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Verfahren zur Herstellung von Steinkohlenteerpechlacken Die Erfindung
betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Steinkohlenteerpechlacken auf der Grundlage
von in Steinkohlenölen gelösten Steinkohlenteerhartpechen.
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Lacke auf bituminöser Basis, wie Bitumen- und Steinkohlenteerpechlacke
in Kombination mit geeigneten mineralischen Füllstoffen, haben sich seit vielen
Jahren im Korrosionsschutz bewährt. So sind in der deutschen Patentschrift 952 202
nicht absetzende Schwarzlacke und überzugsmittel aus Steinkohlenteerpechlösungen
mit anorganischen Füllstoffen beschrieben, welche dadurch gekennzeichnet sind, daß
sie als Schwebemittel für diese Füllstoffe Ruß oder dem Ruß ähnliche Bestandteile
der sogenannten Sonderpeche in solchen Mengen enthalten, daß die gefüllte Steinkohlenteerpechlösung
thixotrope, sahnige Beschaffenheit besitzt. Mit anderen Worten handelt es sich hierbei
um Schwarzlacke, deren Bindemittel durch Fluxen von Sonderpechen mit Anthracenölen
hergestellt werden.
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Weiter sind aus der am 26. 4. 1956 bekanntgemachten deutschen Patentanmeldung
L 11471 IV c / 22g nichttrocknende Rostschutzanstrichmittel für Anstriche auf mechanisch
nicht beanspruchten Flächen auf der Grundlage von Mineralölen bekannt, welche Ruß
oder organische Füllstoffe, wie Braunkohlepulver, in Mengen enthalten, daß das Fließvermögen
aufgehoben ist. Ergänzend hierzu war in der am 14. 6. 1956 bekanntgemachten Patentanmeldung
L 12094 IV c./22 g angegeben, daß die Füllstoffe aus Sonderpechlösung in Teerölen
durch den Zusatz zum Mineralöl ausgefüllt sind.
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Lackfilme auf Steinkohlenteerpechbasis weisen einige Vorzüge gegenüber
Bitumenlackfilmen auf, wie z. B. bessere Haftfestigkeit auf Metall, größere Wasserbeständigkeit
und größere Witterungsbeständigkeit. Andererseits neigen jedoch die Steinkohlenteerpech-Anstrichfilme
der üblichen Art bei intensiver Sonneneinstrahlung zu einer unerwünschten Riß- bzw.
Schollenbildung, die allgemein auch als Krokodilshaut bezeichnet wird. Bei genauer
Beobachtung dieser Rißbildung stellt man fest, daß sie erst bei Dicken der trockenen
Überzüge über 50 #t bei starker Sonneneinstrahlung einsetzt. Bei steigender Schichtdicke
wird die Riß- bzw. Schollenbildung immer stärker. Sie kann im Laufe der Zeit so
stark werden, daß in ungünstigen Fällen schon nach 1 Jahr Korrosionserscheinungen
in den Rissen auftreten können. Die Ursachen hierfür sind sehr wahrscheinlich folgende:
Der aufgestrichene Steinkohlenteerpechfilm bildet eine relativ dichte Oberfläche,
die durch UV-Einwirkung und Witterungseinflüsse verhärtet. Im Lauf der Zeit bildet
sich durch UV-Strahleneinwirkung und andere Witterungseinflüsse an der Oberfläche
des Lackfilms eine harte, spröde Haut. Wenn ein Pechanstrich nach dem Aufstreichen
einer intensiven Sonneneinstrahlung ausgesetzt wird, so kann er auf 70 bis 80° C
erwärmt werden. Bedenkt man, daß der Erweichungspunkt des Peches nach Krämer-Sarnow
bei etwa 65° C liegt, so wird verständlich, daß die unter der harten Lackoberfläche
befindliche Schicht relativ weich ist. Durch den täglichen Temperaturwechsel, der
bis zu etwa 50° C betragen kann, wodurch ein fortwährendes Erweichen und Erstarren
des weichen Bindemittels erfolgt, kommt es schließlich so weit, daß die an der Oberfläche
verhärtete Schicht die Bewegung der darunter befindlichen Schicht nicht mehr mitmachen
kann, und es tritt die genannte Rißbildung auf. Diese ungünstige Erscheinung kann
auch durch die Zugabe von mineralischen Füllstoffen nicht beseitigt werden.
