block copolymers of the polystyrene-polybutadiene type in bituminous mixtures is discussed in e.g. BE patent document 853.210.

Endelig lærer US patentskrift 4.464.427 bituminøse blandinger inneholdende både en lineær blokk-kopolymer og en radial blokk-kopolymer som hører til de ovennevnte typer. Finally, US Patent 4,464,427 teaches bituminous mixtures containing both a linear block copolymer and a radial block copolymer belonging to the above types.

Det ble iakttatt at blokk-kopolymerene av radial type gir de bituminøse blandinger hvori de innlemmes, egenskaper med hen-syn til klebing, elastisitet og antikrymping som er generelt bedre enn dem som kan oppnås ved bruk av lineære blokk-kopolymerer . It was observed that the block copolymers of the radial type give the bituminous mixtures in which they are incorporated properties with regard to adhesion, elasticity and anti-shrinkage which are generally better than those which can be obtained by using linear block copolymers.

Jo større antall polymersegmenter i den radiale kopolymer, desto mer meningsfull er denne forbedring. The greater the number of polymer segments in the radial copolymer, the more meaningful this improvement is.

Det ville derfor være ønskelig å ha tilgjengelig blokk-kopolymerer av radial type med et stort antall polymere segmenter knyttet til det polyfunksjonelle koblingsmiddel. It would therefore be desirable to have available block copolymers of the radial type with a large number of polymeric segments linked to the polyfunctional coupling agent.

Som en praktisk kjensgjerning er imidlertid en slik realiser-ing begrenset av vanskeligheter og/eller høye omkostninger som opptrer når radiale blokk-kopolymerer fremstilles, inneholdende mer enn fire segmenter forbundet til det nevnte koblingsmiddel. As a practical fact, however, such a realization is limited by difficulties and/or high costs that occur when radial block copolymers are produced, containing more than four segments connected to the said coupling means.

Ved den foreliggende oppfinnelse er det nå funnet at det er mulig å overtreffe den nåværende teknikkens stand ved fremstilling av blokk-kopolymerer av radial type, inneholdende fire polymere segmenter knyttet til det tetrafunksjonelle koblingsmiddel, hvor de nevnte polymere segmenter fremviser en styrt grad av forgrening. With the present invention, it has now been found that it is possible to surpass the current state of the art by producing block copolymers of the radial type, containing four polymeric segments linked to the tetrafunctional coupling agent, where the said polymeric segments exhibit a controlled degree of branching.

De radiale og forgrenede blokk-kopolymerer i samsvar med oppfinnelsen kan gi de bituminøse blandinger hvori de innlemmes, mekanisk teknologiske egenskaper som er uventet forbedret i sammenligning med de tilsvarende radiale blokk-kopolymerer som ikke inneholder slike forgreninger. The radial and branched block copolymers in accordance with the invention can give the bituminous mixtures in which they are incorporated mechanical technological properties that are unexpectedly improved in comparison with the corresponding radial block copolymers that do not contain such branches.

Polymerblandinger som kan fremstilles ut fra den foreliggende oppfinnelse inneholder minst 5 0 vekt% og foretrukket minst 60 vekt% av de ovenfor angitte radiale og forgrenede blokk-kopolymerer, idet resten utgjøres av to-blokk-kopolymere "B-A", og av "A" homopolymer, hvori "A" og "B" har de ovennevnte betydninger. Polymer mixtures that can be produced from the present invention contain at least 50% by weight and preferably at least 60% by weight of the above-mentioned radial and branched block copolymers, the rest being made up of two-block copolymers "B-A" and of "A" homopolymer, wherein "A" and "B" have the above meanings.

Fremgangsmåten for fremstilling av slike polymerblandinger omfatter de tidligere anførte trinn gjennomført i sekvens ved hjelp av teknikken med levende polymerer. The method for producing such polymer mixtures comprises the previously mentioned steps carried out in sequence using the technique of living polymers.

