БИТУМНЫЕ КОМПОЗИЦИИ, СОДЕРЖАЩИЕ ДОБАВКИ, ОБЛАДАЮЩИЕ УЛУЧШЕННЫМИ ТЕРМООБРАТИМЫМИ СВОЙСТВАМИ Российский патент 2017 года по МПК C08L95/00 C09D195/00 E01C7/18 E04B1/66 C08K5/00 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Настоящее изобретение относится к области битумов, в частности битумных композиций.

Изобретение относится к битумным композициям и к способу их получения.

Кроме того, объект настоящего изобретения относится к применению присадок в битумной композиции или битумной основе для улучшения их термообратимых и реологических свойств, в частности, для термообратимого поперечного сшивания указанной битумной композиции или битумной основы и/или для улучшения чувствительности битумной композиции к температуре.

Изобретение также относится к применению этих битумных композиций в области дорожного строительства, в частности в производстве дорожных связующих веществ, а также в других промышленных областях.

ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Использование битума в производстве материалов для дорожных и промышленных потребностей известно давно, битум является основным углеводородным связующим веществом, используемым в области строительства автомобильных дорог или в гражданском строительстве. Для применения в качестве связующего вещества в этих различных областях, битум должен обладать некоторыми определенными физико-химическими свойствами. Одним из наиболее важных свойств является консистенция битума; она должно быть достаточно плотной при температурах эксплуатации, чтобы избежать образования колеи в результате движения транспорта.

Битум также должен обладать эластичностью, чтобы противостоять деформации, возникающей в результате движения транспорта и/или изменения температуры, явлений, которые приводят к растрескиванию битумных смесей или расщеплению поверхностных заполнителей. Наконец, битум должен быть достаточно жидким при самых низких возможных температурах применения для хорошего покрытия заполнителей и размещения битумной смеси на дороге, а также их уплотнения с помощью современных технических средств в области дорожного строительства. Назначение битумного связующего вещества, следовательно, требует объединения твердости и эластичности битума при температурах эксплуатации и низкой вязкости при температурах нанесения. Так как сам по себе битум обычно не является достаточно эластичным, в битум добавляют полимеры, которые могут необязательно быть поперечно-сшитыми. Эти поперечно-сшитые полимеры значительно улучшают упругость битумной композиции, и повышают стабильность битума при хранении.

Тем не менее, при высоких температурах, добавление полимеров в битумную композицию приводит, как правило, к увеличению вязкости битумной композиции. Чтобы сделать битумное связующее вещество с добавленными полимерами пригодным для применения на проезжей части дороги, его нагревают до более высокой температуры применения, чем битумное связующее вещество без полимеров. Это противоречит целям сохранения энергии, снижения температуры использования, сокращения выбросов газов на строительной площадке и защите работников.

Поперечное сшивание в соответствии с предшествующим уровнем техники представляет собой, в большинстве случаев, необратимое поперечное сшивание за счет образования ковалентных связей между полимерами. Таким образом, одним из видов поперечного сшивания, наиболее часто используемым в области битумов, является сшивание с серой или вулканизация. Заявителем разработаны и запатентованы определенное количество поперечно-сшитых битумных композиций, имеющих в значительной степени улучшенные свойства, по сравнению с битумом без полимеров и по сравнению с поперечно-несшитой битум/полимерной физической смесью. Среди патентов заявителя могут быть упомянуты, в частности, следующие: FR 2376188, FR 2429241, ЕР 0799280, ЕР 0690892.

В последнее время, в двух патентных заявках WO 2008107551 и WO 2009101275, заявитель описал новый способ обратимого поперечного сшивания битумных композиций, основанный на использовании добавок типа органического гелеобразователя. Заявитель, в частности, показал, что присадка в виде органического гелеобразователя может быть приравнена к "супрамолекулярному" полимеру и придает битуму свойства, эквивалентные свойствам обычной битум/полимерной композиции, в частности, твердость при одновременном снижении вязкости при высокой температуре (высокотемпературной вязкости). Полученные таким образом термообратимые поперечно-сшитые битумные композиции являются твердыми при температурах эксплуатации и имеют пониженную вязкость при температурах нанесения.

Продолжая это исследование, заявитель рассмотрел другие соединения, позволяющие битумам затвердевать при температурах эксплуатации без увеличения их высокотемпературной вязкости. Дополнительной задачей заявителя является создание новых присадок, способных улучшить реологические свойства битумной композиции или битумной основы, в частности для регулировки механических характеристик указанной композиции или битумной основы в зависимости от применений, для которых композиция предназначена.

Механические свойства битумных композиций, как правило, оценивают путем определения ряда механических характеристик с использованием стандартных тестов, из которых наиболее широко используют точку размягчения, определяемую с помощью метода кольца и шара, который также называют точка размягчения по методу кольца и шара и обозначают RBT, и проникновение иглы, выражаемое в 1/10 мм.

Чувствительность битумных композиций к температуре может быть также оценена по соотношению проникновения иглы и RBT указанной композиции, известному как индекс пенетрации или индекс Пфайфера, обозначаемый ИП.

Чувствительность битумной композиции к температуре уменьшается с увеличением значения ИП. Низкая чувствительность к температуре обеспечивает хорошие механические свойства в диапазоне температур эксплуатации указанной композиции.

Таким образом, заявитель сосредоточен на влиянии присадок на индекс пенетрации) (или индекс Пфайфера, ИП), точку размягчения, определяемую по методу кольца и шара (определяемую в соответствии со стандартом EN 1427), проникновении иглы, выражаемой в 1/10 мм (в соответствии со стандартом EN 1427), и/или динамической вязкости битумных композиций, при температуре, выше или равной 80°C, предпочтительно выше 80°C, более предпочтительно выше или равной 120°C.

Изобретение относится, в частности, к термообратимым поперечно-сшитым битумным композициям, т.е. имеющим, при температурах эксплуатации, свойства обычных битумных композиций в отношении твердости, и имеющим пониженную вязкость при температурах нанесения.

Другой задачей настоящего изобретения является предложение простого способа получения термообратимых поперечно-сшитых битумных композиций.

В соответствии с изобретением указанную задачу решают с помощью термообратимых поперечно-сшитых битумных композиций с улучшенными реологическими свойствами, в частности с низкой чувствительностью к температуре.

В частности, битумная композиция по изобретению содержит:

битум,

первую присадку, включающую по меньшей мере одну функциональную группу сложного эфира жирной кислоты, насыщенной или ненасыщенной, имеющую углеводородную цепь, содержащую от 4 до 36 атомов углерода, линейную или разветвленную, необязательно замещенную по меньшей мере одной гидроксильной группой,

содержащую по меньшей мере один органический гелеобразователь общей формулы (I) или (II):

в которой:

группы R₁, R₂ и/или X являются одинаковыми или различными и независимо представляют собой насыщенную или ненасыщенную, линейную или разветвленную, циклическую или ациклическую углеводородную цепь, содержащую от 4 до 36 атомов углерода и необязательно по меньшей мере один гетероатом, и

n и m представляют собой целые числа, имеющими значение 0 или 1 независимо друг от друга,

производные сорбитола следующей общей формулы (II):

в которой Ar₁ и Ar₂ являются одинаковыми или различными и представляют собой С₅-С₈ моноциклическое ароматическое кольцо или С₆-С₁₄ конденсированное полициклическое кольцо, необязательно замещенное по меньшей мере одной группой, выбранной из галогенов, гидроксильной группы, первичной аминогруппы, сульфгидрильной группы и C₁-C₈ углеводородных цепей, насыщенных или ненасыщенных, линейных или разветвленных, необязательно содержащих по меньшей мере один гетероатом, выбранный из О, N и S, предпочтительно О.

