CS274426B2 - Binding agent on bitumen base for cold-working - Google Patents

Description

Vynález se týká pojidla na bázi bitumenu pro práci za studená, které sestává ze dvou složek a používá se ve stavebním průmyslu,

V četných oblastech průmyslu podzemních a pozemních staveb existují problémy týkající se lepení a těsnění spár takového druhu, ža je nelze vyřešit ani za použití horkých bitumenových těsnicích hmot, ale Často dokonce za použití výrobků obsahujících rozpouštědla nebo výrobků na bázi emulzí, K částečným opravám střešních izolací nebo k utěsnění dilatačních spár u vysoce náročných staveb (mostů, tunelů, tybinků), jakož i k vyplňování spár, jsou k disposici různé produkty na bázi dvousložkových epoxidových pryskyřic nebo na bázi polyurethanů, které obsahují kamenouhelný dehet nebo/a bitumen, jakož i také rozpouštědla. Nevýhodou těchto přípravků je skutečnost, že jsou obecně použitelné pouze pro specifické, určité účely tmelení, nebo skutečnost, že obsahují 40 až 60 % rozpouštědel, takže zatěžují životní prostředí a jsou nebezpečně hořlavé

Směsi na bázi bitumenu, které se dají používat také pro práci za studená, a které obsahují rozpouštědla nebo vodnou emulzi, se nedají používat například pro takové účely, kde není zajištěno vyschnutí filmu pojidla, nebo kde je vyloučeno při vysýchání snižování objemu (scvrkávání), například v případě slepování vodotěsných desek nebo při vyplňování dilatačních apár. Pro opravu betonových silnic a pásů jsou obecně známy dehtové epoxidové hmoty nebo bitumenové epoxidové hmoty s vysokým obsahem plnidel, vzhledem k tomu, že tyto hmoty mají dobrou adbezi vůči betonu a žádoucí elasticitu. Vzhledem k vysokým nákladům se však tyto hmoty používají pouze v případě zvláštních stavebních objektů, například při opravě startovacích a přistávacích drah na letištích.

Dále jsou známa pojidla na bázi epoxidových pryskyřic popřípadě pojidla na bázi přírodního a syntetického kaučuku. K utěsnění spár se používá tmelů a nátěrových atíracích tmelů na bázi plastických hmot, jako produktů na bázi polysulfidů, butylkaučuku, polyisobutylenu, polyurethanů nebo silikonového kaučuku. Jejich nevýhodou jsou vysoké pořizovací náklady, čímž je omezena jejich použitelnost.

Nevýhodou známých produktů je jednak jejich drahota a jednak akuteČnoat, že se nemohou používat pro různé účely. Nevyřešeným zůstává například úkol, aby ae pojidlo samovolně rozteklo v potřebné tloušíce vrstvy a tím se potlačily nerovnoměrnosti povrchu nebo aby bylo možno libovolně korigovat popřípadě regulovat polohu materiálu, který ae má pojidlem pojit, také po uložení, tj. doba zpracovatelnosti. Trvale plastických vlastností se dá dosáhnout pouze po přídavku drahých plastických hmot, přičemž se obvykle nedá odstranit použiti rozpouštědel.

Cílem vynálezu je získání plastického pojidla s regulovatelnou dobou zatuhnutí pro práci za studená, které by bylo vhodné pro široké spektrum aplikačních možností, bylo prosté vody a rozpouštědel e manipulace s ním by byla jednoduchá. Aplikace takového pojidla pak nemá způsobovat žádné zdravotní ani ekologické problémy.