Etter fremstillingen av polystyrenblokken på den angitte måte foretas polymerisering av 1,3-butadienmonomer ved teknikken med levende polymerer, i nærvær av polystyrenblokken hvori metallatomet knyttes til enden av polymerkjeden som kommer fra det foregående trinn, ved å arbeide ved en temperatur på fra omtrent 60 til 100°C, til å gi en to-blokk-kopolymer, hvori metallatomet er knyttet til enden av polystyrenkjeden: A-B-M, hvori "A" er polystyrenblokken, "B" er polybutadienblokken med en molekylekt på fra 20.000 til 70.000, og "M" har den ovenfor angitte betydning. After the production of the polystyrene block in the indicated manner, polymerization of 1,3-butadiene monomer is carried out by the technique of living polymers, in the presence of the polystyrene block in which the metal atom is linked to the end of the polymer chain coming from the previous step, by working at a temperature of from about 60 to 100°C, to give a diblock copolymer in which the metal atom is attached to the end of the polystyrene chain: A-B-M, where "A" is the polystyrene block, "B" is the polybutadiene block with a molecular weight of from 20,000 to 70,000, and "M " has the above meaning.

Deretter foretas oppvarming av reaksjonsblandingen oppnådd i det forrige trinn ved en temperatur i området fra mer enn 100°C opp til omtrent 140°C, generelt i området fra 110 til 125°C, i tilstrekkelig lang tid til å bevirke en poding av to-blokk-kopolymeren B-A, og oppnå podede og metallholdige strukturer som kan representeres ved formelen: Next, heating of the reaction mixture obtained in the previous step is carried out at a temperature in the range of more than 100°C up to about 140°C, generally in the range of 110 to 125°C, for a sufficient time to effect a grafting of two- the block copolymer B-A, and obtain grafted and metal-containing structures that can be represented by the formula:

hvori A, B og M har den ovennevnte betydning, og tilslutt foretas den tidligere nevnte kobling av de metallholdige strukturer som kommer fra det forrige trinn ved hjelp av et tetrafunksjonelt koblingsmiddel, og wherein A, B and M have the above-mentioned meaning, and finally the aforementioned coupling of the metal-containing structures resulting from the previous step is carried out by means of a tetrafunctional coupling agent, and

isolering av polymerbestanddelene fra blandingen som skriver seg fra koblingsreaksjonen, og eventuelt isolation of the polymer components from the mixture resulting from the coupling reaction, and optionally

foretas en separering av de erholdte radiale og forgrenede blokk-kopolymerer av polymerbestanddelene. a separation is made of the obtained radial and branched block copolymers of the polymer constituents.

I henhold til en foretrukket praktisk utførelsesform for oppfinnelsen, gjennomføres.styrenpolymerisasjonen (trinn (a)) og den etterfølgende kopolymerisering med butadien (trinn b) adiabatisk, slik av ved slutten av (trinn (b)) oppnås en temperatur som er høyere enn 100°C, opp til et maksimum på 140°C. Det forhold at temperaturen ved slutten av kopolymerisasjonen med butadien er mer enn 100°C er av vesentlig betydning for å oppnå radiale og forgrenede blokk-kopolymerer i samsvar med oppfinnelsen. According to a preferred practical embodiment of the invention, the styrene polymerization (step (a)) and the subsequent copolymerization with butadiene (step b) are carried out adiabatically, so that at the end of (step (b)) a temperature higher than 100 °C, up to a maximum of 140°C. The fact that the temperature at the end of the copolymerization with butadiene is more than 100°C is of significant importance for obtaining radial and branched block copolymers in accordance with the invention.

Faktisk hvis slutt-temperaturen ved kopolymerisasjonen med butadien er under 100°C, og en oppvarming for å øke denne temperatur til de ovennevnte verdier ikke blir gjennomført, vil reaksjonen med poding av B-A kopolymeren på polybutadien-B-blokkene ikke finne sted, og sluttproduktene etter kobling vil ikke være forgrenede radiale kopolymerer. In fact, if the final temperature of the copolymerization with butadiene is below 100°C, and a heating to increase this temperature to the above values is not carried out, the reaction with grafting of the B-A copolymer on the polybutadiene-B blocks will not take place, and the final products after coupling will not be branched radial copolymers.

I praksis gjennomføres styrenpolymerisasjoen (trinn (a)) under vannfri betingelser, idet dette er nødvendig for oppnå-lse av levende polymerer, i oppløsning i inerte hydrokarbon-løsningsmidler, som f.eks. cykloheksan og n-heksan, ved en initial temperatur på omtrent 50°C, under anvendelse av en alkylmetall- eller en arylmetall-forbindelse, særlig n-butyl-litium eller sek-butyl-litium, som katalysator, i et molart forhold styren/katalysator i området fra 1.000 til 5.000 og foretrukket i området fra 1.500 til 2.500. In practice, the styrene polymerization step (step (a)) is carried out under anhydrous conditions, as this is necessary to obtain living polymers, in solution in inert hydrocarbon solvents, such as e.g. cyclohexane and n-hexane, at an initial temperature of about 50°C, using an alkyl metal or an aryl metal compound, in particular n-butyl lithium or sec-butyl lithium, as catalyst, in a molar ratio of styrene/ catalyst in the range from 1,000 to 5,000 and preferably in the range from 1,500 to 2,500.