В соответствии с конкретной разработкой, битумную композицию термообратимо поперечно сшивают.

В соответствии с конкретным вариантом осуществления, первая присадка имеет следующую общую формулу (III):

в которой

G₁ представляет собой насыщенную или ненасыщенную, линейную или разветвленную алифатическую углеводородную цепь, содержащую от 4 до 36 атомов углерода, необязательно замещенную по меньшей мере одной гидроксильной группой,

G₂ представляет собой насыщенную или ненасыщенную, линейную или разветвленную алифатическую углеводородную цепь, содержащую от 1 до 188 атомов углерода, необязательно содержащую по меньшей мере одну функциональную группу сложного эфира, и/или по меньшей мере одну гидроксильную группу.

Предпочтительно G₂ содержит по меньшей мере одну функциональную группу сложного эфира.

В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления, G₂ содержит по меньшей мере одну функциональную группу сложного эфира и по меньшей мере одну гидроксильную группу.

Согласно предпочтительному конкретному варианту осуществления изобретения, первая присадка выбрана из группы, состоящей из насыщенных или ненасыщенных моно-, ди-, три-, тетра-, пента- и гекса- сложных эфиров жирных кислот, содержащих по меньшей мере одну линейную или разветвленную углеводородную цепь, содержащую от 4 до 36 атомов углерода, необязательно замещенную по меньшей мере одной гидроксильной группой.

Предпочтительно первая присадка выбрана из группы, состоящей из моно-, ди- и триглицеридов жирных кислот, моно-, ди- и триглицеридов гидроксижирных кислот, жирной кислоты моно-, ди-, три- и тетра- сложных эфиров пентаэритрита (ПЭТ) и жирной кислоты моно-, ди-, три-, тетра-, пента- и гекса- сложных эфиров дипентаэритрита (ди ПЭТ).

Предпочтительно первая присадка выбрана из триглицеридов жирных кислот, содержащих три углеводородные цепи, одинаковые или разные, каждая, независимо, содержащие от 4 до 36 атомов углерода, насыщенные или ненасыщенные, линейные или разветвленные, необязательно замещенные по меньшей мере одной гидроксильной группой.

В соответствии с конкретным вариантом осуществления, органический гелеобразователь представлен формулой (I), в которой пит имеют значение О, и включает единицу гидразида. Согласно одному из вариантов изобретения, органический гелеобразователь представлен формулой (I), в которой:

- R₁ и R₂ являются одинаковыми или различными и независимо включают С₅-С₈ моноциклическое ароматическое кольцо или С₆-С₁₄ конденсированное полициклическое кольцо, предпочтительно С₈-С₁₂, при этом указанное моноциклическое ароматическое или конденсированное полициклическое кольцо, необязательно замещенное по меньшей мере одной группой, выбранной из галогенов, гидроксильной группы, первичной аминогруппы, сульфгидрильной группы и С₁-С₈-углеводородных цепей, линейных или разветвленных, насыщенных или ненасыщенных, предпочтительно насыщенных, необязательно содержащих по меньшей мере один гетероатом, выбранный из О, N и S, предпочтительно О, и

n и m имеют значение 0.

В соответствии с другим конкретным вариантом осуществления, органический гелеобразователь представлен формулой (I), в которой n имеет значение 0, и m имеет значение 1 и состоит из двух амидных единиц.

Согласно одному из вариантов изобретения, органический гелеобразователь представляет собой диамид жирной кислоты, представленный формулой (I), в которой n имеет значение 0, m имеет значение 1 и X представляет собой группу -(CH₂)_p-, при этом p имеет значение от 1 до 8, предпочтительно от 1 до 4. Преимущественно R₁ и R₂ являются одинаковыми или различными и независимо представляют собой насыщенную, ациклическую, линейную или разветвленную углеводородную цепь, содержащую от 4 до 36 атомов углерода и, необязательно, по меньшей мере один гетероатом. Органический гелеобразователь предпочтительно представляет собой N,N'-этилен-бис(стеарамид).

В соответствии с другим конкретным вариантом осуществления, органический гелеобразователь представлен формулой (I), в которой n и m имеют значение 1, и включает в себя две единицы мочевины. В частности, предпочтительный органический гелеобразователь представлен формулой (II), в которой Ar₁ и Ar₂ являются одинаковыми или различными и независимо представляют собой C₅-C₈ моноциклическое ароматическое кольцо, необязательно замещенное по меньшей мере одной группой, выбранной из галогена, гидроксильной группы, первичной аминогруппы, сульфгидрильной группы и C₁-C₈ насыщенных углеводородных цепей, линейных или разветвленных, необязательно, содержащих по меньшей мере один гетероатом, выбранный из O, N и S, предпочтительно O. Предпочтительно органический гелеобразователь, представленный формулой (II), представляет собой 1,3:2,4-ди-О-бензилиден-D-сорбитол.

Предпочтительно битумная композиция включает от 0,1 до 10 масс. % первой и второй присадки по отношению к массе битума.

В предыдущих работах (WO 2008107551 и WO 2009101275), заявитель показал, что добавление органического гелеобразователя позволило отвердить битумную композицию без увеличения высокотемпературной вязкости битумной композиции.

Заявителем показано, что сочетание первой конкретной присадки со второй конкретной присадкой, содержащей конкретный органический гелеобразователь оказывает весьма неожиданное синергическое действие на чувствительность битумной композиции к температуре, в частности, на индекс ИП и предпочтительно на RBT, сохраняя при этом эффект отверждения органического гелеобразователя, упомянутого в заявках на патенты предшествующего уровня техники (WO 2008107551). Битумные композиции по изобретению исправляют недостатки предшествующего уровня техники и отвечают задачам настоящего изобретения.

Совместное присутствие первой и второй присадок неожиданно приводит к улучшению механических и реологических свойств указанной композиции, в частности, к неожиданному увеличению индекса пенетрации (ИП). Как будет показано далее в описании, такое сочетание присадок позволяет, кроме того, снизить проникновение иглы при значительном увеличении индекса ИП и, преимущественно, действует на RBT не только по отношению к исходной битумной основе, но, также, совершенно неожиданно, по отношению к битумной композиции, содержащей или первую присадку или вторую присадку органического гелеобразующего типа.

Кроме того, изобретение относится к применению такой битумной композиции по изобретению для получения битумного связующего вещества, в частности, синтетического связующего, безводного связующего, битумной эмульсии, полимерного битума или разжиженного битума.

Настоящее изобретение также относится к способу получения такой битумной композиции по изобретению, в котором первую и вторую добавки добавляют при температуре в диапазоне от 140 до 180°C либо только к одному битуму, или к битуму, модифицированному или не модифицированному добавлением полимеров, к битуму в форме битумного связующего вещества или к битуму, находящемуся в форме синтетического связующего вещества, безводного связующего вещества, битумной смеси или поверхностного слоя износа, или при получении указанного битума, битумных смесей, связующих веществ или слоев износа.

В соответствии с изобретением решение этой задачи достигают битумной смесью, содержащей такую композицию по изобретению, заполнители битумных смесей и минеральные и/или синтетические наполнители.

Изобретение также относится к применению комбинации первой присадки и второй присадки, как описано выше в битумной композиции или битумной основе, для термообратимого поперечного сшивания указанной композиции или основания предпочтительно при увеличении индекса пенетрации (или индекса Пфайфера, ИП) указанной композиции или битумной основы.

По одному из вариантов осуществления изобретения, использование такого сочетания дает возможность повысить точку размягчения по методу кольца и шара битумной композиции или битумной основы, определяемой в соответствии со стандартом EN 1427 (RBT).

