PL181818B1

PL181818B1 - Sposób wytwarzania mieszanin bitumu z polimerem termoplastycznym PL PL PL PL PL

Info

Publication number: PL181818B1
Application number: PL95311524A
Authority: PL
Inventors: Ernesto Brandolese; Elia Luigi D; Paolo Italia; Nicola Onorati
Original assignee: Agip Petroli
Priority date: 1994-12-01
Filing date: 1995-11-29
Publication date: 2001-09-28
Also published as: RU2156267C2; EP0718372A1; RO114900B1; NO308367B1; HUT73353A; DE69525024T2; DE69525024D1; HU9503424D0; ES2170119T3; EP0718372B1; DK0718372T3; PT718372E; HU216023B; CZ290937B6; ATE212046T1; CZ315595A3; US5756563A; NO954874D0; HRP950579A2; IT1276891B1

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania mieszanin bitumu z polimerem termoplastycznym, które są trwałe podczas przechowywania. Mieszaniny te nadają się zwłaszcza do wytwarzania wodoszczelnych membran, emulsj i bitumicznych i spoiw kruszyw drogowych oraz do wykonywania nawierzchni drogowych.

Wiadomo, że w celu poprawy jakości bitumów, szczególnie z Teologicznego punktu widzenia, często stosuje się różne rodzaje polimerów, a zwłaszcza kopolimerów typu elastomerów.

Na przykład opis patentowy Stanów Zjednoczonych Ameryki US-4217259 ujawnia stosowanie promieniowo symetrycznych kopolimerów składających się z bloków dienowych i bloków winyloaromatycznych; opis US-4585816 ujawnia stosowanie kopolimerów blokowych typu monoalkenyloaromatycznego i sprzężonej diolefiny; opis US-3915914 ujawnia stosowanie homo- i kopolimerów 1 -butenu; opis US-3615830 opisuje kopolimery izoolefin, a zwłaszcza poliizobutylenu.

Wydaje się, że najbardziej skutecznymi dodatkami sąkopoliemiy blokowe styren-diolefina, a zwłaszcza styren/butadien i styren/izopren. Bitumy modyfikowane w ten sposób mogą być przeznaczone do takich zastosowań, w których stawiane są wymagania nie spełniane przez zwykłe bitumy. Można tu wymienić zastosowania w dziedzinie kruszyw drenowanych i dźwiękochłonnych, produktów wodoszczelnych i emulsji bitumicznych.

Jednakże, polimery stosowane do modyfikowania właściwości bitumów mają zwykle wadę słabej kompatybilności z samymi bitumami. Ta niekompatybilność ujawnia się w warunkach dostatecznej płynności, np. podczas przechowywania w wysokiej temperaturze, gdy występuje tendencja do rozdzielania się dwóch składników w warunkach spoczynkowych; w ten sposób tworzy się górna warstwa wzbogacona w polimer i dolna warstwa wzbogacona w bitum.

Z tego powodu jest bardzo ważne uzyskanie prawidłowego i korzystnego użycia mieszanin bitum-polimer, które są trwałe podczas przechowywania w wysokiej temperaturze.

W celu rozwiązania tego problemu zaproponowano w technice liczne sposoby, które opierają się na stosowaniu specjalnych dodatków i/lub wysokiej temperatury. Np. opisy patentowe BE-858770, BE-858771 i BE-870287 opisują reakcje bitumu z poliolefinami mającymi jedno lub kilka podwójnych wiązań. Poliolefina jest przyczepiona do bitumu za pomocą siarki, która działa jako środek sieciujący.

Także opis patentowy IT-AMI91A/00169 ujawnia sposób polegający na reakcji w temperaturze około 225°C mieszaniny bitum-polimer z nienasyconym kwasem dikarboksylowym lub z jego bezwodnikiem, a zwłaszcza z bezwodnikiem maleinowym. Wadą tego sposobu jest toksyczność bezwodnika maleinowego.

Obecnie stwierdzono, że trwałe podczas przechowywania mieszaniny bitumu z polimerem termoplastycznym można wytworzyć w niezbyt wysokiej temperaturze i bez dodatków w wyni

181 818 ku stosowania sekwencji produktów bitumicznych o różnej zawartości żywic, asfaltenów, produktów aromatycznych i nasyconych (parafin).