Reaksjonen får fortsette i omtrent 60 min. inntil omdannelsen av styren er fullstendig eller nærmest fullstendig, og det er oppnådd polymerblokker med molekylvekt i området fra 10.000 til 40.000 og foretrukket i området fra 15.000 til 25.000. The reaction is allowed to continue for approximately 60 min. until the conversion of the styrene is complete or almost complete, and polymer blocks with a molecular weight in the range from 10,000 to 40,000 and preferably in the range from 15,000 to 25,000 have been obtained.

Til oppløsningen inneholdende polystyrenblokkene inneholdende metallatomet ved en ende av deres polymerkjede, idet oppløs-ningen har en temperatur på omtrent 60 til 65°C, tilsettes 1,3-butadien og i løpet av en tid på omtrent 40 min. oppnås lineære polymerer B-A, hvori "B" blokken har en molekylvekt i området fra 20.000 til 70.000 og foretrukket i området fra 40.000 til 50.000. To the solution containing the polystyrene blocks containing the metal atom at one end of their polymer chain, the solution having a temperature of approximately 60 to 65°C, 1,3-butadiene is added and over a period of approximately 40 min. linear polymers B-A are obtained, in which the "B" block has a molecular weight in the range from 20,000 to 70,000 and preferably in the range from 40,000 to 50,000.

Oppløsningen som skriver seg fra kopolymerisasjonen med butadien får stå ved en temperatur over 100°C og foretrukket i området fra 110°C til 125°C i en tid på fra 10 til 20 min. The solution resulting from the copolymerization with butadiene is allowed to stand at a temperature above 100°C and preferably in the range from 110°C to 125°C for a time of from 10 to 20 minutes.

Etter denne tidsperiode tilsettes et tetrafunksjonelt koblingsmiddel til blandingen idet dette kan da velges fra estere av alifatiske og aromatiske dikarboksylsyrer, klorderivater av alifatiske eller aromatiske hydrokarboner, klorderivater av alifatiske eller aromatiske silaner, substitu-erte umettede arener, som f.eks. divinylbenzen, videre tetraklorderivater av tinn, silisium, germanium og foretrukket SiCl4, i et molart forhold SiCl4/styren ekvivalent med det støkiometriske eller tilnærmet støkiometriske forhold. After this time period, a tetrafunctional coupling agent is added to the mixture, as this can then be selected from esters of aliphatic and aromatic dicarboxylic acids, chlorine derivatives of aliphatic or aromatic hydrocarbons, chlorine derivatives of aliphatic or aromatic silanes, substituted unsaturated arenes, such as e.g. divinylbenzene, further tetrachloro derivatives of tin, silicon, germanium and preferably SiCl4, in a molar ratio SiCl4/styrene equivalent to the stoichiometric or nearly stoichiometric ratio.

Koblingsreaksjonen gjennomføres ved en temperatur i området fra 100 til 140°C og foretrukket i området fra 110 til 125°C i en tid på fra 5 til 25 min., og utbyttet når generelt en verdi på omtrent 90%. The coupling reaction is carried out at a temperature in the range from 100 to 140°C and preferably in the range from 110 to 125°C for a time of from 5 to 25 min., and the yield generally reaches a value of approximately 90%.

Til polymerbestanddelene inneholdt i oppløsningen tilsettes en mengde på fra 1 til 1,5 vekt% av et anti-oksydasjonsmiddel og de nevnte polymerbestanddeler utvinnes fra reaksjonsblandingen ved løsningsmiddelstripping og tørking i en vakuumovn ved 60°C. An amount of from 1 to 1.5% by weight of an antioxidant is added to the polymer components contained in the solution and the aforementioned polymer components are recovered from the reaction mixture by solvent stripping and drying in a vacuum oven at 60°C.

