DE1594727A1 - Pigmentierbare Bindemittel fuer den Strassenbau - Google Patents

Description

Q?he British Petroleum Company Limited, Britannio House, ffinsbury Circus, London, E₀Q₀2 (England) Pigmentierbare Bindemittel für den Strassenbau

(Zusatz zu Patent „ (Patentanmeldung B 70 063 IBö/80b))

Gegenstand des Hauptpatents „ (Pateni^ajneldung B 70

IVc/80b) ist ein pigmentierbares, gegebenenfalls zusätzlich Pigmente enthaltendes Bindemittel auf Basis von aus Steinkohlenteer oder Erdöl gewonnenen Kohlenwasserstoffmischungen mit Zusatz von synthetischen Polymerprodukten, das sioh zur Verwendung für Belagmassen auf Strassen mit schwerem Verkehr eignet und durch die folgenden Bestandteile gekennzeichnet ist:

a) 10 - 94 Gewo-#, vorzugsweise 50 - 90 Gew.-# eines als Destillat oder als Destillationsrückstand aus Erdöl oder Kohlenteer erhaltenen Öls mit einem Siedeanfang von wenigstens 300° und einem Gehalt an Bestandteilen, die in n-Heptan unlöslich sind, von nicht mehr als 5 Gew'.-^i vorzugsweise von nicht mehr als 1 Gew_o-#j

b) 5 - 70 &ew<,-?S, vorzugsweise to - 40 Gew.-$ "eines Harz«©, vorzugsweise eines Kohlenwasserstoffdienharzes, z„B. eines öyolopentadienharzes, und

o) 1 - 30 Öew.-ji, vorzugsweise 1-15 Gew_e-# eines vorzugsweise aus Monomeren mit 2 bis 4 C-Atomen im Molekül hergestellten polymerisierten Monoolefine, z.B. Polyäthylen oder Polyißoteutylen.

109811/1598 bad

Es hat sich gezeigt, daß Strassendecken, die aus Mischungen unter Verwendung des Bindemittels des Hauptpatents hergestellt werden, nur langsam erhärten,, Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, die Härtegeschwindigkeit zu erhöhen,,

Gemäß der Erfindung enthält das pigmentierbare Bindemittel zusätzlich zu den Bestandteilen des Bindemittels, das Gegenstand des Hauptpatents ist, 0,01 - 10, vorzugsweise 0,1-3 Gewe-S& eines organischen Trockenmittels der nachstehend beschriebenen Art ο

Im Sinne der Erfindung fallen unter den Begriff "organisches !trockenmittel* Blei-, Mangan.-, Kobalt-, Calcium-, Zink- oder Eisensalze einer Harz-, SuIfon-, Pett- oder Naphtheneäure_o Vorzugsweise werden die Kobalt- oder Mangansalze verwendet, ζ·Β. Kobaltresinat oder Mangannaphthenat„

Das vorstehend genannte öl kann aromatisch, naphthenisch oder paraffinisch sein₀ Geeignet sind Destillate der Atmosphärendestillation, der Vakuumdestillation, Rückstände der Atmosphären- und Vakuumdestillation oder öle, die durch lösungsmittelextraktion aus diesen Produkten erhalten werden (d„h_e sowohl die mit Lösungsmitteln behandelten öle als auch die Lösungsmittelextrakte)ο

Einige dieser Öle, insbesondere die Rückstände der Vakuumdestillation, können mehr als 5 Gew.-ji an Bestandteilen enthalten, die in n-Heptan unlöslich sinda öle dieser Art sind in den Bindemitteln gemäß der Erfindung nicht brauchbar, es sei denn, sie sind entasphaltiert,, (Die Asphaltene pflegen Pigment e zu maskieren· Wenn ein öl Asphalt ene enthält, lsi; es besser, sie zu entasphaltieren·)

Sin besonders geeignetes öl zur Verwendung in den Bindemitteln gemäfl der Erfindung ist ein Aromatenextrakt aus einer Erdöl-JPraktion, vorzugsweise au« einem Briöl-Vakuumrückst and.