Zgodnie z niniejszym, przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania mieszanin bitumu z polimerem termoplastycznym, które są trwałe podczas przechowywania, zwłaszcza do wytwarzania wodoszczelnych membran, emulsji bitumicznych i spoiw kruszyw drogowych oraz do wykonywania nawierzchni drogowych, przy czym sposób ten charakteryzuje się tym, że (i) produkt bitumiczny o łącznej zawartości asfaltenów, żywic, produktów nasyconych i aromatycznych, spełniający warunek, że I_c ma wartość od 0,200 do 0,270 w wyrażeniu:

I_c = (C7+C5 + S)/(A + R), w którym:

C7 = stężenie asfaltenów wytrąconych n-heptanem, w % wagowych;

C5 = stężenie asfaltenów wytrąconych n-pentanem, w % wagowych;

S = stężenie produktów nasyconych (parafin), w % wagowych;

A = stężenie produktów aromatycznych, w % wagowych;

R = stężenie żywic, w % wagowych;

poddaje się reakcj i w temperaturze od 160°C do 200°C i w czasie od 15 do 120 minut, z polimerem termoplastycznym w stosunku wagowym od 80:20 do 95:5; i (ii) uzyskaną w ten sposób kompozycję bitumiczną rozcieńcza się bitumem lub składnikiem bitumicznym mającym wartość I_c określoną w (i) od 0,270 do 0,700 w takiej ilości, aby końcowe stężenie polimeru wynosiło od 2,5 do 15% i całość ogrzewa się w temperaturze od 160°C do 200°C w czasie od 30 do 90 minut.

Korzystnie w etapie (i) jako produkt bitumiczny stosuje się jeden lub kilka składników, wybranych z aromatycznych destylatów ropy naftowej lub bitumów destylacyjnych.

Szczególnie korzystnie jako produkt bitumiczny stosuje się mieszaninę aromatycznego ekstraktu bazy smarowej z pozostałością po destylacji pod zmniejszonym ciśnieniem, w takim wzajemnym stosunku wagowym, że uzyskana mieszanina ma wartość I_c od 0,200 do 0,270.

Korzystnie stosowany w etapie (i) produkt bitumiczny o wartości I_c od 0,240 do 0,260.

Korzystnie stosowany w etapie (ii) bitum i składnik bitumiczny wybiera się spośród bitumu destylacyjnego, bitumu wytrącanego, bitumu utlenionego lub bitumu uzyskanego przez mieszanie różnych składników pochodzących z ropy naftowej.

Szczególnie korzystnie jako bitum stosuj e się bitum wybrany spośród bitum propanowego, bitum z produktów krakowania wstępnego prowadzonego w celu obniżenia lepkości, bitumu ze sposobu prowadzonego pod zmniejszonym ciśnieniem i bitumu odtworzonego ze składników cyklu bazy smarowej.

Korzystnie w etapie (ii) stosuje się bitum i składnik bitumiczny o wartości I_c od 0,280 do 0,500.

W etapie (i) sposobu według niniejszego wynalazku jako produkty bitumiczne stosuje się produkty zawierające asfalteny wytrącone n-heptanem i n-pentanem, żywice, produkty aromatyczne i nasycone w takich ilościach, aby spełniały powyższy warunek.

Szczególnie korzystne dla celów niniejszego wynalazku są aromatyczne ekstrakty bazy smarowej lub mieszanina aromatycznego ekstraktu z pozostałościąpo destylacji pod zmniejszonym ciśnieniem.

Polimerami, które mogą być stosowane na etapie (i) sposobu według niniejszego wynalazku, są kopolimery typu elastomeru. Szczególnie korzystne są kopolimery blokowe o budowie promieniowej zawierające winylobenzeny i sprzężone dieny. Tę grupę polimerów można przedstawić za pomocą ogólnego wzoru X(A-B)_m, w którym A oznacza blok otrzymany z monomerów winyloaromatycznych, B oznacza blok otrzymany z monomerów drenowych, X oznacza rodnik pochodzący od czynnika sprzęgającego, a m oznacza liczbę zależną od użytego czynnika sprzęgającego i ma zwykle wartość w zakresie od 3 do 5 lub powyżej.

