PL187336B1 - Kompozycja bitumiczna stabilizowana polimerem - Google Patents
Kompozycja bitumiczna stabilizowana polimeremInfo
- Publication number
- PL187336B1 PL187336B1 PL97328083A PL32808397A PL187336B1 PL 187336 B1 PL187336 B1 PL 187336B1 PL 97328083 A PL97328083 A PL 97328083A PL 32808397 A PL32808397 A PL 32808397A PL 187336 B1 PL187336 B1 PL 187336B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- phase
- bituminous
- macromolecular material
- dispersed
- particles
- Prior art date
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 60
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 title claims abstract description 27
- 229920002521 macromolecule Polymers 0.000 title description 19
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 72
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 54
- 229920000098 polyolefin Polymers 0.000 claims abstract description 54
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 claims abstract description 26
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims abstract description 8
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 claims abstract description 8
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims abstract description 5
- 239000010426 asphalt Substances 0.000 claims description 111
- 230000003993 interaction Effects 0.000 claims description 41
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 claims description 38
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 38
- 239000005060 rubber Substances 0.000 claims description 34
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims description 23
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 17
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 claims description 14
- 238000005189 flocculation Methods 0.000 claims description 13
- 230000016615 flocculation Effects 0.000 claims description 13
- 238000004581 coalescence Methods 0.000 claims description 12
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 claims description 10
- 238000005381 potential energy Methods 0.000 claims description 10
- KAKZBPTYRLMSJV-UHFFFAOYSA-N Butadiene Chemical compound C=CC=C KAKZBPTYRLMSJV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 9
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 claims description 9
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 claims description 7
- 229920001519 homopolymer Polymers 0.000 claims description 6
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 6
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 6
- 239000000806 elastomer Substances 0.000 claims description 3
- 229920002587 poly(1,3-butadiene) polymer Polymers 0.000 claims description 2
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 70
- -1 polyethylene Polymers 0.000 description 34
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 33
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 32
- 229920000468 styrene butadiene styrene block copolymer Polymers 0.000 description 14
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 10
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 9
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 8
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 8
- 229920000092 linear low density polyethylene Polymers 0.000 description 6
- 239000004707 linear low-density polyethylene Substances 0.000 description 6
- 239000010692 aromatic oil Substances 0.000 description 5
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 5
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 5
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 5
- PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N Styrene Natural products C=CC1=CC=CC=C1 PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 4
- 238000005191 phase separation Methods 0.000 description 4
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 3
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 3
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 3
- 229920002857 polybutadiene Polymers 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004971 Cross linker Substances 0.000 description 2
- 239000005062 Polybutadiene Substances 0.000 description 2
- 239000002174 Styrene-butadiene Substances 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- 238000013019 agitation Methods 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- FACXGONDLDSNOE-UHFFFAOYSA-N buta-1,3-diene;styrene Chemical compound C=CC=C.C=CC1=CC=CC=C1.C=CC1=CC=CC=C1 FACXGONDLDSNOE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- 238000001246 colloidal dispersion Methods 0.000 description 2
- 239000004035 construction material Substances 0.000 description 2
- 229920001198 elastomeric copolymer Polymers 0.000 description 2
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 2
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 2
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 229920001194 natural rubber Polymers 0.000 description 2
- 239000011236 particulate material Substances 0.000 description 2
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 239000000565 sealant Substances 0.000 description 2
- 239000004071 soot Substances 0.000 description 2
- 238000013112 stability test Methods 0.000 description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 2
- 229920003048 styrene butadiene rubber Polymers 0.000 description 2
- 229920013645 Europrene Polymers 0.000 description 1
- 244000043261 Hevea brasiliensis Species 0.000 description 1
- 229920000459 Nitrile rubber Polymers 0.000 description 1
- 229920002522 Wood fibre Polymers 0.000 description 1
- 239000010425 asbestos Substances 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 229920001400 block copolymer Polymers 0.000 description 1
- MTAZNLWOLGHBHU-UHFFFAOYSA-N butadiene-styrene rubber Chemical compound C=CC=C.C=CC1=CC=CC=C1 MTAZNLWOLGHBHU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000004649 carbonic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 239000007822 coupling agent Substances 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 1
- 239000003431 cross linking reagent Substances 0.000 description 1
- 230000000779 depleting effect Effects 0.000 description 1
- 150000001993 dienes Chemical class 0.000 description 1
- 239000004815 dispersion polymer Substances 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 239000003063 flame retardant Substances 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 229920001903 high density polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 230000003301 hydrolyzing effect Effects 0.000 description 1
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 229920001684 low density polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 239000010445 mica Substances 0.000 description 1
- 229910052618 mica group Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920003052 natural elastomer Polymers 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005453 pelletization Methods 0.000 description 1
- 150000002978 peroxides Chemical class 0.000 description 1
- 238000005504 petroleum refining Methods 0.000 description 1
- 239000000049 pigment Substances 0.000 description 1
- 239000011295 pitch Substances 0.000 description 1
- 229920002959 polymer blend Polymers 0.000 description 1
- 238000004382 potting Methods 0.000 description 1
- 229920001384 propylene homopolymer Polymers 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 238000010298 pulverizing process Methods 0.000 description 1
- 229920005604 random copolymer Polymers 0.000 description 1
- 238000003303 reheating Methods 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229910052895 riebeckite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 1
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 1
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 1
- 239000011115 styrene butadiene Substances 0.000 description 1
- 150000003467 sulfuric acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 239000011269 tar Substances 0.000 description 1
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 description 1
- 239000004416 thermosoftening plastic Substances 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
- 239000001993 wax Substances 0.000 description 1
- 239000002025 wood fiber Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L95/00—Compositions of bituminous materials, e.g. asphalt, tar, pitch
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Polishing Bodies And Polishing Tools (AREA)
- Working-Up Tar And Pitch (AREA)
- Processes Of Treating Macromolecular Substances (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
Abstract
1. Kompozycja bitumiczna stabilizowana polimerem wedlug mechanizmu stabili- zacji zubozonej, zawierajaca: ciagla faze bitumiczna, zdyspergowana faze poliolefiny w postaci czastek, znamienna tym, ze zawiera material makroczasteczkowy rozpusz- czony w fazie bitumicznej i stabilizujacy rozproszona faze poliolefiny przed jej wydzie- leniem sie z fazy bitumicznej. PL PL PL
Description
Wynalazek dotyczy kompozycji bitumicznej stabilizowanej polimerem wytwarzanej na drodze stabilizacji nierozpuszczalnych materiałów w postaci cząstek w fazach ciekłych, zwłaszcza stabilizacji dyspersji polimerów olefinowych, zwłaszcza polietylenu w bitumie.
