SK153499A3 - Paving - Google Patents

Description

Dlažba

Oblasť techniky

Predložený vynález sa týka dlažby obsahujúcej bitúmenovú kompozíciu, spôsobu prípravy bitúmenovej kompozície, kompozície obsahujúcej kamenivo a bitúmenovú kompozíciu a použitia bitúmenovej kompozície pre letiskové dláždenia, priechody pre autobusy, a/alebo podlahové plochy plynových staníc.

Doterajší stav techniky

Bitúmen sa používa ako spojivo v cestných asfaltových zmesiach. Zvyčajne používané bitúmenové kompozície sa rozpúšťajú pri predĺženom vystavení olejovým frakciám, ktoré zmäkčujú povrch dláždenia a môžu viesť k zvýšenému úbytku kameniva. Tento fenomén sa pozoruje výraznejšie tam, kde je bitúmen v častejšom kontakte s olejovými frakciami, ako sú letiskové dláždenia alebo plynové stanice. Preto sa skúmalo, ako by bolo možné zlepšiť odolnosť bitúmenových kompozícií voči oleju.

Prekvapujúco sa teraz zistilo, že bitúmenové kompozície, ktoré obsahujú kyslo fúkaný bitúmen a polymér obsahujúci epoxidové skupiny, majú zlepšenú odolnosť voči rozpúšťaniu v olejových frakciách, tj. menšie množstvo bitúmenu sa rozpúšťa, ak je vzorka ponorená v olejovej frakcii..

Podstata vynálezu

Predložený vynález sa týka dlažby obsahujúcej bitúmenovú kompozíciu, ktorá obsahuje kyslo fúkaný bitúmen a polymér obsahujúci epoxidové skupiny, pričom dlažbou je dlažba, ktorá je v častom kontakte s olejovými frakciami. Špecifickejšie, dlažbou je letiskové dláždenie, priechody pre autobusy, a/alebo podlahové plochy plynových staníc. Ďalej sa predložený vynález týka propánového bitúmenu, primárneho bitúmenu a termálneho bitúmenu.

Bitúmenová kompozícia podľa predloženého vynálezu obsahuje kyslo fúkaný bitúmen, prípadne v kombinácii s ďalšími uhľovodíkovými frakciami, ako je primárny bitúmen. Na zvýšenie viskozity sa môžu pridať reziduálne olejové frakcie, plynový olej a/alebo jedno alebo viac riedidiel. Tieto sa môžu pridať buď ku kyslo

-2fúkanému bitúmenu alebo ku bitúmenovej kompozícii obsahujúcej polymér s obsahom epoxidových skupín. Výhodne sa pridávajú ku kyslo fúkanému bitúmenu. Bitúmenová kompozícia výhodne obsahuje 30 až 100 % hmotnostných kyslo fúkaného bitúmenu, predovšetkým výhodne medzi 40 a 100 %, vztiahnuté na celkové množstvo uhľovodíkových frakcií v bitúmenovej kompozícii.

Kyslo fúkaným bitúmenom je výhodne bitúmen, ktorý sa dá pripraviť uvedením bitúmenu do kontaktu s kyslíkom pri teplote medzi 240 a 340 °C v prítomnosti kyseliny schopnej reagovať s bitúmenom.

Bitúmen, ktorý sa má uviesť do kontaktu s kyslíkom v prítomnosti kyseliny, výhodne vykazuje penetráciu od 50 do 500 dmm, meranú podľa ASTM D5 pri teplote 25 °C, výhodne od 150 do 250 dmm.

Kyselinou, s ktorou sa má bitúmen uviesť do kontaktu, môže byť akákoľvek kyselina schopná reakcie s bitúmenom pri uvedenej teplote, alebo prekurzory takýchto kyselín. Tieto prekurzory tvoria kyseliny, ktoré sú schopné reagovať s bitúmenom pri reakčných podmienkach. Výhodnými zlúčeninami, ktoré sa môžu použiť sú jedna alebo viac zlúčenín vybraných zo skupiny zahrňujúcej kyselinu ortofosforečnú, kyselinu metafosforečnú, kyselinu fosfónovú, kyselinu fosforitú, oxid fosforečný, kyselinu fosfornú, kyselinu fosfínovú, kyselinu difosforečnú, kyselinu polyfosforečnú, kyselinu difosfónovú, kyselinu trimetanfosforečnú, kyselinu sírovú, kyselinu boritú, kyselinu bórnu, jeden alebo viac alkylových substituentov obsahujúcich deriváty týchto kyselín, v ktorých alkylový substituent obsahuje 1 až 15 atómov uhlíka, a prekurzory týchto kyselín. Predovšetkým výhodnou kyselinou je kyselina ortofosforečná, kyselina metafosforečná, kyselina polyfosforečná a/alebo oxid fosforečný.