Den således oppnådde polymerblanding kan tilsettes som sådan til de bituminøse blandinger, eller som et alternativ kan de radiale og forgrenede kopolymerer separeres fra de andre polymere bestanddeler. The polymer mixture thus obtained can be added as such to the bituminous mixtures, or as an alternative, the radial and branched copolymers can be separated from the other polymer components.

Polymerblandingen som skriver seg fra trinn (e) omfatter minst 50 vekt% og foretrukket minst 60 vekt% av de radiale og forgrenede kopolymerer, idet resten til 100% utgjøres av den lineære styrenbutadien-kopolymer, eller av polybutadien. The polymer mixture resulting from step (e) comprises at least 50% by weight and preferably at least 60% by weight of the radial and branched copolymers, with the rest being 100% of the linear styrene-butadiene copolymer, or of polybutadiene.

De radiale og forgrenede blokk-kopolymerer i samsvar med oppfinnelsen kan medføre en betraktelig forbedring i de mekaniske og teknologiske egenskaper av de bituminøse blandinger hvori de innlmmes i forhold til de tilsvarende ikke-forgrenede, radiale polymerer. The radial and branched block copolymers according to the invention can lead to a considerable improvement in the mechanical and technological properties of the bituminous mixtures in which they are incorporated compared to the corresponding non-branched, radial polymers.

Det er videre mulig å oppnå bituminøse blandinger som er gitt de samme egenskaper som oppnådd tidligere, men ved anvendelse av de nevnte kopolymerer i mengder som er mye mindre enn dem som er kjent fra tidligere teknikk. It is further possible to obtain bituminous mixtures which are given the same properties as obtained previously, but by using the aforementioned copolymers in quantities which are much smaller than those known from prior art.

Slike radiale og forgrenede blokk-kopolymerer i samsvar med oppfinnelsen kan anvendes i mengder i området fra 2 til 30 vektdeler for hver 100 vektdeler bitumen og foretrukket i området fra 8 til 13 vektdeler for hver 100 vektdeler bitumen. Such radial and branched block copolymers in accordance with the invention can be used in quantities in the range from 2 to 30 parts by weight for every 100 parts by weight of bitumen and preferably in the range from 8 to 13 parts by weight for every 100 parts by weight of bitumen.

De følgende eksempler illustrerer oppfinnelsen. The following examples illustrate the invention.

Eksempel I Example I

Til en 1 liters reaktor hvorfra fuktighet er fjernet ved hjelp av en varm nitrogenstrøm, utstyrt med røreverk, termo-meter og kjølekappe, tilføres 100 ml vannfritt cykloheksan og 15 g (0,144 mol) styren destillert over kalsiumhydrid. Cykloheksanet inneholder 0,035 g THF. 100 ml of anhydrous cyclohexane and 15 g (0.144 mol) of styrene distilled over calcium hydride are added to a 1 liter reactor from which moisture has been removed by means of a hot nitrogen stream, equipped with a stirrer, thermometer and cooling jacket. The cyclohexane contains 0.035 g of THF.

Blandingen omrøres ved 5 0°C og holdes omrørt. The mixture is stirred at 50°C and kept stirred.

0,047 g (0,73 mmol) sek-butyl-litum tilsettes som polymerisa-sjonsinitiator og reaksjonen får fortsette i 60 min. idet temperaturen holdes ved 50°C inntil styrenomdannelsen er fullstendig. 0.047 g (0.73 mmol) of sec-butyllithium is added as polymerization initiator and the reaction is allowed to continue for 60 min. the temperature being kept at 50°C until the styrene conversion is complete.

Ved slutten av denne tidsperiode tilsettes 35 g (0,648 mmol) 1,3-butadien og polymerisasjonen får fortsette i 40 min. At the end of this time period, 35 g (0.648 mmol) of 1,3-butadiene are added and the polymerization is allowed to continue for 40 min.

Slutt-temperaturen ved polymerisasjonen er 9 5°C. Blokk-kopolymeren, en levende kopolymer, som dannes, etterlates i 1 min. ved 100°C og til reaktoren tilsettes deretter 0,028 g (0,165 mmol) SiCl4. The end temperature of the polymerization is 95°C. The block copolymer, a living copolymer, which is formed, is left for 1 min. at 100°C and 0.028 g (0.165 mmol) SiCl4 is then added to the reactor.

