DE60030855T2

DE60030855T2 - Verfahren zur herstellung von vernetzten und/oder funktionalisierten bitumen-polymerenzusammensetzungen, zusammensetzungen und deren verwendung zur herstelung von beschichtungen

Info

Publication number: DE60030855T2
Application number: DE60030855T
Authority: DE
Inventors: Jean-Pascal Planche; Patrick Turello; Pierre Chaverot; Patrice Vegny
Original assignee: Elf Antar France
Current assignee: Elf Antar France
Priority date: 1999-06-22
Filing date: 2000-06-21
Publication date: 2007-05-10
Anticipated expiration: 2020-06-22
Also published as: DK1189991T3; EP1189991B1; US6852779B1; PT1189991E; MY137033A; ATE340225T1; AU6450700A; DE60030855D1; FR2795418B1; ES2275531T3; EP1189991A1; FR2795418A1; WO2000078870A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von vernetzten und/oder funktionalisierten Bitumen/Polymer-Zusammensetzungen mit sehr geringer thermischer Empfindlichkeit. Sie betrifft auch die Zusammensetzungen, die durch dieses Verfahren erhältlich sind, und ihre Anwendung zur Herstellung von Belägen und insbesondere Straßendecken, Mischgütern oder auch Dichtungsbelägen.
Man kennt die Verwendung bituminöser Zusammensetzungen als Beläge für verschiedene Oberflächen und insbesondere als Straßenoberflächenbeschichtungen unter der Voraussetzung, dass diese Zusammensetzungen eine bestimmte Anzahl wesentlicher mechanischer Qualitäten besitzen.
Diese mechanischen Qualitäten werden in der Praxis bewertet, indem man eine Reihe mechanischer Eigenschaften mithilfe standardisierter Tests bestimmt, unter denen die folgenden am häufigsten verwendet werden:

– Erweichungspunkt, ausgedrückt in °C und bestimmt mit dem durch die Norm NF T 66008 definierten Kugel- und Ring-Test,
– Bruchpunkt oder Fraass-Punkt, ausgedrückt in °C und bestimmt gemäß der Norm IP 80/53,
– Eindringvermögen (Penetrabilität), ausgedrückt in 1/10 mm und bestimmt gemäß der Norm NF T 66004,
– rheologische Zugeigenschaften, die gemäß der Norm NF T46002 bestimmt werden und die folgenden Größen umfassen:
• Grenzbeanspruchung σ_s in MPa,
• Grenzdehnung ε_s in %,
• Bruchbeanspruchung σ_r in MPa,
• Bruchdehnung ε_r in %.

Man kann ferner einen Hinweis auf die thermische Empfindlichkeit bituminöser Zusammensetzungen anhand einer Korrelation zwischen der Penetrabilität (abgekürzt Pen) und dem Erweichungspunkt (abgekürzt TBA) dieser Zusammensetzungen erhalten, die unter der Bezeichnung PFEIFFER-Index (abgekürzt IP) bekannt ist.
Dieser Index wird durch die Beziehung:
berechnet, worin A die Steigung der Geraden ist, die durch die folgende Gleichung wiedergegeben wird:
Die thermische Empfindlichkeit der bituminösen Zusammensetzung ist umso niedriger, je größer der Wert des PFEIFFER-Index ist oder, was auf dasselbe hinausläuft, je kleiner der Wert der Größe A ist. Für die Bitumina aus der Destillation nimmt der PFEIFFER-Index negative Werte an.
Gewöhnlich zeigen die herkömmlichen Bitumina nicht gleichzeitig sämtliche erforderlichen Qualitäten, und man weiß seit langem, dass sich durch die Zugabe verschiedener Polymere zu diesen herkömmlichen Bitumina die mechanischen Eigenschaften der Letzteren vorteilhaft verändern lassen und dass sich Bitumen/Polymer-Zusammensetzungen mit verbesserten mechanischen Qualitäten im Vergleich zu denjenigen der Bitumina allein herstellen lassen.
Die Polymere, die zu den Bitumina zugegeben werden können, sind am häufigsten Elastomere, wie Polyisopren, Butylkautschuk, Polybuten, Polyisobuten, Ethylen/Vinylacetat-Copolymere, Polymethacrylate, Polychloropren, Ethylen/Propylen-Copolymere, Ethylen/Propylen/Dien-Terpolymere (EPDM), Polynorbornen oder auch statistische oder Blockcopolymere aus Styrol und einem konjugierten Dien.
Unter den zu den Bitumina hinzugefügten Polymeren sind die statistischen oder Blockcopolymere aus Styrol und einem konjugierten Dien und insbesondere aus Styrol und Butadien besonders wirksam, weil sie sich sehr leicht in den Bitumina lösen und ihnen ausgezeichnete mechanische und dynamische Eigenschaften und insbesondere sehr gute Viskoelastizitätseigenschaften verleihen.
Es ist ebenfalls bekannt, dass die Stabilität der Bitumen/Polymer-Zusammensetzungen, bei denen das zu dem Bitumen zugegebene Polymer ein Elastomer, insbesondere ein Copolymer von Styrol und einem konjugierten Dien, wie Butadien, ist, mithilfe in situ durchgeführter chemischer Kupplungsreaktionen des Polymers an das Bitumen mithilfe eines Schwefel abgebenden Kupplungsmittels (FR-A-2376188, FR-A-2429241, FR-A-2528439 und EP-A-360656) oder mittels Funktionalisierungsreaktionen des Polymers mithilfe eines Funktionalisierungsmittels des Säure- oder Carbonsäureestertyps mit Thiol- oder Disulfidgruppen (WO-A-9714754) oder des Thiocarbonsäurepolyestertyps (WO-A-9847967) verbessert werden kann.
Man hat jetzt gefunden, dass man bestimmte mechanische und rheologische Eigenschaften, insbesondere die Konsistenz und die mechanischen Zugeigenschaften, von Bitumen/Polymer-Zusammensetzungen, so genannten vernetzten und/oder funktionalisierten Bitumen/Polymer-Zusammensetzungen, die durch chemische Kupplungsreaktion des Polymers an das Bitumen und/oder durch Funktionalisierung des Polymers erhalten werden, noch verbessern und ihre thermische Empfindlichkeit verringern kann, wenn das zur Herstellung der vernetzten und/oder funktionalisierten Bitumen/Polymer-Zusammensetzung verwendete Bitumen eine entsprechende Menge an oxidiertem Bitumen enthält.
