Opis patentowy opublikowano: 10.01.1983 114268 CZY ItLNIA Urredu Patentowego PsIn< Int. Cl.2 C08L 95/00 Twórca wynalazku: Upiraitfiiioiiy z patentu: Riitgefswerke Aktiengesellschaft, Frankfurt n/Menem (Republika Federalna Niemiec) Srodek wiazacy Wynalazek dotyczy srodka wiazacego z bitumów z ropy naftowej i uplastycznionego paku smolowe¬ go z wegla kamiennego.Taki srodek wiazacy moze byc zastosowany np. do budowy dróg, przez co umozliwia sie wytwarza¬ nie gietkich powlok dróg z lepsza wytrzymaloscia na odksztalcenie.Z opisu patentowego RFN nr 1 009 338 jest zna¬ ne zastosowanie produktu paku plastycznego, o temperaturze mieknienia, ponizej okolo 40°C, skla¬ dajacego sie z mieszanki paku smolowego z wegla kamiennego o temperaturze mieknienia 60°C do 80°C z frakcjami oleju smolowego, skladajacych sie z czteropierscieniowych aromatów lub zawie¬ rajacych je w wiekszej ilosci, do mieszania z bi¬ tumem z ropy naftowej (destylowanymi bitumami) do wytwarzania srodków wiazacych, np. do budo¬ wy dróg. Olej smolowy powinien byc uwolniony z materialów, które wytracaja sie krystalicznie po zmieszaniu z pakiem smolowym z wegla kamien¬ nego.W sposób nieoczekiwany okazalo sie, ze prosto wykrystalizowane materialy z wysokowrzacych frakcji oleju smolowego sa szczególnie korzystne do wytwarzania srodka wiazacego wedlug wyna¬ lazku. W obecnosci wykrystalizowanego materialu w skladniku paku, przy jego zmieszaniu z bituma¬ mi z ropy naftowej otrzymuje sie srodek wiazacy np. do budowy dróg, który w porównaniu do srod¬ ka wiazacego wedlug opisu patentowego RFN nr 1 009 338 ma lepsze wlasciwosci (patrz przyklad 6).Srodek wiazacy wedlug wynalazku zawierajacy 80 do 65 czesci wagowych bitumów z ropy naftowej o sredniej penetracji 10—50 i 20 do 35 czesci wago- s wych uplastycznionego paku smolowego z wegla kamiennego, charakteryzuje sie tym, ze uplastycz¬ niony pak smolowy sklada sie z 50 do 80% paku smolowego z wegla kamiennego o temperaturze mieknienia 40° do 75°C i 50 do 20% frakcji smoly io z wegla kamiennego, wrzacej miedzy 350° i 450°C i poczatku krystalizacji 70°C.Mieszanina bitumu z uplastycznionym pakiem smolowym z wegla kamiennego, która sklada sie np. z 65% paku smolowego z wegla kamiennego o tem- 15 peraturze mieknienia 67°C (Kra-mer-Sarnow) i 35% bogato krystalicznej frakcji smoly Weglowej z wegla kamieriego, wrzacej przewaznie miedzy 350°C i 450°C, oraz bitumu z ropy naftowej B25, w Sto¬ sunku 30% uplastycznionego paku do 70°/* bitumu, 20 ma w zakresie temperatur 120°C do 200°C nieznacz¬ na lepkosc, jak bitum B65.Pod pojeciem „bogato krystaliczna frakcja smoly weglowej z wegla kamiennego" rozumie sie w ra¬ mach wynalazku taka frakcje, której poczatek kry- 25 stalizacji lezy przy 70°C i wyzej. Pod pojeciem „wrzacej przewaznie miedzy 350°C i 45Ó°C" rozu¬ mie sie, ze wieksza jej ilosc (tzn. co najmniej 60%) wrze pomiedzy 340° i 450°C. Rodzaje bitumów B15, B25, B45 i B65 przytoczone dalej w przykladach m odnosza sie do specyfikacji bitumów z ropy nafto- 114 268114 268 wej wedlug DIN 1995, które okresla sie