DE1644938C - Wässerige Harzdispersion - Google Patents

Description

von Montanharz variiert und ist nicht völlig aufge-

2. Wässerige Harzdispersion nach Anspruch 1, klärt, es ist jedoch sicher, daß dieses Harz_ Terpene, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein Kondensa- Polyterpene, Harzsäuren und Hydroxyharzsäuren enttionsprodukt aus Oleylalkohol und einem Äthyien- hält. Im allgemeinen liegt dessen Verfestigungspunkt oxidpolymerisat enthält. ao zwischen 70 und 80° C und in den meisten Fällen bei 75

3. Wässerige Harzdispersion nach Anspruch bis 76° C. Der Säurewert des Harzes liegt meistens zwi-1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie sehen 30 und 40 und der Verseifungswert zwischen 55 Kondensationsprodukte enthält, in denen das poly- und 65.

merisierte Äthylenoxid aus 6 bis 10, vorzugsweise Die erfindungsgemäß wäßrige Harzdispersion beetwa 30 Äthylenoxideinheiten aufgebaut ist. as steht aus

4. Wässerige Harzdispersion nach den Ansprü- _χ j _{Wasser d}i_Sp_ergiertem Montanharz,

chen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Kon- ....

densationsprodukt in der Dispersion in einer Menge 2. Kondensationsprodukten aus höheren aliphativon 10 bis 15 Gewichtsprozent, bezogen auf das sehen Alkoholen und Polymerisaten von Äthylen-

Gewicht des Montanharzes, in der Dispersion ent- 30 oxyd. gegebenenfalls

halten ist. 3 Bitumen, gegebenenfalls

5. Wässerige Harzdispersion nach den Ansprü- . . , _e- . _Ut. „ cw,,,,, „ , chen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie die ⁴· ^einer «°nogenen °^^ch^^f.^^f^°^T-ionogene oberflächenaktive Substanz in einer zugsweise einem Alkahsalz einer Alkylnaphthalin-Menge von 0,1 Gewichtsprozent, bezogen auf das 35 ««»'on»«« ^und gegebenenfalls aus

Gewicht der wässerigen Phase der Dispersion, ent- 5. Latex, Vinylpolymerisat oder synthetischem Kauhält, tschuk.

6. Verfahren zur Herstellung der wässerigen

Harzdispersion nach den Ansprüchen 1 bis 5, da- Vorzugsweise enthält die Emulsion 30 bis 40 Ge-

durch gekennzeichnet, daß man das Montanharz 40 wichtsprozent Montanharz. Das nichtionogene Emulhomogen auf 70° C erhitzt und nach bei dieser Tem- giermittel ist in der Emulsion vorzugsweise in einer peratur mit dem Kondensationsprodukt erfolgter Menge von 10 bis 15 Gewichtsprozent, berechnet auf Vermischung in das erhaltene Gemisch Wasser von das Montanharz, enthalten. 70⁰C einrührt. Mit Hilfe dieser Kondensationsprodukte werden

7. Verfahren zur Herstellung der wässerigen 45 wäßrige Montanharzdispersionen erhalten, die nicht Harzdispersion nach den Ansprüchen 1 bis 6, da- oder nur schwer härten und, falls sie einem Härtungsdurch gekennzeichnet, daß für die Vermischung des prozeß unterworfen werden, leicht wieder homogenigeschmolzenen Harzes mit den anderen Kompo- siert werden können durch einfache Rührbehandlung, nenten ein Mischer mit Rührblättern in Form einer Vorzugsweise werden als Emulgiermittel fungierende Turbinenschraube verwendet wird. 50 höhere aliphatische Alkohole, solche Alkohole ver-

8. Verwendung der wässerigen Harzdispersionen wendet, die 12 und mehr Kohlenstoffatome enthalten, nach den Ansprüchen 1 bis 7 als Imprägniermittel insbesondere Dodecylalkohol, Tridecylalkohol, Tetrafür faserartige Produkte und Textilprodukte. decylalkohol, Pentedecylalkohol, Hexadecylalkohol,

Heptadecylalkohol, Octadecylalkohol und höhere Al-

55 kohole und ebenso ungesättigte aliphatische Alkohole

wie Oleylalkohol.