So ist eine erste Aufgabe der Erfindung ein Verfahren zur Herstellung von vernetzten und/oder funktionalisierten Bitumen/Polymer-Zusammensetzungen mit sehr geringer thermischer Empfindlichkeit, die durch chemische Kupplung des Polymers an das Bitumen erhalten werden, wobei man bei Arbeitstemperaturen zwischen 100°C und 230°C, vorzugsweise zwischen 130°C und 200°C, und unter Rühren eine homogene Masse bildet, bei der es sich um die Bitumen/Polymer-Zusammensetzung handelt und die aus einer bituminösen Matrix besteht, in der gleichmäßig ein vernetztes und/oder funktionalisiertes Elastomer dispergiert ist, das aus einer Elastomer-Vorstufe gebildet wird, die in einer Menge zwischen 0,5% und 30% und insbesondere zwischen 1,5% und 20%, bezogen auf das Gewicht der bituminösen Matrix, verwendet wird, wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, dass die bituminöse Matrix gebildet wird, indem man, bezogen auf das Gewicht, x% eines nicht-oxidierten Bitumens mit einer Penetrabilität zwischen 35 und 500 und y% eines oxidierten Bitumens mit einer Penetrabilität zwischen 20 und 60, in Berührung bringt, wobei diese Penetrabilitäten nach der Norm NF T 66004 bestimmt und in 1/10 mm ausgedrückt sind und die Werte für x und y 20 ≤ x ≤ 95 und 5 ≤ y ≤ 80 sind, wobei x + y = 100 beträgt.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht in der Anwendung der vernetzten und/oder funktionalisierten Bitumen/Polymer-Zusammensetzungen mit sehr niedriger thermischer Empfindlichkeit, die durch dieses Verfahren erhältlich sind, als bituminöse Bindemittel, die direkt oder nach Überführung in eine wässrige Emulsion zur Herstellung von Straßenbelägen verwendet werden können.
Vorteilhafterweise sind die Gewichtsprozente x% des nicht-oxidierten Bitumens und y% des oxidierten Bitumens, die zur Bildung der bituminösen Matrix der Bitumen/Polymer-Zusammensetzung in Berührung gebracht werden, 35 ≤ x ≤ 85 und 15 ≤ y ≤ 65, wobei x + y = 100 beträgt.
Das nicht-oxidierte Bitumen, das zur Herstellung eines Teils der bituminösen Matrix verwendet wird, besteht aus einem einzigen Bitumen oder einem Gemisch aus Bitumina, die vorzugsweise aus Bitumina der Direktdestillation, Bitumina der Destillation unter verringertem Druck, aus den Resten der Entasphaltierung von Propan oder Pentan und den Resten der Viskoreduktion erhalten werden. Ganz besonders ist das nicht-oxidierte Bitumen ein Bitumen oder Gemisch von Bitumina, das aus den Bitumina der Direktdestillation erhalten wird.
Das oxidierte Bitumen, das zur Bildung des anderen Teils der bituminösen Matrix verwendet wird, besteht aus einem einzigen oxidierten Bitumen oder einem Gemisch von oxidierten Bitumina, das vorteilhafterweise aus geblasenen Bitumina und halb-geblasenen Bitumina erhalten wird.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform besitzt das oxidierte Bitumen, das zur Herstellung der bituminösen Matrix verwendet wird, einen Kugel- und Ringerweichungspunkt, definiert nach der Norm NF T 66008, von 60°C bis 120°C. Das vernetzte und/oder funktionalisierte Elastomer, das in der durch das erfindungsgemäße Verfahren hergestellten Bitumen/Polymer-Zusammensetzung vorliegt, wird durch Vernetzung und/oder Funktionalisierung einer Elastomer-Vorstufe hergestellt, bei der es sich um Polyisopren, Polynorbornen, Polybutadien, Butylkautschuk, Ethylen/Propylen/Dien-Terpolymer (EPDM) handeln kann. Vorteilhafterweise besteht die Elastomer-Vorstufe aus mindestens einem Copolymer, das aus den statistischen oder Blockcopolymeren von Styrol und einem konjugierten Dien, wie Butadien, Isopren, Chloropren, carboxyliertes Butadien oder carboxyliertes Isopren, ausgewählt ist. Ganz besonders besteht die Elastomer-Vorstufe aus einem oder mehreren Copolymeren, die aus linearen oder sternförmigen Blockcopolymeren mit oder ohne statistisches Bindeglied aus Styrol und Butadien, Styrol und Isopren, Styrol und Chloropren, Styrol und carboxyliertem Butadien oder auch Styrol und carboxyliertem Isopren ausgewählt sind. Die Copolymer-Vorstufen aus Styrol und konjugiertem Dien und insbesondere jedes der vorstehend genannten Copolymere besitzen vorteilhafterweise einen Styrolgehalt von 5 Gew.-% bis 50 Gew.-%. Diese Copolymere aus Styrol und konjugiertem Dien und insbesondere die oben genannten Copolymere haben vor Vernetzung und/oder Funktionalisierung zum Beispiel mittlere Molekularmassen, bezogen auf Gewicht, zwischen 10 000 Dalton und 600 000 Dalton und vorzugsweise zwischen 30 000 Dalton und 400 000 Dalton. Vorzugsweise werden die Copolymer-Vorstufen aus Styrol und konjugiertem Dien aus den Di- oder Triblockcopolymeren aus Styrol und Butadien, Styrol und Isopren, Styrol und carboxyliertem Butadien oder auch Styrol und carboxyliertem Isopren mit mittleren Molekularmassen, bezogen auf Gewicht, und Gewichtsanteilen an Styrol innerhalb der vorstehend definierten Intervalle ausgewählt.
Das in der Bitumen/Polymer-Zusammensetzung, die durch das erfindungsgemäße Verfahren hergestellt wird, vorhandene vernetzte und/oder funktionalisierte Elastomer, insbesondere das eine oder andere der vernetzten und/oder funktionalisierten Elastomere, die mittels Vernetzung und/oder Funktionalisierung der vorstehend genannten Elastomer-Vorstufen hergestellt werden, kann beispielsweise aus der Vernetzung der Elastomer-Vorstufe mittels Schwefel und/oder einer Funktionalisierung der Elastomer-Vorstufe hervorgehen.
Bei einer ersten Ausführungsform besteht das Verfahren zur Herstellung der vernetzten und/oder funktionalisierten Bitumen/Polymer-Zusammensetzungen darin, dass man bei Arbeitstemperaturen zwischen 100°C und 230°C, vorzugsweise zwischen 130°C und 200°C und unter Rühren über einen Zeitraum von mindestens 5 Minuten das nicht-oxidierte Bitumen und das oxidierte Bitumen, die ausgewählt worden sind, die bituminöse Matrix zu bilden, mit 0,5% bis 30% und vorzugsweise 1,5% bis 20%, bezogen auf das Gewicht der Matrix, einer Elastomer-Vorstufe, d.h. nicht vernetztem und nicht funktionalisiertem Elastomer, und 0,01 bis 6%, insbesondere 0,05% bis 3% eines Vernetzungs- und/oder Funktionalisierungsmittels in Berührung bringt.