В частности, когда органический гелеобразователь представлен общей формулой (I), использование такого сочетания позволяет уменьшить проникновение иглы при 25°C, вычисляемое в соответствии со стандартом EN 1426.

В соответствии с другим вариантом изобретения, использование такого сочетания дает возможность одновременно повысить точку размягчения по методу кольца и шара в соответствии с европейским стандартом EN 1427 (RBT) и индекс пенетрации (индекс Пфайфера, ИП), и снизить динамическую вязкость битумной композиции или битумной основы, при температуре выше или равной 80°C, предпочтительно выше 80°C, более предпочтительно выше или равной 120°C, при этом органический гелеобразователь представлен формулой (I), в котором n имеет значение 0, a m имеет значение 1 и состоит из двух амидных единиц.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В соответствии с конкретным вариантом осуществления, битумная композиция содержит битум, первую присадку и вторую присадку, содержащую по меньшей мере один органический гелеобразователь.

Используемый битум может быть различного происхождения: битумы природного происхождения, которые содержатся в отложениях природных битумов, природного асфальта или битумных песков, а также битумы, которые получают при переработке нефти, в частности при атмосферной и/или вакуумной перегонке нефти.

Битум, необязательно, может быть окисленным, с пониженной вязкостью и/или деасфальтизированным. Битум может представлять собой битум жесткого сорта или мягкого сорта. Различные битумы, полученные в процессах переработки нефти, могут быть объединены друг с другом для получения наилучшего технического компромисса.

Битум также может быть битумом, разжиженным путем добавления летучих растворителей, разжижителей нефтяного происхождения и/или разжижителей растительного происхождения.

Битум может, кроме того, быть выбран из специальных битумов, например, битумов, модифицированных добавлением полимеров. В качестве примеров полимеров для битума, могут быть упомянуты эластомеры, такие, как полистирол, полибутадиен или полиизопрен, SB, SBS (блочные полимеры стирол/бутадиен), SIS (стирол-изопрен-стирол), блок-сополимеры SBR (бутадиен-стирольный каучук), полимеры ЭПДМ (этилен-пропилен-диен-мономер), полихлоропрен, полинорборнен и, необязательно, полиолефины, такие как полиэтилены (ПЭ), HDPE (полиэтилен низкого давления), полипропилен (ПП), пластомеры, такие как EVA (сополимер этилена и винилацетата), ЕМА (сополимер этилена и метилакрилата), сополимеры олефинов и ненасыщенных карбоновых кислот ЕВА, сополимеры полиолефина эластомерные полиолефины типа полибутен, сополимеры этилена и сложных эфиров акриловой кислоты, метакриловой кислоты или малеинового ангидрида, сополимеры и тройные сополимеры этилена и глицидилметакрилата, этилен-пропиленовые сополимеры, каучуки, полиизобутилены, SEBS (стирол-этилен-бутилен-стирольный сополимер) и ABS (акрилонитрил-бутадиен-стирольный сополимер).

Предпочтительно, однако, отбирают битумы, не модифицированные добавлением полимеров.

Битумная композиция предпочтительно содержит битум мягкого сорта, преимущественно битумную основу сорта 50/70, 70/100, 100-150, 160/220, 250-330, предпочтительно 50/70, 70/100.

Первая присадка содержит по меньшей мере одну функциональную группу сложного эфира жирной кислоты, насыщенной или ненасыщенной, имеющую линейную или разветвленную углеводородную цепь, содержащую от 4 до 36 атомов углерода, предпочтительно от 4 до 24 атомов углерода, более предпочтительно от 12 до 24 атомов углерода, еще более предпочтительно от 16 до 22 атомов углерода.

Под ненасыщенной жирной кислотой понимают жирную кислоту, которая содержит одну или более углерод-углеродную двойную связь.

Углеводородная цепь может быть необязательно замещена по меньшей мере одной гидроксильной группой.

В соответствии с конкретным вариантом осуществления, первая присадка имеет следующую общую формулу (III):

в которой

G₁ представляет собой насыщенную или ненасыщенную, линейную или разветвленную алифатическую углеводородную цепь, содержащую от 4 до 36 атомов углерода, предпочтительно от 4 до 24 атомов углерода, более предпочтительно от 12 до 24 атомов углерода, еще более предпочтительно от 16 до 22 атомов углерода.

G₂ представляет собой насыщенную или ненасыщенную, линейную или разветвленную алифатическую углеводородную цепь, содержащую от 1 до 188 атомов углерода, содержащую, необязательно содержащую по меньшей мере одну функциональную группу сложного эфира, и/или по меньшей мере одну гидроксильную группу.

G₂ может содержать по меньшей мере одну функциональную группу сложного эфира жирной кислоты, насыщенной или ненасыщенной, предпочтительно по меньшей мере две. В соответствии с вариантом осуществления изобретения, G₂ может содержать по меньшей мере три насыщенные или ненасыщенные функциональные группы сложного эфира жирной кислоты. Согласно другому варианту, G₂ может содержать по меньшей мере четыре насыщенных или ненасыщенных функциональных группы сложного эфира жирной кислоты. Соответствующие жирные кислоты предпочтительно имеют линейную или разветвленную углеводородную цепь, содержащую от 4 до 36 атомов углерода, предпочтительно от 4 до 24 атомов углерода, более предпочтительно от 12 до 24 атомов углерода, еще более предпочтительно от 16 до 22 атомов углерода. Предпочтительно в качестве жирной кислоты выбирают 12-гидрокси-октадекановую кислоту.

В G₁ и G₂, каждая углеводородная цепь, необязательно может быть замещена по меньшей мере одной гидроксильной группой.

Первая присадка может быть преимущественно выбрана из группы, состоящей из насыщенных или ненасыщенных моно-, ди-, три-, тетра-, пента- и гекса- сложных эфиров жирных кислот, содержащих по меньшей мере одну линейную или разветвленную углеводородную цепь, содержащую от 4 до 36 атомов углерода, предпочтительно от 4 до 24 атомов углерода, более предпочтительно от 12 до 24 атомов углерода, еще более предпочтительно от 16 до 22 атомов углерода.

В качестве примеров негидроксилированных моно- сложных эфиров жирных кислот, могут быть упомянуты алкил, в частности метил, этил, пропил и бутил, пальмитаты (С16, насыщенные), стеараты (С18, насыщенные), олеаты (С18, ненасыщенные), линолеаты (С18, ненасыщенные).

В качестве примеров гидроксилированных моно- сложных эфиров жирных кислот, могут быть упомянуты этиленгликоля моностеарат, метил 12-гидроксистеарат, этил 12-гидроксистеарат, этиленгликоля гидроксистеарат и глицерина моногидроксистеарат.

Первую присадку предпочтительно выбрают из группы, состоящей из насыщенных или ненасыщенных ди-, три-, тетра-, пента- и гекса- сложных эфиров жирных кислот, содержащих по меньшей мере одну линейную или разветвленную углеводородную цепь, содержащую от 4 до 36 атомов углерода, предпочтительно от 4 до 24 атомов углерода, более предпочтительно от 12 до 24 атомов углерода, еще более предпочтительно от 16 до 22 атомов углерода.

В качестве примеров ди- сложных эфиров жирных кислот, негидроксилированных и гидроксилированных соответственно, могут быть упомянуты этиленгликоля дистеарат (негидроксилированный) и глицерина диэфир бис(12-гидроксиоктадекановой кислоты).

В качестве примеров три- сложных эфиров жирных кислот, негидроксилированных и гидроксилированных соответственно, могут быть упомянуты глицерина тристеарат и глицериновый эфир 12-гидроксиоктадекановой кислоты.

