CS200873B1

CS200873B1 - Epoxy-bitumen composition for coating thin roads surfaces and for hydroisolations

Info

Publication number: CS200873B1
Application number: CS716078A
Authority: CS
Inventors: Ludvik Zanzotto; Michal Matas; Bohumil Svoboda
Original assignee: Ludvik Zanzotto; Michal Matas; Bohumil Svoboda
Priority date: 1978-11-02
Filing date: 1978-11-02
Publication date: 1980-10-31

Description

Epoxybitúmenová kompozícia pře nanášanie tenkých čestných povrchov a pře hydroizolácieEpoxybitum composition for application of thin honest surfaces and for waterproofing

Tento vynález sa týká zloženia epoxybitúmenovej kompozície, používanej pře pokrytie čestných povrchov a pre hydroizolácie. Obsahuje bitúmen s dynamickou viskozitou maximálněThe present invention relates to the composition of an epoxy-bitumen composition used for covering honest surfaces and for waterproofing. Contains bitumen with a dynamic viscosity maximum

2,5 . 10^ Pas při 60 *C, aromatický extrakt z ropných frakcií s maximálnou kinematickou viskozitou 70 mm^s“! při 100 *C, polyepoxid s výhodou diánového typu, zmes amínov s minimálně jednou aminoskupinou v molekule, deriváty fenolu a molovou hmotnosťou od 108 do 900.2.5. 10 ^ Pass at 60 ° C, Aromatic petroleum fraction extract with a maximum kinematic viscosity of 70 mm ^ s'! at 100 ° C, a polyepoxide preferably of the diane type, a mixture of amines with at least one amino group per molecule, phenol derivatives and a molar mass of from 108 to 900.

Použitie nearomatického polyepoxidu /diglycidéter-2,2-bis/4-cyklohexanol/propán chréni patent NSR č. 2 215 501.Use of a non-aromatic polyepoxide / diglycidether-2,2-bis / 4-cyclohexanol / propane horseradish U.S. Pat. 2 215 501

Predmetom vynálezu, obsiahnutého vo francúzskom patente č. 2 093 201 je použitie polyepoxyéteru, vzniknutého ako produkt reakcie /n + 1/ molekúl diepoxidu s n molekulami polyolu. Patent NSR 1 594 803 chráni použitie zmeai bitúmenu, epoxidovéj živice a jemnej drtě použitej gumy, získanej hlavně z opotřebovaných pneumatik.The subject matter of the invention contained in French patent no. No. 2,093,201 is the use of a polyepoxyether formed as a product of the reaction (n + 1) of diepoxide molecules with n polyol molecules. The German Patent No. 1,594,803 protects the use of bitumen, epoxy resin and finely divided rubber used mainly from worn tires.

V súlade a týmto vynálezem obsahuje epoxybitúmenová kompozícia tieto látky:In accordance with the present invention, the epoxy-bitumen composition comprises:

1. Bitúmen, ktorým mdže byť úzký alebo široký zvyšok po vákuovej destilácii ropy, alebo produkt, vyrobený oxidáciou zvyšku po vákuovej destilácii ropy. Bitúmen mdže představovat zmes zvyšku po vákuovej destilácii r<?py a produktu, získaného jeho oxidáciou. Hmotnostný poměr týchto dvoch komponentov v zmesi mdže byť TubovoTný. Vákuový ropný zvy200 8731. Bitumen, which may be a narrow or wide residue from the vacuum distillation of crude oil, or a product produced by oxidation of the residue from the vacuum distillation of crude oil. Bitumen may be a mixture of the residue after vacuum distillation of the product and the product obtained by its oxidation. The weight ratio of the two components in the mixture may be tubular. Vacuum Petroleum Habits200 873

200 073 šok, jeho oxidačný produkt alebo zmes oboch je výhodné charakterizovat dynamickou viskozitou. Vzhladom na přípravu a aplikáciu epoxybltúmenov v stsvebnom diele je jeho dynamická viskozita obmedzená hodnotou 2,5 · 10^ Pes při 60 *C.200 073 shock, its oxidation product, or a mixture of both, is preferably characterized by dynamic viscosity. Due to the preparation and application of epoxybutenes in the workpiece, its dynamic viscosity is limited to 2.5 · 10 ^ Pes at 60 ° C.

