DE3876627T2

DE3876627T2 - Verfahren zur herstellung eines modifizierungsmittels fuer bitumen und damit erhaltenes produkt.

Info

Publication number: DE3876627T2
Application number: DE8888903925T
Authority: DE
Inventors: Luigi Boria; Renato Bottalli; Gabriele Broussard
Original assignee: INTERCHIMICA SpA
Current assignee: INTERCHIMICA SpA
Priority date: 1987-05-12
Filing date: 1988-05-11
Publication date: 1993-07-01
Anticipated expiration: 2008-05-12
Also published as: AU1710988A; IT1205998B; WO1988008866A1; DE3876627D1; EP0370017A1; EP0370017B1; IT8747914A0; ATE83256T1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines Modifizierungsmittels, hauptsächlich zur Verbesserung der physikalisch-chemischen, technologischen, mechanischen Eigenschaften von Bitumen, sowie auf das durch dieses Verfahren hergestellte Modifizierungsmittel.
Bitumen, das aus dem Rückstand der natürlichen oder technischen Ölverdampfung gebildet wird, zeigt von Natur die Eigenschaften, für Wasser wie für andere atmosphärische Mittel undurchlässig zu sein. Tatsächlich wurde es bis vor 30 bis 40 Jahren entweder allein oder zusammen mit einer Verstärkung aus Pappe oder Glasfaser in der Bauindustrie sowie zum Schutz von Bauten verwendet. Bitumen zeigt jedoch einige Eigenschaften, die seine Verwendungsfähigkeit begrenzen, wie z.B. seine Sprödigkeit bei Temperaturen sogar oberhalb 0ºC, die Neigung, sich zu verformen (hohe Durchdringbarkeit, Duktilität) usw. Daher sind in den letzten Jahrzehnten Modifizierungsmittel untersucht worden, die zur Verbesserung seiner wichtigsten Eigenschaften dienen sollen. Allgemein werden diese Modifizierungsmittel aus Polymeren verschiedener Art gebildet, die auch bessere Kalt-Flexibilität und mechanische Festigkeit aufweisen. Forschungen wurden lange Zeit durchgeführt, um ein solches Modifizierungsmittel zu erhalten, das durch Mischung unterschiedlicher Fraktionen von Polyolefinen hergestellt wird. Ein Modifizierungsmittel zur Verbesserung der Undurchlässigkeit des Bitumens ist bereits hergestellt worden durch Mischung und Schmelzen bei etwa 180ºC geeigneter Mengen von ataktischem Polypropylen bei Zugabe von Additiven, wie Polypropylen-Wachs, kleinen Mengen von Bitumen, das die Hauptfunktion einer Fluidisierung und eines Färbemittels hat, und durch Kühlen dieser Mischung. Es hat sich jedoch über Jahre gezeigt, daß die Hersteller von Polypropylen ihre Anstrengungen auf immer größere Ausbeuten an isotaktischem Polypropylen zum Nachteil der ataktischen Fraktion richten.
Die Erfindung sucht ein Verfahren und ein Produkt zu schaffen, die erfolgreich die oben erwähnten, für die Herstellung von üblichen Modifizierungsmitteln für Bitumen verwendeten Materialien ersetzen können. Das erfindungsgemäße Verfahren sucht diese Polypropylen-Fraktionen (ataktisches Polypropylen), die auf dem Markt immer schwieriger zu finden sind, durch eine Mischung von Kohlenwasserstoffen aus der Destillation von Rohöl zu ersetzen, die dazu bestimmt ist, die sog. "Schmiermittelfraktion" des Zusatzmittels für Bitumen zu bilden. Mit anderen Worten ist das die Fraktion, die zwischen 200 und 500ºC bei der Ölverarbeitung destilliert. In der Praxis ist erfindungsgemäß das isotaktische Polypropylen mit verschiedenen Arten von Öl, vom flüssigsten bis zum viskosesten, von diathermischen Ölen bis zu Kolbenölen, von Motorschmierölen bis zu Kompressorölen, lösbar gemacht worden. Es wurde experimentell gefunden, daß durch Verwendung von Substanzen, die unter der Bezeichnung von "synthetischen Ölen" auf den Markt geworfen werden, die Ergebnisse ausgezeichnet verglichen werden können mit denjenigen, die durch Verwendung von Ölen aus erdölhaltigen Produkten erzielt werden. Es hat sich ferner gezeigt, daß die früher erzählten Geschichten vom verbrauchten Öl keinen Einfluß haben (d.h. ob es reines, wiedergewonnenes oder verbrauchtes Öl ist), vorausgesetzt, daß es seine Lösungsmittel-Fähigkeit beibehalten hat. Es ist zu bemerken, daß durch Mischen geeigneter Mengen der oben erwähnten "Schmiermittelfraktion" mit isotaktischem Polypropylen ein Modifizierungsmittel für Bitumen mit besonderen Eigenschaften erzeugt wird, d.h. der Fähigkeit, ein Material zu ergeben, das extrem elastisch bei niedrigen Temperaturen, sogar weit unter 0ºC, ist. Es war ausreichend, kleine Mengen von ataktischem Ethylen-Propylen-Copolymer