Wiadomo, ze pewne charakterystyki bitumów można poprawić na drodze modyfikacji przez dodanie materiałów polimerycznych. Tak np. w europejskiej publikacji patentowej nr 317 025 dla Shell Internationale Research Maatschappij EV, ujawniono kompozycję bitumiczną do zastosowań w nawierzchniach dróg, zawierającą asymetryczny promieniowy kopolimer blokowy, o zwiększonej odporności na obciążenia dynamiczne i wytrzymałości na rozciąganie. W publikacji PCT nr WO 90/02776 dla Societe Nationale Elf Aquitaine, ujawniono bitumy modyfikowane kopolimerem styrenu ze sprzężonym dienem i środkiem sprzęgającym takim jak siarka. _
Do właściwości kompozycji bitumicznej, które potencjalnie można poprawić w wyniku zdyspergowania materiałów polimerycznych, zwłaszcza w drogownictwie, należy odporność na powstawanie kolein, zwiększona odporność na pękanie w niskiej temperaturze, lepsza przyczepność do nawierzchni, lepsza adhezja/kohezja, zwiększona wytrzymałość na rozciąganie, oraz inne korzyści. Jednakże problemem często występującym w przypadku mieszanek bitum-polimer jest niemieszalność bitumu ze składnikami polimerowymi. Bitumy i większość polimerów, zwłaszcza poliolefin takich jak polietylen, nie mieszają się łatwo ze sobą w stanie innym niż w stopie. Występuje skłonność rozproszonego stopionego polimeru do szybkiej aglomeracji i koalescencji, tak że nie pozostają one w stanie rozproszonym, gdy przerwie się mieszanie kompozycji bitumicznej Gdy taki rozdział faz już wystąpi, traci się możliwość poprawy właściwości.
W opisach patentowych Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 5 280 064 i 5 494 966, których twórcą jest również twórca niniejszego wynalazku, ujawniono steryczną stabilizację polietylenu i innych poliolefin w bitumie poprzez tworzenie wiązań pomiędzy polietylenem z grupami funkcyjnymi i polibutadienem z grupami funkcyjnymi w celu uzyskania stabilnych dyspersji polietylenu w bitumie.
W polskim opisie patentowym Nr 178 108 (odpowiadającym europejskiemu opisowi patentowemu nr EP 069 2001) opisano stabilizowanie zdyspergowanej fazy poliolefinowej w postaci cząsteczek w celu uniknięcia wydzielenia jej z fazy bitumicznej na drodze sterycznej stabilizacji przy użyciu cząstki sterycznego stabilizatora zawierającego kompatybilny z bitumem polimer połączony z poliolefiną przyłączoną ze zdyspergowaną poliolefmą (steryczna stabilizacja).
Nieoczekiwanie okazało się, że poliolefmową fazę w postaci cząstek, która normalnie nie miesza się z bitumem i wykazuje skłonność do wydzielania się z gorącego, ciekłego bitumu po zastosowaniu mieszania, można stabilnie zdyspergować w bitumie stosując materiał makrocząsteczkowy dobrze rozpuszczalny i/lub oddziaływujący z ośrodkiem bitumicznym, z udziałem lub bez dodatkowych reagentów, takich jak siarka lub inne środki sieciujące.
Według wynalazku dzięki zastosowaniu materiału makrocząsteczkowego osiąga się stabilizację zdyspergowanej fazy bez wytwarzania wiązań chemicznych.
Kompozycja bitumiczna stabilizowana polimerem według mechanizmu stabilizacji zubożonej, zawierająca: ciągłą fazę bitumiczną, zdyspergowaną fazę poliolefiny w postaci cząstek, według wynalazku zawiera materiał makrocząsteczkowy rozpuszczony w fazie bitumicznej i stabilizujący rozproszoną fazę poliolefiny przed jej wydzieleniem się z fazy bitumicznej.
Kompozycja według wynalazku korzystnie zawiera materiał makrocząsteczkowy, którego oddziaływania z bitumem są silniejsze niż oddziaływania w fazie bitumicznej, przy czym
187 336 materiał makrocząsteczkowy korzystnie usieciowany jest z bitumem, a korzystniej zawiera materiał makrocząsteczkowy usieciowany przy pomocy siarki.
Najkorzystniej kompozycja według wynalazku zawiera materiał makrocząsteczkowy rozpuszczony w fazie bitumicznej, z wytworzeniem bariery energii potencjalnej dla koalescencji i flokulacji fazy rozproszonej.
W innej postaci wynalazku kompozycja bitumiczna, zawierająca: ciągłą fazę bitumiczną, zdyspergowaną fazę poliolefiny w postaci cząstek zawiera materiał makrocząsteczkowy rozpuszczony w fazie bitumicznej i stabilizujący rozproszoną fazę poliolefiny przed wydzieleniem się jej z fazy bitumicznej, bez chemicznego wiązania lub fizycznych połączeń pomiędzy materiałem makrocząsteczkowym i poliolefiną w postaci cząstek.
W dalszej postaci wynalazku kompozycja bitumiczna, zawierająca: ciągłą fazę bitumiczną, zdyspergowaną fazę poliolefiny w postaci cząstek zawiera materiał makrocząsteczkowy rozpuszczony w fazie bitumicznej i zapewniający barierę energii potencjalnej dla koalescencji i flokulacji zdyspergowanej fazy polimeru utrzymując stabilną dyspersję rozproszonej fazy polimeru w fazie bitumicznej.
W tym przypadku kompozycja według wynalazku zawiera materiał makrocząsteczkowy rozpuszczający barierę energii potencjalnej dla koalescencji i flokulacji na drodze:
i) oddziaływania pomiędzy makrocząsteczkowymi cząsteczkami w materiale makrocząsteczkowym i fazą bitumiczną silniejszego niż oddziaływania pomiędzy makrocząsteczkowymi cząsteczkami, oraz ii) oddziaływania pomiędzy makrocząsteczkowymi cząsteczkami w materiale makrocząsteczkowym i fazą bitumiczną silniejszego niż oddziaływania w fazie bitumicznej.
W następnej postaci wynalazku kompozycja bitumiczna, zawierająca ciągłą fazę bitumiczną, zdyspergowaną fazę poliolefiny w postaci cząstek zawiera materiał makrocząsteczkowy rozpuszczony w fazie bitumicznej, w której
i) oddziaływania pomiędzy makrocząsteczkowymi cząsteczkami w materiale makrocząsteczkowym i fazą bitumiczną są silniejsze niż oddziaływania pomiędzy makrocząsteczkowymi cząsteczkami, oraz ii) oddziaływania pomiędzy makrocząsteczkowymi cząsteczkami w materiale makrocząsteczkowym i fazą bitumiczną są silniejsze niż oddziaływania w fazie bitumicznej
W kompozycji według wynalazku korzystnie poliolefinę stanowi homopolimer lub kopolimer etylenu, a korzystniej kompozycja według wynalazku jako poliolefinę zawiera homopolimer lub kopolimer etylenu o temperaturze topnienia umożliwiającej dyspergowanie poliolefiny jako stopionych kropelek w bitumie w temperaturze około 120°C, a jako materiał makrocząsteczkowy korzystnie zawiera nienasycony polimer lub kopolimer będący elastomerem, albo jako materiał makrocząsteczkowy odwulkanizowany lub zdysocjowany wulkanizat kauczuku.