Unter Polymerisaten von Athylenoxyd werden Addi-

Die vorliegende Erfindung betrifft eine wässerige tionsverbindungen von vorzugsweise linearer Natur Montanharzdispersion, die sich besonders für das verstanden, die vorzugsweise aus vier oder mehr Äthy-Zusammenkleben von bituminösen Schichten anein- 60 lenoxydmolekülen aufgebaut sind, ander und an andere Schichten, z. B. Schichten aus Vorzugsweise werden Kondensationsprodukte aus

zerstoßenem Stein oder aus Textilmaterial, eignet. Oleylalkohol und polymeren! Athylenoxyd verwendet. Wenn bei der Herstellung einer Straßendecke ver- Ferner werden Emulgiermittel, in denen das Äthy-

schiedene bituminöse Schichten übereinander auf- lenoxydpqlymerisat aus 6 bis 40 und vorzugsweise aus gebracht werden, stellt das Verbinden solcher Schich- 65 10 bis 20 Äthylenoxydeinheiten besteht, bevorzugt verten untereinander und ebenso mit anderen Schichten, wendet.

/.. B. mit einer Schicht aus zerstoßenem Stein oder mit Die Herstellung der Dispersionen kann in verschie-

einer Verstärkung aus Textilmaterial, ein Problem dar. dener Weise durchgeführt werden. Das Harz, nach-

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dem es über semen Schmelzpunkt erhitzt wurde, kann stand aufrechtzuerhalten, bis das Verkleben bewirkt z. B. unter Ruhren zu Wasser zugesetzt werden, das die ist, oder diesen Zustand vorher abzubrechen, erforderliche Menge Dispergiermittel enthält. Es ist Zur Erhöhung der Klebefestigkeit der bituminösen

jedoch besser, das Wasser unter Rühren zu dem ge- oder Asphaltschichten auf die Textilprodukte der obenschmolzenen Montanharz zuzusetzen. Das Disper- 5 erwähnten Art können Latizes oder Vinylpolyraerisate gärmittel kann dann sowohl im Wasser als auch im oder synthetische Kautschuke in die Dispersionen einHarz vorhanden seih; das Montanharz wird jedoch gearbeitet werden. In dieser Hinsicht wurden Latizes vorzugsweise vorher mit dem Dispergiermittel ge- aus Vinylpropionat vorteilhaft gefunden, die Mischschmolzen. Die Zugabe des Dispergiermittels zu dem polymerisate enthalten, wobei in der Harzdispersion Wasser ist, wie bereits ausgeführt, möglich, doch ist die io 10% des Mischpolymerisates vorhanden sind. Herstellung der Dispersionen in diesem Falle schwieri- Wenn Asphaltschichten, die arm an Bitumen sind

ger als in den Fällen, in denen das Montanharz vorher (d. h., daß sie einen hohen Mineralgehalt aufweisen), mit dem Dispergiermittel vermischt wird. miteinander oder mit einer Verstärkung aus Textil-

Wenn das Montanharz und das Dispergiermittel zu- material erfindungsgemäß mit Hilfe einer Montanharzsammen verschmolzen werden, ist es wünschenswert, »5 dispersion verbunden werden, kann nach einiger Zeit zuerst das Montanharz auf eine Temperatur von etwa die Bildung von Rissen auftreten. Dieser Ubelstand 90° C zu erhitzen und anschließend das Dispergier- kann in diesem Fall völlig ausgeschaltet werden durch mittel zu der Schmelze zuzusetzen und das Gemisch bei Einarbeiten von Bitumen in die Montanharzdispersion, einer Temperatur von 70 bis 80⁰C zu homogenisieren. Dies kann bewirkt wenden durch Dispergieren des Bi-

Nach einer bevorzugten Ausführungsform wird das «> tumens in die Montanharzdispersion mit Emulgier-Wasser, das auf eine Temperatur von 70⁰C erhitzt mitteln, die für die Herstellung von Bitumenemulsiowurde, anschließend unter Rühren zu dem geschmolze- nen üblich sind, und im allgemeinen mit solchen von nen Gemisch von etwa 70^cC zugesetzt. Die so herge- anionogener Natur.