181 818

Do otrzymywania trwałych mieszanin szczególnie przydatne są promieniowe kopolimeiy zawierające bloki polistyrenowe i polibutadienowe (tzw. SBS), zwykle mające stosunek styren/butadien od 20/80 do 40/60 i ciężar cząsteczkowy od 50000 do 1000000. Szczególnie korzystne są kopolimery mające stosunek styren/butadien od 25/75 do 35/65 i ciężar cząsteczkowy od 100000 do 400000. Te kopolimery można stosować także w postaci modyfikowanej olejem.

Korzystnie w etapach (i) i (ii) stosuje się temperaturę od 175 do 185°C czas reakcji podczas jednego etapu wynosi od 30 do 60 minut.

Jest korzystne prowadzenie etapu (i) przy stosunku wagowym produktu bitumicznego do polimeru od 80:20 do 95:5, korzystnie od 85:15 do 90:5. Stosowanie większych ilości polimeru jest niepożądane, ponieważ zwiększa to lepkość mieszaniny i w konsekwencji utrudnia przetwórstwo, podczas gdy mniejsze ilości niedostatecznie modyfikują właściwości bitumicznego produktu.

Korzystnie w etapie (i) stosunek wagowy produktu bitumicznego do polimeru wynosi od 85:15 do 95:5, zwłaszcza od 98:2 do 94:6.

Mieszanie i homogenizacja bitumicznego produktu jest wykonywana dogodnie w temperaturze około 180°C w ciągu 30 do 60 minut. Uzyskane kompozycje są trwałe w warunkach przechowywania na gorąco. W takich warunkach nie występuje, nawet po długim czasie przechowywania, rozdzielanie warstw lub tworzenie niejednorodnych stref, co oznacza się metodą „próby rurkowej” opisaną w przykładzie I.

W etapie (ii) sposobu według niniejszego wynalazku rozcieńcza się kompozycją bitumiczną otrzymaną w etapie (i) bitumem lub składnikiem bitumicznym o I_c od 0,270 do 0,700, korzystnie od 0,280 do 0,500. W celu wykonania rozcieńczenia wystarcza zmieszać kompozycję bitumiczną z bitumem lub składnikiem bitumicznym w pożądanych stosunkach w temperaturze od około 160°C do 200°C, korzystnie od 170°C do 180°C, w ciągu około 30 do 60 minut. Ilości zależą od właściwości bitumu lub składnika bitumicznego i od wymaganych właściwości końcowej mieszaniny.

Dogodne jest stosowanie takiej ilości bitumu lub składnika bitumicznego, która wystarcza do uzyskania końcowego polimeru od 2,5 do 6,0%. W ten sposób można uzyskać mieszaninę bitumu z polimerem trwałą podczas przechowywania i o pożądanej płynności, szczególnie przydatną na nawierzchnie drogowe.

Bitumem mającym wymienioną powyżej wartość I_c może być bitum wybrany z bitumów destylacyjnych, bitumów wytrącanych, produktów krakowania wstępnego w celu obniżenia lepkości (visbreaking), bitumów utlenionych lub mieszanin różnych składników pochodzących z ropy naftowej, pod warunkiem, że uzyskana mieszanina spełnia podane powyżej wymagania na I_c.

Korzystnymi bitumami są bitumy ze sposobu propanowego pod zmniejszonym ciśnieniem, sposobu krakowania wstępnego w celu obniżenia lepkości lub odtworzone ze składnikami cyklu bazy smarowej albo ich mieszanina mająca wartość I_c od 0,270 do 0,700.

Mieszaniny bitum-polimer stabilizowane zgodnie z niniejszym wynalazkiem majądobre właściwości giętkości i sprężystości i mogą być korzystnie stosowane jako spoiwa kruszyw drogowych o dobrych właściwościach i do wyrobu wodoszczelnych membran, a także w dziedzinie wytwarzania bitumicznych emulsji.