Najkorzystniej kompozycja według wynalazku zawiera jako materiał makrocząsteczkowy homopolimer butadienu lub kopolimer oparty na butadienie.
Według wynalazku makrocząsteczkowe materiały stosowane jako środki stabilizujące (stabilizatory) rozproszonej fazy polioleftnowej stanowią zasadniczo nienasycone kauczuki takie jak kopolimery styrenu .oparte na butadienie oraz guma z opon po całkowitym roztworzeniu i wprowadzeniu do bitumu.
W przeciwieństwie do stabilizowania uzyskiwanego sposobami według wspomnianych opisów patentowych Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 5 280 064 i 5 494 966, zgodnie z wynalazkiem nie ma potrzeby tworzenia wiązań chemicznych lub połączeń kotwiczących pomiędzy rozproszoną fazą w postaci cząstek i rozpuszczonymi makrocząsteczkami, aby uzyskać stabilną kompozycję bitumiczną.
W związku z tym, zgodnie z jednym aspektem przedmiotem wynalazku jest kompozycja bitumiczna zawierająca ciągłą fazę bitumu, rozproszoną fazę poliolefinową w postaci cząstek i makrocząsteczkowy materiał rozpuszczony w fazie bitumu, stabilizujący rozproszoną fazę poliolefiny przed wydzieleniem się jej z fazy bitumu, bez chemicznego wiązania lub fizycznych połączeń pomiędzy materiałem makrocząsteczkowym i poliolefiną w postaci cząstek.
187 336
W związku z tym wynalazek dostarcza układu stabilizacji rozproszonej poliolefiny w postaci cząstek w bitumie, wariantowego w stosunku do opisanej powyżej stabilizacji sterycznej.
Zasadniczo wynalazek wykorzystuje podstawowe zasady zjawiska stabilizacji zubożonej, stosowanej przede wszystkim w układach wodnych, do stabilizacji dyspersji cząstek polimeru olefinowego w bitumie. Podstawy stabilizacji zubożonej opisane są w rozdziale 17 Polymer Stabilization of Colloidal Dispersions, Donald H. Napper (1983), „Polymer Stabilization of Colloidal Dispersions”, rozdz. 17, str. 378-408, Academic, Londyn. O ile wiadomo, dotychczas nigdy nie sugerowano wykorzystania podstawowej zasady stabilizacji zubożonej do układów bitumicznych.
Jednakże wiadomo również, że badania tego zjawiska, według autorów podanego źródła, są w dalszym ciągu dalekie od jego pełnego teoretycznego zrozumienia. Z tego względu, jakkolwiek zjawisko związane z wynalazkiem, obejmujące wystarczającą zdolność rozpuszczania się (lub roztwarzania) i oddziaływania makrocząsteczek, przy pewnych poziomach obciążenia, w ośrodku bitumicznym, zapewnia stabilność rozproszonej fazy niemieszalnego polimeru, które można w pewnym stopniu opisać z wykorzystaniem podstawowej koncepcji stabilizacji zubożonej, to sposób, w jaki stabilne kompozycje według wynalazku można wytwarzać, nie powinien ograniczać się do rozwiązań wchodzących w zakres wyżej wspomnianej teorii.
W innym aspekcie przedmiotem wynalazku jest stabilizowana przez zubożenie kompozycja bitumiczna modyfikowana polimerem. Kompozycja taka zawiera ciągłą fazę bitumiczną, rozproszoną fazę poliolefiny w postaci cząstek oraz materiał makrocząsteczkowy rozpuszczony w fazie bitumicznej i stabilizujący rozproszoną fazę poliolefiny przed jej wydzieleniem się z fazy bitumicznej.
Stabilizacja układów bitumicznych zgodnie z zasadą stabilizacji zubożonej, w przypadku której stabilność fazy rozproszonej zapewniana jest przez wolny polimer, wymaga obecności rozpuszczonych makrocząsteczek (lub cząsteczek wolnego polimeru) w bitumie. Zazwyczaj w takich układach:
rozpuszczone cząsteczki składają się z segmentów polimeru, w przypadku których oddziaływanie z fazą bitumiczną jest silniejsze niż oddziaływanie pomiędzy samymi segmentami polimeru, gdyż w innym przypadku polimer nie byłby rozpuszczalny w rozpuszczalniku asfaltowym. W takiej sytuacji zazwyczaj oddziaływania pomiędzy segmentami makrocząsteczkowego polimeru i cząsteczkami asfaltu są słabsze od oddziaływań pomiędzy cząsteczkami asfaltu w fazie bitumicznej;
oddziaływanie pomiędzy segmentami makrocząsteczkowego polimeru i fazą rozproszonych cząstek jest o wiele słabsze niż odpowiednie oddziaływanie pomiędzy tymi segmentami makro cząsteczkowego polimeru i fazą bitumiczną.
Jednakże stwierdzono, ze takie układy poliolefina-asfalt są nietrwałe w postaci ciekłej i wydzielanie rozproszonej fazy w postaci cząstek następuje w czasie przechowywania w podwyższonych temperaturach, gdy przerwie się mieszanie. Ponadto w większości przypadków makrocząsteczkowe kauczuki (elastomery) nie rozpuszczają się w środku bitumicznym. Jednakże w przypadku pewnych kauczuków, zwłaszcza kauczuków nienasyconych można zapewnić mieszalność z bitumem poprawiając oddziaływanie kauczuku z cementem asfaltowym, stosując odpowiedni reagent, taki jak środek sieciujący, sposobami dobrze znanymi w przemyśle.
Z tego względu należy zmodyfikować układ w celu osiągnięcia stabilizacji przez zubożenie rozproszonej poliolefiny w bitumie. Aby osiągnąć trwałe rozproszenie, niezbędne jest, aby
- nie tylko oddziaływanie pomiędzy segmentami makrocząsteczkowego polimeru i fazą bitumiczną było silniejsze niż oddziaływanie pomiędzy samymi segmentami makrocząsteczkowego polimeru,
- ale również oddziaływanie pomiędzy segmentami makro cząsteczkowego polimeru i fazą bitumiczną było silniejsze niż oddziaływanie w fazie bitumicznej.
187 336
W podsumowaniu można stwierdzić, że aby makrocząsteczki działały jako grupy stabilizujące, korzystnie powinny one nie tylko wykazywać niezbędną rozpuszczalność w bitumie, ale również wykazywać silne oddziaływanie fizyczne lub chemiczne z matrycą bitumiczną.
W związku z tym w dodatkowym aspekcie wynalazek dotyczy kompozycji bitumicznej zawierającej ciągłą fazę bitumiczną, rozproszoną fazę poliolefiny i materiał makrocząsteczkowy rozpuszczony w fazie bitumicznej, w której
i) oddziaływania pomiędzy makrocząsteczkowymi cząsteczkami w materiale makrocząsteczkowym i fazą bitumiczną są silniejsze niż oddziaływania pomiędzy makrocząsteczkowymi cząsteczkami, oraz ii) oddziaływania pomiędzy makrocząsteczkowymi cząsteczkami w materiale makrocząsteczkowym i fazą bitumiczną są silniejsze niż oddziaływania w fazie bitumicznej.