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Es wurde nun gefunden, daß es durch Beeinflussung der Struktur des
Bindemittels möglich ist, die Rißbildung im Anstrichfilm zu verhindern. Die Erfindung
besteht darin, ein Steinkohlenteerhartpech mit einem Steinkohlendickteer auf einen
Erweichungspunkt nach Krämer-Sarnow von etwa 65'C
einzustellen und das auf
diese Weise erhaltene Bindemittel in üblicher Weise, beispielsweise in Schwerbenzol,
gegebenenfalls unter Verwendung von Lösungsvermittlern (Nitrobenzol, Phenol) zu
lösen, wobei ein Teil des im Steinkohlenteerhartpech enthaltenen sogenannten freien
Kohlenstoffs in Freiheit gesetzt wird. Dieser Lack kann dann noch mit mineralischen
Füllstoffen versetzt werden.
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Ein mit diesem Lack hergestellter Anstrichfilm zeigt auch in größeren
Schichtstärken bei starker
SonneneinstrahIung keine Rißbildung.
Die Erklärung hierfür ist darin zu suchen, daß ein auf die eben beschriebene Weise
hergestellter Steinkohlenteerpechlack nach dem Aufstreichen keine harte Oberfläche
mit darunterliegender weichbleibender Steinkohlenteerpechschicht bildet, weil der
freie Kohlenstoff ein Gerüst aufgebaut hat, über welches das Lösungsmittel gleichmäßig
verdampfen kann, ohne daß sich an der Oberfläche eine harte,. undurchlässige Haut
ausbildet. Im Gegensatz zu einem normalen Steinkohlenteerpechlack mit darunter weichbleibender
Steinkohlenteerpechschicht trocknet dieser Lackfilm vollkommen rissefrei und fest
durch. Er besitzt eine sehr gute Witterungsbeständigkeit und gute mechanische Eigenschaften.
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Mischungen aus Pechen bzw. Hartpechen mit Steinkohlenteerölen oder
auch Mischungen von Sonderpechen mit Steinkohlenteerölen sind bekannt. Demgegenüber
bestehen die erfindungsgemäßen Mischungen aus Steinkohlenteerhartpech mit Steinkohlendickteer.
Bei der gewählten Bezeichnung »Steinkohlendickteer« handelt es sich um einen entwässerten
Steinkohlenteer, der gemäß DIN 55 946 »Bituminöse Stoffe; Begriffe« zwischen dem
in Paragraph 4. 1.3 genannten Rohteer (unbearbeiteter Steinkohlenteer) und dem in
Paragraph 4. 1. 4 genannten destillierten Teer (Steinkohlenteer; dem durch Destillation
die leicht siedenden Öle entzogen sind) steht. Gemäß dieser Definition ist Dickteer
demnach ein Produkt, welches aus Steinkohlenrohteer bei der Abdestillation von Wasser
und sehr geringen Teilen leicht siedender öle, z. B. die aromatischen Lösungsmittel,
Benzol, Xylol, Lösungs- und Schwerbenzol, als nicht destillierter Anteil zurückbleibt.
Demnach ist Steinkohlendickteer etwas gänzlich anderes als Steinkohlenteeröl, welches
gemäß seiner Herstellungsart ein Destillat aus Steinkohlenteer ist.
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Die physikalischen, Daten lassen sich nicht mit solcher Genauigkeit
angeben, daß nicht gegenseitige Überschneidungen vorkommen, weil sie in besonderem
Ausmaß von der jeweiligen Herkunft der Kohle und der Herstellungsart des Rohteers
abhängen. So gibt H. J. V. Winkler in seinem Buch »Steinkohlenteer und seine Aufarbeitung«,
1951, S. 8, für das spezifische Gewicht des Rohteers Werte an, die zwischen 1,07
und 1, 19 liegen, und für seine Viskosität bei 50° C Werte von 1,5 bis 38,4° E.