2. Nízkoviskóznu aromatická zložku, ktorá sa přidává jednak za účelom zvýšenia afinity bitúmenu k anorganickej časti molekuly polyepoxidu a tým aj za účelom zvýšenia stability disperzného systému bitúmen-epoxidová živice, jednak za účelom zníženia viskozity nevytvrdenej epoxybitúmenovej kompozície. Nízkoviskóznou aromatickou zložkou je aromatický extrakt zo selekčnej rafinácie ropných destilátov a propánového rafinátu, ktorý možno získat pomocou selekčných rozpúšťadiel, ako je napr. furfural, fenol, jednotlivé metylfenoly a ich TubovoTné zmesi, kysličník siřičitý, sulfolán, N-metylpyrolidón. Niektoré z týchto selekčných rozpúšťadiel nie sú dost selekčně, zvlášť voči parafinickým uhTovodíkom a preto je výhodné znižiť obsah parafínov v aromatickom extrakte vhodným odparafínovacím procesom. Pře zníženie viskozity nevytvrdenej epoxybitúmenovej kompozície mdže kinematická viskozita aromatického extraktu dosahovat maximálně hodnotu 70 mm s při 100*02. A low-viscosity aromatic component, which is added both to increase the affinity of bitumen to the inorganic portion of the polyepoxide molecule and thereby to increase the stability of the bitumen-epoxy resin dispersion system, and to reduce the viscosity of the uncured epoxy-bitumen composition. The low-viscosity aromatic component is an aromatic extract from selective refining of petroleum distillates and propane raffinate, which can be obtained with selective solvents such as e.g. furfural, phenol, individual methylphenols and their tubular mixtures, sulfur dioxide, sulfolane, N-methylpyrrolidone. Some of these selection solvents are not sufficiently selective, especially against paraffinic hydrocarbons, and it is therefore advantageous to reduce the paraffin content of the aromatic extract by a suitable dewaxing process. In order to reduce the viscosity of the uncured epoxy-bitumen composition, the kinematic viscosity of the aromatic extract may be at most 70 mm s at 100 * 0.

3. Pólyepoxid, obsahujúci viac ako jednu epoxyskupinu v molekule. Mdže byť alifatický, cykloalifatický alebo aromatický. Výhodné je používat polyepoxid diánového typu. Molové hmotnost mdže kolísat v poměrně širokom rozmedzí. Možno použit polyepoxid s minimálnou molovou hmotnosťou 280. So vzrastom molovej hmotnosti rastie jeho viskozita a aromatický charakter. V ddsledku toho klesá stabilita disperzného systému bitúmen-epoxidová živica. Molové hmdtnosť polyepoxidu nad 1000 sa javí z hlediska aplikačného málo výhodná.3. A polyepoxide containing more than one epoxy group per molecule. It may be aliphatic, cycloaliphatic or aromatic. It is preferred to use a diepane-type polyepoxide. The molar mass may vary within a relatively wide range. A polyepoxide with a minimum molecular weight of 280 may be used. As the molecular weight increases, its viscosity and aromatic character increase. As a result, the stability of the bitumen-epoxy resin dispersion system decreases. The molar mass of the polyepoxide above 1000 seems to be of little benefit from the application point of view.

4. Zmes amínov, pdsobiacich ako tvrdidlá, z ktorých jednou zložkou je amin, obsahujúci dva vodíky v aminoskupinách jednej molekuly a minimálně 3 uhlíkové atomy v alkylovom reťazci a druhou zložkou je polyamín s obsahom vodíkov v aminoskupinách jednej molekuly vSčším ako dve.4. A mixture of amines acting as hardeners, of which one component is an amine containing two hydrogens in the amino groups of one molecule and at least 3 carbon atoms in the alkyl chain and the other component is a polyamine containing hydrogen in the amino groups of one molecule greater than two.