W następujących przykładach doświadczalnych stosowano składniki od (A) do (N) i produkty bitumiczne uzyskane w wyniku mieszania wymienionych składników. Właściwości podane w tabeli 1 określono, poddając bitum najpierw działaniu n-heptanu w celu wytrącenia frakcji asfaltenów o dużym ciężarze cząsteczkowym. Z kolei na część bitumu rozpuszczoną w n-heptanie działano n-pentanem w celu oddzielenia asfaltenów o małym ciężarze cząsteczkowym. Frakcję rozpuszczalną w n-pentanie (która zwykle stanowi od 70 do 90% całości i składa się z maltenów) poddaje się analizie, stosując sposób postępowania podany w ASTM D-2007.

181 818

Inne właściwości składników (A-N) podano w poniższych tabelach 1 i 2

Tabela 1

______________SKŁADNIK_______________________________
	A	B	C	D	E	F
Lepkość, 60°C, cSt	270	240	180	1,1x10’	17,7x10’	35,5x10’
Lepkość, 60°C, P.	2,7	2,4	1,8	108	175	356
Gęstość, 60°C, g/cm³	0,995	0,985	0,981	0,989	0,987	0,998
_______CAŁKOWITA ZAWARTOŚĆ__________________
asfaltenów, % wag.	0,5	0,2	0,1	11,2	11,9	14,8
produkty nasycone, % wag.	8,1	8,9	11,6	14	16	15,4
żywice, % wag.	41,0	37,8	35,5	63,7	58,8	52,1
produkty aromatyczne, % wag.	50,4	53,1	52,8	11,1	13,3	17,7
Ic	0,094	0,1	0,133	0,337	0,387	0,433

Składniki A, B, C = ekstrakt aromatyczny bazy smarowej.

Składniki D,E,F = pozostałość po destylacji (pod zmniejszonym ciśnieniem).

Tabela 2

SKŁADNIK
	G	H	I	L	M	N
Lepkość, 60°C, P.	n.o.	n.o.	n.o.	1,090	780	530
Penetracja, dmm	14	11	11	98	98	111
Kulka/pierścień,°C	62	61,5	63	45,5	45,5	45,5
________________________CAŁKOWITA ZAWARTOŚĆ_____________
asfaltenów, % wag	19,4	21,5	23	15,3	16,1	18,7
produkty nasycone, % wag.	33	2,8	3,1	7,3	103	11,2
żywice, % wag.	70,6	70,0	62,2	67,5	66,4	58,7
produkty aromatyczne, % wag.	6,8	5,7	11,7	9,9	7,2	17,7
Ic	0,292	0,321	0,353	0,292	0,359	0,427

Składniki G, Η, I = bitum z propanu

Składnik L = bitum odtworzony

Składnik M = bitum ze sposobu pod zmniejszonym ciśnieniem

Składnik N = bitum ze sposobu visbreaking n.o. = nie oznaczono

Następujące przykłady podano w celu lepszego przedstawienia wynalazku.

Przykład I.

Użyto produkt bitumiczny złożony ze składnika A (29% wagowych) i składnika B (71% wagowych) o wartości I_c równej 0,256. Przygotowano mieszaninę zawierającą 86,1% wagowych produktu bitumicznego i 13,9% wagowych SBS o wagowym średnim ciężarze cząsteczkowym 250000 i stosunku wagowym styren/butadiem równym 30/70.

181 818

Składniki mieszano przez 60 minut w temperaturze 180°C. Uzyskano kompozycję bitumiczną o następujących właściwościach:

penetracja w temperaturze 25°C 93 dmm;

temperatura mięknienia (P.A.) 102°C.

Po 30 dniach przechowywania w temperaturze 170°C, kompozycja bitumiczna nie wykazuje żadnej różnicy wartości P.A. oznaczonej na próbkach pobranych z góry i z dołu pojemnika, co wskazuje na doskonałą trwałość podczas przechowywania mieszaniny bitum-polimer.

Ocenę trwałości podczas przechowywania wykonuje się na pomocą „próby rurkowej”, która umożliwia wykrycie nawet małych różnic jednorodności wywołanych rozwarstwieniem lub migracją polimeru zawartego w mieszaninie. Próbę wykonuje się przez wprowadzenie mieszaniny do cylindrycznej rurki zamkniętej na jednym końcu i umieszczenie jej w suszarce w temperaturze 170°C na określony czas. Po zakończeniu próby chłodzi się rurkę z mieszaniną do niskiej temperatury, usuwa osłonę i rozdziela warstwy z góry i z dołu cylindra, które stały się zwarte przez obniżenie temperatury. Mierzy się temperaturę mięknienia obu części. Mieszaninę uważa się za trwałą jeśli różnica między tymi wartościami nie przekracza 2°C.