Der ölanteil im Bindemittel kann so bemessen werden, daß daduroh die gewünschte Viskosität des Bindemittels bei der

109811/1598 bad ofwgü.al

■Verarbeitungstemperatur eingestellt wird* Hinzu kommt, daß ein höherer Ölanteil das Bindemittel verbilligt»

Als Harze eignen sich Naturharze oder durch chemische Behandlung modifizierte Naturharze«, Geeignet sind Erdöl-Dienharze, Kolophonium, Metallresinate, insbesondere Zink- und Calciumresihate, Polyterpene, Terpen-Phenol- und Abientinsäure-Phenol-Harze, Resinolin, Gummiarabikum, Glycerin-Phthalsäure-Harze, die mit trockenen Ölen modifiziert sind, und Oumaronharze (die sich besonders zur Verwendung mit aromatischen ölen, wie Teerölen, eignen)„

Bas Harz ist ein natürliches oder synthetisches Polymeres, dessen jjhysikalische Eigenschaften einen Gegensatz zu denen des polymerisierten Olefins bilden. Beispielsweise sieht das Harz kristallin aus, ist hart und spröde und läßt sich leicht zu Pulver zerkleinern, z_oB. durch Reiben zwischen den ]?ingern_e Polyäthylen dagegen sieht nicht kristallin aus, ist weich und geschmeidig und läßt sich nicht leicht zu Pulver zerkleinern. Besonders geeignet zur Verwendung in den erfindungsgemäßen Bindemitteln ist u_ea„ ein Harz, das aus einem aus Erdöl stammenden Monomeren hergestellt wirdo Die genaue Zusammensetzung des Monomeren ist nicht bekannt, jedoch enthält es einen wesentlichen Anteil an Cyclopentadien,

Das Harz erhöht die Viskosität und Duktilität (IP 32/55) des Bindemittels bei Umgebungstemperatur sowie seine Haftfestigkeit an der Unterlage, wie Gesteinssplitt oder Papier»

Vorzugsweise wird ein polymerisiertes Monoolefin mit einem Molekulargewicht von 2000 bis 50Oo000 verwendet» Besonders geeignet sind Polymere, die aus Monomeren mit 2—4 O-Atomen hergestellt sind, Z₀B* Polyäthylen (insbesondere Hochdruck-Polyäthylen, da es löslicher ist) und Polyisobutylen,

Das polyolefin verbessert die Kohäsion besonders bei Sommertemperaturen und erhöht den Erweichungspunkt. Zu hohe PoIyolefinkonzentrationen können eine zu hohe Viskosität bei

rad ORIGINAL

10 9 811/15 9 8 ^BAD

der Verarbeitungstemperatur ergeben.»

Die Bindemittel der vorstehend genannten Zusammensetzung können hergestellt werden, indem die Bestandteile zusammen auf eine Temperatur von 100-170° erhitzt werden«

Gegenstand der Erfindung ist ferner ein gefärbtes Bindemittel, das aus einem durchscheinenden Bindemittel der vorstehend genannten Zusammensetzung und der zur Einfärbung erforderlichen Menge eines organischen Farbstoffs oder mineralischen Pigments besteht»

Organische Pigmente werden zweckmäßig in Konzentrationen von 1 bis 100 G-eWo-Teilen pro Million verwendet. Das Pigment muß bei der Verarbeitungstemperatur stabil sein. Geeignet ist eine sehr große Zahl von Pigmenten, wie Oarburexrot, Organolgelb, Lutetiaoyanin, Lutetiasmaragdgrün, Acetoohinongelto, Aoetoohinongrün₀