Ako amin s dvorná vodíkmi v aminoskupinách jednej molekuly sa mdžu použit alifatické alebo alicyklické monoamíny typu R - NHg, diamíny typu CH^- NH - R - NH - CH^ /alkylový retazec R mdže např. obsahovat 3 až 20 uhlíkových atómov/, aminoimidazolíny typuAliphatic or alicyclic monoamines of the type R-NHg, diamines of the type CH 2 -NH-R-NH-CH 2 / alkyl chain R may be used as the amine with hydrogen atoms in the amino groups of one molecule. contain 3 to 20 carbon atoms of the aminoimidazolines type

r₂- nh₂ kde R-j. je alkyl, obsahujúci 7 až 20 uhlíkových atómov a R₂ je éterový alebo propénový retazec. Sem patria tiež aminoétery typu RO/CH₂/_nNH₂, obsahujúce 7 až 20 uhlíkových atómov v reťazci R.r ₂ - nh ₂ where Rj. It is alkyl of 7 to 20 carbon atoms and R ₂ is an ether or propene chain. Also included are amino ethers of the RO / CH ₂ / _n NH _{2 type} having 7 to 20 carbon atoms in the R chain.

K polyamínom s obsahom vodíkových atómov v aminoskupinách jednej molekuly váčším ako 2 patria látky typu etylándiamínu, dietylántriamínu, hexametyléntetramínu.The polyamines containing hydrogen atoms in the amino groups of one molecule greater than 2 include ethylenediamine, diethylanetriamine, hexamethylenetetramine.

Aminy s dvorná vodíkmi na aminoskupinách v jednej molekule zvlášť s dlhším alkánickýmAmines with divalent hydrogen on amino groups in a single molecule, especially with a longer alkane

200 873 reťazcom zvyšujú alkánický charakter vytvrdenej epoxidovej živice a tým zvyšujú afinitu alkánickej časti bitúmenu k epoxidovej živici a tým stabilitu kompozície.The 200,873 chains increase the alkane character of the cured epoxy resin and thereby increase the affinity of the alkane portion of bitumen to the epoxy resin and thereby the stability of the composition.

Vytvrdzovaním takýmito amínmi vznikajú lineárně polyadičné produkty, ktoré v systéme bitúmen-epoxidová živica poskytujú produkt, vyznačujúci sa termoplastickým charakterem,Curing with such amines results in linear polyaddition products which in the bitumen-epoxy resin system provide a product having a thermoplastic character,

Pri použití samotných polyamínov s vysokým obsahom vodíkov na aminoskupinách jednej molekuly majú vzniknuté husto sieťované epoxidové živice obmedzenú miešataTnost 3 bitúmenom. Takto připravené epoxybitúmenové kompozície sú málo teplotně citlivé, ale sú křehké.When using high hydrogen polyamines alone on the amino groups of a single molecule, the densely crosslinked epoxy resins formed have limited mixing with 3 bitumen. The epoxy-bitumen compositions thus prepared are poorly temperature sensitive but brittle.

Vytvrdzovaním polyepoxidov kombináciou amínov oboch skupin je možné meniť rozsah zosieťovania a tým aj meniť v širokých medziach afinitu bitúmenu k epoxidovej živici a z toho vyplývajúcu stabilitu disperzného systému bitúmen-epoxidová živica. Súčasne sa ovplyvňujú vlastnosti epoxybitúmenovej kompozície, ako je elasticita, tvrdost, teplotná citlivost, odolnost voči oderu a odolnost voči rozpúšťadlám, vrátane benzínov a olejov.By curing the polyepoxides by combining the amines of both groups, it is possible to vary the extent of crosslinking and thereby vary the affinity of bitumen to the epoxy resin and the resulting stability of the bitumen-epoxy resin dispersion system within wide limits. At the same time, the properties of the epoxy-bitumen composition, such as elasticity, hardness, temperature sensitivity, abrasion resistance, and solvent resistance, including gasolines and oils, are affected.

