DE69727528T2

DE69727528T2 - Bitumen/polymer zusammensetzungen mit verbesserter stabilität und ihre verwendung für beschichtungen

Info

Publication number: DE69727528T2
Application number: DE69727528T
Authority: DE
Inventors: Jean-Pascal Planche; Claude Lacour; Patrick Turello
Original assignee: TotalFinaElf France SA
Current assignee: Total Marketing Services SA
Priority date: 1996-05-10
Filing date: 1997-05-06
Publication date: 2004-12-23
Anticipated expiration: 2017-05-07
Also published as: CN1152090C; EP0837909A1; US6020404A; ID18235A; ATE259397T1; KR19990028873A; DE69727528D1; MX9800117A; ES2216148T3; AU2902597A; CN1195362A; BR9702204A; NO980084L; WO1997043341A1; JPH11509889A; CA2224415C; FR2748487B1; NO311576B1; EP0837909B1; FR2748487A1

Description

Die Erfindung betrifft Bitumen-Polymer-Zusammensetzungen mit verbesserter Stabilität, die sich insbesondere durch eine sehr gute Lagerfähigkeit im Heißen und durch ausgezeichnete mechanische Eigenschaften zeigt. Sie betrifft auch die Anwendung dieser Zusammensetzungen zur Herstellung von Überzügen und insbesondere von oberflächlichen Straßendecken, Mischgütern oder auch von Dichtungsüberzügen.
Es ist bekannt, dass Bitumenzusammensetzungen als Überzüge für verschiedene Oberflächen und insbesondere als oberflächliche Straßenüberzüge verwendet werden, vorausgesetzt dass diese Zusammensetzungen eine bestimmte Anzahl wesentlicher mechanischer Qualitäten besitzen.
Diese mechanischen Qualitäten werden in der Praxis bewertet, indem eine Reihe mechanischer Eigenschaften mithilfe standardisierter Tests bestimmt wird, unter denen die folgenden am meisten verwendet werden:

– Erweichungstemperatur (abgekürzt TBA), ausgedrückt in °C und bestimmt mit dem durch die Norm NF T 66008 definierten Kugel-Ring-Test,
– Bruchpunkt oder Fraass-Punkt, ausgedrückt in °C und bestimmt gemäß der Norm IP 80/53,
– Eindringvermögen (Penetration), ausgedrückt in 1/10 mm und bestimmt gemäß der Norm NF T 66004,
– rheologische Eigenschaften beim Zug, die gemäß der Norm NF T 46002 bestimmt werden und die folgende Größen umfassen:
– Grenzbeanspruchung σ_s in bar,
– Grenzdehnung ε_s in %,
– Bruchbeanspruchung σ_r in bar,
– Bruchdehnung ε_r in %.

In der Regel zeigen die herkömmlichen Bitumen nicht gleichzeitig die Gesamtheit der erforderlichen Qualitäten, und man weiß seit langem, dass sich durch die Zugabe verschiedener Polymere zu diesen herkömmlichen Bitumen die mechanischen Eigenschaften der Bitumen vorteilhaft verändern lassen und dass sich Bitumen/Polymer-Zusammensetzungen mit verbesserten mechanischen Qualitäten im Vergleich zu denen der Bitumen allein herstellen lassen.
Für die Zugabe zu den Bitumen geeignete Polymere können Elastomere, wie Polyisobutylen, Polyisopren, Polybutadien, Polychloropren, Butylkautschuk, statistische Ethylen/Propylen-(EP)-Copolymere, statistische Ethylen/Propylen/Dien-(EPDM)-Terpolymere, Polynorbornen, oder auch Plastomere sein, wie Polypropylen, Polyethylene, Ethylen/Vinylacetat-Copolymere, Ethylen/Methylacrylat-Copolymere, Ethylen/Butylacrylat-Copolymere.
Die Bitumen/Polymer-Zusammensetzungen auf der Basis eines Bitumens oder eines Gemisches von Bitumen und einem oder mehreren Polymeren des vorstehend genannten Typs besitzen beschränkte Lagerbeständigkeit. Es erfolgt sehr schnell eine Entmischung zwischen der Bitumen- und der Polymerphase mit der Folge, dass sich die physikomechanischen Eigenschaften der Zusammensetzungen nach einer relativ kurzen Lagerdauer verschlechtern.
Man hat gefunden, dass die Zugabe olefinischer Polymere, die funktionelle Epoxy- oder COOH-Gruppen tragen, zu Bitumen/Polymer-Zusammensetzungen, die aus Bitumen oder einem Gemisch von Bitumen und einem oder mehreren Polymeren, wie den vorstehend genannten, bestehen, insbesondere die Lagerbeständigkeit dieser Zusammensetzungen verbessert und ebenfalls die Beibehaltung oder sogar Verbesserung von deren physikomechanischen Eigenschaften gewährleistet.
Aufgabe der Erfindung sind Bitumen/Polymer- Zusammensetzungen mit verbesserter Stabilität, enthaltend ein Bitumen oder ein Bitumengemisch und, berechnet auf das Gewicht des Bitumens oder des Bitumengemisches, 0,3% bis 20% und insbesondere 0,5% bis 10% mindestens eines primären Polymers, ausgewählt aus der Gruppe, die durch Homopolymere von konjugierten Dienen, durch Copolymere von konjugierten Dienen untereinander, durch Polynorbornene, durch Polyisobutylene, durch Butylkautschuk, durch Homopolymere von C₂- bis C₄-Olefinen, durch Copolymere des Ethylens und des Propylens, durch Terpolymere des Ethylens, des Propylens und eines Diens oder eines C₄- bis C₁₂-α-Olefins und durch Copolymere des Ethylens und mindestens eines Monomers A der Formel
gebildet wird, worin R₁ H, CH₃ oder C₂H₅ bedeutet und R₂ einen Rest -COOR₅, -OR₅, -OOCR₆ oder Phenyl bedeutet, wobei R₅ eine C₁- bis C₁₀- und vorzugsweise eine C₁- bis C₈-Alkylgruppe bedeutet und R₆ H oder eine C₁- bis C₃-Alkylgruppe bedeutet, wobei diese Zusammensetzungen dadurch gekennzeichnet sind, dass sie außerdem, berechnet auf das Gewicht des Bitumens oder des Bitumengemisches, 0,01% bis 12% und vorzugsweise 0,1% bis 5% eines olefinischen Polymers mit funktionellen Epoxy- oder COOH-Gruppen enthalten, ausgewählt aus den Copolymeren, die bezogen auf das Gewicht x% Bestandteile aus dem Ethylen oder dem Propylen, y% Bestandteile aus einem oder mehreren vorstehenden Monomeren A, z% Bestandteile aus mindestens einem Monomer B der Formel
und v% Bestandteile aus einem oder mehreren Monomeren C enthalten, wobei sich die Monomere C von den Monomeren A und B unterscheiden, wobei R₁ H, CH₃ oder C₂H₅ bedeutet, R₃ H, COOH oder COOR₅ bedeutet, R₄ einen Rest -COOH,
darstellt, R₅ einen C₁- bis C₁₀- und vorzugsweise einen C₁- bis C₈-Alkylrest bedeutet und x, y, z und v die Zahlen 40 ≤ x ≤ 99,9, 0 ≤ y ≤ 50, 0,1 ≤ z ≤ 20 und 0 ≤ v ≤ 15 bedeuten, wobei x + y + z + v = 100, unter Ausschluss der vorstehend angegebenen Bitumen/Polymer-Zusammensetzungen, die bezogen auf das Gewicht des Bitumens oder des Bitumengemisches entweder (I) 0,1% bis 10% olefinisches Copolymer mit Epoxygruppen und gleichzeitig als primäre Polymere 0,1% bis 10% eines Copolymers des Ethylens und eines Monomers der Formel
wobei R₁ und R₅ die vorstehend angegebene Bedeutung haben, 0% bis 10% eines thermoplastischen Elastomers D und 0% bis 10% eines EVA-Copolymers oder (II) 0,5% bis 4% eines olefinischen Copolymers mit Epoxygruppen und gleichzeitig als gemeinsam verwendete primäre Polymere 2% bis 6% eines thermoplastischen Elastomers D und 0,5% bis 5% eines EVA-Copolymers enthalten, wobei das Elastomer D aus Polybutenen, Polybutadienen, Polyisoprenen, Ethylen/Propylen-Copolymeren, Ethylen/Buten-Copolymeren und Ethylen/Dien-Copolymeren ausgewählt ist.
Vorzugsweise sind in den vorstehend genannten Copolymeren x, y, z und v derart, dass 50 ≤ x ≤ 99,5, 0 ≤ y ≤ 40, 0,5 ≤ z ≤ 15 und 0 ≤ v ≤ 10 bedeuten, wobei x + y + z + v = 100.
Die Monomere A der Formel
die in dem Copolymer, das sie enthält, die Einheiten
bereitstellen, sind insbesondere aus Vinylformiat, Vinylacetat, Vinylpropionat, Vinylbutyrat, Vinylethern CH₂=CH-O-R₅, worin R₅ einen C₁- bis C₁₀- und vorzugsweise einen C₁- bis C₆-Alkylrest, wie Methyl, Ethyl, Propyl, Butyl, Pentyl, Hexyl, darstellt, Alkylacrylaten und -methacrylaten der Formel CH₂=CH-COOR₅ bzw.
ausgewählt, worin R₅ die vorstehend angegebene Bedeutung hat.
Die Monomere B der Formel
die in dem funktionalisierten olefinischen Copolymer die Einheiten
bereitstellen, sind insbesondere aus Maleinsäure und deren Anhydrid, Acrylsäure, Methacrylsäure, den sauren Alkylmaleaten der Formel HOOC-CH=CH-COOR₇, wobei R₇ einen C₁- bis C₆-Alkylrest, wie Methyl, Ethyl, Propyl, Butyl, bedeutet, den Glycidylacrylaten und -methacrylaten der Formel
bzw.
Vinylalkohol und Glycidylvinylether der Formel
ausgewählt.
Die Monomere C, deren Vorhandensein im olefinischen Copolymer wahlfrei ist, sind radikalisch polymerisierbare Monomere, die sich von den Monomeren A und B unterscheiden, wie beispielsweise CO, SO₂ und Acrylnitril.
Insbesondere sind die olefinischen Copolymere, die funktionelle Epoxy- oder COOH-Gruppen tragen, ausgewählt aus:

(a) den statistischen Copolymeren des Ethylens und eines Monomers B, ausgewählt aus Acrylsäure, Methacrylsäure, Maleinsäure oder ihrem Anhydrid, Gylcidylacrylat und Glycidylmethacrylat, die 80 bis 99,7 Gew.-% und vorzugsweise 85 bis 99,5 Gew.-% Ethylen enthalten;
(b) den statistischen Terpolymeren des Ethylens, eines Monomers A, ausgewählt aus Vinylacetat und den Alkylacrylaten oder -methacrylaten mit einem C₁- bis C₆-Alkylrest, wie Methyl, Ethyl, Propyl, Butyl, Hexyl, und eines Monomers B, ausgewählt aus Acrylsäure, Methacrylsäure, Maleinsäure oder ihrem Anhydrid, Glycidylacrylat und Glycidylmethacrylat, die 0,5 bis 40 Gew.-% Bestandteile aus dem Monomer A und 0,5 bis 15 Gew.-% Bestandteile aus dem Monomer B enthalten, wobei der Rest von Bestandteilen aus dem Ethylen gebildet wird, und
(c) den Copolymeren, die durch Pfropfen eines Monomers B, ausgewählt aus Acrylsäure, Methacrylsäure, Maleinsäure oder ihrem Anhydrid, Glycidylacrylat und Glycidylmethacrylat, auf einem Substrat erhalten werden, bestehend aus einem Polymer, welches ausgewählt ist aus Polyethylenen, insbesondere Polyethylenen mit niedriger Dichte, Polypropylenen und statistischen Copolymeren des Ethylens und des Vinylacetats, oder des Ethylens und des Alkylacrylats oder -methacrylats mit einem C₁- bis C₆-Alkylrest, wie Methyl, Ethyl, Propyl, Butyl, Hexyl, die 40 bis 99,7 Gew.-% und vorzugsweise 50 bis 99 Gew.-% Ethylen enthalten, wobei die gepfropften Copolymere 0,5 bis 15 Gew.-% aufgepfropfte Bestandteile aus dem Monomer B enthalten.

