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Verfahren zur Veränderung der mechanischen Eigenschaften, insbesondere der Haftfestigkeit von bituminösen Massen
Für viele Zweige der Technik werden feste gesättigte hochmolekulare Kohlenwasserstoffgemenge mit einem möglichst grossen Haftvermögen an glatten Flächen benötigt. Diese
Stoffe können z. B. Bitumen, Asphalte, paraffinhältige Stoffe, Erdwachse, Kunststoffe, Peche oder ähnliche Substanzen sein, wie sie allein oder in Mischung u. a. in der Lackfabrikation, in der Fabrikation von Verguss-, Isolier-und Abdichtmassen für mechanische und besonders elektrotechnische Zwecke, um nur einige Beispiele zu nennen, benötigt werden.
Von den natürlich vorkommenden Kohlenwasserstoffgemengen entsprechen nur wenige Sorten solchen Qualitätsanforderungen, wie sie beispielsweise an Vergussmassen gestellt werden, z. B. syrischer oder mexikanischer Asphalt, wobei aber selbst bei diesen Sorten eine Steigerung des Haftvermögens wünschenswert wäre. Ausserdem hat die Seltenheit dieser natürlichen Vorkommen ein Bedürfnis nach Veredlungsverfahren geschaffen, um auch an sich minderwertige Sorten den erwähnten Qualitätserfordernissen anzupassen.
Es ist bekannt, die Eigenschaften der Kohlenwasserstoffgemenge dadurch zu verändern, dass man dem Gemenge bestimmte Stoffe zusetzt, wie Öle, Wachse u. dgl., wobei aber der gewünschte Zweck nur teilweise erreicht wird, da sich diese Zusatzstoffe, ohne chemische Bindungen einzugehen, zwischen die Kohlenwasserstoffmoleküle einlagern, was aber eine Gefügeverschlechterung bedingt und weiters auch den Schmelzpunkt in oft unerwünschter Weise verschiebt, ohne die Haftfähigkeit zu steigern ; oder aber, dass man z. B. bei bituminösen Massen durch Einblasen von Luft, Sauerstoff an die Kohlenwasserstoffmoleküle anlagert. Auch diese nur mit grossem technischen Aufwand durchführbare Methode hat vor allem eine wesentliche Erhöhung des Schmelzpunktes zur Folge und ist nur in kostspieligen Anlagen durchführbar.
Bei bituminösen Massen für Strassenbauzwecke ist vorgeschlagen worden, diese mit Stickstoffbasen enthaltenden Ölen zu behandeln, um deren Flüssigkeitsgrad und Benetzungsfähigkeit zu erhöhen.
Die Erfindung schafft ein sehr wirksames Verfahren, um das Haftvermögen an sich minderwertiger, in der Elektrotechnik als Vergussmassen verwendeter Kohlenwasserstoffgemenge zu ver- bessern, das aber weitestgehend von den erwähnten Übelständen der bisherigen Behandlungsverfahren für diese Vergussmassen frei ist.
Es wurde gefunden, dass die Haftfähigkeit von bituminösen Stoffen an glatten Flächen wesentlich verbessert wird, wenn die Kohlenwasserstoffgemenge der genannten Art, beispielsweise ErdölBitumen, in geschmolzenem Zustand mit basischen Farbstoffen behandelt werden. Eine Erhöhung des Schmelzpunktes findet dabei nicht statt. Als basische Farbstoffe können basische Teerfarbstoffe Verwendung finden, von welchen sich insbesondere Nigrosin-Base mit sehr gutem Erfolg bewährt hat.
Gegenüber anderen Verfahren, z. B. dem Blasen des Bitumens, besitzt das beschriebene Verfahren den Vorteil, dass es in erster Linie die Haftfestigkeit ohne Schmelzpunktsveränderung erhöht, während beim Blasen des Bitumens in erster Linie der Schmelzpunkt erhöht wird. Ausserdem sind zur Ausführung keine kostspieligen technischen Anlagen nötig, es genügen vielmehr einfache Schmelzkessel.
Der Chemismus des Verfahrens bedarf noch einer endgültigen wissenschaftlichen Deutung, es ist aber als sehr wahrscheinlich anzunehmen, dass einerseits die zugeführten basischen Farbstoffe an die Moleküle der vorliegenden Substanzen vorwiegend additiv gebunden werden, dass sie aber anderseits zufolge ihrer basischen Natur die in den üblichen technischen Kohlenwasserstoffen der hier interessierenden Art immer vorhandenen organischen Säuren durch chemische Bindung unwirksam machen. Die bei diesen chemischen Reaktionen entstehenden Verbindungen können schliesslich ebenso haftsteigernd wirken wie die reinen Basen.
Mit Hilfe des beschriebenen Verfahrens ist es möglich, z. B. aus minderwertigen Erdölbitumen veredelte Produkte herzustellen, die sich in besonderem Masse zur Herstellung von elektrischen Isolier-und Abdichtmassen (Vergussmassen) eignen, wie sie zum Vergiessen z. B. von elektrischen Kondensatoren, Trockenbatterien, Elementen, Akkumulatoren usw. benötigt werden, da sie ein sehr gutes Haftvermögen an glatten Flächen, wie z. B. Glas, Metall usw., aufweisen und dadurch gut abdichten. Auch die elektrische Isolierfähigkeit der veredelten Masse entspricht durchaus den üblichen Anforderungen.
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5 Teile Nigrosinbase eingerührt werden. Die chemische Reaktion macht sich nun durch eine Gasentwicklung bemerkbar.
Nach Beendigung derselben wird die nicht verbrauchte überschüssige Nigrosinbase gebunden, wozu z. B. die Ester der höheren Fettsäuren geeignet sind. Im Ausführungsbeispiel werden deshalb der behandelten Schmelze anschliessend 5 Teile Montanwachs zur Bindung der überschüssigen Nigrosinbase zugesetzt. Um eine gute Durchmischung zu erreichen, soll das Montanwachs eine etwas höhere Temperatur als die Schmelze aufweisen. Es tritt nun neuerlich eine leichte Gasentwicklung ein, nach deren Abklingen das Produkt fertig ist und z. B. in Formen gegossen werden kann.
Die Brauchbarkeit des Verfahrens lässt sich leicht an Hand von Proben nachweisen, die aus mit behandelten und unbehandelten bituminösen Kohlenwasserstoffen überzogenen Blechen bestehen und die den üblichen Prüfungen unterworfen werden, wie z. B. Biegeproben, Ritzhärteprüfungen, Ablöseversuche unter Wasser usw., die über Plastizität, Elastizität, Dehnbarkeit und Haftfestigkeit Aufschluss geben. Bei diesen Prüfungen zeigt es sich, dass die Haftfestigkeit einer nach dem Ausführungsbeispiel hergestellten Kohlenwasserstoffmasse eine Steigerung gegen- über dem unveredelten Produkt aufweist.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Veränderung der mechanischen Eigenschaften, insbesondere der Haftfestigkeit von bituminösen Massen, dadurch gekennzeichnet, dass dieselben mit basischen Farbstoffen aus der Gruppe der Nigrosine behandelt werden.