В качестве примеров тетра- и гекса- ложных эфиров жирных кислот, могут быть упомянуты пентаэритрита (ПЭТ) тетрастеарат и пентаэритрита (ПЭТ) тетраизононаноат.

Углеводородная цепь предпочтительно замещена по меньшей мере одной гидроксильной группой.

Предпочтительно выбрают производные глицеридов жирных кислот, гидрокси жирных кислот, пентаэритрита (ПЭТ) или дипентаэритрита (диПЭТ), содержащие по меньшей мере одну линейную или разветвленную углеводородную цепь, содержащую от 4 до 36 атомов углерода, предпочтительно от 4 до 24 атомов углерода, более предпочтительно от 12 до 24 атомов углерода, еще более предпочтительно от 16 до 22 атомов углерода.

Первая присадка преимущественно выбрана из группы, включающей моно-, ди- и триглицериды жирных кислот, моно-, ди- и триглицериды гидрокси жирных кислот, жирной кислоты моно-, ди- - и тетра- сложные эфиры пентаэритрита (ПЭТ) и жирной кислоты, моно-, ди-, три-, тетра-, пента- и гекса- сложные эфиры дипентаэритрита (диПЭТ), причем жирные кислоты соответствуют описанным выше.

Первую присадку предпочтительно выбирают из триглицеридов жирных кислот, содержащих три углеводородные цепи, одинаковые или различные, независимо друг от друга насыщенные или ненасыщенные, линейные или разветвленные, содержащие от 4 до 36 атомов углерода, предпочтительно от 4 до 24 атомов углерода, более предпочтительно от 12 до 24 атомов углерода, еще более предпочтительно от 16 до 22 атомов углерода. Углеводородная цепь предпочтительно замещена по меньшей мере одной гидроксильной группой.

Насыщенные или ненасыщенные триглицериды жирных кислот имеют растительное происхождение или могут быть получены путем синтеза или модификаций соединений растительного происхождения. Таким образом, триглицериды ненасыщенных С18 жирных кислот, такие как касторовое масло (триглицерид рицинолеиновой кислоты) можно гидрировать любым известным способом, чтобы получить триглицерид 12-гидроксистеариновой кислоты, соответствующей упомянутому триглицериду насыщенной жирной кислоты.

Предпочтительную первую добавку выбирают из моно-, ди- или триглицерида 12-гидроксистеариновой кислоты, в частности триглицерида 12-гидроксистеариновой кислоты следующей формулы:

Независимо от типа эфира жирной кислоты первой добавки, предпочтительными будут производные насыщенных жирных кислот. Таким образом, в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления изобретения, будет выбрана первая присадка, содержащая по меньшей мере одну функциональную группу эфира насыщенной жирной кислоты.

Вторая присадка содержит по меньшей мере один органический гелеобразователь предпочтительно с молекулярной массой менее или равной 2000 г⋅моль^-1, предпочтительно менее чем или равной 1000 г⋅моль^-1.

Как описано в патентной заявке WO 2008107551 заявителя, под органическим гелеобразователем подразумевают соединения, способные устанавливать физические взаимодействия друг с другом, приводящие к автоматической агрегации с образованием 3D надмолекулярной сети, которая отвечает за гелеобразование битума. Плотная упаковка органических гелеобразующих молекул приводит к образованию сети фибрилл, иммобилизующих молекулы битума.

При температурах эксплуатации, в пределах от 10 до 60°С, органические гелеобразователи нековалентно связываются друг с другом, в частности, за счет водородных связей. Эти водородные связи исчезают, когда битум нагревают до высокой температуры. Таким образом, при температурах эксплуатации, органический гелеобразователь, состоящий из большого числа органический гелеобразователь, может быть сопоставим с "супрамолекулярным" полимером и придает битуму улучшенные физические свойства, в частности, в отношении твердости.

При температурах использования, гелеобразование за счет агрегации органических гелеобразующих молекул вызывает загустение битумной среды, что приводит к увеличению твердости.

Битум больше не течет под действием собственного веса, а его твердость при температурах эксплуатации увеличивается по сравнению с исходным битумом, не содержащим органические гелеобразующие присадки. Когда битумную композицию нагревают, взаимодействия, стабилизирующие органический гелеобразователь исчезают и битум восстанавливает свойства исходного битума без присадок, и вязкость битумной композиции при высокой температуре становится такой же, как была у исходного битума.

В контексте настоящего изобретения, органический гелеобразователь содержит по меньшей мере один акцептор водородной связи A и по меньшей мере один донор водородной связи D.

Для гелеобразования и превращения битума в однородную массу, органический гелеобразователь должен быть растворим при высокой температуре в битуме. Основные химические компоненты битума представляют собой асфальтены и мальтены. Асфальтены представляют собой соединения, в частности гетероциклические, состоящие из многочисленных ароматических ядер и поликонденсированных нафтеновых колец. Мальтены, в свою очередь, в основном состоят из длинных парафиновых цепей. Следовательно, органический гелеобразователь по изобретению, также содержит по меньшей мере одну химическую группу С (компатибилизатор), улучшающую совместимость органический гелеобразователь с химическими соединениями битума. Этот компатибилизатор C может содержать, одну или в смеси, группу, выбранную из: по меньшей мере одной длинной углеводородной цепи, совместимой с мальтеновой фракцией битума, или по крайней мере одного алифатического кольца с 3-8 атомами или по крайней мере одной конденсированной полициклической системы, алифатической, частично ароматической или полностью ароматической, совместимой с асфальтеновой фракцией битума, каждое кольцо предпочтительно содержит от 5 до 8 атомов.

В контексте настоящего изобретения предпочтительно будет выбрана вторая присадка, имеющая точку плавления ниже 180°C, предпочтительно ниже 140°C, что позволит использовать ее при температурах эксплуатации и нанесения битумных композиций.

Вторая присадка содержит по меньшей мере один органический гелеобразователь. Органический гелеобразователь выбирают из гидразинов, диамидов жирных кислот, производных димочевины и сорбита, имеющих по меньшей мере один акцептор водородной связи A, по меньшей мере один донор водородной связи D и по меньшей мере одну улучшающую совместимость химическую группу C.

Примерами органических гелеобразователей, используемых в настоящем изобретении, являются, в частности, те, которые описаны в заявке WO 2008107551 и в статье P. Terech и R.G. Weiss "Low molecular mass gelators of organic liquids and the properties of their gels" (Rev. 1997, 97, Chem., 3133-3159); эти два документа упоминаются в качестве примеров и включены в качестве ссылки в настоящую заявку.

В соответствии с конкретным вариантом осуществления, вторая присадка содержит по меньшей мере один органический гелеобразователь общей формулы (I):

R₁-(NH)_nCONH-(X)_m-NHCO(NH)_n-R₂ (I),

В формуле (I), n и m являются целыми числами, имеющими значение 0 или 1 независимо один от другого.

Группы R₁, R₂ и/или X являются одинаковыми или различными и независимо представляют собой насыщенную или ненасыщенную, линейную или разветвленную, циклическую или ациклическую углеводородную цепь, содержащую от 4 до 36 атомов углерода, предпочтительно от 4 до 24 атомов углерода, более предпочтительно от 12 до 24 атомов углерода, еще более предпочтительно от 16 до 22 атомов углерода.

Углеводородная цепь необязательно содержит по меньшей мере один гетероатом, например, выбранный из O, N и S, предпочтительно О.