den obigen Mischungen zuzugeben, um ein Modifizierungsmittel zu erhalten, das die physikalisch-mechanischen Eigenschaften des Produkts nach dem Stand der Technik wiederholt oder verbessert. Die Forschungen wurden von diesen ersten Experimenten auf alle verfügbaren Polyolefin-Polymere ausgedehnt, insbesondere auf Polyethylen hoher und niedriger Dichte, wodurch festgestellt wurde, daß die "Schmiermittelfraktion" eine bemerkenswerte Lösungsmittel-Fähigkeit und eine sehr gute Kompatibilität aufweist. Die Verwendung der "Schmiermittelfraktion" wurde erfolgreich auf die Polyolefin-Copolymere, Polystyrol, Polydien und Copolymere desselben ausgedehnt. Durch Verwendung von Polydien (natürlicher oder synthetischer Kautschuk) stets zusammen mit der "Schmiermittelfraktion" und dem isotaktischen Polypropylen kann die Verwendung von ataktischen Ethylen-Propylen-Copolymeren vermieden werden, wodurch man von den Nebenprodukten der Polymerisierung des isotaktischen Polypropylens wegkommt.
Unter den Vorteilen bei der Herstellung eines Modifizierungsmittels für Bitumen gemäß der Erfindung, außer der oben erwähnten, nicht vernachlässigbaren Möglichkeit des Ersetzens von Rohmaterialien, die kaum mehr gefunden werden können, sind die folgenden Vorteile zu erwähnen: Die Recyclierung von mineralischen und synthetischen Ölen, auch wenn sie verbraucht sind, wobei diese Öle in großen Mengen verfügbar sind; die Fähigkeit dieser Öle, die oben erwähnten Polymere anzugreifen, die nicht mit Bitumen gemischt werden können, wodurch die Löslichmachung desselben bewirkt wird; die bessere Verwendung eines Rohmaterials im flüssigen Zustand bei der Herstellung eines Modifizierungsmittels, sofern die Aufbewahrung, Förderung, Vermischung und nach allem jeder Behandlungsschritt desselben betroffen ist. Es soll ferner bemerkt werden, daß die Vorteile, die sich aus den konstanten Eigenschaften von Ölen der "Schmiermittelfraktion" ergeben, ungleich der ständigen Unterschiedlichkeit von ataktischem Polyproylen in Abhängigkeit von dessen Ursprung, eine Verbesserung der Qualität der wasserabweisenden Schichten oder Folien ermöglichen, die als Endprodukte mit dem mit den Zusatzmitteln gemäß der Erfindung erzeugten Bitumen erhalten werden, was die atmosphärischen Bedingungen und die mechanischen Eigenschaften, insbesondere die Flexibilität, anbetrifft. Daher schafft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Modifizierungsmittels zur Verbesserung der Eigenschaften von Bitumen, das dazu bestimmt ist, Schichten oder Folien wasserdicht zu machen, Produkte, Konglomerate und scharfe Kanten zu imprägnieren, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: Mischen einer "Schmiermittelfraktion", die entweder aus reinen oder wiedergewonnenen oder verbrauchten Ölen aus der Destillation von Erdöl oder synthetischen Ölen gewonnen wurde, mit Polymeren, die von der "Schmiermittelfraktion" angegriffen werden können und hauptsächlich aus isotaktischem Polypropylen, Polyethylen und Mischungen derselben bestehen, sowie mit anderen Zuschlägen, die aus ataktischen Propylen- Homopolymeren und ataktischen Ethylen-Propylen-Copolymeren, Polystyrol, Polydien und Bitumen bestehen, nachfolgend "Zusatzmittel" genannt; Schmelzen dieser Mischung durch Erhöhung der Temperatur bis auf etwa 180ºC; Gießen und Abkühlen der Mischung in Stücke oder Körner. Das durch das erfindungsgemäße Verfahren erzeugte Modifizierungsmittel kann folgende Zusammensetzung haben:
Schmiermittelfraktion: 1 - 85 %
angreifbare Polymere : 1 - 70 %
Zusatzmittel : 1 - 90 %
Die Wahl bestimmter Prozentwerte jeder Komponente hängt von dem gewünschten Modifizierungsmittel, von der nach der Mischung mit Bitumen auszuführenden Funktion sowie von den besonderen Anforderungen von Benutzern ab. Beispielsweise werden folgende Zusammensetzungen angegeben:
Schmiermittelfraktion: 60 - 80 %
angreifbare Polymere : 15 - 30 %
Zusatzmittel : 5 - 10 %
Dies ist ein flüssigeres Modifizierungsmittel, das als Korrektivmittel für härteres Bitumen zu verwenden ist.
Schmiermittelfraktion: 30 - 55 %
angreifbare Polymere : 35 - 50 %
Zusatzmittel : 10 - 20 %
Solche Modifizierungsmittel können in Kombination mit weicherem Bitumen verwendet werden.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung eines Modifizierungsmittels für Bitumen, gekennzeichnet durch die Mischung von:

a) einer "Schmiermittelfraktion", die im wesentlichen aus mineralischen und synthetischen, reinen oder wiedergewonnenen oder verbrauchten Ölen gebildet ist;

b) Polymeren, die von der "Schmiermittelfraktion" angegriffen werden können und hauptsächlich aus isotaktischem Polypropylen, Polyethylen und Mischungen derselben bestehen;

c) Zusatzmitteln, welche aus ataktischen Propylen-Homopolymeren, ataktischen Ethylen-Propylen-Copolymeren, Polystyrol, Polydien und Bitumen bestehen;

wobei die erhaltene Mischung sodann geschmolzen, homogenisiert, zu Stücken oder Körnern gegossen und gekühlt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß, wenn die Mischung gemischt und hoinogenisiert ist, die Temperatur derselben auf etwa 180ºC erhöht wird.

3. Modifizierungsmittel für Bitumen, gekennzeichnet durch folgende Zusammensetzung:

a) eine "Schmiermittelfraktion", die im wesentlichen aus mineralischen und synthetischen, reinen oder wiedergewonnenen oder verbrauchten Ölen gebildet ist;

b) Polymere, die von der "Schmiermittelfraktion" angegriffen werden können und hauptsächlich aus isotaktischem Polypropylen, Polyethylen und Mischungen derselben besteht;

c) Zusatzmittel, welche aus ataktischen Propylen-Homopolymeren, ataktischen Ethylen-Propylen-Copolymeren, Polystyrol, Polydien und Bitumen bestehen.

4. Modifizierungsmittel für Bitumen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die "Schmiermittelfraktion" im Bereich zwischen 1 und 85 % vorhanden ist.

5. Modifizierungsmittel für Bitumen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die angreifbaren Polymere im Bereich zwischen 1 und 70 % vorhanden sind.

6. Modifizierungsmittel für Bitumen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzmittel im Bereich zwischen 1 und 90 % vorhanden sind.

7. Modifizierungsmittel für Bitumen nach den Ansprüchen 4, 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die "Schmiermittelfraktion" im Bereich zwischen 60 und 80 %, die angreifbaren Polymere im Bereich zwischen 15 und 30 % und die Zusatzmittel im Bereich zwischen 5 und 10 % vorhanden sind.

8. Modifizierungsmittel für Bitumen nach den Ansprüchen 4, 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die "Schmiermittelfraktion" im Bereich zwischen 30 und 55 %, die angreifbaren Polymere im Bereich zwischen 35 und 50 % und die Zusatzmittel im Bereich zwischen 10 und 20 % vorhanden sind.

9. Bitumenzusammensetzung, die insbesondere für wasserdichte Schichten und Folien, verschiedene Imprägnierungsprodukte und Konglomerate und scharfe Kanten geeignet ist, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein Modifizierungsmittel für Bitumen nach einem der Ansprüche 3 bis 8 enthält.