Następnie kompozycję bitumiczną otrzymaną sposobem opisanym powyżej rozcieńcza się w temperaturze 180°C w ciągu 60 minut, składnikiem G (60,6%) w takiej ilości, aby uzyskać końcowe stężenie polimeru SBS równe 5,5%.

Uzyskano mieszaninę bitum-polimer o następujących właściwościach:

penetracja w temperaturze 25°C 60 dmm;

temperatura mięknienia (P.A.) 96°C.

Przykład Ibis (porównawczy).

Polimer SBS dodano do bitumicznego produktu (94,5% wagowych) złożonego ze składników A (10,5% wagowych), D (25,4% wagowych) i G (64,1% wagowych) i mającego I_c równe 0,280, w takiej ilości, aby uzyskać jego końcowe stężenie równe 5,5%.

Następnie całość mieszano w temperaturze 180°C w ciągu 120 minut i uzyskano kompozycję bitumiczną o następujących właściwościach:

penetracja w temperaturze 25°C 53 dmm;

temperatura mięknienia (P.A.) 103°C.

Po upływie tylko jednego dnia przechowywania w temperaturze 170°C, różnica wartości P.A. oznaczonej na próbkach pobranych z góry i z dołu pojemnika wynosi 40°C, co wskazuje na nietrwałość kompozycji.

Przykładu.

Polimer SBS o końcowym stężeniu 13,9% wagowych dodawano do produktu bitumicznego złożonego ze składnika B (43% wagowych) i składnika E (57% wagowych) o wartości I_c równej 0,247. Składniki mieszano przez 60 minut w temperaturze 180°C i uzyskano kompozycję bitumiczną o następujących właściwościach:

penetracja w temperaturze 25°C 141 dmm;

temperatura mięknienia (P.A.) 87°C.

Po 15 dniach przechowywania w temperaturze 170°C, wartości P.A. oznaczone na próbkach pobranych z góry i z dołu pojemnika nie wykazują żadnej różnicy. Wskazuje na całkowitą trwałość produktu.

Następnie kompozycję bitumiczną otrzymaną sposobem opisanym powyżej rozcieńcza się w temperaturze 180°C w ciągu 60 minut składnikiem H (60,6% wagowych) w takiej ilości, aby uzyskać końcowe stężenia polimeru SBS równe 5,5% wagowych.

Uzyskano mieszaninę bitum-polimer o następujących właściwościach:

penetracja w temperaturze 25°C 66 dmm;

temperatura mięknienia (P.A.) 76°C.

181 818

Po 30 dniach przechowywania w temperaturze 170°C, nie stwierdzono żadnej różnicy wartości P.A. oznaczonej na próbkach pobranych z góry i z dołu pojemnika. Wskazuje to na całkowitą trwałość produktu.

P r z y k ł a d II bis (porównawczy).

Produkt bitumiczny złożony ze składników B, E i H, wziętych w takich samych ilościach, jak w przykładzie Π, mający wartość I_c równą 0,293, mieszano z polimerem SBS (końcowe stężenie równe 5,5% wagowych) w temperaturze 180°C w ciągu 120 minut. Uzyskano kompozycję bitumiczną o następujących właściwościach:

penetracja w temperaturze 25°C 68 dmm;

temperatura mięknienia (P.A.) 98°C.

Po upływie tylko jednego dnia przechowywania w temperaturze 170°C, różnica wartości P.A. oznaczonej na próbkach pobranych z góry i z dołu pojemnika wynosi 54°C, co wyraźnie wskazuje na nietrwałość kompozycji.

Przykład II ter (porównawczy).

Postępowano takim samym sposobem, jak w przykładzie II, stosując produkt bitumiczny złożony ze składnika B (29% wagowych) i składnika E (71% wagowych), o wartości I_c równej 0,289.