Кроме того, углеводородная цепь может также содержать C₃-C₈ моноциклическое алифатическое кольцо или C₆-C₁₄ конденсированное полициклическое кольцо, предпочтительно C₆-C₁₀ и/или C₅-C₈ моноциклическое ароматическое кольцо, предпочтительно C₅-С₆ или C₆-C₁₄ конденсированное полициклическое кольцо, предпочтительно C₈-C₁₂. Алифатические и ароматические кольца необязательно содержат гетероатомы, выбранные из O, N и S, предпочтительно О.

Алифатические или ароматические, моноциклические или конденсированные полициклические кольца могут быть, необязательно, замещены по меньшей мере одной группой, выбранной из галогена, гидроксильной группы, первичной аминогруппы, сульфгидрильной группы и C₁-С₈ углеводородных цепей, насыщенных или ненасыщенных, линейных или разветвленных, необязательно содержащих по меньшей мере один гетероатом, выбранный из O, N и S, предпочтительно О.

Алифатические или ароматические, моноциклические или конденсированные полициклические кольца предпочтительно замещены гидроксильной группой и по меньшей мере одной линейной или разветвленной, насыщенной C₁-C₈, предпочтительно C₁-C₄-углеводородной цепью.

В соответствии с вариантом осуществления изобретения, органический гелеобразователь содержит единицу гидразида. Органический гелеобразователь имеет формулу (I), в которой целые числа n и m имеют значение 0. В данном случае, группы R₁-CONH- и -NHCO-R₂ связаны ковалентно с помощью гидразидной связи -CONH-NHCO-. Группы R₁ и/или R₂ представляют собой компатибилизатор С.

Преимущественно органический гелеобразователь представлен формулой (I), в которой:

R₁ и R₂ являются одинаковыми или различными и независимо включают C₅-C₈ моноциклическое ароматическое кольцо или C₆-С₁₄ конденсированное полициклическое кольцо, предпочтительно C₈-C₁₂, указанное моноциклическое ароматическое или конденсированное полициклическое кольцо необязательно замещено по меньшей мере одной группой, выбранной из галогенов, гидроксильной группы, первичной аминогруппы, сульфгидрильной группы, и C₁-C₈ углеводородных цепей, линейных или разветвленных, насыщенных или ненасыщенных, предпочтительно насыщенных, возможно содержащих по меньшей мере один гетероатом, выбранный из O, N и S, предпочтительно O, и

n и m имеют значение 0.

Среди предпочтительных органический гелеобразовательов по изобретению, могут быть упомянуты 2',3-бис[[3-[3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксифенил]пропионил]]пропионогидразид следующей формулы:

Альтернативно, группы R₁ и R₂, которые могут быть одинаковыми или различными, независимо представляют собой насыщенные линейные углеводородные цепи, содержащие от 4 до 36 атомов углерода, предпочтительно от 4 до 24 атомов углерода, более предпочтительно от 12 до 24 атомов углерода, еще более предпочтительно от 16 до 22 атомов углерода. Среди предпочтительных насыщенных линейных углеводородных цепей, могут быть упомянуты группы C₄H₉, C₅H₁₁, C₉H₁₉, C₁₁H₂₃, C₁₂H₂₅, C₁₇H₃₅, C₁₈H₃₇, C₂₁H₄₃ и C₂₂H₄₅.

Среди предпочтительных органических гелеобразователей по изобретению, могут быть упомянуты производные гидразида, соответствующие следующим формулам:

C₅H₁₁-CONH-NHCO-C₅H₁₁

C₉H₁₉-CONH-NHCO-C₉H₁₉

C₁₁H₂₃-CONH-NHCO-C₁₁H₂₃

C₁₇H₃₅-CONH-NHCO-C₁₇H₃₅

C₂₁H₄₃-CONH-NHCO-C₂₁H₄₃

Согласно другому варианту осуществления изобретения, органический гелеобразователь имеет формулу (I), в которой число n имеет значение 0 и целое число m имеет значение 1. В этом случае, группы R₁, R₂ и/или X представляют собой компатибилизатор С. Органический гелеобразователь состоит из двух амидных единиц.

Органический гелеобразователь предпочтительно представляет собой диамид жирной кислоты, представленный формулой (I), в которой n имеет значение 0, m имеет значение 1, и X представляет собой группу -(CH₂)_p-, при этом p имеет значение от 1 до 8, предпочтительно от 1 до 4.

Преимущественно, органический гелеобразователь представлен формулой (I), в которой R₁ и R₂ одинаковы или различны и, независимо представляют собой линейную или разветвленную, насыщенную ациклическую углеводородную цепь, содержащую от 4 до 36 атомов углерода, предпочтительно от 4 до 24 атомов углерода, более предпочтительно от 12 до 24 атомов углерода, еще более предпочтительно от 16 до 22 атомов углерода и необязательно по меньшей мере один гетероатом.

В частности, в качестве органического гелеобразователя выбирают Ν,Ν'-этилен-бис(стеарамид) следующей формулы: C₁₇H₃₅-CONH-CH₂-CH₂-NHCO-C₁₇Н₃₅.

В другом варианте осуществления изобретения, органический гелеобразователь представлен формулой (I), в которой целые числа n и m имеют значение 1. В этом случае, группы R₁, R₂ и/или X представляет собой компатибилизатор С. Органический гелеобразователь содержит две единицы мочевины.

Предпочтительными соединениями являются производные уреида, одна конкретная мочевина которых, 4,4'-бис(додециламинокарбониламино)дифенилметан, имеет формулу:

C₁₂H₂₅-NHCONH-C₆H₄-CH₂-C₆H₄-NHCONH-C₁₂H₂₅.

В другом конкретном варианте осуществления изобретения, органический гелеобразователь выбирают из производных сорбитола, предпочтительно 1,3:2,4-ди-O-бензилиден-D-сорбитола.

Под производным сорбитола подразумевают любой продукт реакции, полученный из сорбитола. В частности, любой продукт реакции, полученный взаимодействием альдегида с сорбитолом. Эта реакция конденсации дает сорбитол ацетали, являющиеся производными сорбитола. Например, 1,3:2,4-ди-О-бензилиден-D-сорбитол получен взаимодействием одного моля D-сорбитола и двух молей бензальдегида и имеет формулу:

Таким образом, все производные сорбитола могут быть продуктами конденсации альдегидов, в частности, ароматических, с сорбитолом. Затем будут получены производные сорбитола следующей общей формулы (II):

в которой Ar₁ и Ar₂ являются одинаковыми или различными и независимо представляют собой С₅-С₈ моноциклическое ароматическое кольцо, предпочтительно C₅-C₆ или C₆-C₁₄ конденсированное полициклическое кольцо, предпочтительно C₁₀-C₁₄, необязательно замещенное по меньшей мере одной группой, выбранной из галогенов, гидроксильной группы, первичной аминогруппы, сульфгидрильной группы и C₁-C₈ углеводородных цепей, линейных или разветвленных, насыщенных или ненасыщенных, предпочтительно насыщенных, возможно содержащих по меньшей мере один гетероатом, выбранный из О, N и S, предпочтительно О.

Преимущественно органический гелеобразователь представлен формулой (II), в которой Αr₁ и Ar₂ являются одинаковыми или различными и независимо представляют собой С₅-С₈ моноциклическое ароматическое кольцо, необязательно замещенное по меньшей мере одной группой, выбранной из галогенов, гидроксильной группы, первичной аминогруппы, сульфгидрильной группы и C₁-C₈ насыщенных углеводородных цепей, линейных или разветвленных, необязательно содержащих по меньшей мере один гетероатом, выбранный из O, N и S, предпочтительно О. Ar₁ и Ar₂ предпочтительно представляют собой фенильные группы, необязательно орто-, мета- или пара-замещенные.