Spôsoby prípravy vhodných kyslo fúkaných bitúmenov zahrňujúce rozličné druhy bitúmenu, boli opísané vEP-A-459 811. V UK patentovej prihláške č. 9802312.0 je opísaný spôsob, pomocou ktorého sa môže pripraviť kyslo fúkaný bitúmen, ktorý sa môže použiť samotný podľa predloženého vynálezu.

Výhodný kyslo fúkaný bitúmen vykazuje index penetrácie najmenej 0. Meranie indexu penetrácie bolo opísané v “The Shell Bitúmen Industrial Handbook, IBSN0-95 16625-1-1, strany 100 až 104.

-3Kyslo fúkaný bitúmen môže obsahovať ďalšie prísady, ktoré sú pre odborníkov v odbore známe ako vhodné. Ak sa má získať emulzia, môže byť prítomná voda a emulgačné činidlo.

Kyslo fúkaný bitúmen výhodne vykazuje penetráciu od 15 do 70, merané pomocou ASTM D5 pri teplote 25 °C, výhodnejšie od 15 do 40, špecificky výhodne od 15 do 30.

Polymérom obsahujúcim epoxidové skupiny je výhodne polymér, ako je opísaný vo WO-A-96/28513. Ďalej sa môže použiť vytvrditeľná zmes obsahujúca polymér, ktorý obsahuje epoxidové skupiny v kombinácii s organickou termosetickou živicou, ako je tiež opísané vo WO-A-96/28513. Ďalšie výhodné polyméry boli opísané v US-A-5,306,750.

Výhodne polymérom obsahujúcim epoxidové skupiny je polymér, ktorý obsahuje:

(i) 40 až 90 % hmotnostných eténu, vztiahnuté na polymér, (ii) 0 až 40 % hmotnostných, vztiahnuté na polymér, monoméru vybraného z nenasýtených mono- a dikarboxylových kyselín s 3 až 20 atómami uhlíka, esterov takýchto kyselín, vinylesterov nasýtených karboxylových kyselín, v ktorých kyslá skupina obsahuje 1 až 8 atómov uhlíka, akrylonitrilu, metakrylonitrilu, α-olefínov obsahujúcich 3 až 20 atómov uhlíka, norboménu a vyinylových aromatických zlúčenín, a (iii) 0,1 až 15% hmotnostných, vztiahnuté na polymér, etylénovo nenasýteného monoméru so 4 až 21 atómami uhlíka obsahujúceho epoxidovú skupinu.

Polymér obsahujúci epoxidovú skupinu sa výhodne zmieša s rozpúšťadlom pred uvedením do kontaktu s kyslo fúkaným bitúmenom. Výhodnými rozpúšťadlami sú voda, reziduálne olejové frakcie, frakcie plynového oleja a riedidlá. Predovšetkým výhodne sa polymér obsahujúci epoxidové skupiny zmieša s riedidlom, ešte špecifickejšie s riedidlom plynového oleja.

-4Bitúménovou kompozíciou je výhodne bitúmenová kompozícia, ktorá sa môže získať uvedením do kontaktu fúkaného bitúmenu s polymérom obsahujúcim epoxidové skupiny pri teplote medzi 120 a 195 ^QC, výhodne pri teplote medzi 140 a 180 ’C. Reakcia sa zvyčajne uskutočňuje pri atmosférickom tlaku.

Výhodne bitúmenová kompozícia obsahuje medzi 95 a 99,9 % hmotnostných kyslo fúkaného bitúmenu a medzi 0,1 a 5 % hmotnostných polyméru obsahujúceho epoxidové skupiny, pričom hmotnosť je vztiahnutá na celkové množstvo kyslo fúkaného bitúmenu a polyméru obsahujúceho epoxidové skupiny. Predovšetkým výhodne bitúmenová kompozícia obsahuje medzi 95 a 99,8 % hmotnostných kyslo fúkaného bitúmenu, medzi 0,2 a 5 % hmotnostných polyméru obsahujúceho epoxidové skupiny.