Předmětem vynálezu je pojidlo na bázi bitumenu pro práci ua studená, prosté vody a rozpouštědel a sestávající ze dvou složek. Pojidlo podle vynálezu spočívá v tom, že jeho složka A obsahuje až 60 % hmotnostních bitumenu s teplotou měknutí 46 sž 60 °C, penetrací 20 až 45 a 71 až 100 nebo bitumenu modifikovaného 2 až 6 % hmotnostními polybutadien-polystyrénu s molekulovou hmotností od 120 000 do 280 000, až 40 % hmotnostních kapalné mastné kyseliny se 16 až 18 atomy uhlíku, s jodovým číslem 84 až 92 a číslem zmýdelněni 185 až 200, a až 40 % hmotnostních plnidla, zatímco složka B obsahuje až 20 % hmotnostních kapalného faktisu vyrobeného z vysýchavébo rostlinného oleje» jako slunečnicového oleje, řepkového oleje, bavlníkového oleje, tykvového oleje, sezamového oleje, konopného oleje, olivového oleje, sojového, oleje, rybího oleje, lněného oleje, nebo ricinového oleje, e síry, obsahujícího 5 až 10 % hmotnostních BÍry, až 20 % hmotnostních oxidu zinéčnatého nebo oxidu hořečnatého, oxidu nebo hydroxidu kovu alkalické zeminy nebo jejich směsi, až 80 % hmotnostních plnidla, výhodně křemenné moučky nebo písku s velikostí částic až do 3 mm, přičemž hmotnostní poměr složek A a B činí 1 až 3 : 3 až 1.

Bitumen se modifikuje 2 až 6 % hmotnostními polybutadien-polystyrenu s molekulovou hmotností od 120 000 do 280 000,

Kapalnou mastnou kyselinou může být mastná kyselina lojového oleje, jejíž jodové číslo činí 84 až 92, Jako mastné kyeeliny se může používat lojové mastné kyseliny, technické mastné kyseliny a jodovým číslem 20, číslem zmýdelnění 185 až 210, mastné kyseliny slunečnicového oleje, mastné kyseliny řepkového oleje, mastné kyseliny palmojádrového oleje, mastné kyeeliny kokosového oleje nebo mastné kyseliny lněného oleje.

Místo bitumenu a mastné kyseliny se může výhodně používat godronu mastných kyselin.

·>

Inertním plnidlem s velikostí částic O až 1 mm je písek nebo křemenná moučka, andeeit, basalt, kamenná moučka, mastek, kaolin, bentonit nebo jíl, mikrosllikátový práěek, hydrát oxidu hlinitého, mletý korund, aebeetová vlákna, minerální vlna, syntetická vlákna, viskózová vlákna, atd, nebo jejich směs.

Vysýchavým nebo polovysýchavým olejem, vhodným pro výrobu fektisu, je slunečnicový olej, řepkový olej, bavlníkový olej, tykvový olej, sezamový olej, konopný olej, olivový olej, sojový olej, rybí olej, kukuřičný olej, lněný olej nebo ricinový olej, Jejichž jodové číslo činí 80 až 200, i když se může používat také fermež vysýchavébo rostlinného oleje.

Kvalita a složení inertního plnidla může být jak uvedeno shora, výhodné je však použití písku o velikosti částic až 1 mm.

Poměr složek A a B se může pohybovat va shora uvedených mezích, nutno však poznamenat, že pro účely, při kterých se mají uplatňovat lepicí vlastnosti, se účelně používá směsi s poměrem složek A a B 2:1, zatímco pro těsnění spár je účelná směs s poměrem eložek 1 : 1.

Pojidlo podle vynálezu se vyrábí tím, že se k bitumenu zahřátému nad jeho teplotu měknutí - účelně na teplotu mezi 160 až 180 °C - přidá za míchání postupně termoplastický kopolymer SBS,, načež se k homogenizované směsi přidá za energetického míchání kapalná olejová kyselina a k ještě teplé směsi se přidá plnidlo, směs se nechá ochladit ne teplotu 30 až 40 °C, a získaná eložka A se uchovává odděleně.

V odděleném stupni se z vysýchevého rostlinného oleje a síry připraví za varu faktis obsahující 5 až 10 % hmotnostních síry. Po ochlazení se k připravenému fektisu přidá za míchání až do homogenního stavu oxid zinečnatý nebo oxid hořečnatý popřípadě oxidy kovů alkalických zemin, potom se směs dále homogenizuje po přídavku plnidel a takto se získá složka B. Dodržování sledu v jakém se jednotlivé eložky do směsi přidávají je účelné; stálost výrobku je lepší, pokud se zachovává při míšeni uvedené pořadí.

