CS200854B1

CS200854B1 - Vulcanizable composition of epoxides and tars with asphaltes or bitumens

Info

Publication number: CS200854B1
Application number: CS626978A
Authority: CS
Inventors: Ivo Wiesner; Jiri Novak
Original assignee: Ivo Wiesner; Jiri Novak
Priority date: 1978-09-28
Filing date: 1978-09-28
Publication date: 1980-10-31

Description

Předmětem vynálezu je vulkanizovatelná kompozice epoxidů s dehty, asfalty, bitumeny, smolami, uhlodehty, montánními vosky a alkylačními zbytky.The subject of the invention is a vulcanizable epoxide composition with tars, asphalts, bitumens, pitches, carbohydrates, montan waxes and alkylating residues.

V posledních letech nacházejí Široké praktické použití směsi na bázi epoxidových pryskyřic a dehtů, asfaltů nebo bitumenů. Nejčastěji se jedná o nátěrové hmoty obsahující uvedené látky spolu s těkavými rozpouštědly. Vytvrzené nátěrové filmy odpozují vodu, vyznačují se dobrým antikorozním účinkem a dobrou adhezí k většině podkladů, jako jsou cementobetonové dílce, cihlové podklady, sklo, živice apod. Méně často se kompozice epoxidových pryskyřic s dehty, asfalty nebo bitumeny používají jako licí hmoty k zalévání spár a k povrchové úpravě namáhaných úseků vozovek, letištních ploch nebo podlah továrních hal. Všeobecně známé nedostatky těchto kompozic spočívají v nedostatečné odolnosti vůči působení nízkých i vysokých teplot a vůči jejich kolísání. Při nízkých teplotách jsou vytvrzené kompozice křehké a špatně odolávají působení mechanických sil, nehledě na vznikající značnou objemovou kontrakci a velké vnitřní pnutí. Důsledkem toho je, že při nanesení silnější vrstvy kompozice epoxidů s dehdy, asfalty nebo bitumeny dochází po vytvrzení k porušení vrstvy prasklinami a puklinami, zejména působením atmosférických činitelů. Tím přestává působit nanesená vrstva ochranným účinkem. Podobné jevy byly pozorovány i při stárnutí dilatačních spár, zálivek, povrchovýchIn recent years, mixtures based on epoxy resins and tars, asphalts or bitumens have been widely used. Most often, they are paints containing said substances together with volatile solvents. Cured coating films are water-repellent, have good anti-corrosion effect and good adhesion to most substrates such as cementitious concrete, brick substrates, glass, bitumen, etc. Less frequently, tar, bitumen or bitumen epoxy resin compositions are used as joint pouring compounds and for surface treatment of stressed road sections, airfields or factory floor floors. The generally known drawbacks of these compositions are the lack of resistance to low and high temperatures and their fluctuations. At low temperatures, the cured compositions are brittle and poorly resist mechanical forces, despite the considerable contraction and high internal stresses. As a result, when a thicker layer of the epoxide composition with tars, asphalts or bitumens is deposited, the layer breaks after curing with cracks and fissures, particularly by atmospheric agents. As a result, the applied layer ceases to have a protective effect. Similar phenomena were also observed in the case of aging of expansion joints, toppings, surface

200 8S4 úprav vozovek, letištních ploch apod.200 8S4 modifications of pavements, airfields, etc.

K odstranění uvedených nedostatků bylo používáno vnějěích i vnitřních změkčovadel, zejména nízkomolekulárních elastomerů na bázi polyaerů nebo kopolymerů butadienu, izoprenu apod. Vzhledem k rychlému stárnutí těchto elastomerů ee dosahovalo zlepěení pouze krátkodobého. V řadě případů bylo nutno používat značná množství elastomerů, aby bylo dosaženo dostatečného flexibilizačniho efektu, což ee projevovalo jednak zhoršenou zpracovatelností směsí, jednak zhoršením fyzikálně chemických a mechanických vlastností vytvrzených směsí. Částečné řeěení tohoto stavu přinesly kompozice založené na epoxidových kapalných elastomerech a epoxidových kaučucích vzniklých jejich vulkanizací. V některých případech je věak vyžadována velmi nízká viskozita kompozic obsahujících dehty, asfalty nebo bitumeny a další látky, tejména tehdy, jsou-U určeny k zálivkám spár o malé Šířce, k penetracím bez přítomnosti těkavých rozpouštědel nebo k povrchovým úpravám bezrozpouštědlovými kompozicemi. Přístup k tomuto problému a jeho řešení nebylo dosud popsáno.Both external and internal plasticizers, especially low molecular weight elastomers based on polyaers or copolymers of butadiene, isoprene and the like, have been used to overcome these drawbacks. Due to the rapid aging of these elastomers, ee achieved only short-term improvement. In many cases, considerable amounts of elastomers had to be used in order to obtain a sufficient flexibility effect, which resulted in both a poor processability of the compositions and a deterioration in the physicochemical and mechanical properties of the cured compositions. Compositions based on epoxy liquid elastomers and epoxy rubbers resulting from their vulcanization have been partially solved. In some cases, however, a very low viscosity of the tar, bitumen or bitumen-containing compositions and other substances is required, especially when intended for small-width joint dressings, for volatile solvent-free penetrations, or for surface treatment with solvent-free compositions. The approach to and the solution to this problem have not yet been described.

