CS274449B2

CS274449B2 - Binding agent based on bitumen for cold processing

Info

Publication number: CS274449B2
Application number: CS659389A
Authority: CS
Inventors: Rudolf Ing Semsei; Bela Ing Racz; Belane Karacsonyi; Pal Ing Gittinger
Original assignee: Kemikal Epit Oanyagipari Valla
Priority date: 1987-04-16
Filing date: 1989-11-21
Publication date: 1991-04-11
Also published as: CS659389A2

Abstract

The binding agent for work in cold for purposes of building industry consists of components A and B. The A component contains from 40 to 60 percent by weight of bitumen with softening temperature of 46 to 60 degrees C, penetrations of 20 to 45 and 71 to 100, of 20 to 40 percent by weight of liquid fatty acid with 17 or 18 carbon atom or naphthenic acid, and 5 to 10 percent by weight of factice produced from previously processed rapeseed oil and sulphur and containing 17 to 19 percent by weight of sulphur. The B component contains from 10 to 20 percent by weight of zinc oxide, magnesium oxide, calcium oxide, calcium hydroxide or calcium hypochlorite or their mixtures, from 10 to 90 percent by weight of filling agent, and from 1 to 20 percent by weight of reclaimed rubber granulated material. The ratio of A and B components ranges from 1 to 3:3 to 1.

Description

Vynález se týká pojidla na bázi bitumenu pro práci za studená, které sestává ze dvou složek a používá se ve stavebním průmyslu.The invention relates to a bitumen-based cold-working binder consisting of two components and used in the construction industry.

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.In many areas of the underground and civil engineering industry, there are problems with bonding and joint sealing such that they cannot be solved even with hot bitumen sealants, but often even with solvent-containing or emulsion-based products. Various products based on two-component epoxy resins or polyurethane based on coal tar and / or bitumen, as well as on bituminous tar and / or bitumen, are available for the partial repair of roof insulation or for sealing expansion joints in highly demanding constructions (bridges, tunnels, tubs). also solvents. The disadvantage of these formulations is that they are generally only applicable to specific, certain bonding purposes or that they contain 40 to 60% solvents, so that they are environmentally hazardous and are dangerously flammable.

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.Bitumen-based mixtures which can also be used for cold work and which contain solvents or an aqueous emulsion cannot be used, for example, for applications where the binder film does not dry out or where volume reduction (shrinking) is avoided when drying, for example when gluing waterproof boards or filling expansion joints. For the repair of concrete roads and belts, tar epoxy or bituminous epoxy materials with a high filler content are generally known, since they have good adhesion to the concrete and desirable elasticity. However, due to the high cost, these materials are used only in the case of special constructions, for example in the repair of runways at airports.

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.Furthermore, epoxy resin binders or natural and synthetic rubber binders are known. Sealants and sealants based on plastics such as polysulfide, butyl rubber, polyisobutylene, polyurethane or silicone rubber products are used to seal joints. Their disadvantage is the high purchase cost, which limits their applicability.

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.The disadvantages of the known products are both their cost and the fact that they cannot be used for various purposes. For example, it remains unresolved that the binder spills spontaneously in the required layer thickness and thus suppresses surface irregularities, or that the position of the material to be bonded can be corrected or controlled arbitrarily even after application, i.e., the pot life. Permanent plastic properties can only be achieved by the addition of expensive plastics, and it is usually not possible to remove the use of solvents.

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.It is an object of the present invention to provide a permanently plastic binder with a controlled cold set time which is suitable for a wide range of application possibilities, free of water and solvents, and easy to handle. Application of such a binder should not cause any health or environmental problems.

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.It is an object of the present invention to provide a bitumen-based binder consisting of two components which is free of water and solvents and is suitable for working cold. The binder according to the invention consists of as component A up to 60% by weight of bitumen with a softening point of 46 to 60 ° C, penetration of 20 to 45 and 71 to 100, up to 40% by weight of liquid fatty acid with an average number of carbon atoms , up to C, or naphthenic acid, from 1 to 10% by weight of fact made from pre-treated rapeseed oil and sulfur and containing 17 to 19% by weight of sulfur, while component B contains up to 20% by weight of zinc oxide, oxide magnesium, calcium oxide or calcium hydroxide or chlorine lime or mixtures thereof, up to 90% by weight of the filler and 1 to 20% by weight of the regenerated pulp, the weight ratio of components A and B being 1 to 3: 3 to 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.The liquid fatty acid may be a tallow oil fatty acid having an iodine number of 84 to 92. The fatty acids used may be tallow fatty acids, industrial fatty acids with an iodine number of 20, saponification number 185 to 210, sunflower oil fatty acids, rapeseed fatty acids. oils, palm kernel oil fatty acids, coconut oil fatty acids or linseed oil fatty acids.