Mieszaninę poddano reakcji w temperaturze 170° przez 60 minut i uzyskano kompozycję bitumiczną o następujących właściwościach:

penetracja w temperaturze 25°C 98 dmm;

temperatura mięknienia (P.A.) 106°C.

Po 3 0 dniach przechowywania w temperaturze 170°C, różnica wartości P.A. oznaczonej na próbkach pobranych z góiy i z dołu pojemnika wynosi 32°C, co wyraźnie wskazuje na nietrwałość kompozycji.

Przykład ΙΠ.

Użyto produkt bitumiczny złożony ze składnika C (55% wagowych) i składnika F (45% wagowych) o wartości I_c równej 0,250. Przygotowano mieszaninę zawierającą 86,1% wagowych produktu bitumicznego i 13,9% wagowych SBS. Składniki mieszano przez 60 minut w temperaturze 180°C.

Uzyskano kompozycję bitumiczną o następujących właściwościach:

penetracja w temperaturze 25°C 150 dmm;

temperatura mięknienia (P.A.) 79°C.

Po 30 dniach przechowywania w temperaturze 170°C, kompozycja bitumiczna nie wykazuje żadnej różnicy wartości P.A. oznaczonej na próbkach pobranych z góry i z dołu pojemnika.

Wskazuje to na całkowitą trwałość produktu.

Następnie kompozycję bitumiczną rozcieńcza się składnikiem I (60,6%) w temperaturze 180°C przez 60 minut, w takiej ilości, aby uzyskać końcowe stężenie polimeru SBS równe 5,5%.

Uzyskano kompozycję bitumiczną o następujących właściwościach:

penetracja w temperaturze 25°C 80 dmm;

temperatura mięknienia (P.A.) 78°C.

Po 3 0 dniach przechowywania w temperaturze 170°C, nie stwierdzono żadnej różnicy wartości P.A. oznaczonej na próbkach pobranych z góry i z dołu pojemnika.

Przykład III bis (porównawczy).

Produkt bitumiczny złożony ze składników C, F i I, wziętych w takich samych ilościach, jak w przykładzie III, o wartości I_c równej 0,314, mieszano z polimerem SBS (końcowe stężenie równe 5,5% wagowych) w temperaturze 180°C przez 120 minut. Uzyskano kompozycję bitumiczną o następujących właściwościach:

penetracja w temperaturze 25°C 75 dmm;

temperatura mięknienia (P.A.) 91 °C.

Po upływie tylko jednego dnia przechowywania w temperaturze 170°C, różnica wartości P.A. oznaczonej na próbkach pobranych z góry i z dołu pojemnika wynosi 56°C.

Przykład IV.

Użyto produkt bitumiczny złożony ze składnika L (71% wagowych) i składnika A (29% wagowych) o wartości I_c równej 0,227. Przygotowano mieszaninę zawierającą 86,1% Wagowych produktu bitumicznego i 13,9% wagowych SBS. Składniki mieszano przez 120 minut w temperaturze 180°C. Uzyskano kompozycję bitumiczną© następujących właściwościach:

penetracja w temperaturze 25°C 72 dmm;

temperatura mięknienia (P. A.) 103°C.

Po 15 dniach przechowywania w temperaturze 170°C, nie stwierdzono żadnej różnicy wartości P.A. oznaczonej na próbkach pobranych z góry i z dołu pojemnika.

Następnie kompozycję bitumiczną otrzymaną sposobem opisanym powyżej rozcieńcza się w temperaturze 180°C przez 60 minut, składnikiem L (60,6%), w takiej ilości, aby uzyskać końcowe stężenie polimeru SBS równe 5,5%.

Uzyskano mieszaninę bitum-polimer o następujących właściwościach:

penetracja w temperaturze 25°C 104 dmm;

temperatura mięknienia (P.A.) 76°C.

Po 30 dniach przechowywania w temperaturze 170°C, nie stwierdzono żadnej różnicy wartości P.A. oznaczonej na próbkach pobranych z góry i z dołu pojemnika.

Przykład IVbis (porównawczy).

Polimer SBS dodano w takiej ilości do składnika L o wartości I_c równej 0,292, aby uzyskać końcową zawartość SBS 5,4% wagowych.

