202263. lajstromszámú szabadalom • Útépítési modifikált bitumen kompozíció
1 HU 202263 B 2 A találmány tárgya, modifikált bitumen kompozíció, amely elsősorban vékonyrétegü aszfaltok, mikroaszfaltok, felületi zárórétegek építésére alkalmazható, desztillációs és/vagy oxidációs bitumeneknek adott kémiai összetételű és tulajdonságú gyantákkal és plasztomer és elasztomer polimer anyagokkal alkotott elegye. Az aszfalt-útpályák építésénél és karbantartásánál az aszfaltrétegekkel szemben két egymásnak ellentmondó követelmény kerül egyre jobban előtérbe. Egyrészt az útpályák terhelésének növekedése az aszfaltrétegekkel szemben egyre magasabb műszaki igényt támaszt, másrészt gazdasági megfontolásokból az aszfaltrétegek vastagságát célszerű csökkenteni. E kettős, ellentétes követelmény kielégítése a kötőanyagként alkalmazott bitumennel szemben minőségileg új követelményeket támaszt. Az általában vákuumdesztillációval és oxidációval előállított szokványos útépítő bitumenek alkalmazástechnikai jellemzői közül elsősorban az alábbi tulajdonságokat kell jelentősen javítani: a különböző kőzetekkel szembeni tapadó- és kótőképesség növelése, a kohéziós erők növelése, a 20- -80 °C hőmérséklet-tartományban a konzisztencia mértékének növelése, a lágyuláspont alatti hőmérséklet-tartományban a konzisztencia-hőmérséklet érzékenységének csökkentése, azaz a plasztikus viselkedésnek megfelelő hőmérséklet-tartomány növelése és elsősorban a 20 °C-nál kisebb hőmérséklet-tartományban az elaszticitás mértékének növelése. Arra a felismerésre jutottunk, hogy vékonyrétegű aszfaltok építésére alkalmas kívánt minőségű útépítő bitumenek paraffinos és/vagy intermedier típusú kőolajokból csak úgy állíthatók elő, magas szinten és gazdaságosan, ha az alábbi követelmények egyidejűleg teljesithetők. Az adalékként alkalmazott makromolekulájú polimer műanyagok és kaucsuk származékok a rendszer összetevőivel szemben kellő affinitással rendelkezzenek, vagyis stabil diszperz rendszert alkossanak az alapbitumennel olvadék állapotban és a lágyuláspont alatti szilárd fázisú hómérséklet-tartományban is. Ez a stabil diszperz rendszer paraffinos és/vagy intermedier típusú bitumenek polimerekkel történő adalékolásakor csak az általunk kidolgozott kompozícióé összetétel mellett, megfelelően megválasztott fizikai és kémiai tulajdonságú szintetikus gyanta adalékkal, és általunk alkalmazott műanyag- és kaucsuk származékok alkotta adalék kombinációval biztosítható. Ismeretes, hogy a bitumenek alkalmazástechnikai tulajdonságai az úgynevezett aszfaltén-, gyanta- és olajos rész tartalommal jól jellemezhető kémiai összetételük által meghatározott, lágyuláspontjuk alatti hőmérséklet-tartományban kialakuló kolloid szerkezetüktől függnek (Gundermann F: Bitumen, Teere, Asphalten, Peche und verwandte Stoffe, 23, 1973. 8. 313-322. oldal). A bitumenek aszfalté ntartalma alkotja a kolloidrendszer vázát, s elsősorban a vegyületcsoport minőségétől és fajlagos mennyiségétől függ a bitumen hőmérséklet- és hőérzékenysége, lágyuláspontja alatti hőmérséklet-tartományhoz tartozó konzisztenciája (szerkezeti viszkozitása) és elaszticitása. Az aszfaltén-összetevók csak akkor járulnak hozzá a kolloidszerkezet stabilitásához, ha ezeket jól diszpergáló fizikai-kémiai tulajdonságú gyantaösszetevók megfelelő mennyiségben vannak jelen, a szénhidrogén-rendszerben. Az olajos rész az intermicelláris közeg szerepét tölti be. Így nyilvánvaló, hogy az aszfalténalkotók fajlagos mennyiségétől, továbbá a jelenlévő gyanta- és olajösszetevők kémiai jellegétől füg-, góen adott mennyiségű gyanta jelenlétére van szükség a kellő kolloidstabilitás biztosítására. A találmány tárgyát képező megoldás első feltételeként olyan alapbitumeneket kell előállítani, amelyekre a következők a jellemzőek: a hexánnal meghatározott aszfaltén/maltén tömegarány 1/9—1/6 között van, a maltén 0,1-0,2 mm tág pórusú szilikagéllel töltött kromatográfiás oszlopon hexánnal kinyerhető úgynevezett olajos része 10-30 t% kétgyűrűs aromást tartalmaz, az ezen oszlopon benzollal kinyerhető úgynevezett olajgyanta mennyisége 1-2 gyűrűs aromástartalma 40-60 tX között van, továbbá a bitumen penetrációs indexe 0 érték felett van, lágyuláspontja legfeljebb 48 °C, 25 °C-on mért penetrációja 85-100 1/10 mm között van, plaszticitási hőfokköze pedig legalább 60 °C. Az adalékolás számára ilyen alapbitumenek paraffinos és intermedier típusú kőolajok alkalmasan megválasztott arányú keverékének vákuumdesztillációjával, illetve paraffinos kőolaj vákuumdesztillációs maradékának alkalmasan megválasztott vákuumdesztillációs olajpárlattal, illetve paraffinos kőolaj vákuumdesztillációs maradékának aromásban dús extrakttal és/vagy finomitvánnyal 240- -260 °C-on történő oxidációjával állíthatók elő, amelyet beépülő adalékokkal modifikáljuk. A találmány szerinti második feltételként olyan szintetikus gyantákat kell a fentiekben jellemzett alapbitumenekbe bevinni, amelyek fokozzák a következő lépésben beadagolt makro molekulájú polimer adalékoknak a bitumenben való oldását, csökkentik a bitumen határfelületi feszültségét, továbbá a bevitt makromolekulájú polimer adalékok kohéziós és tapadási tulajdonságokat javító hatásán túlmenően közvetlenül is javítják a tulajdonságokat. E gyanták az aszfaltének diszpergenseként hatnak, így bizonyos mennyiségű gyantára van szükség ahhoz, hogy az aszfaltének polimer adalék hatására ne csapódjanak ki, és kellően diszpergáltan maradjanak a környezeti hőmérsékleten. E gyanták túlzottan nagy mennyisége viszont az aszfalté-3 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