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.The inert filler with a particle size of 0 to 1 mm is sand or quartz flour, andesite, basalt, stone flour, talc, kaolin, bentonite or clay, microsilicate powder, alumina hydrate, ground corundum, asbestos fibers, mineral wool, synthetic fibers, viscose fibers, etc., or a mixture thereof.

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.Drying or semi-drying oils suitable for the production of factis are sunflower oil, rapeseed oil, cottonseed oil, pumpkin oil, sesame oil, hemp oil, olive oil, soybean oil, fish oil, corn oil, linseed oil or castor oil, the iodine number of it is 80 to 200, although a drying oil of the drying vegetable oil may also be used.

Kvalita a složení inertního plnidla může být jak uvedeno shora, výhodné je však použití písku o velikosti částic 0 až 1 mm.The quality and composition of the inert filler may be as described above, but it is preferred to use sand having a particle size of 0 to 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.The ratio of components A and 8 may be within the above limits, but it should be noted that for the purposes for which the adhesive properties are to be applied, a mixture with a ratio of components A and B of 2: 1 is expediently used, ratio of components 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.The binder according to the invention is produced by adding hardened or semi-hardened factis to bitumen at a temperature of 160 DEG to 170 DEG C. in the production of component A, then oleic acid, in a separate step zinc oxide or magnesium oxide or metal oxides of alkaline women or chlorine lime , fillers and regenerative pulps, and the mixture is homogenized.

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.An important prerequisite for the use of the binder according to the invention is the complete and complete mixing of components A and B, which generally requires a mixing time of 5 to 10 minutes. The working time of the liquid, mortar-like material is 2 to 2 1/2 hours, depending on the temperature, but this processing time can be prolonged or substantially reduced by adding an aliphatic carboxylic acid to component A, up to a maximum of 5%. . Accordingly, the pot life can be controlled between 10 minutes and 24 hours. During the processing time, the mortar does not thicken, spills itself well, suddenly solidifies (the material cures within 10 to 15 minutes), but remains permanently plastic.

Ί>Ί>

CS 274449 82 tCS 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.The binder composition of the invention is novel. A similar adhesive comprising bitumen or a similar joint sealant has not been available on the market and has not been known. The composition hardens in the cold state at ambient temperature, preferably at temperatures from about 20 ° C, and is likely to consist of three partial processes.

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.The saponification between the metal oxide used and the free fatty acid forms a bond whose durability can be controlled. By adding an aliphatic carboxylic acid this time can be shortened, by adding factis the binding can be inhibited, i.e. its shelf life can be extended. At the same time as this process, partially or fully crosslinked bonds are formed between the fact, the metal oxide, the unsaturated fatty acid and the unsaturated synthetic rubber bonds. In the layers of bound mass that come into contact with air and light, the unsaponified residue of semi-saturated vegetable oil and unsaturated fatty acid cures over a relatively long period of time with oxygen uptake, the mass used to cure. This can be ascertained by reducing stickiness and gradually increasing the softening temperature.

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.The binder according to the invention has the advantage that, in use, different layer thicknesses can be formed, no need for rapid onset of setting and the mass spreads well.

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.As a result of such controllability, the position of the material to be bonded can also be controlled, whereby the material to be bonded is not damaged by either heat or chemical action. After use, the material remains in a permanent plastic state and assumes the movements without causing cracks. This material adheres well to dry substrates, the layer is well resistant to moisture, does not absorb water and can also be used for bonding underwater. In the practical application of the composition according to the invention, bonding by means of this binder, joint sealing or other work can be carried out with simple devices without the risk of burns and without harm to health. In addition, this work requires no professional skills. The compositions according to the invention can be used, inter alia, for filling joints of concrete pavements, roof insulation elements, for gluing parquet, roofing strips, etc. Their use is extremely economical, since the active ingredient of the products may consist of inexpensive commercially available components. of components A and B, the nature of the composition can be varied.

V následujících příkladech provedení se blíže objasňují další podrobnosti vynálezu. Tyto příklady však rozsah vynálezu v žádném směru neomezují.The following examples illustrate the invention in more detail. However, these examples do not limit the scope of the invention in any way.

Příklad 1Example 1

Z dále uvedených složek se připraví pojidlo, které je použitelné k lepení a jako hmota k vyplňování spár.A binder is prepared from the following components which is useful for bonding and as a joint filler.