Důležitým předpokladem pro použití pojidla podle vynálezu Je dokonalé a úplné promísení složek A a B, k čemuž obecně postačí doba míchání 5 až 10 minut. Doba zpracovatelnosti kapalné, maltovité hmoty činí vždy podle teploty 2 až 2 1/2 hodiny, avšak tento čas doby zpracování se dá prodloužit nebo sa dá přidáním alifatické karboxylové kyseliny ke složce A, nejvýše v množství 5 % vztaženo na hmotnost složky A, podstatně zkrátit. Podle toho se dá doba zpracovatelnosti regulovat mezi 10 minutami a 24 hodinami. Během doby zpracování maltovitá hmota nehoustne, sama od sebe se dobře rozlévá, po určité době náhle zatuhne (hmota se vytvrzuje během 10 až 15 minut), avšak zůstává trvale v plastickém stavu.

Složení pojidla podle vynálezu je nové. Podobné lepidlo, obsahující bitumen, nebo podobný prostředek pro utěsňování spár, nebyly dosud na trhu k dispozici a nebyly dosud známé. K zatuhnutí prostředku dochází ve studeném stavu při teplotě okolí, výhodně při teplotách od asi 20 °C a sestává pravděpodobně ze tří dílčích procesů.

Při zmýdelnění mezi použitým oxidem kovu a volnou mastnou kyselinou se tvoří vazba, Jejíž trvanlivost je možno regulovat. Přidáním alifatické karboxylové kyseliny dá se tento čas zkrátit, přidáním faktisu se dá vazba inhibovat, to znamená že její trvanlivost sa dá prodloužit. Současně s tímto procesem se tvoří mezi faktisem, oxidem kovu, nenasycenou mostnou kyselinou a popřípadě nenasycenými vazbami syntetického kaučuku parciálně nebo úplně zesítěné vazby. Ve vrstvách vázané hmoty, které přicházejí do styku se vzduchem a světlem, ae vytvrzuje nezmýdelněný zbytek polonasyoeného rostlinného oleje a nenasycené mastné kyseliny během poměrně dlouhé doby za přijímání kyslíku, přičemž se používaná hmota protvrzuje. Tuto skutečnost lze zjistit snížením lepivosti a pozvolným zvýšením teploty měknutí.

Pojidlo podle vynálezu má tu výhodu, že při použití se může vytvářet rozdílná tloušíka vrstvy, není nutno počítat s rychlým začátkem tuhnutí a hmota se dobře rozprostírá. V důsledku takovéto regulovateinosti se dá řídit také poloha materiálu, který má být.pojidlem spojován, přičemž se materiál, který se má pojit, nepoškozuje ani účinkem tepla ani chemickým účinkem. Po upotřebení zůstává hmota v trvalém plastickém stavu a přejímá pohyby, aniž by docházelo k tvorbě trhlin. Tato hmota dobře ulpívá na suchém podkladu, dála ja vratva dobře odolná vůči vlhkosti, nepřijímá yodu a je možno ji používat k pojení také pod vodou. Při praktickém použití prostředku podle vynálezu lze spojování tímto pojidlem, utěsňování spár nebo jinou práci provádět pomocí Jednoduchých přístrojů bez nebezpečí popálenin a bez poškození zdraví, Navíc nevyžaduje tato práce žádné odborné síly. Prostředky podle vynálezu se dají kromě jiného používat k výplni spár betonových chodníků, prvků střešních izolací, k lepení parket, střešních pásů apod. Jejich použití je mimořádně ekonomické vzhledem k tomu, že účinná látka výrobku může sestávat z levných běžně dostupných složek, přiěemž změnou poměru složek A a B se dá měnit charakter prostředku.

V následujících příkladech provedení se blíže objasňují další podrobnosti vynálezu. Tyto příklady však rozsah vynálezu v žádném směru neomezují.

Příklad 1

Příprava prostředku vhodného k vylévání spár, který sestává z následujících složek:

Složka A:

% hmotnostních bitumenu B-90 (teplota měknutí 46 °C, penetrace 71-100) % hmotnostní kopolyineru styrenu a butadienu (Europrene 161A), průměrná molekulová hmotnost 280 000 % hmotnostních olejové kyseliny (olein) % hmotnostních písku s velikostí částic 0 až 1 mm;

Složka B:

% hmotnostních kapalného faktisu s obsahem 10 % hmotnostních síry, který byl vyroben ze síry a slunečnicového oleje;

% hmotnostních oxidu zinečnatého (zinková běloba) % hmotnostních písku s velikostí Částic 0 až 1 mm.