Reaksjonen får fortsette i 15 min. ved 97°C og ved slutten av denne tidsperiode tømmes den oppnådde polymermasse ut fra reaktoren og inn i en glasskolbe inneholdende 45 g BHT og "Polygard"(fosforholdig stabiliseringsmiddel). The reaction is allowed to continue for 15 min. at 97°C and at the end of this time period, the obtained polymer mass is emptied from the reactor into a glass flask containing 45 g of BHT and "Polygard" (Phosproportional stabilizer).

Polymeroppløsningen strippes i en dampstrøm og tørkes i en vakuumovn ved 60°C i to timer. The polymer solution is stripped in a stream of steam and dried in a vacuum oven at 60°C for two hours.

Polymerblandingen ble karakterisert ved hjelp av gel-permea-sjonskromatografering og resultatene er vist i tabell I. The polymer mixture was characterized by gel permeation chromatography and the results are shown in Table I.

Mv = vektmidlere molekylvekt Mv = weight average molecular weight

Ma = antallsmidlere molekylvekt Ma = number average molecular weight

Polymerblandingen ble anvendt for fremstilling av en bitumi-nøs blanding ved innblanding av 13 deler av polymerblandingen i 100 deler bitumen (SOLEA 180/200). The polymer mixture was used to produce a bituminous mixture by mixing 13 parts of the polymer mixture into 100 parts of bitumen (SOLEA 180/200).

Egenskapen av den bituminøse blanding er gjengitt i tabell II, i samsvar med ASTM D5-65 og ASTM D36-66T standarder. The properties of the bituminous mixture are given in Table II, in accordance with ASTM D5-65 and ASTM D36-66T standards.

Eksempel II Example II

Samme mengder reaksjonskomponenter som i eks. I anvendes, men reaksjonene gjennomføres under diabatiske betingelser ved at den initiale temperatur ved styrenpolymerisasjonen er 60°C, The same amounts of reaction components as in ex. I is used, but the reactions are carried out under diabatic conditions in that the initial temperature during the styrene polymerization is 60°C,

og i løpet av en tid på 20 min. stiger reaksjonstemperaturen til 65°C hvor monomeromdanneIsen er fullstendig. and during a time of 20 min. the reaction temperature rises to 65°C where the monomer conversion is complete.

Ved slutten av kopolymerisasjonen med 1,3-butadien, stiger temperaturen pga. virkningen av den eksotermiske varmeut-vikling ved reaksjonen, til 120°C. At the end of the copolymerization with 1,3-butadiene, the temperature rises due to the effect of the exothermic heat development in the reaction, to 120°C.

Polymeroppløsningen etterlates ved slutten av reaksjonen med butadien i 15 min. ved 120°C og deretter fortsettes prosessen ved tilsetning av silisiumtetraklorid, som omhandlet i eks. I. The polymer solution is left at the end of the reaction with butadiene for 15 min. at 120°C and then the process is continued by adding silicon tetrachloride, as referred to in ex. IN.

Egenskapene av polymerblandingen er gjengitt i tabell III. The properties of the polymer mixture are given in Table III.

Den oppnådde polymerblanding anvendes for fremstilling av en bituminøs blanding ved å innblande 100 deler av polymerblandingen i 100 deler bitumen (SOLEA 180/200) . The resulting polymer mixture is used to produce a bituminous mixture by mixing 100 parts of the polymer mixture into 100 parts of bitumen (SOLEA 180/200).

Egenskapene av den således oppnådde bituminøse blanding er gjengitt i tabell IV, i samsvar med ASTM D5-65 og ASTM D36-66T standarder. The properties of the thus obtained bituminous mixture are reproduced in Table IV, in accordance with ASTM D5-65 and ASTM D36-66T standards.

Claims (7)