Zapewniając spełnienie wyżej podanych kryteriów oddziaływań osiąga się dodatnią energię swobodną flokulacji układu, co zapewnia trwałe rozproszenie cząstek poliolefiny w bitumie. Flokulacja fazy rozproszonej nie jest faworyzowana termodynamicznie w takich warunkach, podobnie jak w przypadku wysokiej zdolności rozpuszczania układu i/lub silnych oddziaływań pomiędzy segmentami polimeru i cząsteczkami asfaltu; stabilizację osiąga się dzięki powstaniu bariery energii potencjalnej analogicznej do metastabilności termodynamicznej .
Zapewnienie dodatniej energii swobodnej flokukacji fazy rozproszonej w ciągłej fazie bitumicznej osiągnąć można poddając reakcji makrocząsteczki z odpowiednim reagentem, takim jak siarka lub nadtlenki, w celu chemicznego usieciowania makrocząsteczek w asfalcie, albo wprowadzając odpowiednie dodatki takie jak olej aromatyczny lub stosując dowolny inny środek zapewniający wysoki poziom zdolności rozpuszczania i oddziaływania makrocząsteczek w ośrodku asfaltowym. Zastosować można kombinacje różnych środków.
W użytym znaczeniu określenie „bitum” oznacza klasę czarnych lub ciemno zabarwionych (stałych, półstałych lub ciekłych) substancji wiążących, naturalnych lub wytwarzanych, złożonych przede wszystkim z węglowodorów o dużym ciężarze cząsteczkowym, spośród których do typowych należą asfalty, smoły, paki i asfalty. W użytym znaczeniu określenie „asfalt” oznacza ciemny materiał wiążący o barwie od brązowej do czarnej, o konsystencji stałej lub półstałej, którego podstawowymi składnikami są bitumy, występujący w przyrodzie jako takie lub uzyskiwany jako pozostałość przy rafinacji ropy naftowej.
Opisane modyfikowane kompozycje bitumiczne zawierają ciągłą fazę bitumu, w którym rozpuszczone są segmenty makrocząsteczkowego polimeru, oraz odrębną rozproszoną fazę poliolefmową w postaci stałych cząstek lub kropelek cieczy, w zależności od charakteru polimeru i temperatury kompozycji.
Składnik poliolefinowy kompozycji bitumicznej może stanowić dowolna poliolefina, która daje się stopić lub rozdrobnić na cząstki do zdyspergowania w bitumie i która nadaje kompozycji przydatne właściwości. Ogólnie taki składnik polimeryczny stanowią homopolimery i kopolimery etylenu i propylenu, zwłaszcza homopolimery i kopolimery etylenu.
Praktycznie dowolny gatunek polimeru lub kopolimeru polietylenowego można zastosować w celu uzyskania rozproszonego składnika polimerycznego kompozycji bitumicznej. Jedną z zalet uzyskiwanych dzięki wynalazkowi w odniesieniu do kompozycji bitumpoliolefina i innych podobnych kompozycji, stanowi możliwość zastosowania w celu uzyskania rozproszonej fazy poliolefinowej mieszanych, regenerowanych lub odpadowych poliolefin, bez konieczności stosowania nowego materiału.
W szczególności, poliolefiny mogą być hompolimerami lub kopolimerami etylenu o temperaturze topnienia pozwalającej na rozproszenie poliolefin w postaci stopionych kropelek w bitumie w temperaturze co najmniej około 120 C.
Makrocząsteczki stosowane do stabilizacji zawiesiny cząstek poliolefiny w bitumie mogą stanowić dowolny żądany materiał, w tym nienasycone polimery lub kopolimery będące elastomerami, takie jak polibutadien, kopolimer blokowy styren-butadien-styren (SBS), statystyczne kopolimery styren-butadien (SBR) lub inne kopolimery oparte na butadienie, które można uzyskać w postaci odwulkanizowanego lub w inny sposób zdysocjowanego wulkanizatu gumowego. Do innych materiałów makrocząsteczkowych, które można zastosować, należy
187 336 kauczuk naturalny, poliizopreny i kauczuki nitrylowo-butadienowe. Ciężar cząsteczkowy takich makrocząsteczek może wynosić od około 5 000 do około 300 000 lub powyżej, pod warunkiem że cząsteczki będą rozpuszczalne lub mogą być w całości roztworzone w bitumie.
Ilość polietylenu lub innej poliolefiny, którą można zdyspergować w bitumie przy wykorzystaniu procedury stabilizacji zubożonej według wynalazku może wahać się w szerokich granicach, zazwyczaj do około 10% wag., korzystnie od około 0,5 do około 7% wag. Jednakże układ bitumiczny musi zawierać materiał makrocząsteczkowy w ilości co najmniej wystarczającej do zapewnienia bariery energii potencjalnej dla oddziaływań cząstek, które mogłyby w innym przypadku doprowadzić do ich koalescencji, a tym samym stabilizującej cząstki poliolefiny przed koalescencją i flokulacją, która mogłaby spowodować wydzielenie się ich z bitumu. W przeciwieństwie do układu stabilizacji sterycznej, opisanego uprzednio, który szczegółowo przedstawiono powyżej, nie istnieje potrzeba występowania wiązań chemicznych lub łączenia się na drodze chemicznej rozproszonej fazy w postaci cząstek z makrocząsteczkami niezbędnymi do utrzymania stabilności dyspersji.
W celu wytworzenia stabilnej kompozycji według wynalazku bitum miesza się z materiałem makrocząsteczkowym w warunkach intensywnego ścinania w podwyższonej temperaturze, w celu uzyskania przedstawionych powyżej warunków oddziaływań w kompozycji. Warunki takie mogą wymagać sieciowania cząsteczek makrocząsteczkowych w bitumie w celu zwiększenia oddziaływań pomiędzy makrocząsteczkami i bitumem.
Następnie polietylen lub inny polimer olefinowy dysperguje się w kompozycji bitumu z materiałem makrocząsteczkowym w temperaturze wyższej od temperatury topnienia polimeru olefinowego. Polimer olefinowy topi się i na skutek mieszania z intensywnym ścinaniem zostaje zdyspergowany w postaci małych, odrębnych stopionych kropelek w bitumie. Wielkość rozproszonych cząstek można modyfikować regulując ścinanie, tak że uzyskać można cząstki mniejsze niż 1 μ. Takie małe, odrębne cząstki stabilizowane są przed koalescencją po ustaniu mieszania według mechanizmu stabilizacji zubożonej, dzięki obecności makrocząsteczkowego materiału rozpuszczonego w bitumie.