Složka A:Component A:

% hmotnostních bitumenu B-90 35 % hmotnostních olejové kyseliny % hmotnostních vytvrzeného faktisu vyrobeného z předběžně upraveného řepkového oleje a obsahujícího 19 % síry% by weight of bitumen B-90 35% by weight oleic acid% by weight of cured fact made from pre-treated rapeseed oil and containing 19% sulfur

Složka B:Component B:

% hmotnostní hydroxidu vápenatého % hmotnostních oxidu zinečnatého % hmotnostních regenerátové drti (dři z pryžových obruči s maximální velikostí částic 1 mm)% by weight of calcium hydroxide% by weight of zinc oxide% by weight of regenerated pulp (rubber hoops with a maximum particle size of 1 mm)

I % hmotnostních křemenného písku (velikost částic nejvýše 1 mm).1% by weight of quartz sand (particle size 1 mm or less).

Bitumen se při teplotě 160 až 170 °C smísí s vytvrzeným faktisem, směs se ochladí a přidá se kyselina olejová.The bitumen is mixed with cured fact at 160-170 ° C, cooled and oleic acid is added.

Složka B se připraví smísením oxidu zinečnatého, regenerátové drti a křemenného písku.Component B is prepared by mixing zinc oxide, regenerated pulp and quartz sand.

Příklad 2Example 2

Prostředek použitelný jako hmota pro vylévání spár se připraví z následujících složek :The composition to be used as a joint pouring compound is prepared from the following components:

Složka A:Component A:

% hmotnostních bitumenu B-90 30 % hmotnostních kyseliny olejové % hmotnostních středně vytvrzeného faktisu s obsahem 19 % hmotnostních síry vyrobeného z řepkového oleje;% by weight of bitumen B-90 30% by weight oleic acid% by weight of medium hardened fact containing 19% by weight of sulfur produced from rapeseed oil;

Složka B:Component B:

% hmotnostních chlorového vápna (s obsahem 25 až 30 % hmotnostních aktivního chloru) % hmotnostních regenerátové drti (podle příkladu 1) % hmotnostního křemenného písku.% by weight of chlorine lime (containing 25 to 30% by weight of active chlorine)% by weight of regenerated pulp (according to Example 1)% by weight of quartz sand.

Tato směs se připravuje analogickým způsobem jako je popsán v příkladu 1.This mixture was prepared in an analogous manner to that described in Example 1.

Příklad 3Example 3

Prostředek použitelný jako lepidlo a jako prostředek k vylévání spár se připraví z následujících složek:A composition useful as an adhesive and as a joint pouring agent is prepared from the following ingredients:

Složka A podle příkladu 2Component A according to Example 2

Složka B:Component B:

% hmotnostních oxidu zinečnatého % hmotnostních oxidu hořečnatého 20 % hmotnostních regenerátové drti 70 % hmotnostních křemenného písku.% by weight of zinc oxide% by weight of magnesium oxide 20% by weight of regenerated pulp 70% by weight of quartz sand.

Prostředek se připravuje analogickým způsobem jako je popsán v příkladu 1.The composition is prepared in an analogous manner to that described in Example 1.

Claims

1. Bitumen-based cold, free water and solvent-free binder consisting of two components, characterized in that it contains as component A:

40 to 60% by weight of bitumen with a softening point of 46 to 60 ° C, a penetration of 20 to 45 and 71 to 100,

20 to 40% by weight of a liquid fatty acid having an average number of carbon atoms of C 6 to C 18 or naphthenic acid,

5-10% by weight of fact made from pre-treated rapeseed oil and sulfur and containing 17-19% by weight of sulfur, while component B contains

10 to 20% by weight of zinc oxide, magnesium oxide, calcium oxide or calcium or chlorine lime or mixtures thereof,

10 to 90% by weight of filler and 1 to 20% by weight of regenerated pulp, the weight ratio of components A and 8 being

1 to 3: 3 to 1.

Binder according to claim 1, characterized in that it contains a godron of fatty acids instead of bitumen and fatty acid.

3. The binder of claim 1 wherein the liquid fatty acid is oleic acid or olein, tall oil fatty acid, or a mixture of liquid vegetable fatty acids.

4. The binder as claimed in claim 1, characterized in that it comprises factus which, as drying or semi-drying oil, comprises sunflower oil, rapeseed oil, hemp oil, olive oil, fish oil, linseed oil or soybean oil or another oil of this type.