Dlažba bude vo všeobecnosti ďalej obsahovať kamenivo.

Predložený vynález sa ďalej týka kompozície obsahujúcej kamenivo a bitúmenovú kompozíciu, ktorá obsahuje medzi 95 a 99,9 % hmotnostných kyslo fúkaného bitúmenu a medzi 0,1 a 5% hmotnostných polyméru obsahujúceho epoxidové skupiny, vztiahnuté na celkovú kompozíciu, pričom táto kompozícia obsahuje menej ako 0,2 % hmotnostných amínovej antistripovacej prísady, vztiahnuté na celkovú kompozíciu.

Okrem toho sa vynález týka spôsobu prípravy bitúmenovej kompozície obsahujúcej medzi 95 a 99,9 % hmotnostných kyslo fúkaného bitúmenu a medzi 0,1 a 5 % hmotnostných polyméru obsahujúceho epoxidové skupiny, vztiahnuté na celkovú kompozíciu, pričom kompozícia obsahuje menej ako 0,2 % hmotnostné amínovej antistripovacej prísady, vztiahnuté na celkovú kompozíciu, pričom tento spôsob zahrňuje uvedenie do kontaktu bitúmenu s kyslíkom pri teplote medzi 240 a 340 °C v prítomnosti kyseliny schopnej reakcie s bitúmenom a následne uvedenie do kontaktu kyslo fúkaného bitúmenu pri teplote medzi 120 a 195 ’C s polymérom obsahujúcim epoxidové skupiny.

Dlažba podľa predloženého vynálezu bude vo všeobecnosti obsahovať kamenivo a prípadne ďalšie konvenčné prísady. Ak je prítomné kamenivo, dlažba podľa predloženého vynálezu výhodne obsahuje od 90 do 99 % hmotnostných

-5kameniva a od 1 do 10% hmotnostných bitúmenovej kompozície, vztiahnuté na celkové množstvo kameniva a bitúmenovej kompozície.

Príklady uskutočnenia vynálezu

Kyslo fúkaný bitúmen sa pripravil pridaním 1,8% hmotnostných kyseliny fosforečnej ku bitúmenu vykazujúcemu penetráciu 200 dmm a fúkaním zmesi pri teplote 275 °C za získania kyslo fúkaného bitúmenu, ktorý vykazoval penetráciu 60/30 a index penetrácie 4. Kyslo fúkaný bitúmen sa zmiešal s riedidlom, s primárnym bitúmenom a s ťažkým plynovým olejom. Základný získaný bitúmen obsahoval 54 % hmotnostných kyslo fúkaného bitúmenu a vykazoval penetráciu 200pen a index penetrácie + 0,8.

Základný bitúmen sa zmiešal s polymérom s použitím vysokej strihovej dezintegrácie pri teplote 180 °C.

Použitými polymérmi boli nasledujúce polyméry.

Kopolymér eténu a butylakrylátu s obsahom butylakrylátu 35 % hmotnostných.

Terpolymér z 28 % hmotnostných butylakrylátu, 5 % hmotnostných glycidylakrylátu a zvyšok predstavoval etén.

Terpolymér z 24 % hmotnostných metylakrylátu, 8 % hmotnostných glycidylmetakrylátu a zvyšok predstavoval etén.

Vzorka základného bitúmenu a polyméru sa pripravila podľa Marshallovej metódy RAW 57. Vzorka sa ponorila do sklenenej kadičky, ktorá sa naplnila dostatočným množstvom petroleja, tak aby sa asfaltová vzorka úplne ponorila. Po časovom období 24 hodín sa vzorka z petroleja vybrala a vysušila sa v digestore za odvetrávania, až pokým sa hmotnosť nemenila. Rozdiel v hmotnosti asfaltovej vzorky pred a po expozícii sa zobral ako meranie odolnosti voči petroleju.

-6Strata hmotnosti (% hmotnostné)

Polymér (% hmotnostné) žiadne 6,6 kopolymér eténu a butylakrylátu (1%) 6,6 terpolymér butylakrylátu, glycidylakrylátu a eténu (1 %) 1,3 terpolymér metylakrylátu, glycidylmetakrylátu a eténu 0,8

Claims (10)

1. Dlažba, vyznačujúca sa tým, že zahrňuje bitúmenovú kompozíciu obsahujúcu kyslo fúkaný bitúmen a polymér obsahujúci epoxidové skupiny, pričom dlažbou je dlažba, ktorá je v častom kontakte s olejovými frakciami.