Kompozycja stabilizowana według mechanizmu stabilizacji zubożonej nie wykazuje skłonności do rozdziału faz w podwyższonych temperaturach w zakresie od około 100 do około 200°C i pozostaje stabilna pomimo nie stosowania mieszania.
Kompozycję można również schłodzić do temperatury otoczenia, można ją ponownie podgrzać do około 160°C lub szereg razy doprowadzić do temperatury około 200°C i utrzymywać w tak wysokich temperaturach przez kilka dni, bez wystąpienia skłonności do rozdziału faz.
Zdolność utrzymywania się małych kropelek polietylenu w postaci rozproszonej ma istotne znaczenie, gdyż nie jest wówczas konieczne wytwarzanie na miejscu kompozycji bitumicznej modyfikowanej polietylenem, w przeciwieństwie do sytuacji występującej w przypadku dh^i^i^£^t^:^i^iz^ow^anej kompozycji uzyskanej w wyniku intensywnego ścinania. Kompozycje bitumiczne według wynalazku są z natury stabilne z uwagi na to, że materiał makrocząsteczkowy tworzy barierę energii potencjalnej dla oddziaływań cząstek. Faza rozproszona wykazuje dodatnią energię swobodną flokulacji, co umożliwia zestalanie ponowne ogrzewanie kompozycji bez utraty jednorodności lub stabilności.
Skuteczna temperatura dyspergowania dla polietylenu lub innej poliolefiny jest o co najmniej 10° wyższa od temperatury topnienia lub stapiania się dyspergowanej poliolefiny, w zleżności od czynników takich jak ciężar cząsteczkowy polimeru, lepkość matrycy i siły ścinające przy mieszaniu.
Tak więc gatunki polietylenu o temperaturze topnienia lub stapiania 130-135°C można dyspergować w temperaturze około 140-250°C. W związku z tym powszechnie występujące polietyleny o małej gęstości, liniowe o małej gęstości i o dużej gęstości, można dyspergować i stabilizować za pomocą stabilizatora według wynalazku. Większość polietylenów stosowanych w wyrobach powszechnego użytku wykazuje temperatury stapiania w dopuszczalnym zakresie, a mieszanki polietylenowe, np. uzyskane w wyniku pastylkowania, płatkowania lub rozdrabniania na proszek regenerowanego materiału, nadają się do dyspergowania w bitumach i mogą być stabilizowane sposobem według wynalazku.
187 336
Ustalić można górną granicę czasu i temperatury dyspergowania polimeru w bitumie sposobem według wynalazku, z uwagi na brak stabilności polibutadienów w temperaturach powyżej około 210°C, zwłaszcza w powietrzu. Jednakże można dyspergować polimer w bitumie w temperaturach powyżej 210°C, gdy mieszanie będzie się prowadzić w atmosferze gazu obojętnego, np. azotu.
Stabilizowane kompozycje bitumiczne według wynalazku można stosować jako materiał do budowy dróg dla wszelkiego typu nawierzchni, a także w takich zastosowaniach jak membrany dachowe, uszczelnienia, szczeliwa, żywice do zalewania i nawierzchniowe materiały ochronne. Materiały dla drogownictwa zawierają zazwyczaj kruszywo takie jak pokruszony zwir kamienny, piasek itp., oraz kompozycję bitumiczną. Można również stosować inne dodatki do kompozycji bitumicznej, w zależności od ostatecznego zastosowania kompozycji według wynalazku. Tak np. materiał dachowy uzyskać można w wyniku dodania odpowiednich wypełniaczy takich jak azbest, węglany, krzemionki, włókna drzewne, mika, siarczany, gliny, pigmenty i/lub środki zmniejszające palność, takie jak chlorowane woski. W przypadku zastosowań typu „wypełniacz pęknięć” - angielski termin „crack-filler” z powodzeniem dodawać można tlenek.
Przykład 1
Pierwszą serię doświadczeń przeprowadzono w celu uzyskania stabilnej dyspersji kropelek stopionego polietylenu w bitumie z zastosowaniem makrocząsteczek kopolimeru styrenbutadien-styren (SBS).
Wykonano 8 prób stosując różne układy polimerów w dwóch różnych bitumach, a stabilność przy przechowywaniu określano mikroskopowo (powiększenie 400 x) po przetrzymywaniu kompozycji w pionowych probówkach przez 48 godzin w 160°C, oraz mierząc lepkość kompozycji na górze i na spodzie próbek w 135°C lub 180°C po odstawieniu na 48 godzin. Stosunek lepkości na górze i na spodzie w zakresie 0,8-1,2 uznawano za dopuszczalny, a kompozycję uważano za odporną na koalescencję i wydzielanie się cząstek stopionego polietylenu. Większe odchylenie od tego zakresu wskazywało na bardziej znaczący rozdział faz.
Wyniki uzyskane w 8 próbach przedstawiono w tabeli 1 poniżej.
Tabela 1
| Składnik | Próba nr | |||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | |
| Asfalt 1 | 98 | 0 | 96 | 0 | 94 | 0 | 94 | 0 |
| Asfalt 2 | 0 | 98 | 0 | 96 | 0 | 94 | 0 | 94 |
| LLDPE | 2 | 2 | 0 | 0 | 2 | 2 | 2 | 2 |
| SBS | 0 | 0 | 4 | 4 | 4 | 4 | 0 | 0 |
| SBS poddany wstępnej reakcji1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 4 | 4 | |
| Lepkość, cP G/S w 135°C3 | 650/250 | 563/368 | 740/750 | 3285\ 1952 | 1285/913 | 4940/215 | 1725/ 1515 | 920/880 |
| Stosunek | 2,6 | 1,8 | 0,99 | 16,8 | 1,4 | 2,3 | 1,13 | 1,05 |
| Stabilność | nie | nie | tak | nie | nie | nie | tak | tak |
1 wstępnie poddany reakcji z asfaltem z zastosowaniem siarki (4 części/100 części SBS) 2Badano w 180°C 3G/S góra/spód
W tym zestawie doświadczeń jako polietylen zastosowano regenerowany handlowy liniowy polietylen o małej gęstości (LLDPE, wskaźnik płynięcia stopu 1-2 g/10 minut, gęstość 0,920, dostarczony przez Rondy & Co., Inc.), a makrocząsteczek dostarczył termoplastyczny
187 336 kauczuk styren-butadien -styren (SBS) (nazwa handlowa Europrene T 161B, 30% związanego styrenu, 70% związanego butadienu, produkowany przez Enichem Elastomers America Inc.). Zastosowano dwa źródła asfaltu oparte na tym samym gatunku użytkowym (AC-5 (Asphalt Institute - patrz The Asphalt handbook, manual Series No. 4 (MS-4) wydanie 1989) (Asfalt 1 i Asfalt 2) : Asfalt 1 zastosowany w próbach 1, 3, 5 i 7 wykazywał penetrację w 25°C 167 dmm, temperaturę mięknienia 40°C i lepkość Brookfielda 195 w 135°C, a Asfalt 2 zastosowany w próbach 2, 4, 6 i 8 wykazywał penetrację w 25°C 148 dmm, temperaturę mięknienia 45°C i lepkość Brookfielda 233 cP w 135°C.