Bevorzugt werden mineralische Pigmente, weil ihre Deckkraft höher· ist_o Zweckmäßig werden sie in Mengen von 0,5-5 Gewo-jS dem Bindemittel zugefügte (Das Pigment kann in gewissen Fällen einen Teil des Splitts ersetzen.) Die mineralischen Pigmente sind im Bindemittel unlöslich, ergeben jedoch ein stabiles Endgemisch. Geeignete mineralische Pigmente sind Oadmiumorange, Oadmiumrot, Cadmiumgelb, Chromgelb, Kobaltblau, Manganblau, öhromoxydgrün und Molybdänorange„

Die vorstehend beschriebenen Bindemittel können mit einem flüchtigen Lösungsmittel verdünnt oder in einem flüchtigen Träger, wie Wasser, emulgiert werden, wobei verschnittene Bindemittel erhalten werden«

Zwei Proben eines gemäß der Erfindung hergestellten Straßendeokenmaterials werden nachstehend als Beispiel 'beschrieben«

Die in den Beispielen genannte Eindringun§*iefe 1st der Wert, der naoh dem Penetrometertest ermittelt wurde, der rom frankoβisohen Ministerium für Brüoken- und StraBenfeau *nge-

109811/1598 "_BAD original

wendet wird« Der Test bestellt darin, daß man die Eindringungstiefe eines Standardkegels mit einem Scheitelwinkel von misst, wenn dieser unter einer statischen Belastung von P 1 Minute auf die Straßendecke aufgebracht wird· Die Stabilität wird als Quotient der Belastung P zum Querschnitt (Tf r )des eingedrückten Kreises gerechnete

Die Oberflächenklebrigkeit wurde nach dem Test Ur<21 132 der französischen Marine ermittelte Der Test besteht darin, daß man klassierten ]?ohtainebleau-Sand auf die zu prüfende Oberfläche streute Die Oberfläche wird als nicht klebrig angesehen, wenn die Sandkörner nicht an der Oberfläche haften_e

Der in den Beispielen genannte Auslaugetest besteht darin, daß man Hubbard-Pield-Proben (ASTMD 1138) 1 Minute in Dieselöl taucht· Nach 24-stündigem Stehen werden die Proben 1 Minute mit einer Drahtbürste kräftig gebürstet und dann durch Augenschein auf Schäden geprüfte

Beispiel 1

Bin durchscheinendes Bindemittel wurde hergestellt, indem die folgenden 4 Bestandteil· bei 120⁰O zusammengerührt werden:

öl: 60 Gew.-Teile

Verwendet wurde ein schwerer Aromatenextrakt, hergestellt durch Turxurolextraktion einer aus Mittelost-Rohöl erhaltenen Vakuumdestillatfraktion. Der Aromatenextrakt hatte einen Siedeanfang von 384⁰O und eine Viskosität von 55 Os, bei 50⁰O.

Harai 29 Gew.-Ieile

Terwendet wurde ein Kohlenwasserstoffdienharz mit einem Erwelohungepunk-fe von 11O⁰O.

Polymeres t 10 Gew.-Teile

Verwendet wurde «in Polyäthylen mit einem mittleren Molekulargewicht von 5000·

'■ BAD

Trockenmittel: 1 Gew.-Teil Kobaltresinat

Ein weiteres durchscheinendes Bindemittel wurde nach dem vorstehenden Rezept hergestellt, jedoch ohne Zusatz eines Trockenmittels.

Die durchscheinenden Bindemittel wurden bei 150⁰C mit dem folgenden Gesteinsgemisch zu zwei Materialien für Straßendeoksohiohten gemischt:

Porphyr (0,08 - 4 mit) Fontainebleau-Sand (0,08 - 0,5 mm) Kalkstein als Füller (kleiner als 0,08 mm)

68 Gew. 20 »

12 "

Die Deckschichtmaterialien enthielten 9 Gew_o-?6 Bindemittel. Aus den Materialien wurden Probestücke hergestellt, die auf Eindringungstiefe, Klebrigkeit und Auylaugung nach den oben beschriebenen Methoden geprüft wurden. Die Ergebnisse sind nachstehend gegenübergestellt.