Ve složce B se může místo rostlinného oleje použít částečně nebo úplně kapalného kamenoubelnébo dehtu nebo kapalného dehtu z pyrolýzy benzinu.

Za účelem výroby složky A se zahřívá bitumen ve vyhřívatelném zařízení, které je opatřeno míchadlem, za energetického míchání, na teplotu 180 °C a během této doby se přidá kopolymér (v průběhu 45 až 60 minut). Potom se k homogenní směsi přidá olejová kyselina, směs se dále energicky míchá několik minut, načež se k ještě horké směsi zs dalšího míchání přidá jemný písek. V míchání se pokračuje dále za chlazení vodou až do stavu, kdy teplota směsi činí 35 až 40 °C. Černý kapalný produkt se v tomto stavu vypouští ze zařízení a plní se do nádob.

Při výrobě složky B se nejdříve připraví faktis z vysýchavého rostlinného oleje a síry tím, že se rostlinný olej zahřeje na teplotu 130 až 140 °C, přidá se prášková síra nebo síra ve tvaru destiček a při této teplotě se směs míchá po dobu 3 až 4 hodin až do úplného zapracování síry. Vzniklý faktis na bázi rostlinného oleje tvoří tmavohnědou, v silném světle průhlednou kapalinu, která je prosta usazenin a zákalu. Ochlazený kapalný faktie se smísí s oxidem zinečnatým (zinkovou bělobou) na homogenní pastu. Potom se přidá jemný písek. Získá se hmota, jejíž barva a vzhled je podobná barvě a vzhledu písku a může sa balit do pytlů.

Takto vyrobené složky A a B se v poměru 1 : 1 navzájem smísí, přičemž pokud jde o malá množství, provádí se míšení ručně, zatímco ve velkých množstvích se tyto slož ky mísí pomocí stroje. Úplného smísení lze dosáhnout během 5 až 10 minut. Doba zpracovatelnosti takto vyrobené kapalné a samovolně se roztékající hmoty činí vždy podle teploty 2 až 2 1/2 hodiny. Během této doby hmota nehoustne, dobře teče a rozprostírá se. Poté začíná při teplotě nad 20 °C náhlé zatuhnutí, hmota zatuhne ve spáře nebo v nádobě během 10 až 15 minut.

Příklad 2

Elastická směs vhodná ke spojování zs studená se dá připravit smísením složky A a B, které jsou popsány v příkladu 1, v poměru 2 : 1. Hmota použitelná k lepení má nižší viskositu a kratší dobu zatuhnutí než hmota popsaná v příkladu.!.

Příklad 3

Rychle zatuhujíoí druhy směsí pro výplň spár a směsí určených k lepení, které se popisují v příkladech provedení 1 a 2, se dají připravit tím, že se ke složce A přidá 0,05 až 0,5 % hmotnostního koncentrované kyseliny octové. Přídavek kyseliny octové se může provádět také až na místě použití při teplotě okolí. Pomocí tohoto roztoku lze podle přání upravit dobu zatuhnutí nezávisle v širokých mezích a lze ji odpovídajícím způsobem mšnit.

Příklad 4

Neelastická hladká hmota zatuhující na tvrdý produkt se dá vyrobit z následují cích složek:

Složka A:

% hmotnostních bitumenu B 30 (teplota měknutí 60 °C, ponetrace 20 až 45) % hmotnostních kapalné mastné kyseliny rostlinného původu se 17 až 18 atomy uhlíku, % hmotnostních křemenného písku s velikostí částic 1 ež 3 mm;

Složka B:

% hmotnostních kapalného faktisu s obsahem 10 % hmotnostních síry, vyrobeného z vysýchavého rostlinného oleje % hmotnostních práškového vápenného hydrátu % hmotnostních křemenné moučky s velikostí částic 0 až 1 mm.

Obě složky se používají v hmotnostním poměru 1 : 1. Získá se rychle zatuhující hmota. Místo bitumenu lze částečně nebo úplně použít smoly z černouhelného dehtu (gudron) nebo smoly z d,ehtu po pyrolýze benzinu, která mají podobnou teplotu měknutí.