5. Deriváty fenolu s minimálnou molovou hmotnostou 108 a maximálnou molovou hmotnostou 900, buď ako chemické jedince alebo zmesi, používané ako druhá komponenta na zvýšenie afinity bitúmenu k polyepoxidu a tým aj na zvýšenie stability disperzného systému bitúmen-epoxidová živica.Phenol derivatives having a minimum molecular weight of 108 and a maximum molecular weight of 900, either as chemical individuals or mixtures, used as a second component to increase the affinity of bitumen to polyepoxide and thereby increase the stability of the bitumen-epoxy resin dispersion system.

Mdžu sa použit alkylfenoly, obsahujúce minimálně jeden uhlíkový atom v alkylovom retazci. Alkyl m6že byť rovnoretazcový alebo rozvětvený, například mdže sa vyrobit z kvapalných parafínov, z tvrdých parafínov, z oligomérov etylénu, propénu a n-buténov, i-buténu a vyšších alkénov, obsahujúcich 5 až 20 uhlíkových atómov v molekule.Alkylphenols containing at least one carbon atom in the alkyl chain may be used. Alkyl may be straight chain or branched, for example, it may be prepared from liquid paraffins, hard paraffins, oligomers of ethylene, propene and n-butenes, i-butene and higher alkenes containing 5 to 20 carbon atoms per molecule.

Epoxybitúmenová kompozícia mdže napr. obsahovat 10 až 50 hmotnostných dielov bitúmenu, 5 až 30 dielov ropného aromatického extraktu, 20 až 60 dielov polyepoxidu, 5 až 30 hmotnostných dielov derivátov fenolu a 5 až 60 hmotnostných dielov amínov. Teoreticky potřebné množstvo amínov je třeba zvýšit o 3 až 5 % hmotnostných. Přitom platí zásada, že čím menší je obsah polyepoxidu v kompozici!, tým vfičšie množstvo amínov je potřebné za účelom dokonalého vytvrdnutia systému.The epoxy-bitumen composition may e.g. contain 10 to 50 parts by weight of bitumen, 5 to 30 parts of petroleum aromatic extract, 20 to 60 parts of polyepoxide, 5 to 30 parts by weight of phenol derivatives and 5 to 60 parts by weight of amines. In theory, the amount of amines required is increased by 3 to 5% by weight. The lesser the polyepoxide content of the composition 1, the greater the amount of amines required for complete curing of the system.

Výhodou epoxybitúmenovej kompozície podTa tohto vynálezu je možnosť vytvorenia ochranných povrchov vozoviek alebo iných komunikácií, ako sú letištně dráhy a mosty, a izolačných náterov stavebných konštrukcii, vystavených náročným prevádzkovým podmienkam. Požiadavky, kladené na materiály, ktoré sa v bežnej praxi používájú pře vytvorenie čestných povrchov a pre stavebné izolácie sú v niektorých prípadoch ťažko splnitelné alebo nesplnitelné bitúmenami, získanými vákuovou destiláclou ropy alebo oxidáciou zvyškov po vákuovej destilácii ropy. Epoxybitúmenové kompozície, připravené v súlade s týmto vynálezom, umožňujú vytvořit napr. pružné a pevné povrchy ciest, ktorých vlastnosti sa len málo menia so změnami teplfit v obdobiach zima-leto, povrchy odolné voči kvapalným palivám, olejom a rozpúšťadlám, majú zvýšenú odolnost voči oderu a vykazujú zvýšené protišmykové vlastnosti.An advantage of the epoxy bitumen composition of the present invention is the possibility of providing protective surfaces for roads or other roads, such as airport runways and bridges, and insulating coatings for building structures exposed to harsh operating conditions. The requirements imposed on materials which are commonly used for the formation of fair surfaces and for building insulation are in some cases difficult or unsatisfactory with bitumens obtained by vacuum distillation of crude oil or by oxidation of residues after vacuum distillation of crude oil. The epoxy-bitumen compositions prepared in accordance with the present invention allow to form e.g. flexible and rigid road surfaces whose properties change only slightly with changes in winter temperatures, surfaces resistant to liquid fuels, oils and solvents, have increased abrasion resistance and exhibit increased anti-slip properties.