Среди производных сорбитола, других, чем 1,3:2,4-ди-O-бензилиден-D-сорбитол, могут быть упомянуты, например, 1,3:2,4:5,6-три-О-бензилиден-D-сорбитол, 2,4-моно-О-бензилиден-D-сорбитол, 1,3:2,4-бис(п-метилбензилиден)сорбитол, 1,3:2,4-бис(3,4-диметилбензилиден)сорбитол, 1,3:2,4-бис(р-этиленбензилиден)сорбитол, 1,3:2,4-бис(п-пропиленбензилиден)сорбитол, 1,3:2,4-бис(п-бутиленбензилиден)сорбитол, 1,3:2,4-бис(п-этоксилбензилиден)сорбитол, 1,3:2,4-бис(п-хлорбензилиден)сорбитол, 1,3:2,4-бис(п-бромобензилиден)сорбитол, 1,3:2,4-ди-O-метилбензилиден-D-сорбитол, 1,3:2,4-ди-О-диметилбензилиден-D-сорбитол, 1,3:2,4-ди-O-(4-метилбензилиден)-D-сорбитол, 1,3:2,4-ди-О-(4,3-диметилбензилиден)-D-сорбитол.

Вместо сорбитола может быть предусмотрено использование любого другого полиола, например, ксилита, маннита и/или рибита.

Битумные композиции по изобретению состоят по большей части из битума и незначительной части первой и второй присадок. В частности, битумная композиция, предпочтительно содержит от 0,1 до 10 масс. % первой и второй присадки по отношению к массе битума.

Битумная композиция, как правило, содержит от 0,1 до 5,0 масс. % по массе каждой из первой и второй присадок, по отношению к массе битума. Количества менее чем 0,1 масс. % первой или второй добавки может быть недостаточно для достижения воздействия на реологические свойства битумной композиции по изобретению, так как молекулы первой и второй присадок будут слишком удалены друг от друга, чтобы взаимодействовать.

Наоборот, количество выше 5,0 масс. % может ухудшить свойства битумного основания или битумной композиции.

Битумная композиция, предпочтительно содержит от 0,5 до 3 масс. %, предпочтительно от 1 до 2 масс. % первой добавки по отношению к массе битума.

Битумная композиция предпочтительно содержит от 0,5 до 3 масс. %, предпочтительно от 1 до 2 масс. % второй добавки по отношению к массе битума.

В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления, вторая присадка содержит по меньшей мере 50 масс. % органического гелеобразователя, предпочтительно по меньшей мере 80 масс. %. Вторая присадка предпочтительно состоит из органического гелеобразователя, за исключением некоторых примесей, обычно присутствующих в таких соединениях в количествах не более от 2 до 3 масс. %.

Массовое соотношение первой добавки ко второй добавке составляет предпочтительно от 5:0,1 до 0,1:5, предпочтительно от 2:0,2 до 0,2:2.

К битумной композиции по изобретению также могут быть добавлены другие обычные присадки. Это, например, вулканизующие агенты и/или поперечно-сшивающие агенты, способные вступать в реакцию с полимером, когда он является эластомером и/или пластомером, который может быть функционализирован и/или может содержать реакционно-способные центры.

Из вулканизаторов могут быть упомянуты вулканизаторы, основанные на сере и ее производных, используемые для сшивания эластомера, при содержании серы, составляющем от 0,01 до 30 масс. % по отношению к массе эластомера.

Из поперечно-сшивающих агентов, могут быть упомянуты катионные сшивающие агенты, такие как моно- или поликислоты, ангидриды карбоновых кислот или сложные эфиры карбоновых кислот, сульфокислот, серных, фосфорных кислот, или даже хлорангидриды и фенолы, при их содержании от 0,01% до 30% по отношению к полимеру. Эти агенты способны реагировать с функциональными группами эластомера и/или пластомера. Они могут быть использованы в дополнение или взамен вулканизаторов.

Изобретение также относится к способу получения битумной композиции, как описано выше, твердой при температурах эксплуатации и с низкой вязкостью в горячем состоянии. Первая и вторая присадки, описанные выше, могут в равной степени быть добавлены как к одному битуму, так и при производстве битумов, к битумным смесям, связующим веществам или слоям износа. Первую и вторую присадки добавляют к битуму, модифицированному или не модифицированному полимерами, к битуму в форме битумного связующего или к битуму, находящемуся в форме безводного связующего, синтетического связующего, битумных смесей, или поверхностного слоя износа, но всегда горячему, при температурах в диапазоне от 100 до 180°C, предпочтительно от 120°C до 140°C. Первая и вторая присадки могут быть введены по отдельности или в виде смеси. Порядок введения не имеет особого влияния на свойства полученной таким образом битумной композиции. Смеси затем могут быть перемешаны при этих температурах до тех пор, пока первая и вторая присадки не растворятся в битуме, полимерных битумах, битумных связующих, синтетических связующих, связующих в безводной форме или в виде битумной смеси.

ПРИМЕРЫ

Изобретение проиллюстрировано следующими примерами, приведенными в качестве иллюстрации и не ограничивающими объем изобретения. Реологические и механические характеристики битумных оснований или битумных композиций, указанных в этих примерах, измеряют в порядке, указанном в таблице 1. Кроме того, вязкость по Брукфильду выражена в мПа⋅с. Вязкость измеряют с помощью вискозиметра Брукфильда CAP 2000+. Измерения производят при температуре 80°C и 120°C и при скорости вращения 15 об/мин и 400 об/мин, соответственно. Измерения считывают через 30 секунд для каждой температуры.

Таблица 1

Исходные продукты

Битумная основа

Битум прямой перегонки, обозначенный В₀, класса 70/100 и с проникновением при 25°C, равной 74 1/10 мм, характеристики которого соответствуют стандарту EN 12591.

Битум прямой перегонки, обозначенный В1, класса 50/70 и с проникновением при 25°C, равной 59 1/10 мм, характеристики которого соответствуют стандарту EN 12591.

Первая присадка

триглицерид 12-гидроксистеариновой кислоты, обозначенный A₁,

касторовое масло, обозначенное А₂,

метилстеарат, обозначенный А₃,

ПЭТ тетраизононаноат, обозначенный А₄.

Вторая присадка

1,3:2,4-ди-O-бензилиден-D-сорбит, обозначенный O₁,

N,N'-этилен-бис(стеарамид), обозначенный O₂,

2',3-бис[[3-[3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксифенил]пропионил]]пропионогидразид, обозначенный O₃.

Получение битумных композиций

Сначала битум помещают в реактор. Затем добавляют первую и вторую присадки. Реакционную смесь затем перемешивают до получения конечного однородного внешнего вида (около 60 минут). Затем смесь охлаждают до комнатной температуры.

Результаты представлены в таблице 2 ниже:

Проникновение иглы, измеренное при 25°С, выражена в 1/10 мм.

Точка размягчения по методу кольца и шара выражена в °С.

Вязкость по Брукфильду, измеренная при 80°С и 120°С, выражена в мПа⋅с. Индекс пенетрации Пфайфер определен по следующей формуле:

Результаты, представленные в таблице 2, показывают синергический эффект, как результат сочетания первой присадки и второй присадки. В самом деле, независимо от природы первых присадок A₁, А₂, А₃ или А₄, или вторых присадок О₁, О₂ или О₃, можно видеть, что значение ИП битумной композиции, содержащей такое сочетание, больше, чем значение ИП одной только битумной основы В₀ или B₁, битумной основы только с первой присадкой или битумной основы только со второй присадкой.

Так, например, ИП композиции C⁰_A1/O1 составляет 7,86, тогда как ИП битумной основы Т₀ составляет -1,05, и значения ИП контрольных композиций Т⁰_А1 и T⁰_O1 составляют -1,24 и +6,37 соответственно.