W próbach 1 i 2 sam polietylen (2 części na 100 części łącznie) zdyspergowano odpowiednio w Asfalcie 1 i Asfalcie 2 z intensywnym ścinaniem w mieszarce Brinkman Polytron Mixer przez 2 godziny w 180°C. Po przerwaniu mieszania dyspersja kropelek polietylen uległa szybko koalescencji i wydzieliła się z bitumu, co wskazuje, iż LLDPE jest bardzo niestabilny w asfalcie.
W próbach 3 i 4 sam SBS (4 części na 100 części) zdyspergowano odpowiednio w Asfalcie 1 i Asfalcie 2 w takich samych warunkach jak w próbach 1 i 2. Mikroskopowe obserwacje dwóch próbek na gorącym stoliku w około 160°C wykazały, że SBS miesza się z Asfaltem 1, a nie miesza się z Asfaltem 2. Wyniki tte potwierdzone zostały również w testach stabilności przy starzeniu (patrz tabela 1).
W próbach 5 i 6 mieszaninę polietylenu (2 części na 100 części łącznie) i SBS (4 części na 100 części łącznie) zdyspergowano odpowiednio w Asfalcie 1 i Asfalcie 2 w takich samych warunkach jak w innych próbach. Przy porównaniu prób 5 i 6 zarówno obserwacje mikroskopowe jak i ocena stabilności starzeniowej wykazały, że dyspersja polietylenu jest w pewnym stopniu bardziej stabilna w mieszalnym układzie SB S/Asfalt 1 niż w niemieszalnym układzie SB S/Asfalt 2. Wyniki te wskazują, że wolny polimer po rozpuszczeniu w środowisku asfaltu wydaje się zwiększać stabilność dyspersji. Jednakże w przypadku kompozycji z próby 5 flokulacja fazy rozproszonej była w dalszym ciągu faworyzowana termodynamicznie, gdy makrocząsteczki zostały usunięte z obszaru między cząstkami, gdyż w takich przypadkach mieszanie cząsteczek asfaltu (z obszarów między cząstkami) z roztworem polimer-asfalt powoduje obniżenie energii swobodnej układu.
W próbach 7 i 8 SBS w ilości 4 ezę.śc^i/100 łącznie poddano wstępnej reakcji z asfaltem (odpowiednio z Asfaltem 1 i Asfaltem 2) stosując siarkę (4 części/l 00 części SBS) jako środek sieciujący, w 180°C przez 90 minut, przed wymieszaniem z polietylenem (2 części/100 części łącznie) przez 30 minut. Polietylen pozostał stabilnie zdyspergowany w ośrodki z asfaltu przereagowanego z SBS, po starzeniu przez 48 godzin w 160°C (patrz wyniki testów w tabeli 1).
Przykład 2
Drugą serię doświadczeń przeprowadzono w celu uzyskania stabilnej dyspersji kropelek stopionego polietylenu w bitumie, w tym przypadku z zastosowaniem makrocząsteczek kauczuku z opon.
W drugiej serii doświadczeń makrocząsteczki uzyskano z cząstek gumy z opon, które poddano dewulkanizacji lub upłynnieniu do stanu, w którym sadza pozostała w zawiesinie i nie można było zaobserwować resztkowych cząstek gumy (DTR). Materiał taki wytworzono w sposób opisany szczegółowo w publikacji PCT WO 94/14896, której ujawnienie wprowadza się jako źródło literaturowe.
Wykonano 6 prób stosując odpowiednio gumę z opon poddaną obróbce i nie poddaną obróbce w bitumie (Asfalt 2), aby ocenić wytworzone następnie dyspersje polietylenu. Stabilność przy starzeniu określano tą samą metodą, co w przykładzie 1. Wyniki uzyskane w 6 próbach podano poniżej w tabeli 2.
187 336
Tabela 2
| Składnik | Próba nr | |||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | |
| Asfalt 2 | 94 | 86 | 84 | 86 | 84 | 84 |
| Olej aromatyczny | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 |
| LLDPE | 2 | 0 | 2 | 0 | 2 | 2 |
| Guma z opon (nie poddana obróbce) | 0 | 10 | 10 | 0 | 0 | 0 |
| Guma z opon (dysocjowana)1 | 0 | 0 | 0 | 10 | 10 | 10 |
| Siarka | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0,2 |
| Lepkość, cP G/S w135°C | 788/286 | 430/2250 | 755/1925 | 450/485 | 720/673 | 923/905 |
| Stosunek | 2,76 | 0,19 | 0,58 | 0,93 | 1,07 | 1,02 |
| Stabilność | nie | nie | nie | tak | tak | tak |
1 Poddany obróbce z asfaltem/olejem aromatycznym (guma/olej/ asfalt 56/23/51)
W tym zestawie doświadczeń jako polietylen zastosowano ten sam regenerowany handlowy liniowy polietylen o malej gęstości co w przykładzie 1. Jako gumę z opon zastosowano rozdrobnioną gumę (Granulite) produkowaną z zużytych opon. Granulite o wielkości cząstek średnio około 40 mesh produkowany był z opon samochodów osobowych (po usunięciu włókna i drutu) przez Baker Rubber Co. Jako olej aromatyczny zastosowano obiegowy środek hydrolenowy (Hydrolene 90) o zawartości aromatów 83,6%, związków nasyconych 16,3% i asfaltenów 0,1%.
Zdysocjowaną gumę z opon stanowiła rozdrobniona guma z opon poddana obróbce w Asfalcie 2 z olejem aromatycznym w warunkach intensywnego ścinania (z zastosowaniem aparatu Brinkman Polytron Mixer) w temperaturze w zakresie 240-260°C przez 3 godziny, zgodnie z procedurą według wyżej wspomnianego PCT WO 94/14896. Wyjściowa mieszanka w procesie dewulkanizacji zawierała 25 części rozdrobnionej gumy w 23 częściach oleju i 51 częściach asfaltu. Ostateczną kompozycję zdysocjowanej gumy o stosunku guma/olej/asfalt 56/23/51 uzyskano dodając porcjami rozdrobnioną gumę z opon do mieszanki guma/olej/asfalt w warunkach intensywnego ścinania, w sposób opisany w WO 94/14896.
W próbie 1 sam polietylen (2 części/l 00 części łącznie) dyspergowano w mieszaninie Asfaltu 2 (94 części) i oleju Hydrolene (4 części) w mieszarce Brinkman Polytron Mixer przez 2 godziny w 180°C. Po przerwaniu mieszania dyspersja kropelek polietylenu nie była stabilna i szybko uległa koalescencji.