Besonders bevorzugt sind die olefinischen Copolymere mit funktionellen Epoxy- oder COOH-Gruppen, die ausgewählt sind aus:

(i) den statistischen Terpolymeren des Ethylens, des Alkylacrylats oder -methacrylats mit einem C₁- bis C₆-Alkylrest, wie Methyl, Ethyl, Butyl, und des Maleinsäureanhydrids, die 0,5 bis 40 Gew.-% Bestandteile aus dem Alkylacrylat oder -methacrylat und 0,5 bis 15 Gew.-% der Bestandteile aus dem Maleinsäureanhydrid enthalten, wobei der Rest durch die aus dem Ethylen stammenden Bestandteile gebildet wird,
(ii) den statistischen Terpolymeren des Ethylens, des Alkylacrylats oder -methacrylats mit einem C₁- bis C₆-Alkylrest, wie Methyl, Ethyl, Butyl, und des Glycidylacrylats oder -methacrylats, die 0,5 bis 40 Gew.-% Bestandteile aus dem Alkylacrylat oder -methacrylat und 0,5 bis 15 Gew.-% der Bestandteile aus dem Glycidylacrylat oder -methacrylat enthalten, wobei der Rest durch die aus dem Ethylen stammenden Bestandteile gebildet wird,
(iii) den Polyethylenen mit niedriger Dichte, die mit Maleinsäureanhydrid gepfropft sind, und Polypropylenen, die mit Maleinsäureanhydrid gepfropft sind, die 0,5 bis 15 Gew.-% gepfropfte Bestandteile aus dem Maleinsäureanhydrid enthalten,
(iv) den Polyethylenen mit niedriger Dichte, die mit Glycidylacrylat oder -methacrylat gepfropft sind, und Polypropylenen, die mit Glycidylacrylat oder -methacrylat gepfropft sind, die 0,5 bis 15 Gew.-% gepfropfte Bestandteile aus dem Glycidylderivat enthalten.