Nyní bylo nalezeno, že výše uvedené nedostatky las vyloučit vulkanizovatelnou kompozicí epoxidů s dehty, asfalty nebo bitumeny podlá vynálezu, která má viskozitu 500 až 50 000 mPa.s/25 °C a která sestává z 10 až 80 % hmotnostních glycidylesterů polymerních mastných kyselin nebo nízkomolekulárních karboxylovýeh polymerů, o Střední molekulové hmotnosti 500 až 4 000 a středním obsahu karboxylovýeh skupin 1,8 až 2,1, 10 až 85 % hmotnostních dehtů, asfaltů, bitumenů, smol, uhlodehty, montánnich vosků, alkylačních zbytků nebo směsí těchto látek a 5 až 70 % hmotnostních epoxidových oligomerů na bázi difenolů nebo diolů či jejich směsi, o střední molekulové hmotnosti 170 až 500. Nízká viskozita kompozic podle vynálezu, která dále poklesne po přídavku vulkanizátoru, dovoluje široké aplikace kompozic v nejrůznějších oborech techniky a technologie. Vulkanizace se provádí ekvimolámím množstvím známých vulkanizátorů epoxidových elastomerů, zejména alifatickými diaminy o až C^g nebo polyaminoamidovými pryskyřicemi na bázi těchto diaminů.It has now been found that the above drawbacks can be avoided by the vulcanizable tar, asphalt or bitumen epoxide composition of the invention having a viscosity of 500 to 50,000 mPa.s / 25 ° C and consisting of 10 to 80% by weight glycidyl esters of polymeric fatty acids; low molecular weight carboxyl polymers having an average molecular weight of 500 to 4,000 and a mean carboxyl group content of 1.8 to 2.1, 10 to 85% by weight of tars, asphalts, bitumens, pitches, carbohydrates, montan waxes, alkylation residues or mixtures thereof; and 5 to 70% by weight of epoxy oligomers based on diphenols or diols or a mixture thereof, with an average molecular weight of 170 to 500. The low viscosity of the compositions according to the invention, which further decreases after the vulcanizer is added, allows wide application of the compositions in various fields of technology and technology. The vulcanization is carried out with an equimolar amount of known epoxy elastomer vulcanizers, in particular aliphatic diamines of up to C18 or polyaminoamide resins based on these diamines.

Kompozice s vulkanizétorem je možné aplikovat táž předehřáté nebo ve formě roztoků v těkavých rozpouštědlech nebo je nanášet na předehřáté povrchy. Přídavkem vhodných látek lze ovlivňovat tekutost, rychlost vulkanizace a další vlastnosti kompozice. Podle potřeby je možno přidat barviva, pigmenty, plniva, ostřiva nebo látky snižující měrnou hmotnost, jako např. pěnový polysteren a korek. Pro kompozici dle vynálezu se použijí glycidylestery polymerních mastných kyselin nebo dikarboxylevých polymerů, o střední molekulové hmotnosti 500 až 4 000, obsahující 0,050 až 0,350 epoxiekv./100 g. Tyto glycidylestery se připravují známými způsoby kondenzací příslušných polymerních mastných kyselin nebo dikarboxylových polymerů s epichlorhydrinem za spolupůsobení alkálií. Používané epoxidové oligomery mají střední molekulovou hmotnost 170 až 500 s připraví se známými způsoby reakční dianu, rezorcinu, hydrochinonu nebo jejich alkylhomologů s epichlorhydrinem za spolupůsobení alkálií nebo z «L,<w-diolu o Cg až ^C10 za spolupůsobení kyseliny fluoroborité a alkálií a mají obsah epoxidových skupin 0,350 až 0,800 epoxiekv./The compositions with the vulcanizer may be applied to the same preheated or in the form of solutions in volatile solvents or applied to the preheated surfaces. The addition of suitable substances can influence the flowability, vulcanization rate and other properties of the composition. If desired, dyes, pigments, fillers, grogs or specific weight-reducing substances such as foamed polystyrene and cork can be added. The glycidyl esters of polymeric fatty acids or dicarboxylic acid polymers having an average molecular weight of 500 to 4000, containing 0.050 to 0.350 epoxies / 100 g, are used. These glycidyl esters are prepared by known methods by condensing the respective polymeric fatty acids or dicarboxylic polymers with epichlorohydrin to form co-action of alkali. The epoxide oligomers used have an average molecular weight of 170 to 500 s and are prepared by known methods of reaction dianu, resorcinol, hydroquinone or their alkyl homologues with epichlorohydrin with the action of alkali or from a ^C 1 to ^C 10 ω-diol with fluoroboric acid and alkali; have an epoxy group content of 0.350 to 0.800 epoxy /