Vorzugsweise wird bei dieser ersten Ausführungsform zu allererst die Elastomer-Vorstufe mit den nicht-oxiderten und oxidierten Bitumina bei Arbeitstemperaturen zwischen 100°C und 230°C, vorzugsweise zwischen 130°C und 200°C, und unter Rühren für einen Zeitraum von 5 Minuten bis 8 Stunden, insbesondere von 30 Minuten bis 6 Stunden, zur Herstellung eines homogenen Gemischs in Berührung gebracht, dann wird zu diesem Gemisch das Vernetzungsmittel und/oder Funktionalisierungsmittel in einer geeigneten Menge hinzugefügt, die aus den weiter oben für diese Menge definierten Intervallen ausgewählt ist, und das Ganze wird bei Temperaturen, die mit den Temperaturen beim Mischen der Elastomer-Vorstufe mit den nicht-oxidierten und oxidierten Bitumina, welche die bituminöse Matrix bilden, identisch sind oder nicht, zwischen 100°C und 230°C, vorzugsweise zwischen 130°C und 200°C, für einen Zeitraum von 5 Minuten bis 5 Stunden, insbesondere von 10 Minuten bis 180 Minuten, unter Rühren gehalten, um ein Reaktionsprodukt herzustellen, das die vernetzte und/oder funktionalisierte Bitumen/Polymer-Zusammensetzung bildet.
Bei einer zweiten Ausführungsform besteht das verfahren zur Herstellung der vernetzten und/oder funktionalisierten Bitumen/Polymer-Zusammensetzungen in einem ersten Schritt aus der Herstellung eines Konzentrats, indem bei Arbeitstemperaturen zwischen 100°C und 230°C, vorzugsweise zwischen 130°C und 200°C, und unter Rühren für einen Zeitraum von mindestens 5 Minuten 50% bis 100% des nicht-oxiderten Bitumens, das in die Zusammensetzung der bituminösen Matrix eingebracht wird, mit 5% bis 30% der Elastomer-Vorstufe, bezogen auf das Gewicht der Matrix, und 0,01% bis 6%, insbesondere 0,05 bis 3%, eines Vernetzungsmittels und/oder eines Funktionalisierungsmittels in Berührung gebracht wird, um ein vernetztes und/oder funktionalisiertes Bitumen/Polymer-Reaktionsprodukt zu bilden, und dann in einem zweiten Schritt aus dem Verdünnen des aus dem ersten Schritt hervorgegangenen vernetzten und/oder funktionalisierten Bitumen/Polymer-Reaktionsprodukts, indem darin das oxidierte Bitumen und gegebenenfalls der verbleibende Anteil des nicht-oxidierten Bitumens bei Arbeitstemperaturen zwischen 100°C und 230°C, vorzugsweise zwischen 130°C und 200°C, und unter Rühren eingebracht werden, um die vernetzte und/oder funktionalisierte Bitumen/Polymer-Zusammensetzung herzustellen.
Der erste Schritt dieser zweiten Ausführungsform wird vorzugsweise durchgeführt, indem zu allererst die Elastomer-Vorstufe mit dem nicht-oxidierten Bitumen bei Arbeitstemperaturen zwischen 100°C und 230°C, vorzugsweise zwischen 130°C und 200°C, und unter Rühren für einen Zeitraum von 5 Minuten bis 8 Stunden, insbesondere von 30 Minuten bis 6 Stunden, in Berührung gebracht wird, um ein homogenes Gemisch herzustellen, und dann zu diesem Gemisch das Vernetzungsmittel und/oder Funktionalisierungsmittel in einer geeigneten Menge hinzugefügt wird, die aus den weiter oben für diese Menge definierten Intervallen ausgewählt ist, und das Ganze bei Temperaturen, die mit den Temperaturen beim Mischen der Elastomer-Vorstufe mit dem nicht-oxidierten Bitumen identisch sind oder nicht, zwischen 100°C und 230°C, vorzugsweise zwischen 130°C und 200°C, für einen Zeitraum von 5 Minuten bis 5 Stunden, insbesondere von 10 Minuten bis 180 Minuten unter Rühren gehalten wird, um das vernetzte und/oder funktionalisierte Bitumen/Polymer-Reaktionsprodukt herzustellen.
Das Vernetzungsmittel, das bei den vorstehend genannten Ausführungsformen zur Herstellung des vernetzten Elastomers in der bituminösen Matrix aus der Elastomer-Vorstufe verwendet wird, kann insbesondere ein Vernetzungsmittel des Schwefel abgebenden Typs oder ein Vernetzungsmittel des Typs einer Peroxidverbindung sein, die bei Temperaturen zwischen 100°C und 230°C freie Radikale bildet.
Das Schwefel abgebende Vernetzungsmittel kann aus einem Produkt bestehen, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die durch elementaren Schwefel, Kohlenwasserstoffpolysulfide, Schwefel abgebende Vulkanisationsbeschleuniger, die Gemische dieser Produkte untereinander und/oder mit Vulkanisationsbeschleunigern, die keinen Schwefel abgeben, gebildet wird. Das Schwefel abgebende Vernetzungsmittel kann insbesondere aus den Produkten M, die, bezogen auf Gewicht, 0% bis 100% einer Verbindung CA, die aus einem oder mehreren Schwefel abgebenden Vulkanisationsbeschleunigern besteht, und 100% bis 0% einer Verbindung CB, die aus einem oder mehreren Vulkanisationsmitteln besteht, die aus elementarem Schwefel und den Kohlenwasserstoffpolysulfiden ausgewählt sind, enthalten, und den Produkten N, die eine Verbindung CC, die aus einem oder mehreren, keinen Schwefel abgebenden Vulkanisationsbeschleunigern besteht, und ein Produkt M in einem Gewichtsverhältnis der Verbindung CC zum Produkt M von 0,01 bis 1 und vorzugsweise von 0,05 bis 0,5 enthalten, ausgewählt sein.
Der elementare Schwefel, der verwendet werden kann, um einen Teil oder die Gesamtheit des Vernetzungsmittels zu bilden, ist vorteilhafterweise Schwefelblüte und vorzugsweise in orthorhombischer Form kristallisierter Schwefel, der unter der Bezeichnung alpha-Schwefel bekannt ist.
Die Kohlenwasserstoffpolysulfide, die verwendet werden können, um einen Teil oder die Gesamtheit des Vernetzungsmittels zu bilden, können aus den verschiedenen Kohlenwasserstoffpolysulfiden ausgewählt werden, die in der Bezugsstelle FR-A-2528439 definiert sind und die vorzugsweise die Polysulfide der Formel R₁₁-(S)_p-R₁₁ enthalten, worin R₁₁ für tert.-Dodecyl, Hexadecyl, Nonyl, Decyl steht und -(S)_p- für eine zweiwertige Gruppe steht, die durch Verknüpfung von p Schwefelatomen gebildet wird, wobei p eine ganze Zahl von 2 bis 5 ist.