wedlug ich sredniej penetracji w temperaturze 25°C, pod ob¬ ciazeniem standardowego stozka 100 g w czasie 5 sek na 1/10 mm. Srednia penetracja 10—50 odpowiada rodzajowi bitumu B15, B25 i B45 wedlug „Ulmann Encyklopedia Chemii Technicznej" Verlag Chemie, Weinheim 1974, Tom 8, strony 529—531). Jak wyni¬ ka z zakresu od 100°C w dól krzywa lepkosci mie¬ szaniny bitum-pak, wedlug wynalazku, zbliza sie do krzywej lepkosci bitumu B65 (porównaj arkusz krzywych: A-krzywa lepkosci mieszaniny bitum/ /pak wedlug wynalazku, B-krzywa lepkosci bitumu B65, (0° oznacza stopien Cejsjusza, v — oznacza temperature, r\ — oznacza lepkosc). Przy 75°C krzy¬ wa lepkosci A przecina krzywa B, to znaczy, ze po¬ wyzej tej temperatury mieszanina wedlug wyna¬ lazku twardnieje i przez to trwalosc odksztalcenia jest taka, jak wspomnianych czystych rodzajów bi¬ tumów, chociaz przy wyzszych temperaturach prze¬ twarzania lepkosc lezy nizej, co dodatkowo ozna¬ cza jeszcze, ze jest ulatwiona budowa dróg-. (Bi¬ tum B65 jest dlatego powolany do porównania, po¬ niewaz jest stosowany do nawierzchni, które sa przeznaczone do wysokich obciazen ruchu). Miesza¬ nina wedlug wynalazku jest równomierna w wy¬ gladzie zewnetrznym i obrazie mikroskopowym.Przy przenikaniu 40 na 1/40 mm) temperatura mieknienia wynosi 40°C (KrSmer-Sarnow) i 54°C (pierscien i kula), temperatura lamliwosci wedlug Frasas'a lezy ponizej —8°C.Aby otrzymac dobre wymieszanie skladników (równomierny podzial w obrazie mikroskopowym), ilosc wieloczasteczkowych uplastycznionych paków smolowych z wegla kamiennego, nierozpuszczal¬ nych w toluenie, korzystnie nie powinna przekra¬ czac 12%. Odpowiednio do tego nadaja sie do wy¬ twarzania mieszaniny srodka wiazacego takze paki smolowe z peczniejacego lub zgazowanego wegla kamiennego lub wegla brunatnego o nieznacznej zawartosci czesci skladowych wieloczasteczkowych oraz paków z ekstrakcji wegla. Stosowany bitum B25, dla uzyskania dobrej mieszalnosci na mozliwie wysoka aromatycznosc, osiagnieta przez zawartosc asfaltu, korzystnie co najmniej 20%.Jezeli z mieszaniny wedlug wynalazku, sklada¬ jacej sie z uplastycznionego paku smolowego z we¬ gla kamiennego i bitumu z ropy naftowej jako srodka wiazacego, wytworzy sie material przezna¬ czony do mieszania z asfaltobetonem dla budowy dróg, to material ten odznacza sie wysoka stabili¬ zacja wedlug MarshalTa, taka sama gdy stosuje sie czysty ibituin z ropy naftowej B65 jako srodek wia¬ zacy (porównaj przyklad 5). To jest umozliwione przez to, ze warstwa nawierzchni drogi zbudowa¬ na z materialu zmieszanego z mieszanina, wedlug wynalazku, jako srodkiem wiazacym, przeciwsta¬ wia sie duzemu obciazeniu ruchu wyzsza odpor¬ noscia odksztalcenia niz tradycyjna warstwa na¬ wierzchniowa.Nastepujace przyklady ilustruja postacie wyko¬ nania wynalazku, (podane czesci sa zawsze w pro¬ centach wagowych).Przyklad I. 14 czesci paku smolowego z we¬ gla kamiennego o temperaturze mieknienia 75°C 15 (Kramer-Sarnow) i 14 czesci frakcji destylowanej bezposrednio ze smoly z wegla kamiennego (temp. wrzenia 350 do 450°C i poczatek krystalizacji przy 73°C (miesza sie z doprowadzeniem ciepla podczas 5 mieszania lub przepompowywania. Mieszanina ma temperature mieknienia przy 32°C (Kramer-Sar¬ now). Do mieszaniny doprowadza sie 72 czesci bi¬ tumu B25 o zawartosci asfaltów wynoszacych 25%.Mieszanina bitum—pak wykazuje przenikanie 40. 