Mieszaninę mieszano w temperaturze 180° przez 60 minut i uzyskano kompozycję o następujących właściwościach:

penetracja w temperaturze 25°C 60 dmm;

temperatura mięknienia (P.A.) 99°C.

Po upływie tylko jednego dnia przechowywania w temperaturze 170°C, różnica wartości P.A. oznaczonej na próbkach produktu pobranych z góry i z dołu pojemnika wynosi 69°C.

Przykład V.

Postępowano w taki sam sposób, jak w przykładzie II, stosując w fazie rozcieńczania składnik M o wartości I_c równej 0,359 w takiej ilości, aby uzyskać końcowe stężenie polimeru równe 2,75% wagowych.

Uzyskano mieszaninę o następujących właściwościach:

penetracja w temperaturze 25°C 131 dmm;

temperatura mięknienia (P.A.) 48°C.

Po 30 dniach przechowywania w temperaturze 170°C, nie stwierdzono żadnej różnicy wartości P.A. oznaczonej na próbkach pobranych z góry i z dołu pojemnika, co świadczy o całkowitej trwałości produktu.

Przykład Vbis(porównawczy).

Polimer SBS dodano w takiej ilości do składnika M (97,25% wagowych) o wartości I_c równej 0,359, aby uzyskać końcową zawartość SBS 5,5% wagowych.

penetracja w temperaturze 25°C 61 dmm;

temperatura mięknienia (P.A.) 50°C.

Po upływie tylko jednego dnia przechowywania w temperaturze 170°C, różnica wartości P.A. oznaczonej na próbkach produktu pobranych z góry i z dołu pojemnika wynosi 19°C.

Przykład VI.

Postępowano w taki sam sposób, jak w przykładzie I, stosując w fazie rozcieńczania składnik N w takiej ilości, aby uzyskać końcowe stężenie polimeru równe 4,0% wagowych. Uzyskano mieszaninę o następujących właściwościach:

penetracja w temperaturze 25°C 115 dmm;

temperatura mięknienia (P.A.) 81 °C.

181 818

Po 15 dniach przechowywania w temperaturze 170°C, nie stwierdzono żadnej różnicy wartości P. A. oznaczonej na próbkach pobranych z góry i z dołu pojemnika, co świadczy o całkowitej trwałości produktu.

Przykład VI bis (porównawczy).

Polimer SBS dodano w takiej ilości do składnika N o wartości I_c równej 0,427, aby uzyskać końcową zawartość 4,0% wagowych.

Mieszaninę poddano reakcji w temperaturze 180° przez 60 minut i uzyskano produkt o następujących właściwościach:

penetracja w temperaturze 25°C 66 dmm;

temperatura mięknienia (P.A.) 90°C.

Po upływie tylko jednego dnia przechowywania w temperaturze 170°C, różnica wartości P.A. oznaczonej na próbkach produktu pobranych z góry i z dołu pojemnika wynosi 37°C.

Przykład VII. .

Kauczuk modyfikowany olejem (45 części oleju parafinowego na 100 części SBS) dodano do mieszaniny składnika B (47% wagowych) ze składnikiem E (53% wagowych) o I_c równym 0,237, w takiej ilości, aby uzyskać końcowe stężenie SBS równe 14,4% wagowych.

Mieszaninę mieszano w temperaturze 180°C przez 60 minut i uzyskano kompozycję o następujących właściwościach:

penetracja w temperaturze 25°C 141 dmm;

temperatura mięknienia (P.A.) 87°C.

Kompozycję bitumiczną rozcieńcza się następnie składnikiem H w temperaturze 180°C przez 60 minut, w takiej ilości, aby uzyskać końcowe stężenie polimeru SBS równe 5,7%.

Uzyskano mieszaninę bitum-polimer o następujących właściwościach:

penetracja w temperaturze 25°C 104 dmm;

temperatura mięknienia (P.A.) 73°C.

