CS274449B2 - Binding agent based on bitumen for cold processing - 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, že 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 dispozici 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 spár. 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 adhezi 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 stíracích tmelů na bázi plastických hmot, jako produktů na bázi polysulfidů, butylkaučuku, polyisobutylenu, polyurethanu nebo silikonového kaučuku. Jejich nevýhodou jsou vysoké pořizovací náklady, čímž je omezena jejich použitelnost.

Nevýhodou známých produktů je jednak jejich drahota a jednak skutečnost, že se nemohou používat pro různé účely. Nevyřešeným zůstává například úkol, aby se pojidlo samovolně rozteklo v potřebné tlouštce vrstvy a tím se potlačily nerovnoměrnosti povrchu nebo aby bylo možno libovolně korigovat popřípadě regulovat polohu materiálu, který se 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 použití rozpouštědel.

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

Předmětem předloženého vynálezu je pojidlo na bázi bitumenu sestávající ze dvou složek, které je prosté vody a rozpouštědel a je vhodné pro práci za studená. Pojidlo podle vynálezu spočívá v tom, že jako složku A obsahuje až 60 ’-ί hmotnostních bitumenu s teplotou měknutí 46 až 60 °C, penetrací 20 až 45 a 71 až 100, až 40 % hmotnostních kapalné mastné kyseliny s průměrným počtem atomů uhlíku C,-, až C,„ nebo naftenové kyseliny, i Z 1 o až 10 % hmotnostních faktisu vyrobeného z předem upraveného řepkového oleje a síry a obsahujícího 17-až 19 % hmotnostních síry, zatímco složka B obsahuje až 20 % hmotnostních oxidu zinečnatého, oxidu hořečnatého, oxidu vápenatého nebo hydroxidu vápenatého· nebo chlorového vápna nebo jejich směsi, až 90 % hmotnostních plnidla a 1 až 20 % hmotnostních regenerátové drti, přičemž hmotnostní poměr složek A a B činí 1 až 3 : 3 až 1.

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

Inertním plnidlem s velikostí částic 0 až 1 mm je písek nebo křemenná moučka, andesit, basalt, kamenná moučka, mastek, kaolin, bentonit nebo jíl, mikrosilikátový prášek, hydrát oxidu hlinitého, mletý korund, asbestová vlákna, minerální vlna, syntetická vlákna, viskózova vlákna, atd. nebo jejich směs.

Vysýchavým nebo polovysýchavým olejem, vhodným pro výrobu faktisu, 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 vysýchavého rostlinného oleje.

Kvalita a složení inertního plnidla může být jak uvedeno shora, výhodné je však použití písku o velikosti částic 0 až 1 mm.

Poměr složek A a 8 se může pohybovat ve shora uvedených mezích, nutno však poznamenat, že pro účely při kterých se mají uplatňovat lepící vlastnosti, se účelně používá směsi s poměrem složek A a B 2:1, zatímco pro těsnění spár je účelná směs s poměrem složek 1:1.

Pojidlo podle vynálezu se vyrábí tím, že se při výrobě složky A přidá k bitumenu při teplote 160 až 170 °C vytvrzený nebo polovytvrzený faktis, potom olejová kyselina, v separátním stupni se přidá oxid zinečnatý nebo oxid hořečnatý nebo oxidy kovů alkalických ženin popřípadě chlorové vápno, plnidla a regenerátová dři a směs se homogenizuje.

Důležitým předpokladem pro použiti 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 se 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.

Ί>

CS 274449 82 t

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 se dá tento čas zkrátit, přidáním faktisu se dá vazba inhibovat, to znamená, že její trvanlivost se dá prodloužit. Současně s tímto procesem se tvoří mezi faktisem, oxidem kovu, nenasycenou mastnou kyselinou a popřípadě nenasycenými vazbami syntetického kaučuku parciálně nebo úplně zesítěné vazby. Ve vrstvách vázané hmoty, které přicházejí do styku se vzduchem a světlem, se vytvrzuje nezmýdelněný zbytek polonasyceného 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 tlouštka vrstvy, není nutno počítat s rychlým začátkem tuhnutí a hmota se dobře rozprostírá.

V důsledku takovéto regulovatelnosti 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, dále je vrstva dobře odolná vůči vlhkosti, nepřijímá vodu 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 výrobků může sestávat z levných běžně dostupných složek, přičemž 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

Z dále uvedených složek se připraví pojidlo, které je použitelné k lepení a jako hmota k vyplňování spár.

Složka A:

% hmotnostních bitumenu B-90 35 % hmotnostních olejové kyseliny % hmotnostních vytvrzeného faktisu vyrobeného z předběžně upraveného řepkového oleje a obsahujícího 19 % síry

Složka B:

% hmotnostní hydroxidu vápenatého % hmotnostních oxidu zinečnatého % hmotnostních regenerátové drti (dři z pryžových obruči s maximální velikostí částic 1 mm)

I % hmotnostních křemenného písku (velikost částic nejvýše 1 mm).

Bitumen se při teplotě 160 až 170 °C smísí s vytvrzeným faktisem, směs se ochladí a přidá se kyselina olejová.

Složka B se připraví smísením oxidu zinečnatého, regenerátové drti a křemenného písku.

Příklad 2

Prostředek použitelný jako hmota pro vylévání spár se připraví z následujících složek :

Složka A:

% hmotnostních bitumenu B-90 30 % hmotnostních kyseliny olejové % hmotnostních středně vytvrzeného faktisu s obsahem 19 % hmotnostních síry vyrobeného z řepkového oleje;

Složka B:

% hmotnostních chlorového vápna (s obsahem 25 až 30 % hmotnostních aktivního chloru) % hmotnostních regenerátové drti (podle příkladu 1) % hmotnostního křemenného písku.

Tato směs se připravuje analogickým způsobem jako je popsán v příkladu 1.

Příklad 3

Prostředek použitelný jako lepidlo a jako prostředek k vylévání spár se připraví z následujících složek:

Složka A podle příkladu 2

Složka B:

% hmotnostních oxidu zinečnatého % hmotnostních oxidu hořečnatého 20 % hmotnostních regenerátové drti 70 % hmotnostních křemenného písku.

Prostředek se připravuje analogickým způsobem jako je popsán v příkladu 1.

Claims (3)

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

40 až 60 % hmotnostních bitumenu s teplotou měknutí 46 až 60 °C, penetrací 20 až 45 a 71 až 100,

20 až 40 % hmotnostních kapalné mastné kyseliny s průměrným počtem atomů uhlíku C|y až C^g nebo naftenové kyseliny,

5 až 10 % hmotnostních faktisu vyrobeného z předem upraveného řepkového oleje a síry a obsahujícího 17 až 19 % hmotnostních síry, zatímco složka B obsahuje

10 až 20 % hmotnostních oxidu zinečnatého, oxidu horečnatého, oxidu vápenatého nebo hydroxidu vápenatého nebo chlorového vápna nebo jejich směsi,

10 až 90 % hmotnostních plnidla a 1 až 20 % hmotnostních regenerátové drti, přičemž hmotnostní poměr složek A a 8 činí

1 až 3 : 3 až 1.

Pojidlo podle bodu 1, vyznačující se tím, že místo bitumenu a mastné kyseliny obsahuje godron 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 jako 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.