W próbie 2 samą rozdrobnioną gumę z opon (10 części/100 części łącznie) dyspergowano w mieszaninie Asfaltu 2 (86 części) i oleju Hydrolene (4 części) w warunkach intensywnego ścinania w temperaturze w zakresie około 240-260°C przez 3 godziny. Obserwacje mikroskopowe próbek z próby 2 wykazały, ze cząstki gumy z opon były w dalszym ciągu widoczne w spoiwie asfaltowym, a większość cząstek opadła pod wpływem sił ciężkości na dno po starzeniu kompozycji w pionowej probówce przez 48 godzin w 160°C. Wyniki testów stabilności starzeniowej poparły ten wynik.
W próbie 3 polietylen (2 częściil00 części łącznie) zdyspergowano w mieszaninie Asfalt 2/olej Hydrolene/guma z opon, opisane w próbie 2 i całość mieszano 30 minut w 180°C. Dyspersja kropelek polietylenu nie zachowywała się stabilnie w tym układzie i szybko uległa
187 336 koalescencji i kremowaniu tworząc górną warstwę po starzeniu na gorąco przez 48 godzin w 160°C.
W próbach 4 i 23 części mieszanki guma/olej/asfalt (Asfalt 2) w stosunku 56/23/51 zdyspergowano w 77 częściach asfaltu (Asfalt 2) w 180°C przez 30 minut, po czym wykonano mieszankę zawierającą 10 części gumy z opon poddanej obróbce, 4 części oleju i 86 części Asfaltu 2. W próbce z tej próby nie były widoczne resztkowe cząstki gumy, makrocząsteczki z gumy rozpuściły się w asfalcie, a sadza została silnie rozproszona i zawieszona, tak że nie wydzielała się. W układzie tym polietylen (2 części/100 części łącznie) był trwale zdyspergowany w ośrodku asfaltu z przetworzoną w stan rozpuszczalny gumą z opon, po starzeniu przez 48 godziny w 160°C (patrz wyniki próby 5 w tabeli 2). Przeprowadzona następnie reakcja cząsteczek poddanego obróbce kauczuku z asfaltem z zastosowaniem 0,2 części siarki nie zwiększyła bardziej zdolności rozpuszczania w układzie do stabilizacji dyspersji polietylenu (patrz wyniki próby 6 w tabeli 2).
W podsumowaniu ujawnienia można stwierdzić, że wynalazek dostarcza kompozycję bitumiczną stabilizowaną polimerem będącą stabilną dyspersji polietylenu lub innej poliolefiny w bitumie poprzez rozpuszczenie makrocząsteczek w fazie bitumicznej w sposób powodujący powstanie bariery energii potencjalnej dla koalescencji i flokulacji dyspersji polimeru. Jakkolwiek wynalazek opisano w odniesieniu do stabilizacji rozproszonych poliolefin, opisane zasady można wykorzystać do stabilizacji innego materiału w postaci cząstek jako stabilnych dyspersji w bitumie. W ramach zakresu wynalazku możliwe są różne modyfikacje.
Claims (14)
1. Kompozycja bitumiczna stabilizowana polimerem według mechanizmu stabilizacji zubożonej, zawierająca: ciągłą fazę bitumiczną, zdyspergowaną fazę poliolefiny w postaci cząstek, znamienna tym, że zawiera materiał makrocząsteczkowy rozpuszczony w fazie bitumicznej i stabilizujący rozproszoną fazę poliolefiny przed jej wydzieleniem się z fazy bitumicznej.
2. Kompozycja według zastrz. 1, znamienna tym, że zawiera materiał makrocząsteczkowy, którego oddziaływania z bitumem są silniejsze niż oddziaływania w fazie bitumicznej.
3. Kompozycja według zastrz. 2, znamienna tym, że zawiera materiał makrocząsteczkowy usieciowany z bitumem.
4. Kompozycja według zastrz. 3, znamienna tym, że zawiera materiał makrocząsteczkowy usieciowany przy pomocy siarki.
5. Kompozycja według zastrz. 4, znamienna tym, że zawiera materiał makrocząsteczkowy rozpuszczony w fazie bitumicznej, z wytworzeniem bariery energii potencjalnej dla koalescencji i flokulacji fazy rozproszonej.
6. Kompozycja bitumiczna, zawierająca: ciągłą fazę bitumiczną, zdyspergowaną fazę poliolefiny w postaci cząstek znamienna tym, że zawiera materiał makrocząsteczkowy rozpuszczony w fazie bitumicznej i stabilizujący rozproszoną fazę poliolefiny przed wydzieleniem się jej z fazy bitumicznej, bez chemicznego wiązania lub fizycznych połączeń pomiędzy materiałem makrocząsteczkowym i poliolefmą w postaci cząstek.
7. Kompozycja bitumiczna, zawierająca: ciągłą fazę bitumiczną, zdyspergowaną fazę poliolefiny w postaci cząstek znamienna tym, ze zawiera materiał makrocząsteczkowy rozpuszczony w fazie bitumicznej i zapewniający barierę energii potencjalnej dla koalescencji i flokulacji zdyspergowanej fazy polimeru utrzymując stabilną dyspersję rozproszonej fazy polimeru w fazie bitumicznej.
8. Kompozycja według zastrz. 7, znamienna tym, że zawiera materiał makrocząsteczkowy zapewniający barierę energii potencjalnej dla koalescencji i flokulacji na drodze:
i) oddziaływania pomiędzy makrocząsteczkowymi cząsteczkami w materiale makrocząsteczkowym i fazą bitumiczną silniejszego niż oddziaływania pomiędzy makrocząsteczkowymi cząsteczkami, oraz ii) oddziaływania pomiędzy makrocząsteczkowymi cząsteczkami w materiale makrocząsteczkowym i fazą bitumiczną silniejszego niż oddziaływania w fazie bitumicznej.
9. Kompozycja bitumiczna, zawierająca ciągłą fazę bitumiczną, zdyspergowaną fazę poliolefiny w postaci cząstek znamienna tym, że zawiera materiał makrocząsteczkowy rozpuszczony w fazie bitumicznej, w której
i) oddziaływania pomiędzy makrocząsteczkowymi cząsteczkami w materiale makrocząsteczkowym i fazą bitumiczną są silniejsze niż oddziaływania pomiędzy makrocząsteczkowymi cząsteczkami, oraz ii) oddziaływania pomiędzy makrocząsteczkowymi cząsteczkami w materiale makrocząsteczkowym i fazą bitumiczną są silniejsze niż oddziaływania w fazie bitumicznej
10. Kompozycja według zastrz. 1, albo 2, albo 3, albo 4, albo 5, albo 6, albo 7, albo 8, albo 9, znamienna tym, że poliolefinę stanowi homopolimer lub kopolimer etylenu.
11. Kompozycja według zastrz. 10, znamienna tym, że jako poliolefinę zawiera homopolimer lub kopolimer etylenu o temperaturze topnienia umożliwiającej dyspergowanie poliolefiny jako stopionych kropelek w bitumie w temperaturze około 120°C.
12. Kompozycja według zastrz. 11, znamienna tym, że zawiera jako materiał makrocząsteczkowy nienasycony polimer lub kopolimer będący elastomerem.