Vorteilhafterweise haben die olefinischen Copolymere, die funktionelle Epoxy- oder COOH-Gruppen tragen und zur Herstellung der Bitumen/Polymer-Zusammensetzung verwendet werden, derartige Molekülmassen, dass der Fließindex der Copolymere, bestimmt gemäß der Norm ASTM D 1238 (bei 190°C unter einer Belastung von 2,16 kg durchgeführter Test) einen Wert, ausgedrückt in Gramm pro 10 Minuten, zwischen 0,3 und 3000 und vorzugsweise zwischen 0,5 und 900 annimmt.
Das zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendete Bitumen oder Bitumengemisch ist vorteilhafterweise aus den verschiedenen Bitumen ausgewählt, die eine kinematische Viskosität bei 100°C zwischen 0,5 × 10^–4 m²/s und 3 × 10^–2 m²/s und vorzugsweise zwischen 1 × 10^–4 m²/s und 2 × 10^–2 m²/s besitzen. Diese Bitumen können Bitumen aus der direkten Destillation oder der Destillation unter verringertem Druck oder auch oxidierte oder semi-oxidierte Bitumen, Rückstände aus der Propan- oder Pentan-Entasphaltierung, Rückstände aus dem Visbreaking, sogar bestimmte Erdölfraktionen oder Gemische von Bitumen und Vakuumdestillaten oder auch Gemische aus mindestens zwei der aufgezählten Produkte sein. Vorteilhafterweise weist das in dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendete Bitumen oder Bitumengemisch außer einer kinematischen Viskosität in den vorstehend genannten Bereichen eine gemäß der Norm NF T 66004 definierte Penetration bei 25°C zwischen 5 und 800 und vorzugsweise zwischen 10 und 400 auf.
Das primäre Polymer kann insbesondere Polybutadien, Polyisopren, Polychloropren, Butadien/Isopren-Copolymere, Polynorbornen, Polyisobutylen, Butylkautschuk, Polyethylen mit hoher Dichte, Polyethylen mit niedriger Dichte, Polypropylen, Polybuten, statistische Ethylen/Propylen-Copolymere (EP), statistische Ethylen/Propylen/Dien-Terpolymere (EPDM), Ethylen/Vinylacetat-Copolymere (EVA), Ethylen/Alkylacrylat-Copolymere mit C₁ bis C₆ Alkylgruppen, insbesondere Ethylen/Methylacrylat-Copolymere und Ethylen/Butylacrylat-Copolymere, und Ethylen/Methacrylat-Copolymere mit C₁ bis C₆ Alkylgruppen, insbesondere Ethylen/Ethylmethacrylat-Copolymere und Ethylen/Butylmethacrylat-Copolymere, Ethylen/Styrol-Copolymere, Ethylen/Buten/Styrol-Copolymere sein.
Gegebenenfalls kann mindestens ein Teil des primären Polymers aus Abfallmehl des Polymers bestehen.
Die Bitumen/Polymer-Zusammensetzung wird hergestellt, indem das oder die primäre(n) Polymer(e) und das oder die mit Epoxy- oder COOH-Gruppen funktionalisierte(n) olefinische(n) Polymer(e) mit dem Bitumen oder Bitumengemisch in Anteilen, die in den vorstehend definierten Bereichen ausgewählt werden, in Kontakt gebracht werden, wobei bei Temperaturen zwischen 100°C und 230°C, insbesondere zwischen 120°C und 190°C und unter Rühen für eine Dauer von mindestens 10 Minuten, in der Regel in der Größenordnung von einigen 10 Minuten bis einigen Stunden und beispielsweise von 10 Minuten bis 8 Stunden und insbesondere von 10 Minuten bis 5 Stunden gearbeitet wird, um eine homogene Masse herzustellen, welche die Bitumen/Polymer-Zusammensetzung ausmacht. Das primäre Polymer kann in das Bitumen oder Bitumengemisch vor oder nach dem olefinischen Polymer mit Epoxy- oder COOH-Gruppen eingebracht werden, wobei auch eine gleichzeitige Zugabe in Betracht gezogen werden kann.
Während ihrer Herstellung können zur Bitumen/Polymer-Zusammensetzung auch 1% bis 40% und insbesondere 2% bis 30%, bezogen auf das Gewicht des Bitumens, eines Fließmittels hinzugefügt werden, das insbesondere ein Kohlenwasserstofföl sein 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 400°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 Fließmittel hergestellte Bitumen/Polymer-Zusammensetzung nach dem Aufbringen im Heißen aufweisen würde. Das Fließmittel kann zum Reaktionsmedium, das ausgehend von Bitumen, mit Schwefel vernetzbarem Elastomer und Kupplungsmittel als Schwefeldonor hergestellt wird, zu irgendeinem Zeitpunkt der Herstellung dieses Reaktionsmediums hinzugegeben werden, wobei die Menge an Fließmittel in den vorstehend definierten Bereichen gewählt wird, damit sie mit der gewünschten Endanwendung auf der Baustelle kompatibel ist.
Das Medium auf der Basis von Bitumen oder Bitumengemisch, primärem Polymer oder primären Polymeren, olefinische(m/n) Polymer(en) mit Epoxy- oder COOH-Gruppen und gegebenenfalls Fließmittel, aus dem die Bitumen/Polymer-Zusammensetzung hervorgeht, kann ferner einen oder mehrere nichtpolymere Zusätze enthalten, die mit den Epoxy- oder COOH-Gruppen des funktionalisierten olefinischen Polymers umgesetzt werden können. Diese reaktiven Zusätze können insbesondere Amine, besonders primäre oder sekundäre Polyamine, Alkohole, insbesondere Polyole, Säuren, insbesondere Polysäuren, oder auch Metallsalze sein.
Reaktive Zusätze des Amintyps sind zum Beispiel aromatische Diamine, wie Diamino-1,4-benzen, Diamino-2,4-toluol, Diaminonaphthalin, Bis-(amino-4-phenyl)sulfon, Bis-(amino-4-phenyl)ether, Bis-(amino-4-phenyl)methan, aliphatische oder cycloaliphatische Diamine, wie diejenigen der Formel H₂N-R₁₃-NH₂, wobei R₁₃ einen C₂- bis C₁₂-Alkylenrest oder einen C₆- bis C₁₂-Cycloalkylenrest bedeutet, zum Beispiel Ethylendiamin, Diaminopropan, Diaminobutan, Diaminohexan, Diaminooctan, Diaminodecan, Diaminododecan, Diaminocyclohexan, Diaminocyclooctan, Diaminocyclododecan, Polyethylenpolyamine oder Polypropylenpolyamine, wie Diethylentriamin, Triethylentetramin, Tetraethylenpentamin, Dipropylentriamin, oder auch Fettamine oder -polyamine, d. h. Amine oder Polyamine, die einen C₁₂- bis C₁₈-Alkyl- oder -Alkenylrest enthalten, der an das Stickstoffatom einer Amingruppe gebunden ist.
Reaktive Zusätze des Alkoholtyps sind insbesondere Polyole, wie Diole und Triole und insbesondere Diole der Formel HO-R₁₄-OH, wobei R₁₄ einen Kohlenwasserstoffrest darstellt, insbesondere einen C₂- bis C₁₈-Alkylenrest, C₆- bis C₈-Arylenrest und C₆- bis C₈-Cycloalkylenrest, und Polyetherdiole der Formel HO(C_qH_2qO)_rH, wobei q eine Zahl von 2 bis 6 und insbesondere gleich 2 oder 3 ist und r eine Zahl von mindestens gleich 2 und beispielsweise von 2 bis 20 ist. Beispiele für solche Polyole sind Ethylenglycol, Propylenglycol, Butylenglycol, Diethylenglycol, Triethylenglycol, Tetraethylenglycol, Hexandiol, Octandiol.
Reaktive Zusätze des Säuretyps sind insbesondere Polysäuren der Formel HOOC-R₁₄-COOH, wobei R₁₄ die vorstehend angegebene Bedeutung hat. Beispiele für diese Polysäuren sind Phthalsäure, Terephthalsäure, Malonsäure, Bernsteinsäure, Adipinsäure, Glutarsäure.
Reaktive Zusätze des Metallsalztyps sind insbesondere Verbindungen, wie Hydroxide, Oxide, Alkoholate, Carboxylate, wie Formiate und Acetate, Methoxide, Ethoxide, Nitrite, Carbonate und Bicarbonate von Metallen der Gruppen I, II, III und VIII des Periodensystems der Elemente, insbesondere Na, K, Li, Mg, Ca, Cd, Zn, Ba, Al, Fe.
Die Menge des reaktiven Zusatzes oder der reaktiven Zusätze, die in das Reaktionsmedium eingebracht wird, aus dem die Bitumen/Polymer-Zusammensetzungen hervorgehen, kann von 0,01% bis 10% und insbesondere von 0,05% bis 5%, bezogen auf das Gewicht des im Reaktionsmedium vorhandenen Bitumens, reichen.
Außer den reaktiven Zusätzen und dem Fließmittel kann man in die Bitumen/Polymer-Zusammensetzungen zu irgendeinem Zeitpunkt ihrer Herstellung auch Zusätze einbringen, die üblicherweise in Bitumen/Polymer-Zusammensetzungen verwendet werden, wie Förderer der Adhäsion der Bitumen/Polymer-Zusammensetzung an anorganischen Oberflächen oder auch Füllstoffe, wie Talk, Rußschwarz, pulverisierte gebrauchte Reifen.
Wenn die Bitumen/Polymer-Zusammensetzung ein Fließmittel enthält, das aus einem Kohlenwasserstofföl, wie vorstehend definiert, besteht, kann man die Bitumen/Polymer-Zusammensetzung durch Einbringen des olefinischen Polymers, das Epoxy- oder COOH-Gruppen trägt, und des primären Polymers in das Bitumen oder Bitumengemisch in Form einer Mutterlösung dieser Polymere in dem Kohlenwasserstofföl, welches das Fließmittel darstellt, herstellen.
Die Mutterlösung wird hergestellt durch In-Kontakt-Bringen der sie ausmachenden Inhaltsstoffe, d. h. als Lösungsmittel dienendes Kohlenwasserstofföl, olefinisches Polymer mit Epoxy- oder COOH-Gruppen und/oder primäres Polymer und gegebenenfalls reaktiver Zusatz, bei Temperaturen zwischen 10°C und 170°C und insbesondere zwischen 40°C und 120°C und unter Rühren für eine ausreichende Dauer, beispielsweise zwischen 10 Minuten und 2 Stunden, damit vollständiges Lösen der Inhaltsstoffe im Kohlenwasserstofföl erhalten wird.