Příklad 5

Hladkou hmotu, kterou lze barvit barvivý na bázi oxidů, lze vyrobit z následujících složek:

Složka A:

% hmotnostních kapalného, destilovaného gudronu mastných kyselin (jodové číslo 100) % hmotnostních rozmělněného, tříděného kyzu s velikostí částic 1 až 3 mm;

Složka B:

% hmotnostních kapalného faktisu obsahujícího 10 % hmotnostních síry, který byl vyroben z řepkového oleje a síry % hmotnostních oxidu horečnatého % hmotnostních mletého dolomitu nebo mletého vápence s velikostí částic až 1 mm.

Obě složky se používají v hmotnostním poměru 1 : 1, K barvení se přidá k základní hmotě 5 až 10 % železité červeně nebo zeleného barviva na bázi oxidů a to až k dosažení požadované sytosti vybarvení.

Příklad 6

Za účelem získání hmoty pro vyplňování spár nebo ke spojování vertokálních ploch se smísí složka B z příkladu 1 v hmotnostním poměru 1 : 1 nebo 1 : 2 se složkou A následujícího složení:

Složka A:

38,0 % hmotnostního bitumenu B-90 2,0 % hmotnostního kopolymeru polybutadienu a polystyrenu 60/40

19.5 % hmotnostního mastné kyseliny talového oleje

40.5 % hmotnostního práškového silikátu (s obsahem 92 % SiOg, odpadní prášek vznikající při výrobě ferrosilicia, který obsahuje až 50 % částic o velikosti pod 6 pm).

Při výrobě složky A se smísí modifikovaný bitumen s mikrosilikátovým práškem a po homogenizaci směsi se přidá mastná kyselina talového oleje. Jinak se postupuje stejným způsobem jako je popsán v příkladu 1.

Claims (5)

1. Pojidlo na bázi bitumenu pro práci za studená, prosté vody a rozpouštědel a sestá vající ze dvou složek, vyznačující se tím, že složka A obsahuje

40 až 60 % hmotnostních bitumenu s teplotou měknutí 46 až 60 °C, penettrací 20 až 45 a 71 až 100 nebo bitumenu modifikovaného 2 až 6 % hmotnostními polybutadien-polystyrenu s molekulovou hmotností od 120 000 do 280 000,

20 až 40 % hmotnostních kapalné mastné kyseliny se 16 až 18 atomy uhlíku, s jodovým číslem 84 až 92 a číslem zmýdelnění 185 až 200, a

20 až 40 % hmotnostních plnidla, zatímco složka B obsahuje

10 až 20 % hmotnostních kapalného faktisu vyrobeného z vysýchavého rostlinného oleje, jako slunečnicového oleje, řepkového oleje, bavlníkového oleje, tykvového oleje, sezamového oleje, konopného oleje, olivového oleje, sojového oleje, rybího oleje, lněného oleje nebo ricinového oleje, a síry, obsahujícího 5 až 10 % hmotnostních síry,

10 až 20 % hmotnostních oxidu zinečnatého nebo oxidu hořečnatého, oxidu nebo hydroxidu kovu alkalické zeminy nebo jejich směsi,

60 až 80 % hmotnostních plnidla, výhodně křemenné moučky nebo písku s velikostí Částic až do 3 mm, přičemž hmotnostní poměr složek A a B činí 1 až 3 : 3 až 1.

2. Pojidlo podle bodu 1, vyznačující ae tím, že místo bitumenu a mastné kyseliny obsahuje gudron mastných kyselin.

3. Pojidlo podle bodu 1, vyznačující se tím, že jako kapalnou mastnou kyselinu obsahuje kyselinu olejovou nebo olein, mastnou kyselinu talového oleje nebo směs kapalných rostlinných mastných kyselin.

4. Pojidlo podle bodu 1, vyznačující se tím, že jako faktis obsahuje faktis, který ja ko vysýchavý nebo polovysýchavý olej obsahuje slunečnicový olej, řepkový olej, konopný olej, olivový olej, rybí olej, lněný olej nebo sojový olej nebo jiný olej tohoto typu.

5. Pojidlo podle bodu 1, vyznačující se tím, že jako oxid kovu alkalické zeminy obsahuje práškový vápenný hydrát nebo pálené vápno.