Mit Trockenmittel Ohne Trockenmittel

ldringungstiefe

Auslaugung

Klebrigkeit

160 kg/ciiT (Belastung 2 kg) nach 8 Tagen

Oberfläche leicht verkratsst

Klebrigkeit der Oberfläche versohwand 7 Stunden nach der Herstellung.

15 kg/cnT (Belastung 2 kg) nach 1 Tag

Tiefe Kratzer in der Oberfläche

Klebrigkeit der Oberfläch· war 72 Stunden nach der Herstellung nicht Yeriohwunden.

BAD OR/G/NAL

109811/1598

Beispiel 2

Ein durchscheinendes Bindemittel wurde hergestellt, indem die folgenden vier Bestandteile bei 13O⁰G zusammengerührt wurden:

Öl 55 Gewo-Teile des gemäß Beispiel 1 verwendeten Öls

Harz 37 Gew„-<-Teile

Polyterpenharz mit einem Erweichungspunkt von 120⁰O.

Polymeres: 8 Gew.-Teile

Polyäthylen vom mittleren Molgewicht "*©**· 12„000.

TrQ okenmitt el: Kobaltnaphthanat und Mangannaphthenat je

0,5 Gew_o-?S, bezogen auf das Gesamtgewicht der vorstehenden drei Bestandteil·»

Zwei Deckschichtmaterialien, von denen das eine ein Bindemittel mit Trockenmittel und das andere ein Bindemittel ohne Trockenmittel enthielt, wurden auf die in Beispiel 1 besohrie·- bene Weise hergestellt. Die beiden Materialien wurden auf Oberfläohenklebrigkeit nach der oben beschriebenen Methode geprüft» Die Ergebnisse sind nachstehend gegenübergestellte

Oberfläohenkltbrigkeit

Mit Trockenmittel Ohne Trockenmittel

Klebrigkeit ver- Klebrigkeit der

schwand 18 Stunden Oberfläohe war nach

nach der Herstel- 8 Tagen nicht ver-

lung sohwundeno

109811/1598

BAD ORIGINAL-

Claims (1)

1. - 8 Patentanspruch

   Pigmentierbares, gegebenenfalls zusätzlich Pigmente enthaltendes Bindemittel, das sich zur Verwendung für Belagmassen auf Strassen mit schwerem Verkehr eignet und enthaltend die folgenden Bestandteile:

   a) 10 - 94 Gew.-#, vorzugsweise 50 - 90 Gew.-%, eines als Destillat oder Destillationsrückstand aus Er<ü oder Kohlenteer erhaltenen ßi-q mit einem Siedeanfang von wenigstens JOO⁰C und einem Gehalt an Bestandteilen, die in n-Heptan unlöslich sind, von nicht mehr als 5 Gew.-^, vorzugsweise nicht mehr als 1 Gew.-^,

   d) 5 - 70 Gew.-^, vorzugsweise 10-40 Gew.-^, eines Harzes, vorzugsweise eines Kohlenwasserstoffharzes, z.B. eines Cyclopentadienharzes, und

   c) 1 - 50 Gew.-%, vorzugsweise 1-15 Gew.-^, eines vorzugsweise aus Monomeren mit 2 bis 4 C-Atomen im Molekül hergestellten polymerisierbaren Monoolefins , z.B. Polyäthylen oder Polyisobutylen,

   nach Patent (Patentanmeldung B 70 O6j5 IVc/80b),

   dadurch gekennzeichnet, dass das Bindemittel zusätzlich 0,01 bis 10 Gew.-^, vorzugsweise 0,1 bis 3 Gew.-^, an organischen Trockenmitteln, vorzugsweise Kobalt- oder Mangansalze von z.B. Harz- oder Naphthensäuren, enthält.

   BAD

   103 *ΛΛ I AS"