stellten Montanharzdispersionen sind ziemlich stabil, Bei Verwendung einer derartigen bitumenhaltigen

obwohl sie bei längerer Lagerung etwas abbinden kön· »5 Montanharzdispersion wendet man üblicherweise 25 nen. Durch Rühren kann die homogene Verteilung bis 35 Gewichteprozent Montanharz und 15 bis 25 Gedes Harzes in der wäßrigen Phase wiederhergestellt wichtsprozent Bitumen an. Bei der Herstellung dieser werden, ohne daß dies zu einer Vergröberung der Harz- Dispersion wendet man im allgemeinen Temperatuteilchen führt. ren zwischen 10 und 15°C höher als die obenerwähn-

Außerdem kann diese Regenerierung auch durch die 3° ten Tempsraturen zur Herstellung von Montanharzzusätzliche Anwendung einer ionogenen oberflächen- dispersionen an.

aktiven Substanz, beispielsweise eines Alkalisalzes, Das folgende Beispiel erläutert die Erfindung,

z. B. des Natriumsalzes von Alkylnaphthalinsulfon-

säure, bewirkt werden. Diese Substanz wird Vorzugs- Beispiel

weise vorher dem Wasser in einer Menge zugesetzt, 35

die etwa 0,1 Gewichtsprozent, bezogen auf die wäßrige 38 kg Montanharz werden auf 90 bis 100⁰C erhitzt,

Phase der Harzdispersion, betragen kann. bei welcher Temperatur die Harzschmelze dünn-

Durch diesen Zusatz wird die Haltbarkeit der Harz- flüssig ist Danach wird die Schmelze auf 70 bis 80° C dispersionen beträchtlich verbessert. gekühlt und dann mit 5 kg eines wasserlöslichen wachs-

Die besten Ergebnisse werden erzielt, wenn das Ver- 4» artigen Polyoxyäthylenäthers eines Fettalkohols (Emulfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen wässe- phor OS) versetzt. Nachdem das Ganze innig verrigen Harzdispersion in der Weise durchgeführt wird, mischt wurde, werden 56 kg einer 0,l%'gen Lösung daß das geschmolzene Montanharz bei 70 bis 80° C mit des Natriumsalzes von Aikylnaphthalinsulfonsäure bei dem nichtionogenen Emulgiermittel und der wäßrigen derselben Temperatur (70 bis 80⁰C) zugegeben. Das Lösung aus ionogenem oberflächenaktiven Mittel ver- 45 Gemisch wird in einem Mischer mit Rührblättern in mischt wird, vorzugsweise unter Verwendung eines Mi- Form einer Turbinenschraube gut vermischt, wonach schers mit Mischblättern in Form einer Turbinen- unter Rühren gekühlt wird. Auf diese Weise wird eine schraube. gelbgrüne homogene dünnflüssige Masse erhalten.

Die erfindungsgemäßen Harzdispersionen können Deren Wirken als Verbindungsmittel wurde fol-

für verschiedene Zwecke verwendet werden, z. B. für so gendermaßen getestet:

das Imprägnieren bzw. Überziehen von Textilproduk- Ein Zylinder aus Grobsandasphalt, der nach der

ten auf der Basis von natürlichen, halbsynthetischen Marshall-Methode hergestellt wurde, wird in zwei oder vollsynthetischen Ausgangsmaterialien, insbe- gleiche Teile zersägt. Pro Quadratmeter Klebeobersondere aus Polyestern und Polyamiden, wie Fäden, fläche werden 265 g Klebemittel aufgebracht auf die Garnen, faserartigen Geweben, gewebten und gewirk- 55 nichtgesägte Seite der halbhohen Zylinderhälften. ten Erzeugnissen aus Papier, aus natürlichem oder syn- Nach 24 Stunden wird die halbe Menge eines nor-

thetischem Leder, aus Asphaltbitumen, aus asphalt- malen Marshallzylinders hierauf in heißem Zustand bituminösen Produkten, z. B. zum Wasserdichtmachen aufgebracht und mit 1 χ 50 Schlägen verdichtet, derselben. Es resultiert ein Zylinder, der nach der Marshall-

Die wäßrigen Dispersionen sind besonders wichtig 6o Methode hergestellt wurde. In der Mitte weist er eine für die Verarbeitung von Bitumen und von Asphalt, Trennschicht auf, in der sich das Klebemittel befindet, wenn diese Materialien mit anderen Schichten aus den- Auf diese Trennfläche wird mit Hilfe eines Spezialselhen oder aus anderen Materialien verbunden wer- Scherapparates eine Scherkraft angewandt und soden müssen, z. B. mit den obenerwähnten faden- oder dann die maximale Scherspannung bestimmt. Diese befaserartigen Materialien, bzw. mit Stein oder Beton. In 65 trug im Durchschnitt 504 kg und ist somit sehr gündiesem Falle werden die wäßrigen Dispersionen auf die stig, wenn man bedenkt, daß im Handel verfügbare zu verbindenden Materialien vor dem Verkleben auf- Klebemittel einen Scherwert von durchschnittlich gebracht, wobei es möglich ist, den dispergierten Zu- 325 kg und maximal 375 kg aufweisen.