U stavebných izolácií, kde je tiež žiadúca malá změna konzistencie izolačnej hmotyFor building insulation, where a small change in the consistency of the insulating material is also desired

200 073 so změnami teploty a odolnost voči agresívnym vplyvom okolia sú epoxybitúmenové kompozície, v súlade a týmto vynálezom, schopné spíňať aj náročné požiadavky. Povrchy, na ktoré možno epoxybitúmenovú kompozíciu nanášať a ku ktorým má dobrú adhéziu mdžu byť betonové, asfaltobetónové, kovové, dřevené, připadne z plastických hmót. Povrch, na ktorý má byť epoxybitúmenová kompozícia nanášená má byť suchý, pretože s rastom vlhkosti povrchu klesá adhézia epoxybitúmenovej kompozície k němu.200 073 with temperature changes and resistance to aggressive environmental influences, the epoxy-bitumen compositions, in accordance with the present invention, are capable of meeting even the most demanding requirements. Surfaces to which the epoxy-bitumen composition can be applied and to which it has good adhesion may be concrete, asphalt-concrete, metal, wood, or plastic. The surface on which the epoxy-bitumen composition is to be applied should be dry because the adhesion of the epoxy-bitumen composition to it decreases as the surface moisture increases.

Pre ilustráciu uvádzame příklady, ktoré však neobmedzujú predmet vynálezu.By way of illustration, the following non-limiting examples are provided.

Příklad 1Example 1

37.55 kg polyepoxidu diánového typu s epoxidovým hmotnostným ekvivalentom 188 sa zmieša so 6 kg aromatického extraktu, majúceho kinematická viskozitu 34 mm s pri 50 *C. Tým sa připraví I. komponent.37.55 kg of diane-type polyepoxide with an epoxy equivalent weight of 188 are mixed with 6 kg of aromatic extract having a kinematic viscosity of 34 mm s at 50 ° C. This prepares the first component.

V separétnom zariadení sa zmieša 18,77 kg bitúmenu, získaného vákuovou destiláciou 2 ropy a majúceho dynamická viskozitu 1,3 · 10 Pas při 60 *C s 5>28 kg aromatického extraktu rovna ke j kvality, ako je uvedená v komponente I, a 0,41 kg dietyléntriamínu, a 20,71 kg oktylamínu a s 11,28 kg zmeai izomérov metylfenolu. Tým sa připraví II. komponent.In a separate apparatus, 18.77 kg of bitumen obtained by vacuum distillation of 2 oil and having a dynamic viscosity of 1.3 · 10 Pas at 60 ° C are mixed with 5> 28 kg of aromatic extract equal to the quality as given in component I, and 0.41 kg of diethylenetriamine, and 20.71 kg of octylamine and 11.28 kg of methylphenol isomers. This prepares II. components.

Obidva komponenty sa pripravia pri teplote 60 *C a po přípravě sa ochladla na 40 *C.Both components were prepared at 60 ° C and cooled to 40 ° C after preparation.

43.55 kg komponentu I. a 56,45 kg komponentu II. sa při 40 ‘0 spojí za trvalého miešania. Vzniknutá kompozícia sa mieša so 450 kg plesku a 450 kg vápencovej máčky. Vzniknutá hmotu je možné nanášať na povrch vozovky z asfaltobetónu roztieraním. Nanesená vrstva hrůbky 10 mm sa nechá při teplote okolia vytvrdnúť.43.55 kg of component I and 56.45 kg of component II. are combined at 40 spoj 0 with continuous stirring. The resulting composition is mixed with 450 kg of ball and 450 kg of limestone. The resulting material can be applied to the road surface of asphalt concrete by spreading. The applied depth of 10 mm is allowed to cure at ambient temperature.