Die jeweiligen Konzentrationen der verschiedenen Inhaltsstoffe, insbesondere des olefinischen Polymers mit Epoxy- oder COOH-Gruppen, des primären Polymers und gegebenenfalls des reaktiven Zusatzes, in der Mutterlösung können insbesondere in Abhängigkeit von der Art des zum Lösen dieser Inhaltsstoffe verwendeten Kohlenwasserstofföls recht breit variiert werden. So können die jeweiligen Mengen des funktionalisierten olefinischen Polymers und des primären Polymers vorteilhafterweise 1% bis 20% und 5% bis 30%, bezogen auf das Gewicht des Kohlenwasserstofföls, darstellen.
Zur Herstellung der Bitumen/Polymer-Zusammensetzungen unter Verwendung der Technik der Mutterlösung mischt man die Mutterlösung, die das funktionalisierte olefinische Polymer und das primäre Polymer und gegebenenfalls die reaktiven Zusätze enthält, mit dem Bitumen oder Bitumengemisch, wobei man bei Temperaturen zwischen 100°C und 230°C, insbesondere zwischen 120°C und 190°C, und unter Rühren arbeitet, wobei dies beispielsweise durchgeführt wird, indem man die Mutterlösung in das Bitumen oder Bitumengemisch, das unter Rühren bei Temperaturen zwischen 100°C und 230°C und insbesondere zwischen 120°C und 190°C gehalten wird, einbringt und dann das so erhaltene Gemisch unter Rühren bei Temperaturen zwischen 100°C und 230°C, insbesondere zwischen 100°C und 190°C, zum Beispiel bei Temperaturen, die zur Herstellung des Gemischs aus der Mutterlösung mit dem Bitumen verwendet werden, für eine Dauer von mindestens 10 Minuten und in der Regel von 10 Minuten bis 2 Stunden hält, um ein Reaktionsprodukt zu erhalten, das die Bitumen/Polymer-Zusammensetzung ausmacht.
Die Menge der in das Bitumen oder Bitumengemisch eingemischten Mutterlösung wird so gewählt, dass die gewünschten Mengen, bezogen auf das Bitumen, des olefinischen Polymers mit Epoxy- oder COOH-Gruppen und des primären Polymers bereitgestellt werden, wobei diese Mengen in den vorstehend definierten Bereichen liegen.
Die erfindungsgemäßen Bitumen/Polymer-Zusammensetzungen mit verbesserter Stabilität können als solche oder auch verdünnt mit variablen Anteilen eines Bitumens oder Bitumengemisches oder einer erfindungsgemäßen Zusammensetzung mit anderen Eigenschaften verwendet werden, damit sie Bitumen/Polymer-Bindemittel mit einem ausgewählten Gehalt an Polymeren bilden, der entweder gleich (unverdünnte Zusammensetzung) oder kleiner (verdünnte Zusammensetzung) als der Gehalt an Polymeren der entsprechenden ursprünglichen Bitumen/Polymer-Zusammensetzungen sein kann. Die Verdünnung der erfindungsgemäßen Bitumen/Polymer-Zusammensetzungen mit dem Bitumen oder Bitumengemisch oder mit einer erfindungsgemäßen Zusammensetzung mit unterschiedlichen Eigenschaften kann entweder direkt nach Erhalt dieser Zusammensetzungen, wenn praktisch eine unmittelbare Verwendung der erhaltenen Bitumen/Polymer-Bindemittel erforderlich ist, oder auch nach einer mehr oder weniger langen Lagerdauer der Bitumen/Polymer-Zusammensetzungen erfolgen, wenn eine andere Verwendung der erhaltenen Bitumen/Polymer-Bindemittel in Betracht gezogen wird. Das zum Verdünnen einer erfindungsgemäßen Bitumen/Polymer-Zusammensetzung verwendete Bitumen oder Bitumengemisch kann aus den vorstehend definierten Bitumen, wie zur Herstellung der Bitumen/Polymer-Zusammensetzungen geeignet, ausgewählt werden.
Das Verdünnen einer Bitumen/Polymer-Zusammensetzung durch ein Bitumen oder Bitumengemisch oder durch eine zweite erfindungsgemäße Zusammensetzung mit einem kleineren Gehalt an Polymeren zur Herstellung eines Bitumen/Polymer-Bindemittels mit einem ausgewählten Gehalt an Polymeren, der kleiner als derjenige der zu verdünnenden Bitumen/Polymer-Zusammensetzung ist, wird gewöhnlich durchgeführt, indem geeignete Anteile der zu verdünnenden Bitumen/Polymer-Zusammensetzung und des Bitumens oder Bitumengemisches oder der zweiten erfindungsgemäßen Bitumen/Polymer-Zusammensetzung unter Rühren bei Temperaturen zwischen 100°C und 230°C und insbesondere zwischen 120°C und 190°C in Kontakt gebracht werden.
Die Bitumen/Polymer-Bindemittel, die aus den erfindungsgemäßen Bitumen/Polymer-Zusammensetzungen bestehen oder aus dem Verdünnen dieser Zusammensetzungen mit einem Bitumen oder Bitumengemisch oder einer anderen erfindungsgemäßen Bitumen/Polymer-Zusammensetzung bis zu dem gewünschten Gehalt an Polymer(en) in diesen Bindemitteln hervorgehen, sind direkt oder nach Herstellen einer wässrigen Emulsion zur Herstellung von Straßendecken mit oberflächlichem Überzug, zur Herstellung von Überzügen, die in der Hitze oder Kälte aufgebracht werden, oder auch zur Herstellung von Dichtungsüberzügen anwendbar.
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 Bitumen oder der Bitumen/Polymer-Zusammensetzungen, auf die in den Beispielen Bezug genommen wird, d. h. Penetration und Kugel-Ring-Erweichungspunkt, die vorstehend definierten.
BEISPIELE 1 BIS 6
Es wurden Vergleichs-Bitumen/Polymer-Zusammensetzungen (Beispiele 1, 2 und 3) sowie erfindungsgemäße Bitumen/Polymer-Zusammensetzungen (Beispiele 4, 5 und 6) hergestellt, um die physikomechanischen Eigenschaften zu bewerten und zu vergleichen.
Es wurde unter den folgenden Bedingungen gearbeitet:
Beispiel 1 (Vergleich)
In einen bei 175°C und unter Rühren gehaltenen Reaktor wurden 965 Teile eines Bitumens mit einer gemäß den Vorschriften der Norm NF T 66004 bestimmten Penetration im Bereich 50/70 sowie 35 Teile eines statistischen Ethylen/Vinylacetat-Copolymers eingebracht, das 18% Vinylacetat enthielt und einen gemäß der Norm ASTM D 1238 bestimmten Fließindex mit einem Wert von 150 g pro 10 Minuten besaß. Der Inhalt des Reaktors wurde anschließend unter Rühren für einen Zeitraüm von 2,5 Stunden bei 175°C gehalten, um die Bitumen/Polymer-Zusammensetzung herzustellen.
Beispiel 2 (Vergleich)
Es wurde wie im Beispiel 1 beschrieben vorgegangen, wobei jedoch das Ethylen/Vinylacetat-Copolymer durch 20 Teile eines Polynorbornens mit einer Molekülmasse über 2 × 10⁶ (Polynorbornen NORSOREX von ELF ATOCHEM) ersetzt wurde und 980 Teile Bitumen verwendet wurden.
Beispiel 3 (Vergleich)
Es wurde wie im Beispiel 1 beschrieben vorgegangen, wobei jedoch das Ethylen/Vinylacetat-Copolymer durch ein Polyethylen niedriger Dichte ersetzt wurde, das einen wie im Beispiel 1 angegeben bestimmten Fließindex mit einem Wert von 1,2 g pro 10 Minuten besaß.
Beispiel 4 (erfindungsgemäß)
In einen bei 175°C und unter Rühren gehaltenen Reaktor wurden 950 Teile des im Beispiel 1 verwendeten Bitumens sowie 35 Teile des im Beispiel 1 verwendeten Ethylen/Vinylacetat-Copolymers und 15 Teile eines Ethylen/Methylacrylat/Glycidylmethacrylat-Terpolymers eingebracht, das 24% Methylacrylat und 8% Glycidylmethacrylat enthielt und einen Fließindex (Norm ASTM D 1238) mit einem Wert von 6 g pro 10 Minuten besaß. Der Inhalt des Reaktors wurde anschließend unter Rühren für einen Zeitraum von 2,5 Stunden bei 175°C gehalten, um die erfindungsgemäße Bitumen/Polymer-Zusammensetzung herzustellen.
Beispiel 5 (erfindungsgemäß)
Es wurde wie im Beispiel 4 beschrieben vorgegangen, wobei jedoch das Ethylen/Vinylacetat- Copolymer durch 20 Teile des im Beispiel 2 eingesetzten Polynorbornens ersetzt wurde und 972,5 Teile Bitumen und 7,5 Teile des Ethylen/Methylacrylat/Glycidylmethacrylat-Terpolymers verwendet wurden.
Beispiel 6 (erfindungsgemäß)
Es wurde wie im Beispiel 4 beschrieben vorgegangen, wobei jedoch das Ethylen/Vinylacetat-Copolymer durch das im Beispiel 3 eingesetzte Polyethylen niedriger Dichte ersetzt wurde.
Für jede der Zusammensetzungen, die wie in den Beispielen 1 bis 6 angegeben erhalten wurden, wurden die Penetration bei 25°C (Pen) und die Kugel-Ring-Erweichungstemperatur (TBA) bestimmt.
Außerdem wurde ein Test der Lagerbeständigkeit bei 180°C für 3 Tage mit jeder der erhaltenen Bitumen/Polymer-Zusammensetzungen durchgeführt. Dieser Test besteht aus dem Füllen eines Aluminiumröhrchens des "Zahncremetuben"-Typs mit der zu untersuchenden Zusammensetzung und dem Halten des Röhrchens, das die Zusammensetzung enthält, bei einer Temperatur von 180°C für die für die Lagerung vorgesehene Dauer, d. h. 3 Tage. Am Ende dieses Zeitraums wird das Röhrchen abgekühlt und dann in drei Teile mit im Wesentlichen der gleichen Länge geschnitten. Dann werden die Penetration bei 25°C und die Erweichungstemperatur der Zusammensetzung jeweils in den oberen (oberes Drittel) und unteren Teilen (unteres Drittel) des Röhrchens bestimmt. Der Unterschied (Delta X) in den Werten der Eigenschaft X zwischen dem oberen Teil und dem unteren Teil des Röhrchens gibt einen Hinweis auf die Stabilität der Bitumen/Polymer-Zusammensetzung. Die Zusammensetzung ist umso stabiler, je kleiner der Unterschied "Delta X" ist.
Die erhaltenen Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle zusammengefasst.
In dieser Tabelle haben die Abkürzungen BT, EVA, PNB, PEBD und TPO die folgenden Bedeutungen:

– BT: nichtmodifiziertes Bitumen mit einer Penetration im Bereich 50/70, das in den verschiedenen Beispielen verwendet wird;
– EVA: statistisches Ethylen/Vinylacrylat-Copolymer, das in den Beispielen 1 und 4 verwendet wird;
– PNB: in den Beispielen 2 und 5 verwendetes Polynorbornen;
– PEBD: Polyethylen niedriger Dichte, das in den Beispielen 3 und 6 verwendet wird;
– TPO: Ethylen/Methylacrylat/Glycidylmethacrylat-Terpolymer, das in den Beispielen 4, 5 und 6 verwendet wird.

Der Gehalt der Zusammensetzungen an EVA, PNB, PEBD und TPO ist in Gewichtsprozent, bezogen auf die Gesamtmengen an Bitumen und Polymer(en), ausgedrückt.
Tabelle
Im Hinblick auf die in der Tabelle dargestellten Ergebnisse ist/sind:

– das Basis-Bitumen wie erwartet stabil;
– die Bitumen/Polymer-Zusammensetzungen auf der Basis eines Bitumens und eines primären Polymers alle lagerinstabil (Beispiele 1 bis 3), wobei die Bitumen/Polymer-Zusammensetzung, die Polyethylen enthält, (Beispiel 3) am instabilsten ist;
– die erfindungsgemäßen Bitumen/Polymer-Zusammensetzungen auf der Basis eines Bitumens, eines primären Polymers und eines funktionalisierten, hier mit Epoxygruppen, olefinischen Polymers (Beispiele 4 bis 6) bemerkenswerterweise stabiler als die Vergleichs-Bitumen/Polymer-Zusammensetzungen (Beispiele 1 bis 3).