200 85 /100 g. Poslední složkou kompozice podle vynálezu jsou ropné nebo přírodní asfalty, smoly získané zpracováním dehtu, alkylaSní zbytky z výroby alkylaromátů, dehty vznikající tepelným zpracováním lupků, živičných břidlic, mazutu, dřeva, rašeliny, hnědého nebo černého uhlí, dále pak bitumeny, uhlodehty, preparované dehty, foukané smoly, montánní vosky nebo směsi těchto látek* Jako urychlovačů vulkanizace se používá zejména fenolických látek, oxykyselin, polyolů,' komplexu kyseliny borité s kyselinou salycilovou apod. Tekutost se ovlivňuje přídavkem látek ovlivňujících povrchové napětí, tixotropní vlastnosti nebo viskozitu kompozice jako jsou např. vyěěí mastné alkoholy a jejich deriváty, kysličník křemičitý nebo bentonity apod. Kompozice podle vynálezu po vulkanizaci odolává velmi dobře působení střídavých teplot v rozmezí -40 až +80 °C, dlouhodobému působení mezních teplot -40 nebo +80 °C, působení atmosférických činitelů a dalších faktorů způsobujících urychlení stárnutí, přičemž si zachovává dobrou adhezi k většině povrchů, ochranný účinek a dobrou hydrofobnost.200 85/100 g. The last component of the composition according to the invention are petroleum or natural asphalts, tar-derived pitches, alkylation residues from alkylaromate production, tars resulting from the heat treatment of flakes, bituminous slate, black oil, wood, peat, lignite or hard coal. bitumens, carbohydrates, prepared tars, blown pitches, montan waxes or mixtures of these substances * Especially phenolic substances, oxyacids, polyols, boric acid-salycilic acid complex etc. are used as vulcanization accelerators. or viscosity of the composition such as higher fatty alcohols and derivatives thereof, silica or bentonites and the like. The composition of the present invention resists very well to alternating temperatures in the range of -40 to +80 ° C, long-term exposure to -40 or +80 ° C, p to uptake of atmospheric factors and other factors causing accelerated aging, while maintaining good adhesion to most surfaces, protective effect and good hydrophobicity.

Příklad 1Example 1

Kompozice byla připravena snísením 50 g ropného asfaltu, 10 g nízkomolekulárního epoxidového oligomeru na bázi ethylenglykolu, 45 g diglycidylesterů dimemích mastných kyselin o střední molekulové hmotnosti 580 a 40 g nízkomolekulámích epoxidových oligomerů na bázi dianu o střední molekulové hmotnosti 365, vyhřátím směsi na teplotu 60 až 80 °C a dokonalým zhomogenizováním. Kompozice má viskozitu 8 560 mPa.s/25 °C a obsahuje 0,366 epoxiekv./100 g.The composition was prepared by lowering 50 g of petroleum asphalt, 10 g of low molecular weight epoxy oligomer based on ethylene glycol, 45 g of diglycidyl esters of dimeric fatty acids of medium molecular weight 580 and 40 g of low molecular weight epian oligomers of diane of medium molecular weight 365. 80 ° C and perfect homogenization. The composition has a viscosity of 8,560 mPa · s / 25 ° C and contains 0.366 epoxy / 100 g.