13. Kompozycja według zastrz. 12, znamienna tym, że zawiera jako materiał makrocząsteczkowy homopolimer butadienu lub kopolimer oparty na butadienie.
187 336
14. Kompozycja według zastrz. 11, znamienna tym, że zawiera jako materiał makrocząsteczkowy odwulkanizowany lub zdysocjowany wulkanizat kauczuku.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US1098196P | 1996-02-01 | 1996-02-01 | |
| PCT/CA1997/000068 WO1997028220A1 (en) | 1996-02-01 | 1997-01-31 | Stabilization of incompatible materials by macromolecules |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL328083A1 PL328083A1 (en) | 1999-01-04 |
| PL187336B1 true PL187336B1 (pl) | 2004-06-30 |
Family
ID=21748346
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL97328083A PL187336B1 (pl) | 1996-02-01 | 1997-01-31 | Kompozycja bitumiczna stabilizowana polimerem |
Country Status (16)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0877774B1 (pl) |
| JP (1) | JP3229616B2 (pl) |
| CN (1) | CN1110522C (pl) |
| AT (1) | ATE186937T1 (pl) |
| AU (1) | AU703668B2 (pl) |
| CA (1) | CA2244416A1 (pl) |
| DE (1) | DE69700832T2 (pl) |
| ES (1) | ES2143296T3 (pl) |
| HK (1) | HK1019612A1 (pl) |
| HU (1) | HUP9902312A3 (pl) |
| IL (1) | IL125581A0 (pl) |
| NO (1) | NO983524L (pl) |
| NZ (1) | NZ326288A (pl) |
| PL (1) | PL187336B1 (pl) |
| WO (1) | WO1997028220A1 (pl) |
| ZA (1) | ZA97875B (pl) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1218074A (zh) * | 1997-11-20 | 1999-06-02 | 波利法尔特有限公司 | 用加工处理的硫化橡胶制备的沥青组合物 |
| US6197852B1 (en) | 2000-02-28 | 2001-03-06 | Equistar Chemicals, Lp | Polyolefin concentrates and composition having improved carbon black dispersion |
| CN102570868B (zh) | 2010-12-22 | 2015-04-01 | 通用电气公司 | 电力转换系统和方法 |
| CN104356662B (zh) * | 2014-12-02 | 2017-06-13 | 河北省高速公路邢汾管理处 | 一种废旧高分子改性沥青组合物及其制备方法 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4973615A (en) * | 1988-02-25 | 1990-11-27 | Bridgestone/Firestone, Inc. | Bituminous compositions |
| DE3889898T2 (de) * | 1988-02-25 | 1994-11-10 | Firestone Tire & Rubber Co | Bitumen-Zusammensetzungen. |
| US5494966A (en) * | 1991-09-30 | 1996-02-27 | Univ Toronto | In-situ stabilized compositions |
| US5280064A (en) * | 1991-09-30 | 1994-01-18 | Simon Hesp | Bitumen-polymer stabilizer, stabilized bitumen-polymer compositions and methods for the preparation thereof |
| DE4221557A1 (de) * | 1992-02-27 | 1993-09-02 | Kraiburg Gummi Dev Gmbh | Verfahren zur herstellung von heisslagerstabilem bitumen |
| GB9306517D0 (en) * | 1993-03-29 | 1993-05-19 | Polyphalt Inc | Stabilized bitumen compositions |
-
1997
- 1997-01-31 PL PL97328083A patent/PL187336B1/pl not_active IP Right Cessation
- 1997-01-31 CN CN97193444A patent/CN1110522C/zh not_active Expired - Fee Related
- 1997-01-31 WO PCT/CA1997/000068 patent/WO1997028220A1/en active IP Right Grant
- 1997-01-31 CA CA002244416A patent/CA2244416A1/en not_active Abandoned
- 1997-01-31 NZ NZ326288A patent/NZ326288A/xx unknown
- 1997-01-31 AT AT97900920T patent/ATE186937T1/de not_active IP Right Cessation
- 1997-01-31 DE DE69700832T patent/DE69700832T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1997-01-31 ES ES97900920T patent/ES2143296T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1997-01-31 JP JP52720697A patent/JP3229616B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1997-01-31 HU HU9902312A patent/HUP9902312A3/hu unknown
- 1997-01-31 AU AU14351/97A patent/AU703668B2/en not_active Ceased
- 1997-01-31 IL IL12558197A patent/IL125581A0/xx unknown
- 1997-01-31 EP EP97900920A patent/EP0877774B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1997-02-03 ZA ZA9700875A patent/ZA97875B/xx unknown
-
1998
- 1998-07-31 NO NO983524A patent/NO983524L/no unknown
-
1999
- 1999-10-20 HK HK99104657A patent/HK1019612A1/xx not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| ZA97875B (en) | 1997-08-18 |
| NO983524L (no) | 1998-10-01 |
| IL125581A0 (en) | 1999-03-12 |
| CA2244416A1 (en) | 1997-08-07 |
| JPH11510547A (ja) | 1999-09-14 |
| DE69700832D1 (de) | 1999-12-30 |
| WO1997028220A1 (en) | 1997-08-07 |
| AU1435197A (en) | 1997-08-22 |
| AU703668B2 (en) | 1999-04-01 |
| PL328083A1 (en) | 1999-01-04 |
| JP3229616B2 (ja) | 2001-11-19 |
| HK1019612A1 (en) | 2000-02-18 |
| NZ326288A (en) | 1999-05-28 |
| CN1214714A (zh) | 1999-04-21 |
| NO983524D0 (no) | 1998-07-31 |
| CN1110522C (zh) | 2003-06-04 |
| HUP9902312A2 (hu) | 1999-11-29 |
| DE69700832T2 (de) | 2000-06-21 |
| ATE186937T1 (de) | 1999-12-15 |
| EP0877774B1 (en) | 1999-11-24 |
| EP0877774A1 (en) | 1998-11-18 |
| HUP9902312A3 (en) | 2000-05-29 |
| ES2143296T3 (es) | 2000-05-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100275251B1 (ko) | 안정화된 역청 조성물 | |
| KR100299950B1 (ko) | 역청조성물을형성하기위한고무의처리방법 | |
| CA2327016C (en) | Sulfur-in-oil in asphalt and polymer composition and process | |
| EP0606307B1 (en) | In-situ stabilized compositions | |
| AU2010346053A1 (en) | Polymer-modified asphalt with a crosslinking agent and methods of preparing | |
| JP2001524569A (ja) | 加硫ゴム処理工程で調製した瀝青組成物 | |
| PL187336B1 (pl) | Kompozycja bitumiczna stabilizowana polimerem | |
| US20030036590A1 (en) | Stabilization of incompatible materials by macromolecules | |
| JP3500129B2 (ja) | アスファルト組成物および合材 | |
| WO1997030121A1 (en) | Stabilized bituminous composition based on polymer in-situ blend |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Decisions on the lapse of the protection rights |
Effective date: 20050131 |