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In der DIN 1995 (Ausgabe Februar 1960) wird andererseits für Straßenteer,
der bekanntlich ein destillierter Teer ist, in Abhängigkeit von der für den jeweiligen
Verwendungszweck gewünschten Viskosität ein spezifisches Gewicht von 1,23 bis 1,25
genannt. Seine Viskosität liegt zwischen 40 und 500 Sekunden, bestimmt im 10 mm
Straßenteerviskosimeter bei 30° C. Die theoretisch mögliche Umrechnung gibt Werte
über 2000° E. Dieser Wert zeigt, daß eine Messung von destilliertem Teer im Engler-Viskosimeter
praktisch nicht mehr möglich ist. Umgekehrt können Roh- und Dickteer nach der Straßenteerviskosimeter-Methode
auch nur ungenau gemessen werden, da die Auslaufzeiten 1 Sekunde in den seltensten
Fällen übersteigen. Hieraus ergibt sich bereits mit hinlänglicher Deutlichkeit,
daß zwischen Rohteer und Dickteer einerseits und destilliertem Teer andererseits
in der Viskosität ein sehr großer Unterschied besteht. Der wesentliche Unterschied
zwischen Rohteer und Dickteer dagegen besteht gemäß dem oben Gesagten weniger in
unterschiedlicher Viskosität als in einem bereits merklich höheren spezifischen
Gewicht.
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Fest steht, daß bei gleicher Herkunft und Vorbehandlung des Teers
Rohteer jeweils die niedrigsten Werte für das spezifische Gewicht und die Viskosität
besitzt und destillierter Teer die höchsten, während die von uns als Dickteer bezeichnete
Qualität stets zwischen beiden liegt. Als Beispiel hierfür seien die folgenden festgestellten
Werte angegeben: Rohteer: Spezifisches Gewicht 1,09; Viskosität bei 50° C:4,4° E,
Dickteer: Spezifisches Gewicht 1,20; Viskosität bei 501 C:12,3° E, Destillationsteer:
Spezifisches Gewicht 1,23; Viskosität im Straßenteerviskosimeter (10-mm-Düse) bei
30° C:95 Sekunden, während im Hinblick auf die Farbe keine meßbaren Unterschiede
bei den drei Qualitäten vorhanden sind; alle Materialien sind schwarzbraun.
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Beispiel 1 37 Gewichtsteile Steinkohlenteerhartpech mit einem Erweichungspunkt
nach Krämer-Sarnow von 130 bis 150° C werden mit 23 Gewichtsteilen eines Steinkohlendickteers
bei etwa 180° C aufgeschmolzen, auf einen Erweichungspunkt nach K. S. von etwa 65°
C eingestellt und in 40 Gewichtsteilen Schwerbenzol gelöst. Dieser Klarlack hat
einen guten Verlauf und besitzt eine Viskosität von 90 Sekunden, gemessen im DIN-Becher
bei 20° C.
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Beispiel 2 37 Gewichtsteile Steinkohlenteerhartpech mit einem Erweichungspunkt
nach Krämer-Sarnow von 130 bis 150° C werden mit 23 Gewichtsteilen eines Steinkohlendickteers
bei etwa 180° C aufgeschmolzen, auf einen Erweichungspunkt nach Krämer-Sarnow von
etwa 65° C eingestellt und in 40 Gewichtsteilen Schwerbenzol gelöst. In 70 Gewichtsteile
dieser Lösung werden dann 30 Gewichtsteile mineralische Füllstoffe, z. B. Faserasbest
oder Mikroasbest, eingegeben.
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Beispiel 3 38 Gewichtsteile Steinkohlenteerhartpech mit einem Erweichungspunkt
nach K r ä m e r-S a r n o w von 130 bis 150° C werden mit 24 Gewichtsteilen eines
Steinkohlendickteers bei etwa 180° C aufgeschmolzen, auf einen Erweichungspunkt
nach K r ä m e r-Sarnow von 65° C eingestellt und in 38 Gewichtsteilen Schwerbenzol
unter Mitverwendung von 41/o Phenol gelöst. In 70 Gewichtsteile dieser Lösung werden
dann 30 Gewichtsteile mineralische Füllstoffe, z. B. Faserasbest oder Mikroasbest,
eingegeben.