Příklad 2Example 2

Kompozice byla připravena smísením 40 g kapalných alkylačních zbytků, 40 g přírodního bitumenu o bodu měknuti 67 °C /Durrans/, 10 g nízkomolekulámích epoxidových oligomerů na bázi rezorcinu o střední molekulové hmotnosti 258 a 10 g diglycidylesterů dimemích mastných kyselin, a důkladným zhomogenizovánlm směsi při 50 až 60 °C. Kompozice mé viskozitu 35 678 mPa.s_25 °C a obsahuje 0,075 epoxiekv./100g.The composition was prepared by mixing 40 g of liquid alkylation residues, 40 g of natural bitumen having a softening point of 67 ° C (Durrans), 10 g of low molecular weight resorcinol epoxide oligomers with a mean molecular weight of 258 and 10 g of diglycidyl esters of dimeric fatty acids. Mp 50-60 ° C. The composition has a viscosity of 35,678 mPa · s at 25 ° C and contains 0.075 epoxy / 100g.

Příklad 3Example 3

Kompozice byla připravena snísením 80 g glycidylesterů polymemích mastných kyselin o střední molekulové hmotnosti 650, 15 g foukané čeraouhelné smoly a 5 g nízkomolekulárního epoxidového oligomeru na bázi 1,8-oktandiolu, a dokonalým zhomogenizováním směsi. Kompozice má viskozitu 1320 mPa.s/25 °C a obsahuje 0,227 epoxiekv./100 g.The composition was prepared by lowering 80 g of polymeric fatty acid glycidyl esters with an average molecular weight of 650, 15 g of meltblown pitch and 5 g of a low molecular weight epoxy oligomer based on 1,8-octanediol, and thoroughly homogenizing the mixture. The composition has a viscosity of 1320 mPa · s / 25 ° C and contains 0.227 epoxy / 100 g.

Příklad 4Example 4

Kompozice byla připravena smísením 25 g polyglycidylesteru nízkomolekulárního polymeru butadienu o střední molekulové hmotnosti 2 450 a středním obsahu 2,0 karboxylových skupin v molekule, 20 g kapalné smoly z alkylace aromátů, 20 g hnědouhelného dehtu, 10 g bitumenu, 20 g nízkomolekulámích epoxidových oligomerů na bázi methylrezorcinu o střední molekulové hmotnosti 275 a 5 g nízkomolekulámích epoxidových oligomerů na bázi ethyl englykolu, a důkladným zhomogenizováním směsi. Kompozice má viskozitu 7 230 mPa.s/25 °CThe composition was prepared by mixing 25 g of a low molecular weight polymer of 2,450 low molecular weight butadiene polymer with an average of 2.0 carboxyl groups per molecule, 20 g of aromatic alkylation liquid pitch, 20 g of brown coal tar, 10 g of bitumen, 20 g of low molecular weight epoxy oligomers methyl resorcinin base having an average molecular weight of 275 and 5 g of low molecular weight epoxy oligomers based on ethyl englycol, and thoroughly homogenizing the mixture. The composition has a viscosity of 7,230 mPa · s / 25 ° C

200 8S4 a obsahuje 0,152 epoxiekv./ΙΟΟ g.200 8S4 and contains 0.152 epoxy / g.

Příklad 5Example 5

Kompozice byla připravena smísením 45 g nízkómolekulámích epoxidových oligomerů na bázi dianu o střední molekulové hmotnosti 350, 20 g uhlodehtu, 5 g montánního vosku, /The composition was prepared by mixing 45 g of low molecular weight epian oligomers based on dian with an average molecular weight of 350, 20 g of carbohydrate, 5 g of montan wax.

g nízkómolekulámích epoxidových olimerů na bázi triethylenglykolu a 25 g triglycidylesteru trimemích mastných kyselin a důkladným zhomogenizováním směsi. Kompozice má viskozitu 6 980 mPa.s/25 °C a obsahuje 0,211 epoxiekv./ΙΟΟ g.g of low molecular weight epoxy olimers based on triethylene glycol and 25 g of triglycidyl ester of trimethyl fatty acids and thoroughly homogenizing the mixture. The composition has a viscosity of 6,980 mPa · s / 25 ° C and contains 0.211 epoxy / g.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

A vulcanizable composition of epoxides and tar, asphalt or bitumen, characterized in that it consists of

10 to 80% by weight of glycidyl esters of polymeric fatty acids or low molecular weight carboxylic polymers, with an average molecular weight of 500 to 4,000 and a mean carboxyl group content of 1.8 to 2.1;

10 to 85% by weight of tars, asphalts, bitumens, pitches, carbohydrates, lignite waxes, alkylation residues or mixtures thereof; and

5 to 70% by weight of epoxy oligomers based on diphenols or diols or mixtures thereof, with an average molecular weight of 170 to 500.