1. Stjerneformede blokk-kopolymerer, eventuelt blandet med lineære to-blokk-kopolymerer og homopolymerer, karakterisert ved at de fremviser følgende struktur: hvori: Z står for en rest som stammer fra et tetrafunksjonelt koblingsmiddel, A står for en polystyrenblokk med molekylvekt i området 15.000 til 40.000, foretrukket fra 15.000 til 25.000, B står for en polybutadienblokk med en molekylvekt i området 20.000 til 70.000, foretrukket fra 40.000 til 50.000, og m, n, p og q er enten 1 eller null, med den betingelse at deres sum er i området fra 1 til 4, foretrukket fra 1 til 3.1. Star-shaped block copolymers, optionally mixed with linear two-block copolymers and homopolymers, characterized in that they display the following structure: wherein: Z stands for a residue originating from a tetrafunctional coupling agent, A stands for a polystyrene block with a molecular weight in the range of 15,000 to 40,000, preferably from 15,000 to 25,000, B stands for a polybutadiene block with a molecular weight in the range 20,000 to 70,000, preferably from 40,000 to 50,000, and m, n, p and q are either 1 or zero, provided that their sum is in the range from 1 to 4, preferably from 1 to 3. 2. Stjerneformede blokk-kopolymerer som angitt i krav 1, karakterisert ved at resten "Z" er silisium.2. Star-shaped block copolymers as stated in claim 1, characterized in that the residue "Z" is silicon. 3. Fremgangsmåte for fremstilling av de stjerneformede blokk-kopolymerer som er angitt i krav 1 eller 2, karakterisert ved at den omfatter følgende trinn gjennomført i den angitte rekkefølge: (a) polymerisering av styren etter teknikken med levende polymerer ved en temperatur fra 35° til 65°C under anvendelse av katalysatorer bestående av metallalkyl-eller metallaryl-forbindelser, for dannelse av en polystyrenblokk med en molekylvekt fra 10.000 til 40.000 inneholdende et metallatom som er sammenknyttet med enden av den polymere kjede A-M (hvori "M" utgjør metallet i metallalkyl- eller metallaryl-katalysatoren, og "A" er polystyrenblokken), (b) påpolymerisering av 1,3-butadien for å danne en to-blokk-kopolymer A-B-M hvori "M" er metallatomet, "A" er polystyrenblokken og "B" er polybutadienblokken med en molekylvekt på 20.000 til 70.000, (c) oppvarming av den i trinn (b) erholdte reaksjonsblanding til en temperatur over 100°C i 10 til 20 minutter, for erholdelse av podede og metallholdige strukturer med formel hvori A, B og M har den ovennevnte betydning, (d) kobling av de i trinn (c) dannede metallholdige strukturer ved hjelp av et tetrafunksjonelt koblingsmiddel, (e) isolering av de polymerer som stammer fra koblingsreaksjonen i trinn (d), og eventuelt f) fraskilling av de stjerneformede blokk-kopolymerer fra de i trinn (e) erholdte polymerer.3. Process for the production of the star-shaped block copolymers specified in claim 1 or 2, characterized in that it comprises the following steps carried out in the specified order: (a) polymerization of the styrene according to the technique with living polymers at a temperature from 35° to 65°C using catalysts consisting of metal alkyl or metal aryl compounds, to form a polystyrene block with a molecular weight from 10,000 to 40,000 containing a metal atom linked to the end of the polymeric chain A-M (where "M" is the metal in the metalalkyl or metalaryl catalyst, and "A" is the polystyrene block), (b) polymerization of 1,3-butadiene to form a diblock copolymer A-B-M wherein "M" is the metal atom, "A" is the polystyrene block, and "B " is the polybutadiene block having a molecular weight of 20,000 to 70,000, (c) heating the reaction mixture obtained in step (b) to a temperature above 100°C for 10 to 20 minutes, to obtain grafted and metal-containing e structures with formula wherein A, B and M have the above meaning, (d) coupling the metal-containing structures formed in step (c) by means of a tetrafunctional coupling agent, (e) isolating the polymers resulting from the coupling reaction in step (d), and optionally f) separation of the star-shaped block copolymers from the polymers obtained in step (e). 4. Fremgangsmåte som angitt i krav 3, karakterisert ved ati trinn (c) foretas oppvarmingen ved temperatur 110° til 125°C.4. Method as stated in claim 3, characterized by ati step (c), the heating is carried out at a temperature of 110° to 125°C. 5. Fremgangsmåte som angitt i krav 3, karakterisert ved at det i trinn (d) anvendte tetrafunksjonelle koblingsmiddel velges blant estere av alifatiske og aromatiske dikarbonsyrer, klorderivater av alifatiske eller aromatiske hydrokarboner, klorderivater av alifatiske eller aromatiske silaner, dobbelt etylenumettede aromater, og tetraklorderivater av tinn, silisium og germanium.5. Method as stated in claim 3, characterized in that the tetrafunctional coupling agent used in step (d) is selected from esters of aliphatic and aromatic dicarboxylic acids, chlorine derivatives of aliphatic or aromatic hydrocarbons, chlorine derivatives of aliphatic or aromatic silanes, doubly ethylenically unsaturated aromatics, and tetrachloro derivatives of tin, silicon and germanium. 6. Fremgangsmåte som angitt i krav 5, karakterisert ved at det som tetrafunksjonelt koblingsmiddel anvendes SiCl4.6. Method as stated in claim 5, characterized in that SiCl4 is used as tetrafunctional coupling agent. 7. Anvendelse av de sterneformede blokk-kopolymerer som angitt i krav 1 eller 2 i en mengde på 2 til 30 vektdeler, foretrukket 8 til 13 vektdeler pr 100 vektdeler bitumen for å forbedre de mekaniske egenskaper av bitumenblandinger.7. Use of the star-shaped block copolymers as stated in claim 1 or 2 in an amount of 2 to 30 parts by weight, preferably 8 to 13 parts by weight per 100 parts by weight of bitumen to improve the mechanical properties of bitumen mixtures.
NO874926A 1986-12-01 1987-11-26 STAR-BLOCKED COPOLYMERS, THE PROCEDURES FOR THE PREPARATION AND THEIR USE IN BITUMEN MIXTURES NO169445C (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
IT22519/86A IT1198213B (en) 1986-12-01 1986-12-01 COPOLYMERS WITH RADIAL AND BRANCHED BLOCKS, COMPOSITIONS THAT CONTAIN THEM, THEIR PREPARATION AND THEIR USE IN BITUMINOUS COMPOSITIONS