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In weiteren Versuchen wurde die Me>ige an Klebemittel pro Quadratmeter und ebenso die Wartezeit zum Aufbringen der zweiten Schicht variiert.

Dabei konnten Encenntnisse gewonnen werden bezüglich des Einflusses eines nicht gleichförmigen Aufbringens des Klebemittels und bezüglich der daraus sich ergebenden Folgen eines weniger vollständigen Brechens oder Verdampfens.

Zu Vergleichszwecken werden die Scherkraftwerte

eines normalen Marshall-Zyünders (Scherkraftwert von Grobsandasphalt) und eines Marshall-Zylinders wiedergegeben, der lediglich aus Mörtel hergestellt ist (keine Fraktion >2,8 mm: Scherkraftwert des Mörtels in dieser Grobsandasphaltzusammeusetzung).

Bei der Herstellung der Testzylinder war das Klebemittel nach einer Woche noch nicht abgebunden, sondern hatte vollständig die Qualität einer gelbgrünen homogenen dünnflüssigen Masse behalten.

Test	Menge an Klebmittel	Wartezeit	Scherkraft	Durchschnitt
zylinder	in g/m1	in Stunden	Maximal	474
1	175	24	472
2	i75	24	476	525
3	175	1,5	503
4	175	1,5	546	508
5	265	1,5	512
6	265	1,5	504	506
7	Asphaltmörtel		493
8	keine Klebschicht		519
9	Grobsandasphalt		792	740
10	keine Klebschicht		688

Weder eine Verminderung der Menge noch sine Verminderung der Wartezeit von 24 Stunden auf 1,5 Stunden hatte einen merklichen Einfluß auf die Ergebnisse.

Im Vergleich mit Grobsandasphalt wird durchschnittlich ein Scherwert von 68% des Grobsandasphalts erzielt.

Während der Untersuchungen wurde jedoch gefunden, daß in dem Mörtel neben den Klebeschichten immer Bruchstellen auftraten.

Es wurde daher der Scherkraftwert des Mörtels allein ebenfalls bestimmt (= 506 kg), der etwa ebenso groß gefunden wurde wie der Durchschnitt der Werte bei Verwendung des wie oben hergestellten Klebemittels (= 503 kg).

Die mit diesem Klebemittel erzielten Werte müssen daher als die optimal erreichbaren Werte angesehen werden (bei Trennung in Schichten).

Claims (4)

Es wurde nun gefunden, daß in diesen Fällen ein Patentansprüche: ausgezeichnetes Aneinanderhaften erzielt wird, wenn ein Klebemittel auf Montanrarzbasis, das in Wasser

1. Wässerige Harzdispersion, bestehend aus dispergiert ist und wie im fdgjnden beschrieben her-

- . .,. ,. . ..,■ , 5 gestellt wird, verwendet wird.

1. in Wasser dispergiertem Montanharz, Gemäß vorliegender Erfindung wird eine Emulsion

2. Kondensationsprodukten aus höheren alipha- hergestellt, die ihrer Natur nach dispergierbar ist in tischen Alkoholen und Polymerisaten von Wasser unter dem Einfluß eines wasserlöslichen nicht-Äthylenoxid, gegebenenfalls ionogenen Dispergiermittels, insbesondere eines Kon-

3. Bitumen, gegebenenfalls io densationsproduktes eines höheren_ aliphatischen Al-

4. einer ionogenen oberflächenaktiven Substanz, kohols und eines Polymerisats aus AtHylenoxyd. vorzugsweise einem Alkalisalz einer Alkyl- Montanharz ist eine Fraktion von Montanwachs naphthalinsulfonsäure und gegebenenfalls aus das in Braunkohle vorhanden ist und das daraus durch