Wenn das Vernetzungsmittel einen Schwefel abgebenden Vulkanisationsbeschleuniger enthält, kann der Letztere insbesondere aus Thiurampolysulfiden, Alkylphenoldisulfiden und Disulfiden, wie Morpholindisulfid und Caprolactam-N,N'-disulfid, ausgewählt werden, die in den Bezugsstellen EP-A-0360656 und EP-A-0409683 genannt sind.
Ebenso können die keinen Schwefel abgebenden Vulkanisationsbeschleuniger, die zur Herstellung des Bestandteils CC der Vernetzungsmittel des Typs Produkt N verwendbar sind, schwefelhaltige Verbindungen sein, die insbesondere aus Verbindungen, wie Mercaptobenzothiazol und seinen Derivaten, insbesondere Metallbenzothiazolthiolaten und vor allem Benzothiazolsulfenamiden, Metalldithiocarbamaten und Thiurammonosulfiden ausgewählt sind, die in den Bezugsstellen EP-A-0360656 und EP-A-0409683 definiert sind.
Weitere keinen Schwefel abgebende Vulkanisationsbeschleuniger, die nicht zu den weiter oben definierten Familien gehören, können ebenfalls zur Herstellung des Bestandteils CC verwendet werden. Solche Vulkanisationsbeschleuniger können beispielsweise Diphenyl-1,3-guanidin, Diorthotolylguanidin und Zinkoxid sein, wobei die letztere Verbindung gegebenenfalls in Anwesenheit von Fettsäure verwendet wird.
Je nach seiner Zusammensetzung, wie weiter oben angegeben, kann das Schwefel abgebende Vernetzungsmittel zum Einkomponententyp oder zum Mehrkomponententyp gehören, wobei das Vernetzungsmittel des Mehrkomponententyps vor seiner Verwendung gebildet oder auch in situ in dem Medium, in dem es vorhanden sein soll, hergestellt werden kann. Das Vernetzungsmittel des vorgeformten Mehrkomponententyps oder des Einkomponententyps oder die Komponenten des in situ hergestellten Vernetzungsmittels des Mehrkomponententyps können als solche, beispielsweise im geschmolzenen Zustand, oder im Gemisch, zum Beispiel in Lösung oder Suspension mit einem Verdünnungsmittel, zum Beispiel einer Kohlenwasserstoffverbindung, verwendet werden.
Die Peroxidverbindung, die bei Temperaturen zwischen 100°C und 230°C freie Radikale bildet und die man als Vernetzungsmittel verwenden kann, um das vernetzte Elastomer in der bituminösen Matrix herzustellen, kann insbesondere aus Di(kohlenwasserstoff)peroxiden, wie beispielsweise Di-tert.-butylperoxid und Dicumylperoxid, ausgewählt sein.
Das Funktionalisierungsmittel, das zur Herstellung des funktionalisierten Elastomers, vorzugsweise in der bituminösen Matrix, über eine Reaktion mit der Elastomer-Vorstufe verwendet wird, kann aus einem Produkt bestehen, das aus Carbonsäuren oder Carbonsäureestern mit Thiol- oder Disulfidgruppen und insbesondere aus denjenigen dieser Carbonsäuren oder Carbonsäureester, die in der Bezugsstelle WO-A-9714754 zu diesem Zweck vorgeschlagen sind, oder aus modifizierten oder unmodifizierten Polyestern, Thiocarbonsäuren und insbesondere aus denjenigen dieser Polyester, die in der Bezugsstelle WO-A-9847967 zu diesem Zweck vorgeschlagen sind, ausgewählt ist.
Zu mehr Einzelheiten bezüglich der Verwendung der Vernetzungsmittel oder der Funktionalisierungsmittel zur Herstellung des vernetzten oder funktionalisierten Elastomers in der bituminösen Matrix kann man insbesondere auf die Bezugsstellen FR-A-2528439, EP-A- 0360656 und EP-A-0409683 im Hinblick auf das Vernetzungsmittel und auf die Bezugsstellen WO-A-9714754 und WO-A-9847967 im Hinblick auf das Funktionalisierungsmittel Bezug nehmen.
Außer dem vernetzten und/oder funktionalisierten Elastomer kann die erfindungsgemäße vernetzte und/oder funtkionalisierte Bitumen/Polymer-Zusammensetzung auch ein oder mehrere zusätzliche Polymere enthalten, die von dem vernetzten und/oder funktionalisierten Elastomer verschieden sind, wobei diese zusätzlichen Polymere insbesondere olefinische Polymere sind, wie Polyethylen, Polypropylen, Polybuten, Polyisobuten, Ethylen/Vinylacetat-Copolymere, Ethylen/Propylen-Copolymere, Ethylen/Alkylacrylat- oder -methacrylat-Copolymere, mit Epoxy- oder COOH-Gruppen funktionalisierte olefinische Polymere, wie Ethylen/Glycidylacrylat- oder -methacrylat-Copolymere, Ethylen/Alkylacrylat- oder -methacrylat/Glycidylacrylat- oder -methacrylat-Terpolymere und insbesondere Ethylen/Methylacrylat/Glycidylmethacrylat-Terpolymere und Ethylen/Alkylacrylat- oder -methacrylat/Maleinsäureanhydrid-Terpolymere und insbesondere Ethylen/Butylacrylat/Maleinsäureanhydrid-Terpolymere.
Die Menge des oder der zusätzlichen Polymer(s/e) in der vernetzten und/oder funktionalisierten Bitumen/Polymer-Zusammensetzung kann zwischen 0,3% und 20% und vorzugsweise zwischen 0,5% und 10%, bezogen auf das Gesamtgewicht an Bitumen der Zusammensetzung, betragen.
Das oder die wahlfreie(n) zusätzliche(n) Polymer(e) wird/werden vorteilhafterweise in die bituminöse Matrix beim Einbringen der Elastomer-Vorstufe in diese Matrix vor der Durchführung der Vernetzung oder der Funktionalisierung eingebracht.