Publications (4)

Publication Number Publication Date
NO874926D0 NO874926D0 (en) 1987-11-26
NO874926L NO874926L (en) 1988-06-02
NO169445B true NO169445B (en) 1992-03-16
NO169445C NO169445C (en) 1992-06-24

Family

ID=11197354

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO874926A NO169445C (en) 1986-12-01 1987-11-26 STAR-BLOCKED COPOLYMERS, THE PROCEDURES FOR THE PREPARATION AND THEIR USE IN BITUMEN MIXTURES

Country Status (22)

Country Link
JP (1) JP2613780B2 (en)
CN (1) CN1011972B (en)
AR (1) AR246102A1 (en)
AT (1) AT395158B (en)
BE (1) BE1001232A3 (en)
BR (1) BR8706622A (en)
CA (1) CA1318736C (en)
CH (1) CH679046A5 (en)
DE (1) DE3740724A1 (en)
DK (1) DK627487A (en)
ES (1) ES2010737A6 (en)
FR (1) FR2607510B1 (en)
GB (1) GB2198137B (en)
IT (1) IT1198213B (en)
LU (1) LU87057A1 (en)
NL (1) NL8702886A (en)
NO (1) NO169445C (en)
PT (1) PT86239B (en)
SE (1) SE468394B (en)
TR (1) TR23243A (en)
YU (1) YU46089B (en)
ZA (1) ZA878578B (en)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4877836A (en) * 1988-05-24 1989-10-31 Shell Oil Company Viscosity index improver and composition containing same
TW379243B (en) * 1995-09-13 2000-01-11 Shell Int Research Bituminous composition
US5718752A (en) * 1995-10-24 1998-02-17 Shell Oil Company Asphalt composition with improved processability
EP3585837B1 (en) * 2017-02-21 2020-11-18 INEOS Styrolution Group GmbH Intrinsically non-blocking shrink sleeve material
CN114057966A (en) * 2020-08-03 2022-02-18 中国石油天然气股份有限公司 Block copolymer elastomer, preparation method thereof and modified asphalt

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BE853210A (en) * 1977-04-04 1977-08-01 Labofina Sa BITUMEN-BASED COMPOSITIONS
US4163764A (en) * 1977-06-23 1979-08-07 Phillips Petroleum Company Coupled block copolymers with improved tack for adhesives
GB2010289B (en) * 1977-09-13 1982-05-19 Permanite Ltd Polymer bitumen
EP0045816A1 (en) * 1979-05-04 1982-02-17 Phillips Petroleum Company Copolymer of alpha-methylstyrene and diene and process for making same
DE3032832A1 (en) * 1980-08-30 1982-04-22 Basf Ag, 6700 Ludwigshafen METHOD FOR PRODUCING BRANCHED BLOCK COPOLYMERS, USE THEREOF AND MOLDED PARTS THEREOF
US4346193A (en) * 1981-05-04 1982-08-24 Atlantic Richfield Company Continuous process for making star-block copolymers
JPS5823850A (en) * 1981-08-04 1983-02-12 Asahi Chem Ind Co Ltd Polyamide composition having impact resistance
US4444953A (en) * 1981-11-12 1984-04-24 Shell Oil Company Assymetric block copolymers and corresponding adhesive formulations
US4485210A (en) * 1983-04-06 1984-11-27 Atlantic Richfield Company Process for the continuous production of star-block copolymers of a monovinyl aromatic monomer and a conjugated diene
JPS61171714A (en) * 1984-07-23 1986-08-02 Japan Synthetic Rubber Co Ltd Block copolymer and pressure-sensitive adhesive composition thereof