10 Mieszanina moze byc korzystnie zastosowana jako srodek wiazacy do budowy dróg.Przyklad II. Jak w przykladzie I miesza sie 15 czesci paku smolowego z wegla kamiennego o temperaturze mieknienia 40°C (Kramer-Starnow) z 15 czesciami frakcji destylowanego paku, pocho¬ dzacego z wytwarzanego paku twardego. Tempera¬ tura mieknienia mieszaniny 36°C (Kramer-Sarnow).Do tego dodaje sie 70 czesci bitumu B25. Mieszani¬ na bitum—pak ma przenikanie 40. 20 Przyklad III. Jak w przykladzie I miesza sie 24 czesci paku smolowego z wegla kamiennego o temperaturze mieknienia 40°C (Kramer-Sarnow) z 6 czesciami pozostalosci z uzyskiwanego antra- 25 cenu (po oddzieleniu destylowanego fenantrenu i antracenu z surowego antracenu).. Temperatura mieknienia 30°C (Kramer-Sarnow). Do tego do¬ daje sie 70 czesci bitumu B25. Mieszanina bitum— pak ma przenikanie 45.M Przyklad IV. Jak w przykladzie I miesza sie 20 czesci paku smolowego z wegla kamiennego o temperaturze mieknienia 68°C (Kramer-Sarnow) z 10 czesciami frakcji, destylowanej bezposrednio ze smoly z wegla kamiennego (por. przyklad I).M Temperatura mieknienia mieszaniny 40°C (Kra¬ mer-Sarnow). Do tego dodaje sie 70 czesci bitumu B45. Mieszanina bitum-pak ma przenikanie 45.Przyklad V: a) Z nastepujacej mieszaniny 40 mineralów: 15% wagowych zwiru bazaltowego 15% wagowych zwiru bazaltowego 18% wagowych zwiru bazaltowego 22% wagowych mialu kamiennego morenowego 23% wagowych piasku nadrenskiego 9% wagowych mialu wapiennego 50 100% wagowych mieszaniny mineralów i 6,6 czesci wagowych (na 100 czesci wagowych mie¬ szaniny mineralów) mieszaniny srodka wiazacego z przykladu I otrzymuje sie mieszanine asfaltobe¬ tonu, osiagajaca wtedy wedlug DIN 1996 stabiliza- 55 cje wedlug Marshaira 1270 kp przy wartosci ply¬ niecia 49. b) Z takiej samej mieszaniny mineralów z 6,9 czesci wagowych równomiernej mieszaniny srodka _ wiazacego, otrzymuje sie mieszanine, która osiaga stabilizacje wedlug Marshaira 1100 kp przy warto¬ sci plyniecia 51. c) Natomiast z takiej samej mieszaniny minera¬ lów i 6,6 czesci wagowych bitumu B65 otrzymuje 65 sie mieszanine, która wtedy osiaga stabilizacje 45 8/11 5/8 2/5 0/3 0/3 mm mm mm mm mm114 268 wedlug Marshaira 850 kp przy wartosci plyniecia 49. 6,9 czesci wagowych mieszaniny srodka wiazace¬ go z przykladu I — jak przedstawiono wyzej pod b) i 6,6 czesci wagowych bitumu B65 odpowiada, uwzgledniajac rózne gestosci, jednakowym czesciom objetosciowym.Przyklad VI (porównanie). Postepuje sie jak w przykladzie V z ta róznica, ze stosuje sie znany srodek wiazacy wedlug przykladów 1 i 2 z opisu patentowego RFN nr 1009 338. Stabilizacja wedlug Marshaira otrzymanego materialu podda¬ wanego zmieszaniu nie przekracza 900 kp. 10 6 PL PL PL PL PL PL