Кроме того, похожее синергическое действие наблюдают на RBT, за исключением композиции C⁰_A3/O2. Эти результаты, как правило, доказывают, что синергическое действие на RBT вызвано наличием нескольких функциональных групп эфира жирной кислоты или нескольких углеводородных цепей, содержащих по меньшей мере четыре атома углерода, в первой добавке.

Также наблюдают синергетическое действие на твердость композиций С⁰_А1/O2 и С⁰_А1/O3. Битумные композиции С⁰_А1/O2 и С⁰_А1/O3 имеют проникновение при 25°С, равное 93,5 и 97,5°С соответственно ниже значения пенетрации битумной основы В⁰ (47°С) или из соответствующих контрольных композиций T⁰_A1, T⁰_O2 и T⁰_O3 46, 92,4 и 95°С соответственно.

И, наконец, наблюдают замечательное действие на динамическую вязкость композиций С⁰_А1/O2, C⁰_A1/O2' и С⁰_А2/O2. Битумные композиции С⁰_А1/O2, С⁰_А1/O2' и C⁰_A2/O2 имеют динамическую вязкость при 120°С, равную 439, 480 и 443 мПа⋅с соответственно, ниже динамического значения вязкости от битумной основы В⁰ (685 мПа⋅с) или соответствующих контрольных композиций T⁰_A1, , и 528, 658, 448 и 585 мПа⋅с соответственно, без ущерба для консистенции, в частности, ИП указанных композиций.

Таким образом, соответствующий выбор первой присадки и второй присадки позволяет регулировать механические и реологические свойства битумной композиции или битумной основы в соответствии с применением, для которого она предназначена.

Эти результаты свидетельствуют о значительном термообратимом эффекте за счет одновременного присутствия первой и второй присадки в битумной основе или битумной композиции. Взаимодействие первой и второй присадки находит свое отражение в значительном снижении высокотемпературной вязкости. В битумной композиции, сочетание первой и второй присадки индуцирует специфические реологические свойства, которые выходят за рамки внутренних свойств каждой из первой и второй присадок, взятых по отдельности.

Другой аспект настоящего изобретения как следствие относится к применению сочетания первой и второй присадки, как описано выше в битумной композиции, чтобы улучшить механические и реологические свойства, в частности, чувствительность к температуре битумной композиции или битумной основы. Как свидетельствуют примеры, описанные выше, заявитель обнаружил, что использование этого конкретного сочетания первой и второй присадок по изобретению в битумной композиции или в битумной основе позволяет повысить индекс пенетрации (или индекс Пфайфера, ИП) указанной композиции или битумной основы. Это увеличение является тем более удивительным, что значение ИП, полученное для битумной композиции или битумной основы с этими присадками больше, чем значение ИП не только для одной битумной композиции или битумной основы, но и чем значение ИП для композиций или битумных основ, содержащих независимо только первую присадку или только вторую присадку. Эти результаты отражают синергическое действие, обусловленное специфическим сочетанием первой присадки и второй присадки.

Заявитель также показал эквивалентное синергетическое действие на RBT. Использование такого сочетания существенно увеличивает RBT битумной композиции или битумной основы при сохранении низкой вязкости при температуре нанесения, в частности, при температуре выше или равной 80°C, предпочтительно выше 80°C.

Кроме того, использование такого сочетания в битумной основе или битумной композиции дает значительное уменьшение проникновения иглы при 25°C (1/10 мм) в соответствии со стандартом EN 1426, когда органический гелеобразователь второй присадки представлен формулой (I).

И, наконец, использование такого сочетания в битумной основе или битумной композиции преимущественно приводит как к увеличению RBT и ИП, так и к уменьшению динамической вязкости битумной композиции или битумной основы при температуре выше или равной 80°C, предпочтительно выше 80°C.

В частности, когда органический гелеобразователь второй присадки включает две амидные единицы и представлен формулой (I), в которой n имеет значение 0, и m имеет значение 1, было показано, что совместно с увеличением ИП и RBT использование сочетания присадок по изобретению также снижает динамическую вязкость битумной композиции или битумной основы при температуре выше или равной 80°C, предпочтительно выше 80°C.

Битумные композиции, содержащие такое сочетание, объединяют в себе прекрасные механические свойства при температуре эксплуатации и низкую чувствительность к температуре при температуре применения.

Предусмотрены различные виды использования битумных композиций, полученных в соответствии с изобретением, в частности, для изготовления битумного связующего, в частности синтетического связующего, безводного связующего, битумной эмульсии, полимерного битума или разжиженного битума, которые могут, в свою очередь быть использованы для получения комбинации с заполнителями, в частности заполнителями для дорожного покрытия.

Другим аспектом настоящего изобретения является применение битумной композиции для различных промышленных применений, в частности, для приготовления уплотнительного покрытия, мембраны или грунтовочного слоя.

Что касается применений в дорожном строительстве, изобретение относится, в частности, к битумным смесям в качестве материалов для строительства и обслуживания проезжих частей и их покрытий, а также для проведения всех дорожных работ. Битумная смесь содержит битумный состав, как описано выше, покрывающие заполнители битумных смесей и минеральные и/или синтетические заполнители.

Таким образом, изобретение относится, например, к поверхностному слою износа дорожного покрытия, горячим битумным смесям, холодным битумным смесям, холодным битумным смесям с высокой температурой застывания, эмульсионно-гравийным смесям, нижним слоям дорожного покрытия, подстилающим (связующим) слоям, связывающим слоям и отделке, и другим комбинациям из битумного связующего и дорожным заполнителям, имеющим особые свойства, такие как противоколейность, битумным смесям для дренажа или асфальтов (смеси битумного связующего с заполнителями типа песка).

Что касается промышленного применения битумных композиций, могут быть упомянуты производство уплотнительных мембран, антишумовых мембран, изолирующих мембран, поверхностных покрытий, ковровых плит, грунтовых покрытий.

Настоящее изобретение примечательно тем, что оно предлагает битумное связующее вещество, которое можно применять для изготовления асфальтовых или битумных продуктов при температурах производства и реализации, достаточно низких, чтобы устранить или, по крайней мере, значительно уменьшить выбросы газов при сохранении механических свойств получаемых асфальтовых или битумных продуктов.

Изобретение относится к битумной композиции и к способу ее получения. Битумная композиция включает в себя битум, первую присадку, содержащую по меньшей мере одну функциональную группу сложного эфира жирной кислоты, насыщенной или ненасыщенной, имеющей линейную или разветвленную углеводородную цепь, содержащую от 4 до 36 атомов углерода, необязательно замещенную по меньшей мере одной гидроксильной группой, и вторую присадку, содержащую по меньшей мере один органический гелеобразователь. Изобретение также относится к применению сочетания первой присадки и второй присадки в битумной композиции для улучшения чувствительности указанной композиции к температуре. Наконец, изобретение относится к применению этих битумных композиций в области дорожного строительства, в частности в производстве дорожных связующих веществ и в области промышленного применения. 5 н. и 18 з.п. ф-лы, 2 табл.