Also Published As

Publication number Publication date
CN1011972B (en) 1991-03-13
DK627487D0 (en) 1987-11-30
ES2010737A6 (en) 1989-12-01
GB2198137B (en) 1990-11-14
CN87108076A (en) 1988-08-10
TR23243A (en) 1989-07-21
LU87057A1 (en) 1988-06-13
NO169445C (en) 1992-06-24
YU213487A (en) 1988-12-31
NO874926D0 (en) 1987-11-26
GB8727473D0 (en) 1987-12-23
JP2613780B2 (en) 1997-05-28
JPS63154715A (en) 1988-06-28
DK627487A (en) 1988-06-02
SE8704590L (en) 1988-06-02
DE3740724C2 (en) 1993-03-18
YU46089B (en) 1992-12-21
IT1198213B (en) 1988-12-21
FR2607510A1 (en) 1988-06-03
ZA878578B (en) 1988-05-09
PT86239B (en) 1990-11-07
NL8702886A (en) 1988-07-01
AT395158B (en) 1992-10-12
IT8622519A0 (en) 1986-12-01
CA1318736C (en) 1993-06-01
BE1001232A3 (en) 1989-08-29
DE3740724A1 (en) 1988-06-09
NO874926L (en) 1988-06-02
AR246102A1 (en) 1994-03-30
ATA314487A (en) 1992-02-15
CH679046A5 (en) 1991-12-13
SE8704590D0 (en) 1987-11-20
GB2198137A (en) 1988-06-08
FR2607510B1 (en) 1990-02-23
PT86239A (en) 1987-12-01
SE468394B (en) 1993-01-11
IT8622519A1 (en) 1988-06-01
BR8706622A (en) 1988-07-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5272214A (en) Radial and branched block copolymers, compositions which contain them, their preparation and their use in bituminous compositions
EP0212693B1 (en) Method for coupling polymers obtained by the anionic polymerization of dienic and/or vinylaromatic monomers
JPH04224805A (en) Manufacture of elastomeric polymer provided with functionality
JPS6355529B2 (en)
US4182818A (en) Polyfunctional lithium containing initiator
US5877336A (en) Synthesis of tributyltin lithium
US5276095A (en) Star block copolymers of vinyl aromatic hydrocarbons and polydimethylsiloxane and method of synthesis
JPH0352487B2 (en)
US4196153A (en) Polyfunctional lithium containing initiator
NO169445B (en) STAR-BLOCKED COPOLYMERS, THE PROCEDURES FOR THE PREPARATION AND THEIR USE IN BITUMEN MIXTURES
JPS58215407A (en) Coupling method
US4960831A (en) Block copolymer grafting process
JP3877836B2 (en) Anionic copolymerization of conjugated dienes and vinylarene in the presence of alkyl ethers of tetrahydropyranylmethanol.
JP3427852B2 (en) Method for decolorizing grafted block copolymers
JPH05155917A (en) Branched hydrogenated block copolymer and its manufacture and use
JPH052685B2 (en)
US3819767A (en) Process for producing block copolymer
KR100208316B1 (en) Improved cyclic conjugated diene polymer and process for producing the same
US5397841A (en) Grafted polymers having reactive groups at the base
JP3378605B2 (en) Method for producing polymer
EP0135168B1 (en) A process for preparation of copolymers of isopropenyl aromatic monomer and vinyl aromatic monomer
JPH0446966B2 (en)
JPH03134008A (en) Starlike branched copolymer, hydrogenated product thereof, and coupling agent for living polymer therefrom
JPH09132647A (en) Production of graft polymer
JPS60243110A (en) Coupling agent for living polymer and terminal modification of living macroanion