Während ihrer Herstellung können zu der vernetzten und/oder funktionalisierten Bitumen/Polymer-Zusammen setzung ferner 1% bis 40% und insbesondere 2% bis 30%, bezogen auf das Gewicht des Bitumens, eines Flussmittels hinzugefügt werden, das insbesondere aus einem Kohlenwasserstofföl bestehen kann, das einen gemäß der Norm ASTM D 86-67 bestimmten Destillationsbereich unter Atmosphärendruck zwischen 100°C und 600°C und insbesondere zwischen 150°C und 350°C aufweist. Dieses Kohlenwasserstofföl, das insbesondere eine Erdölfraktion mit aromatischem Charakter, eine Erdölfraktion mit naphthenisch-aromatischem Charakter, eine Erdölfraktion mit naphthenisch-paraffinischem Charakter, eine Erdölfraktion mit paraffinischem Charakter, ein Steinkohlenöl oder auch ein Öl pflanzlichen Ursprungs sein kann, ist ausreichend "schwer", dass die Verdampfung im Moment seiner Zugabe zum Bitumen beschränkt ist, und gleichzeitig ausreichend "leicht", damit es nach dem Aufbringen der Bitumen/Polymer-Zusammensetzung, die es enthält, maximal entfernt werden kann, so dass die gleichen mechanischen Eigenschaften wiedererlangt werden, welche die ohne Verwendung von Flussmittel hergestellte Bitumen/Polymer-Zusammensetzung nach dem Aufbringen im Heißen aufweisen würde. Das Flussmittel kann zu dem Medium, das aus dem Bitumen, der Elastomer-Vorstufe und gegebenenfalls dem oder den wahlfreien zusätzlichen Polymer(en) sowie dem Vernetzungsmittel und/oder Funktionalisierungsmittel hergestellt wird, zu irgendeinem Zeitpunkt der Herstellung dieses Mediums hinzu gegeben werden, wobei die Menge an Flussmittel in den weiter oben definierten Bereichen so gewählt wird, dass sie mit der gewünschten Endanwendung auf der Baustelle kompatibel ist.
Im Verlauf ihrer Herstellung kann das Reaktionsprodukt, aus dem die funktionalisierte Bitumen/Polymer-Zusammensetzung besteht, bei Arbeitstemperaturen zwischen 100°C und 230°C und insbesondere zwischen 130°C und 200°C vorteilhafterweise mit einem oder mehreren Zusatzstoffen versetzt werden, die mit den funktionellen Gruppen, beispielsweise den Carbonsäure- oder Carbonsäureestergruppen, die das funktionalisierte Elastomer und gegebenenfalls das Bitumen der funktionalisierten Bitumen/Polymer-Zusammensetzung trägt, reagieren können, um die Bindung zwischen den makromolekularen Ketten des funktionalisierten Elastomers und/oder zwischen diesen makromolekularen Ketten und dem Bitumen zu aktivieren oder zu verstärken und so die physikomechanischen Eigenschaften der funktionalisierten Bitumen/Polymer-Zusammensetzung zu verstärken. Diese reaktiven Zusatzstoffe können insbesondere Amine, besonders primäre oder sekundäre Polyamine, Alkohole, insbesondere Polyole, Aminoalkohole, Epoxide, Säuren, insbesondere Polysäuren, oder auch Metallverbindungen sein. Beispiele für solche geeigneten Zusatzstoffe sind insbesondere in den Bezugsstellen WO-A-9714754 und WO-A-9847967 genannt.
Die Menge des vorstehend genannten reaktiven Zusatzstoffes oder der vorstehend genannten reaktiven Zusatzstoffe, die in das Reaktionsmedium eingebracht wird, aus dem die funktionalisierten Bitumen/Polymer-Zusammensetzungen hervorgehen, kann von 0,01 bis 10% und insbesondere von 0,05% bis 5%, bezogen auf das Gewicht des in dem Reaktionsmedium vorhandenen Bitumens, reichen.
In das Medium, das die vernetzten und/oder funktionalisierten Bitumen/Polymer-Zusammensetzungen bildet, kann man zu irgendeinem Zeitpunkt der Herstellung dieses Mediums auch Zusatzstoffe einbringen, die üblicherweise in vernetzten und/oder funktionalisierten Bitumen/Polymer-Zusammensetzungen verwendet werden, wie Förderer der Adhäsion der vernetzten und/oder funktionalisierten Bitumen/Polymer-Zusammensetzung an anorganischen Oberflächen oder auch Füllstoffe, wie Talk, Rußschwarz, pulverisierte wiederverwendete Reifen.
Bei einer Ausführungsform der Herstellung der vernetzten und/oder funktionalisierten Bitumen/Polymer-Zusammensetzung unter Verwendung eines Kohlenwasserstofföls, wie weiter oben definiert, als Flussmittel werden die Elastomer-Vorstufe, gegebenenfalls das oder die zusätzliche(n) Polymer(e) und, falls gewünscht, das Vernetzungsmittel und/oder Funktionalisierungsmittel in das Bitumen in Form einer Mutterlösung dieser Produkte in dem Kohlenwasserstofföl, welches das Flussmittel bildet, eingebracht.
Die Mutterlösung wird hergestellt, indem die sie bildenden Inhaltsstoffe, d.h. als Lösungsmittel dienendes Kohlenwasserstofföl, Elastomer-Vorstufe und, falls vorhanden, zusätzliche(s) Polymer(e) und Vernetzungsmittel und/oder Funktionalisierungsmittel unter Rühren bei Temperaturen zwischen 10°C und 170°C und insbesondere zwischen 40°C und 120°C für einen ausreichenden Zeitraum, beispielsweise zwischen 10 Minuten und 2 Stunden, in Berührung gebracht werden, damit vollständiges Lösen der polymeren Inhaltsstoffe und des Vernetzungsmittels und/oder Funktionalisierungsmittels im Kohlenwasserstofföl erhalten wird.
Die jeweiligen Konzentrationen der Elastomer-Vorstufe und, falls vorhanden, des (der) zusätzlichen Polymer(s/e) und des Vernetzungsmittels und/oder Funktionalisierungsmittels in der Mutterlösung können insbesondere in Abhängigkeit von der Art des zum Lösen dieser polymeren Inhaltsstoffe verwendeten Kohlenwasserstofföls und des Vernetzungsmittels und/oder Funktionalisierungsmittels recht breit variieren. Vorteilhafterweise enthält die Mutterlösung eine Menge an Elastomer-Vorstufe, die zwischen 5% und 40% und ganz besonders zwischen 10% und 30%, bezogen auf das Gewicht des Kohlenwasserstofföls, ausmacht. Wenn es in der Mutterlösung vorhanden ist, wird das Vernetzungsmittel und/oder das Funktionalisierungsmittel insbesondere in einer Menge zwischen 0,05% und 15% und ganz besonders zwischen 0,1% und 8%, bezogen auf das Gewicht des Kohlenwasserstofföls, verwendet.