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 60 eg? Cena 2,00 zł.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób wytwarzania mieszanin bitumu z polimerem termoplastycznym, trwałych podczas przechowywania, zwłaszcza do wytwarzania wodoszczelnych membran, emulsji bitumicznych i spoiw kruszyw drogowych oraz do wykonywania nawierzchni drogowych, znamienny tym, że (i) produkt bitumiczny o łącznej zawartości asfaltenów, żywic, produktów nasyconych i aromatycznych, spełniający warunek, że I_c ma wartość od 0,200 do 0,270 w wyrażeniu:

I_c = (C7 + C5 + S)/(A+R), w którym:

C7 = stężenie asfaltenów wytrąconych n-heptanem, w % wagowych;

C5 = stężenie asfaltenów wytrąconych n-pentanem, w % wagowych;

S = stężenie produktów nasyconych (parafin), w % wagowych;

A = stężenie produktów aromatycznych, w % wagowych; a

R = stężenie żywic, w % wagowych, poddaje się reakcji w temperaturze od 160°C do 200°C i w czasie od 15 do 120 minut, z polimerem termoplastycznym w stosunku wagowym od 80:20 do 95:5; i (ii) uzyskaną w ten sposób kompozycję bitumiczną rozcieńcza się bitumem lub składnikiem bitumicznym mającym wartość I_c określoną w (i) od 0,270 do 0,700 w takiej ilości, aby końcowe stężenie polimeru wynosiło od 2,5 do 15% i całość ogrzewa się w temperaturze od 160°C do 200°C w czasie od 30 do 90 minut.
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że w etapie (i) jako produkt bitumiczny stosuje się jeden lub kilka składników, wybranych z aromatycznych destylatów ropy naftowej lub bitumów destylacyjnych.
3. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że jako produkt bitumiczny stosuje się mieszaninę aromatycznego ekstraktu bazy smarowej z pozostałością po destylacji pod zmniejszonym ciśnieniem, w takim wzajemnym stosunku wagowym, że uzyskana mieszanina ma wartość I_cod 0,200 do 0,270.
4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stosowany w etapie (i) produkt bitumiczny ma wartość I_c od 0,240 do 0,260.
5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stosowany w etapie (ii) bitum i składnik bitumiczny wybiera się spośród bitumu destylacyjnego, bitumu wytrącanego, bitumu utlenionego lub bitumu uzyskanego przez mieszanie różnych składników pochodzących z ropy naftowej.
6. Sposób według zastrz. 5, znamienny tym, że jako bitum stosuje się bitum wybrany spośród bitum propanowego, bitumu z produktów krakowania wstępnego prowadzonego w celu obniżenia lepkości, bitumu ze sposobu prowadzonego pod zmniejszonym ciśnieniem i bitumu odtworzonego ze składników cyklu bazy smarowej.
7. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że w etapie (ii) stosuje się bitum i składnik bitumiczny o wartości I_c od 0,280 do 0,500.
8. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako polimer stosuje się kopolimer blokowy zawierający winylobenzeny i sprzężone dieny, o budowie promieniowej, który można przedstawić za pomocą ogólnego wzoru X(A-B)_m, w którym A oznacza blok otrzymany z monomerów winyloaromatycznych, B oznacza blok otrzymany z monomerów dienowych, X oznacza rodnik pochodzący od czynnika sprzęgającego, a m oznacza liczbę od 3 do 5.

181 818
9. Sposób według zastrz. 8, znamienny tym, że jako kopolimer stosuje się kopolimer zawierający bloki polistyrenu i polibutadienu w stosunku styren/butadien od 20/80 do 40/60, o ciężarze cząsteczkowym od 50000 do 1000000.
10. Sposób według zastrz. 8, znamienny tym, że jako kopolimer promieniowy stosuje się kopolimer, o stosunku styren/butadien od 25/75 do 35/65 i ciężarze cząsteczkowym od 100000 do 400000.
11. Sposób według zastrz. 8, znamienny tym, że jako kopolimer stosuje się kopolimer modyfikowany olejem.
12. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że w etapach (i) i (ii) stosuje się temperaturę od 175 do 185°C czas reakcji podczas jednego etapu wynosi od 30 do 60 minut.
13. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że w etapie (i) stosunek wagowy produktu bitumicznego do polimeru wynosi od 85:15 do 95:5.
14. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że w etapie (ii) stosunek wagowy produktu bitumicznego do polimeru wynosi od 98:2 do 94:6.

* * *