Claims

Bitumen/Polymer-Zusammensetzungen mit verbesserter Stabilität, enthaltend ein Bitumen oder ein Bitumengemisch und, berechnet auf das Gewicht des Bitumens oder des Bitumengemisches, 0,3% bis 20% mindestens eines primären Polymers, ausgewählt aus der Gruppe, die durch Homopolymere von konjugierten Dienen, durch Copolymere von konjugierten Dienen untereinander, durch Polynorborene, durch Polyisobutylene, durch Butylkautschuk, durch Homopolymere von C₂- bis C₄-Olefinen, durch Copolymere des Ethylens und des Propylens, durch Terpolymere des Ethylens, des Propylens und eines Diens oder eines C₄- bis C₅-α-Olefins und durch Copolymere des Ethylens und mindestens eines Monomers A der Formel
worin R₁ H, CH₃ oder C₂H₅ und R₂ einen Rest -COOR₅, -OR₅, -OOCR₆ oder Phenylen bedeuten, wobei R₅ eine C₁- bis C₁₀-Alkylgruppe und R₆ H oder eine C₁- bis C₃-Alkylgruppe bedeuten, gebildet ist, wobei diese Zusammensetzungen dadurch gekennzeichnet sind, dass sie u. a., berechnet auf das Gewicht des Bitumens oder des Bitumengemisches, 0,01% bis 12% eines olefinischen Polymers mit funktionellen Epoxy- oder COOH-Gruppen enthalten, ausgewählt aus den Copolymeren, die bezogen auf das Gewicht, x% Bestandteile aus dem Ethylen oder dem Propylen, y% Bestandteile aus ei nem oder mehreren der vorstehenden Monomeren, z% Bestandteile aus mindestens einem Monomer B der Formel
und v% Bestandteile aus einem oder mehreren Monomeren C enthalten, wobei sich die Monomeren C von den Monomeren A und B unterscheiden, wobei R₁ die vorstehend angegebene Bedeutung hat, R₃ H, -COOH oder -COOR₅ bedeutet, R₄ einen Rest -COOH,
darstellt, R₅ einen C₁- bis C₁₀-Alkylrest und x, y, z und v die Zahlen 40 ≤ x≤ 99,9, 0 ≤ y≤ 50, 0,1 ≤ z ≤ 20, 0 ≤ v≤ 15, wobei x + y + z + v = 100 bedeutet, unter Ausschluss der vorstehend angegebenen Bitumen/Polymer-Zusammensetzungen, die, bezogen auf das Gewicht des Bitumens oder des Bitumengemisches, entweder (i) 0,1% bis 10% olefinisches Copolymer mit Epoxygruppen und, gleichzeitig als primäre Polymere 0,1% bis 10% eines Copolymers des Ethylens und eines Monomers der Formel
wobei R₁ und R₅ die vorstehend angegebene Bedeutung haben, 0% bis 10% eines thermoplastischen Elastomers D, und 0% bis 10% eines EVA-Copolymers oder (ii) 0,5% bis 4% eines olefinischen Copolymers mit Epoxygruppen, und gleichzeitig als primäre Polymere 2% bis 6% eines thermoplastischen Elastomers D, und 0,5% bis 5% eines EVA-Copolymers enthalten, wobei das Elastomer D aus Polybutenen, Polybutadienen, Polyisoprenen, Ethylen/Propylen-Copolymeren, Ethylen/Butadien-Copolymeren und Ethylen/Dien-Copolymeren ausgewählt ist.
Zusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ihr Gehalt an primärem Polymer 0,5% bis 10% des Gewichtes des Bitumens oder des Bitumengemisches beträgt.
Zusammensetzung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ihr Gehalt an olefinischen Polymeren mit funktionellen Epoxy- oder COOH-Gruppen 0,1% bis 5% des Gewichts des Bitumens oder des Bitumengemisches beträgt.
Zusammensetzungen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass in dem olefinischen Polymer mit den Epoxy- oder COOH-Gruppen die Mengen an x, y, z und v 50 ≤ x ≤ 99,5, 0 ≤ y ≤ 40, 0,5 ≤ z ≤ 15 und 0 ≤ v ≤ 10 betragen, wobei x + y + z + v = 100 beträgt.
Zusammensetzungen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Monomeren A aus Vinylformiat, Vinylacetat, Vinylpropionat, Vinylbutyrat, aus Vinylethern CH₂=CH-O-R₅, aus Alkylacrylaten der Formel CH₂=CH-COOR₅ und aus Methalkylacrylaten der Formel
ausgewählt sind, wobei R₅ einen C₁- bis C₈-Alkylrest, vorzugsweise mit C₁ bis C₆, insbesondere Methyl, Ethyl, Propyl, Butyl darstellt.
Zusammensetzungen nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Monomeren B aus Maleinsäure und seinem Anhydrid, Acrylsäure, Methacrylsäure, den sauren Alkylmaleaten der Formel HOOC-CH=CH-COOR₇, wobei R₇ ein C₁- bis C₆-Alkylrest bedeutet, aus Glycidylacrylat, Glycidylmethacrylat und Glycidylvinylether, ausgewählt sind.
Zusammensetzungen nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Monomeren C aus CO, SO₂ und Acrylnitril ausgewählt sind.
Zusammensetzungen nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die olefinischen Polymeren mit Epoxy- und COOH-Gruppen aus den Gruppen ausgewählt sind, die bestehen aus: (a) den statistischen Copolymeren des Ethylens und eines Monomers B, ausgewählt aus Acrylsäure, Methacrylsäure, Maleinsäure oder seinem Anhydrid, Glycidylacrylat und Glycidylmethacrylat, die 80 bis 99,7 Gew.-%, vorzugsweise 85 bis 99,5 Gew.-% Ethylen enthalten; (b) den statistischen Terpolymeren des Ethylens, eines Monomers A, ausgewählt aus Vinylacetat und den Alkylacrylaten oder -methacrylaten mit C₁- bis C₆-Alkylresten, wie Methyl, Ethyl, Propyl, Butyl, Hexyl, und einem Monomer B, ausgewählt aus Acrylsäure, Methacrylsäure, Maleinsäure und seinem Anhydrid, Glycidylacrylat und Glycidylmethacrylat, die 0,5 bis 40 Gew.-% Bestandteile aus dem Monomer A und 0,5 bis 15 Gew.-% Bestandteile aus dem Monomer B enthalten, wobei der Rest aus Bestandteilen aus dem Ethylen gebildet ist; und (c) den Copolymeren, die durch Pfropfen eines Monomers B, ausgewählt aus Acrylsäure, Methacrylsäure, Maleinsäure und seinem Anhydrid, Glycidylacrylat und Glycidylmethacrylat, auf einem Substrat, bestehend aus einem Polymer, welches ausgewählt ist aus Polyethylenen, insbesondere Polyethylenen mit niedriger Dichte, Polypropylenen und den statistischen Copolymeren des Ethylens und des Vinylacetats, oder des Ethylens und des Alkylacrylats oder -methacrylats mit C₁ bis C₆-Alkylresten, wie Methyl, Ethyl, Propyl, Butyl, Hexyl, die 40 bis 99,7 Gew.-%, vorzugsweise 50 bis 99 Gew.-% Ethylen enthalten, wobei die gepfropften Copolymere 0,5 bis 15 Gew.-% aufgepfropfte Bestandteile aus dem Monomer B enthalten.
Zusammensetzungen nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Olefinpolymere mit den Epoxy- oder COOH-Gruppen ausgewählt sind aus: (i) den statistischen Terpolymeren des Ethylens, des Alkylacrylats oder -methacrylats mit C₁ bis C₆-Alkylresten, wie Methyl, Ethyl, Propyl, Butyl, und des Maleinsäureanhydrids, welche 0,5 bis 40 Gew.-% der Bestandteile aus dem Alkylacrylat oder -methacrylat und 0,5 bis 15% der Bestandteile aus dem Maleinsäureanhydrid enthält, wobei der Rest durch die aus dem Ethylen stammenden Bestandteile gebildet wird; (ii) den statistischen Terpolymeren des Ethylens, des Alkylacrylats oder -methacrylats mit C₁ bis C₆-Alkylresten, wie Methyl, Ethyl, Butyl, und dem Glycidylacrylat oder -methacrylat, welches 0,5 bis 40 Gew.-% Bestandteile aus dem Alkylacrylat oder -methacrylat und 0,5 bis 15 Gew.-% der Bestandteile aus dem Glycidylacrylat oder -methacrylat enthält, wobei der Rest aus den aus dem Ethylen stammenden Bestandteilen gebildet wird; (iii) aus Polyethylenen mit niedriger Dichte, die mit Maleinsäureanhydrid gepfropft sind und Polypropylenen, die mit Maleinsäureanhydrid gepfropft sind, die 0,5 bis 15 Gew.-% gepfropfte Bestandteile aus dem Maleinsäureanhydrid enthalten; und (iv) aus Polyethylen mit niedriger Dichte, die mit Glycidylacrylat oder -methacrylat gepfropft sind und Polypropylene, die mit Glycidylacrylat oder -methacrylat gepfropft sind, die 0,5 bis 15 Gew.-% gepfropfte Bestandteile aus dem Glycidylderivat enthalten.