1. Термообратимо поперечно-сшиваемая битумная композиция, содержащая:

битум,

первую присадку, включающую по меньшей мере одну функциональную группу сложного эфира жирной кислоты, насыщенной или ненасыщенной, имеющую углеводородную цепь, содержащую от 4 до 36 атомов углерода, линейную или разветвленную, необязательно замещенную по меньшей мере одной гидроксильной группой,

вторую присадку, содержащую по меньшей мере один органический гелеобразователь общей формулы (I) или (II):

в которой:

группы R₁, R₂ и/или X являются одинаковыми или различными и независимо представляют собой насыщенную или ненасыщенную, линейную или разветвленную, циклическую или ациклическую углеводородную цепь, содержащую от 4 до 36 атомов углерода и необязательно по меньшей мере один гетероатом, и

n и m представляют собой целые числа, имеющие значения 0 или 1, независимо друг от друга;

производные сорбитола следующей общей формулы (II):

при этом Ar₁ и Ar₂ являются одинаковыми или различными и независимо представляют собой C₅-C₈ моноциклическое ароматическое кольцо или С₆-С₁₄ конденсированное полициклическое кольцо, необязательно замещенное по меньшей мере одной группой, выбранной из галогенов, гидроксильной группы, первичной аминогруппы, сульфгидрильной группы и C₁-C₈ углеводородных цепей, насыщенных или ненасыщенных, линейных или разветвленных, необязательно содержащих по меньшей мере один гетероатом, выбранный из О, N и S.

2. Композиция по п.1, отличающаяся тем, что первая присадка имеет общую формулу (III):

в которой:

G₁ представляет собой насыщенную или ненасыщенную, линейную или разветвленную алифатическую углеводородную цепь, содержащую от 4 до 36 атомов углерода, необязательно замещенную по меньшей мере одной гидроксильной группой,

G₂ представляет собой насыщенную или ненасыщенную, линейную или разветвленную алифатическую углеводородную цепь, содержащую от 1 до 188 атомов углерода, необязательно содержащую по меньшей мере одну функциональную группу сложного эфира и/или по меньшей мере одну гидроксильную группу.

3. Композиция по п.2, отличающаяся тем, что G₂ содержит по меньшей мере одну функциональную группу сложного эфира.

4. Композиция по п.1 или 2, отличающаяся тем, что первую присадку выбирают из группы, состоящей из насыщенных или ненасыщенных моно-, ди-, три-, тетра-, пента- и гекса- сложных эфиров жирной кислоты, содержащей по меньшей мере одну линейную или разветвленную углеводородную цепь, содержащую от 4 до 36 атомов углерода, необязательно замещенную по меньшей мере одной гидроксильной группой.

5. Композиция по п.4, отличающаяся тем, что первую присадку выбирают из группы, состоящей из моно-, ди- и триглицеридов жирных кислот, моно-, ди- и триглицеридов гидроксижирных кислот, жирных кислот моно-, ди-, три- и тетра- сложных эфиров пентаэритрита (ПЭТ) и жирных кислот моно-, ди-, три-, тетра-, пента- и гекса- сложных эфиров дипентаэритрита (диПЭТ).

6. Композиция по п.5, отличающаяся тем, что первую присадку выбирают из триглицеридов жирных кислот, содержащих три углеводородные цепи, одинаковые или различные, каждая из которых независимо насыщенная или ненасыщенная, линейная или разветвленная, содержащая от 4 до 36 атомов углерода, необязательно замещенная по меньшей мере одной гидроксильной группой.

7. Композиция по п.1, отличающаяся тем, что органический гелеобразователь представлен формулой (I), в которой n и m имеют значение 0, и включает единицу гидразида.

8. Композиция по п.7, отличающаяся тем, что органический гелеобразователь представлен формулой (I), в которой R₁ и R₂ являются одинаковыми или различными и независимо включают C₅-C₈ моноциклическое ароматическое или С₆-С₁₄ конденсированное полициклическое кольцо, предпочтительно C₈-C₁₂, при этом указанное моноциклическое ароматическое или конденсированное полициклическое кольцо необязательно замещено по меньшей мере одной группой, выбранной из галогенов, гидроксильной группы, первичной аминогруппы, сульфгидрильной группы и C₁-C₈ углеводородных цепей, насыщенных или ненасыщенных, линейных или разветвленных, необязательно содержащих по меньшей мере один гетероатом, выбранный из O, N и S.

9. Композиция по п.1, отличающаяся тем, что органический гелеобразователь содержит две амидные единицы и представлен формулой (I), в которой целое число n имеет значение 0 и целое число m имеет значение 1.

10. Композиция по п.9, отличающаяся тем, что органический гелеобразователь представляет собой диамид жирной кислоты, представленный формулой (I), в которой n имеет значение 0, m имеет значение 1 и X представляет собой группу -(СН₂)_p-, при этом p имеет значение от 4 до 8.

11. Композиция по п.10, отличающаяся тем, что органический гелеобразователь представлен формулой (I), в которой R₁ и R₂ являются одинаковыми или различными и независимо представляют собой насыщенную, ациклическую, линейную или разветвленную углеводородную цепь, содержащую от 4 до 36 атомов углерода и необязательно по меньшей мере один гетероатом.

12. Композиция по п.1, отличающаяся тем, что органический гелеобразователь представлен формулой (I), в которой целые числа n и m имеют значение 1, и включает две единицы мочевины.

13. Композиция по п.1, отличающаяся тем, что органический гелеобразователь представлен формулой (II), в которой Ar₁ и Ar₂ являются одинаковыми или различными и независимо представляют собой С₅-С₈ моноциклическое ароматическое кольцо, необязательно замещенное по меньшей мере одной группой, выбранной из галогенов, гидроксильной группы, первичной аминогруппы, сульфгидрильной группы и C₁-C₈ насыщенных углеводородных цепей, линейных или разветвленных, необязательно содержащих по меньшей мере один гетероатом, выбранный из О, N и S, предпочтительно О.

14. Композиция по п.1, содержащая от 0,1 до 10 мас.% первой и второй присадки по отношению к массе битума.

15. Битумная смесь, отличающаяся тем, что она содержит композицию по любому из пп.1-14, заполнители битумных смесей и минеральные и/или синтетические наполнители.

16. Битумное связующее вещество, в частности в форме синтетического связующего вещества, безводного связующего вещества, битумной эмульсии, полимерного битума или разжиженного битума, содержащее битумную композицию по любому из пп.1-14.

17. Применение комбинации первой присадки и второй присадки в битумной композиции или битумной основе для термообратимого сшивания указанной битумной композиции или битумной основы, при этом первая и вторая присадки являются такими, как описано в любом из пп.1-14.

18. Применение по п.17 для увеличения индекса пенетрации (или индекса Пфайфера, ИП) указанной композиции или битумной основы.

19. Применение по п.17 или 18 для увеличения значения точки размягчения, определяемой по методу кольца и шара в соответствии со стандартом EN 1427 (RBT) в битумной композиции или битумной основе.

20. Применение по п.18 для уменьшения проникновения иглы при 25°С, вычисленного в соответствии со стандартом EN 1426.

21. Применение по п.20, в котором органический гелеобразователь второй присадки представлен общей формулой (I).

22. Применение по п.17, в котором органический гелеобразователь является таким, как описано в любом из пп.9-11, как для увеличения значения точки размягчения, определяемой по методу кольца и шара в соответствии со стандартом EN 1427 (RBT) и индекса пенетрации (или индекса Пфайфера, ИП), так и для уменьшения динамической вязкости битумной композиции или битумной основы при температуре, выше или равной 80°С, предпочтительно выше 80°С.

23. Способ получения битумной композиции по любому из пп.1-14, отличающийся тем, что первую и вторую присадку добавляют при температуре от 100 до 180°С, либо только к одному битуму, или к битуму, модифицированному или не модифицированному добавлением полимеров, к битуму в форме битумного связующего вещества или к битуму, находящемуся в форме синтетического связующего вещества, безводного связующего вещества, битумной смеси или поверхностного слоя износа, или при получении указанного битума, битумных смесей, связующих веществ или слоев износа.