Zur Herstellung der vernetzten und/oder funktionalisierten Bitumen/Polymer-Zusammensetzungen oder der vernetzten und/oder funktionalisierten Bitumen/Polymer-Konzentrate unter Verwendung der Technik der Mutterlösung mischt man die Mutterlösung, die die Elastomer-Vorstufe und, falls verwendet, das oder die zusätzliche(n) Polymer(e) und das vernetzungsmittel und/oder Funktionalisierungsmittel enthält, mit dem Bitumen bei Arbeitstemperaturen zwischen 100°C und 230°C, insbesondere zwischen 130°C und 200°C, und unter Rühren, wobei dies beispielsweise durchgeführt wird, indem man die Mutterlösung in das Bitumen, das bei Temperaturen zwischen 100°C und 230°C und insbesondere zwischen 130°C und 200°C, unter Rühren gehalten wird, einbringt und dann das resultierende Gemisch bei Temperaturen zwischen 100°C und 230°C, insbesondere zwischen 130°C und 200°C, zum Beispiel bei den Temperaturen, die zur Herstellung des Gemischs aus der Mutterlösung mit dem Bitumen verwendet werden, für eine Dauer von mindestens 5 Minuten und in der Regel von 10 Minuten bis 2 Stunden, unter Rühren hält, um ein Produkt herzustellen, das die vernetzte und/oder funktionalisierte Bitumen/Polymer-Zusammensetzung oder das vernetzte und/oder funktionalisierte Bitumen/Polymer-Konzentrat ausmacht.
Die Menge der mit dem Bitumen gemischten Mutterlösung wird so gewählt, dass die gewünschten Mengen, bezogen auf das Bitumen, der Elastomer-Vorstufe, des (der) zusätzlichen Polymer(s/e) und des Vernetzungsmittels und/oder Funktionalisierungsmittels bereitgestellt werden, wobei diese Mengen in den vorstehend definierten Bereichen liegen.
Unmittelbar nach ihrem Erhalt kann die vernetzte und/oder funktionalisierte Bitumen/Polymer-Zusammensetzung, die durch das erfindungsgemäße Verfahren hergestellt wird, einer Behandlung mithilfe eines sauren Hilfsstoffs unterzogen werden, der beispielsweise aus mindestens einer Säure besteht, die aus Phosphorsäure, Schwefelsäure, Polyphosphorsäuren, Sulfonsäuren und Phosphonsäuren ausgewählt ist, wie in den Bezugsstellen WO-A-9528446 und WO-A-9714753 beschrieben.
Die erfindungsgemäß hergestellten vernetzten und/oder funktionalisierten Bitumen/Polymer-Zusammensetzungen sind als bituminöse Bindemittel direkt oder nach Überführen in eine wässrige Emulsion zur Herstellung von Belägen und insbesondere Straßenbelägen, insbesondere vom Typ der Oberflächenbeschichtung, zur Herstellung von Mischgut, das in der Hitze oder Kälte aufgebracht wird, oder auch zur Herstellung von Dichtungsbelägen verwendbar.
Die Erfindung wird durch die nachstehenden Beispiele veranschaulicht, die nicht zur Beschränkung gegeben werden.
In diesen Beispielen sind die Mengen und Prozentsätze, wenn nicht anders angegeben, auf das Gewicht bezogen.
Außerdem sind die rheologischen und mechanischen Eigenschaften der Bitumina oder der Bitumen/Polymer-Zusammensetzungen, auf die in diesen Beispielen Bezug genommen wird, d.h. Penetrabilität, Kugel- und Ring-Erweichungspunkt und PFEIFFER-Index (IP), die vorstehend definierten.
BEISPIELE 1 bis 7:
Es wurden vernetzte Bitumen/Polymer-Bezugszusammensetzungen (Beispiele 1 bis 3) sowie erfindungsgemäße vernetzte Bitumen/Polymer-Zusammensetzungen (Beispiele 4 bis 7) hergestellt, um die physikomechanischen Eigenschaften zu bestimmen und zu vergleichen.
Es wurde unter den folgenden Bedingungen gearbeitet:
Beispiel 1 (Bezug):
In einen bei 180°C und unter Rühren gehaltenen Reaktor wurden 964 Teile eines Bitumens aus der Direktdestillation mit einer gemäß den Vorschriften der Norm NF T 66004 bestimmten Penetrabilität von 55 und 35 Teile eines Styrol/Butadien-Diblockcopolymers mit einem massebezogenen Molekulargewicht von 125 000 Dalton, das bezogen auf Gewicht 25% Styrol und 75% Butadien enthielt, eingebracht. Der Inhalt des Reaktors wurde anschließend für einen Zeitraum von 2 Stunden unter Rühren bei 180°C gehalten, um eine homogene Masse herzustellen. Zu dieser Masse wurde dann 1 Teil Schwefel als Vernetzungsmittel hinzugefügt, und das so hergestellte Reaktionsmedium wurde unter Rühren für 2 Stunden bei 180°C gehalten, um eine vernetzte Bitumen/Polymer-Bezugszusammensetzung herzustellen.
Beispiel 2 (Bezug):
Es wurde eine vernetzte Bitumen/Polymer-Zusammensetzung hergestellt, indem wie in Beispiel 1 beschrieben vorgegangen wurde, wobei jedoch 948 Teile Bitumen, 50 Teile des Styrol/Butadien-Diblockcopolymers und 2 Teile Schwefel verwendet wurden.
Beispiel 3 (Bezug):
Ein vernetztes Bitumen/Polymer-Konzentrat wurde wie folgt hergestellt.
In einen bei 180°C und unter Rühren gehaltenen Reaktor wurden 15 Teile einer Harzsäure, die 50% Wirkstoff enthielt, zu 863 Teilen eines Bitumens aus der Direktdestillation mit einer gemäß den Vorschriften der Norm NF T 66004 bestimmten Penetrabilität von 190 eingebracht, und das erhaltene Gemisch wurde für 20 Minuten bei dieser Temperatur gehalten.
Weiterhin bei einer Arbeitstemperatur von 180°C wurden anschließend unter Rühren zu dem Gemisch aus Bitumen und Harzsäure 120 Teile eines Styrol/Butadien-Diblockcopolymers eingebracht, das mit dem in Beispiel 1 verwendeten identisch war. Der Inhalt des Reaktors wurde anschließend für einen Zeitraum von 2 Stunden unter Rühren bei 180°C gehalten, um eine homogene Masse herzustellen. Zu dieser Masse wurden dann 2 Teile Schwefel als Vernetzungsmittel hinzugefügt, und das so hergestellte Reaktionsmedium wurde unter Rühren für 2 Stunden bei 180°C gehalten, um ein vernetztes Bitumen/Polymer-Bezugskonzentrat herzustellen. Dieses Konzentrat hatte eine Penetrabilität von 96, einen Kugel- und Ringerweichungspunkt von 84°C und einen Pfeiffer-Index von 6,85.
Dieses Konzentrat wurde anschließend mit einem Bitumen aus der Direktdestillation mit einer Penetrabilität von 27 und einem Kugel- und Ringerweichungspunkt (TBA) von 58,5°C verdünnt, indem für 20 Minuten bei 180°C und unter Rühren 30 Teile des Konzentrats und 70 Teile des Bitumens aus der Direktdestillation gemischt wurden, um eine verdünnte vernetzte Bitumen/Polymer-Zusammensetzung zu erhalten, die 3,6% vernetztes Blockcopolymer enthielt.