Zusammensetzungen nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die olefinischen Polymeren mit Epoxy- oder COOH-Gruppen einen Fluiditätsindex, bestimmt nach der Norm ASTM D 1238, einen Wert, in Gramm pro 10 Minuten ausgedrückt, haben, der zwischen 0,3 und 3000 und vorzugsweise zwischen 0,5 und 900 liegt.
Zusammensetzungen nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Bitumen oder Bitumengemisch aus Bitumina ausgewählt ist, die eine kinematische Viskosität bei 100°C zwischen 0,5 × 1^–4 m²/s und 3 × 10^–2 m²/s, vorzugsweise zwischen 1 × 10^–4 m²/s und 2 × 10^–2 m²/s haben.
Zusammensetzungen nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Bitumen oder Bitumengemisch ein Eindringvermögen (pénétrabilité) bei 25°C, entsprechend der Norm NF T 66004 zwischen 5 und 800, vorzugsweise zwischen 10 und 400 hat.
Zusammensetzungen nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das primäre Polymer ausgewählt ist aus Polybutadien, Polyisopren, Polychloropren, Butadien/Isopren-Copolymeren, Polynorbornenen, Polyisobutylen, Butyl-Kautschuk, Polyethylen mit hoher Dichte, Polyethylen mit niedriger Dichte, Polypropylen, Polybutylen, statistischen Ethylen/Propylen-Copolymeren (EP), statistischen Ethylen/Propylen/Dien-Terpolymeren (EPDM), Ethylen/Vinylacetat-Copolymeren (EVA), Ethylen/Alkylacrylat-Copolymeren mit C₁ bis C₆ Alkylgruppen, insbesondere Ethylen/Methylacrylat-Copolymeren und Ethylen/Butylacrylat-Copolymeren, und Ethylen/Methacrylat-Copolymeren mit C₁ bis C₆ Alkylgruppen, insbesondere Ethylen/Ethylenmethacrylat-Copolymeren und Ethylen/Butylmethacrylat-Copolymeren, Ethylen/Styrol-Copolymeren und Ethylen/Buten/Styrol-Copolymeren.
Zusammensetzungen nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass sie dadurch erhalten werden, dass man ein oder mehrere primäre Copolymere und eines oder mehrere olefinische Polymere mit Epoxy- oder COOH-Gruppen in ausgewählten Anteilen mit dem Bitumen oder Bitumengemisch in Berührung bringt, indem man bei Temperaturen zwischen 100 und 230°C, insbesondere zwischen 120 und 190°C, und unter Rühren innerhalb einer Zeit von mindestens 10 Minuten, insbesondere zwischen 10 Minuten und 8 Stunden arbeitet, um eine homogene Masse zu bilden, die die Bitumen/Polymer-Zusammensetzung darstellt.
Zusammensetzungen nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass sie 1% bis 40%, insbesondere 2% bis 30%, bezogen auf das Gewicht des Bitumens oder des Bitumengemisches, eines Fließmittels enthalten.
Zusammensetzungen nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Fließmittel ein Kohlenwasserstofföl darstellt, das einen Destillationsbereich bei Atmosphärendruck, bestimmt nach der Norm ASTM D 86-67, zwischen 100°C und 600°C, insbesondere zwischen 150°C und 400°C hat.
Zusammensetzungen nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Kohlenwasserstofföl aus Petroleumschnitten mit aromatischem Charakter, Petroleumschnitten mit naphtenischaromatischem Charakter, Petroleumschnitten mit naphtenischparafinischem Charakter, Petroleumschnitten mit parafinischem Charakter, Ölen aus Kohle und Ölen pflanzlichen Ursprungs ausgewählt ist.
Zusammensetzungen nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass sie dadurch erhalten werden, dass das Olefinpolymer mit den Epoxy- oder COOH-Gruppen und das primäre Polymer in Form einer Mutterlösung dieser Polymeren in einem Kohlenwasserstofföl, das das Fließmittel darstellt, dem Bitumen oder dem Bitumengemisch zugesetzt werden.
Zusammensetzungen nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Mutterlösung, bezogen auf das Gewicht des Kohlenwasserstofföls, 1% bis 20% des Olefinpolymers mit Epoxy- oder COOH-Gruppen und 5% bis 30% des primären Polymers enthält.
Zusammensetzungen nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass sie dadurch erhalten werden, dass man die Mutterlösung mit dem Bitumen oder Bitumengemisch vermischt, indem man bei Temperaturen zwischen 100 und 230°C, insbesondere zwischen 120°C und 190°C unter Rühren arbeitet, worauf man das erhaltene Gemisch auf Temperaturen zwischen 100°C und 230°C, insbesondere zwischen 120°C und 190°C über einen Zeitraum von mindestens 10 Minuten, insbesondere von 10 Minuten bis 2 Stunden hält, um das Reaktionsgemisch zu bilden, das die Bitumen/Polymer-Zusammensetzung darstellt.
Zusammensetzungen nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen oder mehrere, nichtpolymere Zusätze, die mit den Epoxy- oder COOH-Gruppen des Olefinpolymers, das diese Gruppen enthält, zu reagieren vermögen, wobei diese reaktiven Zusätze insbesondere Amine, speziell primäre oder sekundäre Polyamine, Alkohole, insbesondere Polyole, Säuren, insbesondere Polysäuren oder auch Metallsalze, insbesondere die Verbindungen von Metallen der Gruppen I, II, III und VIII des Periodensystems, enthält.
Zusammensetzungen nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Menge des reaktiven Zusatzes oder der reaktiven Zusätze, die sie enthält, 0,01% bis 10%, vorzugsweise 0,05% bis 5%, des Gewichts des Bitumens ausmacht.
Anwendung der Bitumen-Polymerzusammensetzungen nach einem der Ansprüche 1 bis 22, zur Herstellung von Bitumen/Polymer-Bindemitteln, wobei die Bindemittel aus diesen Zusammensetzungen als solche bestehen oder durch Verdünnung dieser Bitumen/Polymer-Zusammensetzungen durch ein Bitumen oder Bitumengemisch oder durch eine Bitumen/Polymer-Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 22 mit einem geringen Gehalt an primären Polymeren und aus einem olefinischen Polymer mit Epoxy- oder COOH-Gruppen gebildet wurden, wobei diese Bitumen/Polymer-Bindemittel insbesondere direkt oder als wässrige Emulsion zur Erzeugung von Überzügen, insbesondere von Straßendecken mit oberflächlichem Überzug für die Herstellung von Überzügen, die in der Hitze oder Kälte aufgebracht werden, oder für die Herstellung von Dichtungsüberzügen verwendet werden.