2. Dlažba podľa nároku 1, vyznačujúca sa tým, že dlažbou je letiskové dláždenie, priechody pre autobusy, a/alebo podlahové plochy plynových staníc.

3. Dlažba podľa nároku 1 alebo 2, vyznačujúca sa tým, že kyslo fúkaný bitúmen vykazuje index penetrácie najmenej 0.

4. Dlažba podľa ktoréhokoľvek z predchádzajúcich nárokov, vyznačujúca sa tým, že kyslo fúkaný bitúmen sa môže získať uvedením do kontaktu bitúmenu s kyslíkom pri teplote medzi 240 a 340 °C v prítomnosti kyseliny schopnej reakcie s bitúmenom.

5. Dlažba podľa ktoréhokoľvek z predchádzajúcich nárokov, vyznačujúca sa tým, že bitúmenová kompozícia sa môže získať uvedením do kontaktu kyslo fúkaného bitúmenu pri teplote medzi 120 a 195 °C s polymérom obsahujúcim epoxidové skupiny.

6. Dlažba podľa ktoréhokoľvek z predchádzajúcich nárokov, vyznačujúca sa tým, že polymérom obsahujúcim epoxidové skupiny je polymér, ktorý obsahuje (I) 40 až 90% hmotnostných eténu, vztiahnuté na polymér, (ii) 0 až 40% hmotnostných, vztiahnuté na polymér, monoméru vybraného z nenasýtených mono- a dikarboxylových kyselín s 3 až 20 atómami uhlíka, esterov takýchto kyselín, vinylesterov nasýtených karboxylových kyselín, v ktorých kyslá skupina obsahuje 1 až 8 atómov uhlíka, akrylonitrilu, metakrylonitrilu, α-olefínov obsahujúcich 3 až 20 atómov uhlíka, norbornénu a vyinylových aromatických zlúčenín, a (iii) 0,1 až 15% hmotnostných, vztiahnuté na polymér, etylénovo nenasýteného monoméru so 4 až 21 atómami uhlíka obsahujúceho epoxidovú skupinu.

-87. Dlažba podľa ktoréhokoľvek z predchádzajúcich nárokov, vyznačujúca sa tým, že kyslo fúkaný bitúmen vykazuje penetráciu od 15 do 70 dmm, stanovené podľa ASTM D5 pri teplote 25 °C.

8. Dlažba podľa ktoréhokoľvek z predchádzajúcich nárokov, vyznačujúca sa tým, že dlažba obsahuje od 90 do 99% hmotnostných kameniva a od 1 do 10% hmotnostných bitúmenovej kompozície, vztiahnuté na celkové množstvo kameniva a bitúmenovej kompozície.

9. Kompozícia, vyznačujúca sa tým, že zahrňuje kamenivo a bitúmenovú kompozíciu obsahujúcu medzi 95 a 99,9% hmotnostných kyslo fúkaného bitúmenu a medzi 0,1 a 5 % hmotnostných polyméru obsahujúceho epoxidové skupiny, vztiahnuté na celkovú kompozíciu, pričom kompozícia obsahuje menej ako 0,2 % hmotnostných amínovej antistripovacej prísady, vztiahnuté na celkovú kompozíciu.

10. Spôsob prípravy bitúmenovej kompozície obsahujúcej medzi 95 a 99,9 % hmotnostných kyslo fúkaného bitúmenu a medzi 0,1 a 5 % hmotnostných polyméru obsahujúceho epoxidové skupiny, vztiahnuté na celkovú kompozíciu, pričom kompozícia obsahuje menej ako 0,2 % hmotnostných amínovej antistripovacej prísady, vztiahnuté na celkovú kompozíciu, vyznačujúci sa tým, že zahrňuje uvedenie do kontaktu bitúmenu s kyslíkom pri teplote medzi 240 a 340 °C v prítomnosti kyseliny schopnej reagovať s bitúmenom a následne uvedenie do kontaktu kyslo fúkaného bitúmenu pri teplote medzi 120 a 195 °C s polymérom obsahujúcim epoxidové skupiny.

11. Použitie bitúmenovej kompozície obsahujúcej kyslo fúkaný bitúmen a polymér obsahujúci epoxidové skupiny pre dlažbu, ktorá je v častom kontakte s olejovými frakciami.