Beispiel 4 (erfindungsgemäß):
Es wurde eine vernetzte Bitumen/Polymer-Zusammensetzung hergestellt, indem wie in Beispiel 1 beschrieben vorgegangen wurde, jedoch unter Ersetzen des verwendeten Bitumens durch ein Gemisch von 420 Teilen eines Bitumens aus der Direktdestillation mit einer Penetrabilität im Bereich von 180–220 und 544 Teilen eines oxidierten Bitumens des halb-geblasenen Typs mit einer Penetrabilität im Bereich von 20–30 und einem Kugel- und Ringerweichungspunkt (TBA) im Bereich von 75–85°C.
Beispiel 5 (erfindungsgemäß):
Es wurde eine vernetzte Bitumen/Polymer-Zusammensetzung hergestellt, indem wie in Beispiel 1 beschrieben vorgegangen wurde, jedoch unter Ersetzen des verwendeten Bitumens durch ein Gemisch von 617 Teilen eines Bitumens aus der Direktdestillation mit einer Penetrabilität im Bereich von 180–220 und 347 Teilen eines oxidierten Bitumens des halb-geblasenen Typs mit einer Penetrabilität von 40 und einem Kugel- und Ringerweichungspunkt (TBA) von 100°C.
Beispiel 6 (erfindungsgemäß):
Es wurde eine vernetzte Bitumen/Polymer-Zusammensetzung hergestellt, die als Konzentrat diente, indem wie in Beispiel 1 beschrieben vorgegangen wurde, jedoch unter Ersetzen des Bitumens durch 923 Teile eines Bitumens aus der Direktdestillation mit einer Penetrabilität im Bereich von 180–220 und unter Verwendung von 75 Teilen des Styrol/Butadien-Diblockcopolymers und von 2 Teilen Schwefel.
Das erhaltene Konzentrat wurde anschließend mit einem oxidierten Bitumen des halb-geblasenen Typs mit einer Penetrabilität im Bereich von 20–30 und einem Kugel- und Ringerweichungspunkt (TBA) im Bereich von 75–85°C verdünnt. Dazu wurde das Konzentrat für 20 Minuten bei 180°C und unter Rühren mit 952 Teilen des oxidierten Bitumens gemischt, um eine verdünnte vernetzte Bitumen/Polymer-Zusammensetzung zu erhalten, die 4% vernetztes Blockcopolymer enthielt.
Beispiel 7 (erfindungsgemäß):
Es wurde ein vernetztes Bitumen/Polymer-Konzentrat hergestellt, indem wie in Beispiel 3 beschrieben vorgegangen wurde. Das Konzentrat zeigte eine Penetrabilität von 96, einen Kugel- und Ringerweichungspunkt (TBA) von 84°C und einen Pfeiffer-Index von 6,85.
Das erhaltene Konzentrat wurde anschließend mit einem Gemisch von Bitumina verdünnt, das aus 75% eines Bitumens aus der Direktdestillation mit einer Penetrabilität von 27 und einem Kugel- und Ringerweichungspunkt (TBA) von 58,5°C und 25% eines oxidierten Bitumens des halb-geblasenen Typs mit einer Penetrabilität von 40 und einem Kugel- und Ringerweichungspunkt (TBA) von 101°C hergestellt wurde. Die Verdünnung erfolgte durch Mischen von 30 Teilen des Konzentrats mit 70 Teilen des Gemischs von Bitumina für 20 Minuten bei 180°C und unter Rühren, wobei die erhaltene verdünnte vernetzte Bitumen/Polymer-Zusammensetzung 3,7% vernetztes Blockcopolymer enthielt.
Für jede der Zusammensetzungen, die erhalten wurden, wie in den Beispielen 1 bis 7 angegeben, wurden die folgenden Eigenschaften bestimmt:

– Penetrabilität bei 25°C (Pen.),
– Kugel- und Ringerweichungspunkt (TBA),
– PFEIFFER-Index (IP).

Die erhaltenen Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle zusammengefasst.
Die Gehalte der Zusammensetzungen an Copolymer sind als Gewichtsprozent, bezogen auf die Gesamtmenge an Bitumen, ausgedrückt.
Tabelle
Im Hinblick auf die in der Tabelle dargestellten Ergebnisse scheint es, dass:

– das Ersetzen eines Teils des nicht-oxidierten Bitumens durch oxidiertes Bitumen in den vernetzten Bitumen/Polymer-Zusammensetzungen zu einer Verbesserung der physikalischen Eigenschaften dieser Zusammensetzungen und insbesondere zu einer Erhöhung des Kungel- und Ringerweichungspunktes (TBA) und des Pfeiffer-Index führt, ungeachtet dessen, ob das oxidierte Bitumen während der Herstellung der vernetzten Bitumen/Polymer-Zusammensetzungen zugegen ist (Vergleich der Ergebnisse des Bezugsbeispiels 1 mit den Ergebnissen der erfindungsgemäßen Beispiele 4 und 5) oder nur beim Verdünnen der vernetzten Bitumen/Polymer-Konzentrate verwendet wird (Vergleich der Ergebnisse des Bezugsbeispiels 3 mit den Ergebnissen des erfindungsgemäßen Beispiels 7), um die vernetzten Bitumen/Polymer-Zusammensetzungen herzustellen;
– das Ersetzen eines Teils des nicht-oxidierten Bitumens durch oxidiertes Bitumen in den vernetzten Bitumen/Polymer-Zusammensetzungen es gestattet, bei vergleichbaren Eigenschaften der Penetrabilität, des Kungel- und Ringerweichungspunktes (TBA) und des Pfeiffer-Index, den Gehalt der Zusammensetzung an vernetztem Polymer zu verringern (Vergleich der Ergebnisse des Bezugsbeispiels 2 mit den Ergebnissen des erfindungsgemäßen Beispiels 4).