Příklad 2Example 2

Postup je rovnaký ako v příklade 1 s tým rozdielom, že sa komponent I. připraví zmiešaním 32,88 kg polyepoxidu diánového typu s epoxidovým hmotnostným ekvivalentom 188 ao 6 kg odparafínovaného aromatického extraktu z furfuralovej extrakcie olejového vákuového destilátu, majúceho kinematická viskozitu 83 mm s pri 50 ‘0 a 12,32 kg zmesi alkylfenolov s alkýlovým reťazcom, obeahujúcim 14 až 18 uhlíkových atómov. Komponent I. sa připraví pri teplote 70 ’C. Komponent II. sa připraví zmiešaním 16,44 kg polofúkaného bitúmenu, majúceho dynamická viskozitu 1,15 · 10 Pas pri 60 ’C so 6,33 kg odparafínovaného aromatického extraktu rovnakého chemického zloženia, ako je uvedené pri přípravě komponentu I. tohto příkladu s 0,74 kg dietyléntriamínu, a 25,29 kg l/2-aminoetyl/-2-heptadecyl-2-imidazolínu. Komponent II. sa připraví pri teplote 70 *0·The procedure is the same as in Example 1, except that component I is prepared by mixing 32.88 kg of diane-type polyepoxide with an epoxy equivalent of 188 and 6 kg of dewaxed aromatic extract from a furfural oil vacuum distillate extract having a kinematic viscosity of 83 mm s at 50 to 0 and 12.32 kg of a mixture of alkylphenols having an alkyl chain containing 14 to 18 carbon atoms. Component I is prepared at 70 ° C. Component II. is prepared by mixing 16.44 kg of semi-blown bitumen having a dynamic viscosity of 1.15 · 10 Pas at 60 ° C with 6.33 kg of dewaxed aromatic extract of the same chemical composition as described for the preparation of component I of this example with 0.74 kg diethylenetriamine, and 25.29 kg of 1/2-aminoethyl / -2-heptadecyl-2-imidazoline. Component II. is prepared at 70 * 0 ·

Komponent 1· a XI. sa privádza do striekacej pištole pri 40 *C v hmotnostnom pomere 1:1a vzniknuté zmes sa nanáša na podklad nástrekom v tenkej vrstvě. Na tenká vrstvu epoxybitúmenu sa nanesie kamenná drť o velkosti zrna 0,1 až 2 mm o hrúbke maximálně 5 mm. Na túto vrstvu kamennej drtě sa pri 40 *C nastrekuje pomocou pištole rovnaká zmes, ako jeComponent 1 · and XI. is applied to the spray gun at 40 ° C in a 1: 1 weight ratio and the resulting mixture is applied to the substrate by spraying in a thin layer. A stone crumb having a grain size of 0.1 to 2 mm and a maximum thickness of 5 mm is applied to a thin layer of epoxy bitumen. At 40 ° C, the same mixture is sprayed onto the stone crumb layer using a gun

200 B73 vyššie uvedené, v množstve až celá vrstva drtě je napojená ěpoxybitúmenom. Vzniknutá vrstva sa nechá pri teplote okolia vytvrdnúť.200 B73, above, in an amount up to the entire crumb layer is bonded to the polyoxybutene. The resulting layer is allowed to cure at ambient temperature.

Claims

OBJECT OF THE INVENTION

CLAIMS 1. An epoxy-bitumen composition for the application of thin honest surfaces and for waterproofing, comprising 10 to 50 parts by weight of bitumen having a dynamic viscosity of not more than 2.5. 10 Waist at 60 ° C, 5 to 30 parts of aromatic oil fraction extract with kinematic viscosity not more than 70 mm at 100 ° C, 20 to 60 parts of polyepoxide of preferably diane type with molecular weight 280 to 1000, 5 to 60 parts by weight 'the amines with at least one amino group per molecule, wherein one of the amine curing agents is a compound having two hydrogens of the amino groups of one molecule and 3 to 25 carbons in the hydrocarbon radical, the other of the amine curing agents are polyamines of the formula H "n / D _n / "NH- _C / GH" / _O -NH_> 5 ^and 30 parts by weight of phenol derivatives of Moloc ddd Vou hmotno3ťou 108-900.

2. The composition of clause 1, wherein the bitumen is a petroleum vacuum distillation residue or a product produced by oxidation of a petroleum vacuum distillation residue, or a mixture thereof.

3. The composition of items 1 and 2, wherein the aromatic oil fraction extract is an extract obtained by selective oil refining, a dewaxed extract obtained by selective refining, or a mixture thereof.