Claims

Verfahren zur Herstellung von vernetzten und/oder funktionalisierten Bitumen/Polymer-Zusammensetzungen mit sehr geringer thermischer Empfindlichkeit, erhalten durch eine chemische Kupplungsreaktion des Polymers mit dem Bitumen, wobei eine homogene Masse gebildet wird, die die Bitumen/Polymer-Zusammensetzung darstellt und aus einer bituminösen Matrix besteht, in der ein vernetztes und/oder funktionalisiertes Elastomer gleichmäßig dispergiert ist, dadurch gekennzeichnet, dass man bei Arbeitstemperaturen zwischen 100°C und 230°C, vorzugsweise zwischen 130°C und 200°C, unter Rühren über einen Zeitraum von mindestens 5 Minuten ein nicht oxidiertes Bitumen und ein oxidiertes Bitumen, die ausgewählt sind, um die bituminöse Matrix zu bilden, mit 0,5% bis 30%, bezogen auf das Gewicht der Matrix der Elastomer-Vorstufe, und 0,01% bis 6%, insbesondere 0,05% bis 3%, eines Vernetzungs- und/oder eines Funktionalisierungsmittels in Berührung bringt, wobei das Verfahren darüber hinaus dadurch gekennzeichnet ist, dass die bituminöse Masse gebildet wird, indem man, bezogen auf das Gewicht, x% eines nicht-oxidierten Bitumens mit einer Penetrabilität zwischen 35 und 500 und y% eines oxidierten Bitumens mit einer Penetrabilität zwischen 20 und 60, in Berührung bringt, wobei diese Penetrabilitäten nach der Norm NF T 66004 bestimmt und in 1/10 mm ausgedrückt sind, und die Werte für x und y 20 ≤ x≤ 95 und 5 ≤ y≤ 80 sind, wobei x + y = 100 beträgt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man die Elastomer-Vorstufe mit den nicht-oxidierten und den oxidierten Bitumina bei Arbeitstemperaturen zwischen 100°C und 230°C, vorzugsweise zwischen 130°C und 200°C, unter Rühren über einen Zeitraum von 5 Minuten bis 8 Stunden, insbesondere 30 Minuten bis 6 Stunden, in Berührung bringt, um ein homogenes Gemisch zu bilden, woraufhin man diesem Gemisch das Vernetzungsmittel und/oder das Funktionalisierungsmittel zusetzt und das Ganze unter Rühren bei Temperaturen zwischen 100°C und 230°C, vorzugsweise zwischen 130°C und 200°C, identischen oder nicht-identischen mit den Mischtemperaturen der Elastomer-Vorstufe mit den nicht-oxidierten und den oxidierten Bitumina zur Bildung der bituminösen Matrix, über einen Zeitraum von 5 Minuten bis 5 Stunden, insbesondere von 10 Minuten bis 180 Minuten, hält, um ein Reaktionsprodukt zu bilden, das die Zusammensetzung aus Bitumen und vernetztem und/oder funktionalisiertem Polymer darstellt.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die x Gew.-% des nicht-oxidierten Bitumens und die y Gew.-% des oxidierten Bitumens, die zur Bildung der bituminösen Matrix der Zusammensetzung aus Bitumen und Polymer vereinigt werden, 35 ≤ x ≤ 85 und 15 ≤ y ≤ 65 betragen, wobei x + y = 100 beträgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Menge der Elastomer-Vorstufe 1,5 bis 20% des Gewichts der bituminösen Matrix beträgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das nicht-oxidierte Bitumen, das in die Zusammensetzung der bituminösen Matrix eingeht, aus einem einzigen Bitumen oder aus einem Gemisch aus Bitumina aus der Direktdestillation, aus Bitumina aus der Destillation unter vermindertem Druck, aus Resten der Entasphaltierung von Propan oder Pentan und den Resten der Viskoreduktion besteht.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das nicht-oxidierte Bitumen ein Bitumen oder ein Gemisch aus Bitumina darstellt, das aus Bitumina der Direktdestillation erhalten wurde.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das oxidierte Bitumen, das mit dem nicht-oxidierten Bitumen vereinigt wurde, um die bituminöse Matrix zu bilden, aus einem einzigen oxidierten Bitumen oder einem Gemisch aus oxidierten Bitumina besteht, das aus geblasenen Bitumina und halb-geblasenen Bitumina erhalten wurde.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das oxidierte Bitumen, das mit dem nicht-oxidierten Bitumen vereinigt wurde, um die bituminöse Matrix zu ergeben, einen Erweichungspunkt Ring und Kugel, definiert nach der Norm NF T 66008, von 60°C bis 120°C hat.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Elastomer-Vorstufe aus mindestens einem Copolymer besteht, das aus statistischen oder Block-Polymeren des Styrols und eines konjugierten Diens, insbesondere des Butadiens, Isoprens, Chloroprens, carboxylierten Butadiens oder carboxylierten Isoprens, ausgewählt ist.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Elastomer-Vorstufe aus einem oder mehreren Copolymeren besteht, die ausgewählt werden aus linearen oder sternförmigen Block-Copolymeren, aus Styrol und Butadien, aus Styrol und Isopren, aus Styrol und Chloropren, aus Styrol und einem carboxylierten Butadien oder aus Styrol und carboxyliertem Isopren, mit oder ohne statistischem Bindeglied.
Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Copolymere aus Styrol und konjugiertem Dien einen Styrolgehalt von 5 bis 50 Gew.-% haben.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Copolymere aus Styrol und konjugiertem Dien nach der Vernetzung und/oder Funktionalisierung mittlere Molekularmassen (als Gewicht) zwischen 10.000 Dalton und 600.000 Dalton, vorzugsweise zwischen 30.000 Dalton und 400.000 Dalton, haben.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass man ein funktionalisiertes Elastomer in der bituminösen Matrix bildet, indem man ein Funktionalisierungsmittel, insbesondere ein Funktionalisierungsmittel aus der Gruppe der Carbonsäuren oder -ester mit Thiol- oder Dischwefelgruppen oder aus Polyestern von Thiolcarbonsäuren verwendet.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Elastomer funktionalisiert wird, und dadurch, dass der Zusamensetzung aus Bitumen und funktionalisiertem Polymer während ihrer Herstellung ein oder mehrere reaktive Zusätze zugesetzt werden, die in der Lage sind, mit den funktionellen Gruppen des Elastomers zu reagieren, wobei die Menge des reaktiven Zusatzes oder der reaktiven Zusätze 0,01% bis 10%, insbesondere 0,00% bis 5% des Gewichts des in der Zusammensetzung vorhandenen Bitumens beträgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass man ein vernetztes Elastomer innerhalb der bituminösen Matrix bildet, indem man ein Vernetzungsmittel, insbesondere ein Vernetzungsmittel von der Art, das Schwefel abgibt, oder von der Art einer Peroxidverbindung, die freie Radikale bildet, bei Temperaturen zwischen 100°C und 230°C verwendet.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass man der Zusammensetzung aus Bitumen und vernetztem und/oder funktionalisiertem Polymer während seiner Herstellung ein oder mehrere zusätzliche Polymere, die sich von der Elastomer-Vorstufe unterscheiden, in einer Gesamtmenge zwischen 0,34 und 20%, und vorzugsweise zwischen 0,5% und 10%, bezogen auf das Gewicht des Bitumens dieser Zusammensetzung, zusetzt.
Anwendung der nach dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 16 erhaltenen Zusammensetzungen als bituminöse Bindemittel, die direkt oder nach Überführung in eine wässrige Emulsion erhalten werden, als Beläge, insbesondere als Straßenbeläge, insbesondere vom Typ der Oberflächenbeschichtung, für die Herstellung von Mischgut, die bei Hitze oder Kälte aufgebracht werden, oder für die Herstellung von Dichtungsbelägen.