DE2447791B2

DE2447791B2 - Verfahren zur herstellung einer selbsthaertenden masse aus zwei komponenten

Info

Publication number: DE2447791B2
Application number: DE19742447791
Authority: DE
Inventors: Heinrich 4353 Oer-Erkenschwick; Käppel Wilhelm Dr 5160 Düren Weber
Original assignee: Deitermann Kg Chemiewerk, 4354 Datteln
Priority date: 1974-10-07
Filing date: 1974-10-07
Publication date: 1977-11-10
Also published as: DE2447791C3; DE2447791A1; BE835457A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer selbsthärtenden Masse aus zwei Komponenten zur unmittelbaren Verarbeitung, nämlich aus einer wäßrigen Emulsion von Bitumen, Teer oder Teerpech und einer weiteren Komponente, die ein hydrophiles Bindemittel enthält. Die Masse soll unmittelbar vor der Verarbeitung als streich-, gieß- oder spachtelbare Masse zur Verfügung stehen und nach der Verarbeitung zu einem plastischen und/oder elastischen Körper aushalten.

Bekannt ist es, derartige Massen beispielsweise zur Herstellung einer bituminösen KlebschiclU zu verwenden (DL-PS 66 128). Zur Herstellung derartiger Klebschichten wurde vorgeschlagen, Bitumenemulsionen mit wasserabbindenden Stoffen zu vermischen. Dabei entstehen jedoch sehr zähflüssige Stoffe, da der trockene Zement, der üblicherweise als Bindemittel verwendet wird, die Zähflüssigkeit der Bitumenemulsion noch erhöht. Die bekannten Massen haben den weiteren Nachteil, daß ihre Verarbeitungszeit nicht genau eingestellt werden kann.

Demgegenüber stellt sich die Aufgabe, ein Verlah ren zur Herstellung einer selbsthärtenden Masse anzugeben, bei dem die Veiarbeitungszeit genau eingestellt und die Viskosität während dieser Veiarbeitungszeit ohne zusätzliche Erwärmung wesentlich herabgesetzt weiden kann. Die Masse kann daher einfacher verarbeitet werden als die bekannten Bitumenemulsion-Zementmischungen.

Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren, bei dem das hydrophile Bindemittel in einem wasserunlöslichen, flüssigen Weichmacher für Bitumen, Teer oder Teerpech dispcrgiert wird, der in Bitumen, Teer oder Teerpech löslich ist, bis zu einer pulverigen oder ι pastös-dickflüssigen Konsistenz; anschließend wire¹ die Dispersion innig vermischt mit der wäßrigen Bitumenemulsion mit 40 bis 80% disperser Phase. Vorzugsweise liegt der Bitumenanteil jedoch über 50%, was vor allem wirtschaftliche Gründe hat.

Als preisgünstige und hochwirksame hydrophile Bindemittel eignen sich insbesondere Zement und gebrannter Kalk (CaO).

Der Prozeß beim Aushärten der verfahrensgemäß gewonnenen Mischung geht offenbar in folgenden Schlitten vor sich: Der dispersen Phase (Teerpech, Teer oder Bitumen) steht ein darin löslicher Weichmacher gegenüber, der mit einem hydrophilen Bindemittel (Zement) vermischt ist. Der Weichmacher löst sich in der dispersen Phase und gibt damit die hydrophilen, festen Subslanzteilchen zur Wasserentziehung frei, die vorher von ihm umhüllt waren.

Der Weichmacher dringt nach und nach in die disperse Phase ein und erhöht damit deren Anteil bis zur maximalen Aufnahmekapazität der geschlossenen Phase (Wasser). Schließlich tritt Phasenumkehr ein, wonach das Bitumen und der Weichmacher die geschlossene Phase darstellen. Die freigelegten Bindemittelteilchen verbinden sich mit dem Wasser. Sie können sich aber nicht untereinander vernetzen, da sie in der Masse so fein verteilt sind, daß der Aufbu einer festen Struktur vereitelt wird.

Da aber das Wasser vom hydrophilen Bindemittel aufgenommen wird, ergibt sich schließlich eine plastische bituminöse Masse mit einer Einlagerung aus Zement, der als Füllstoff verbleibt. Die Masse hat bei Verwendung einer Bitumenemulsion (Kaltbitumcn) eine plastische Konsistenz. Sie gleicht damit in ihren Eigenschaften abgekühltem Heißbitumen.

Es ergibt sich die Erscheinung, daß bei Hinzufügen einer Zcment-Öl-Dispcrsion, die als feuchtes Pulver erscheint, zu einer hochprozentigen Bitumenemulsion, zunächst eine auffallende Verflüssigung der Mischung eintritt.

Die Verarbeitungszeit, in der die Masse relativ dünnflüssig ist, kann von Minuten bis zu Stunden variiert werden. Die Masse eignet sich während der Verarbeitungszeit als Fugenmassc, Vergußmasse, zur Beschichtung und als Bindemittel. Nach Beendigung der Veiarbeitungszeit härtet die Masse aus. Durch Variation der Komponenten und Mischungsverhältnisse lassen sich die Eigenschaften in weiten Bereichen verändern.

Da die erhärtete Masse in ihren Eigenschaften denen eines heiß verarbeiteten Bitumens sehr ähnlich ist, ist sie überall dort einzusetzen, wo Bitumen heiß vergossen wird. Das umständliche Hantieren mit Kochern und das zeitraubende Erhitzen fallen jedoch weg.

Für bestimmte Verarbeitungszwecke ist es erforderlich, (Jie zu verarbeitende Masse noch etwas anzudicken. Hierzu eignen sich neutrale verdickende Substanzen, wie beispielsweise Asbestfaser und Steinmehl, die verdickend oder thixotrop wirken.

Bitumen IaLU sich durch Zusatz von in Bitumen löslichen Polyolefinen in seinen Eigenschaften als ausgehärtete Masse in verschiedener Weise verändern. Beispielsweise kann der Erweichungspunkt in heißem Bitumen erhöht und der Brechpunkt erniedrigt
den. Die Polyolefine werden vor dem Emulgieren, gelöst.

Der Bitumenemulsion können auch nach dem Emulgieren 3 bis 15 % in Bitumen nichtlösliche Vinylpolymcre beigemischt werden, z. B. Polyvinylacetat und Polyvinylpropionat in Form einer Dispersion in Wasser. Von diesen Substanzen werden Ketten oder Netze gebildet, so daß sich die Eigenschaften des Bitumens und der Polymere überlagern. Es können sich ausgehärtete Massen mit plastoelastischen Eigenschaften ergeben.

Im folgenden werden Verfahrensbeispiele angegeben. Die Verarbeitung erfolgt jeweils bei einer Temperatur von 20° C ±2° C. Entsprechend einer höheren oder niedrigeren Verarbeitungstemperatur verändern sich die Verarbeitungszeiten. Alle Prozentangaben sind in Gew.%.

Beispiel I

Aus 60% Bitumen B 80 gemäß DIN 1995, 38% Wasser und 2% handelsüblichem anionischem Emulgator wird in bekannter Weise eine Emulsion, das sogenannte Kaltbitumen, hergestellt.

Weiterhin wird eine Dispersion aus 70% Tonerdeschmelzzement in 30% Mineralöl (4° E bei 20° C) durch inniges Mischen hergestellt, die eine feuchtpulverige Konsistenz besitzt.

10 Teile der letztgenannten Dispersion werden mit 90 Teilen der Bitumenemulsion mit Hilfe eines Rührwerks innig gemischt, bis eine pstöse Konsistenz erreicht ist. Die Masse kann verstrichen werden, wobei die Verarbeitungszeit etwa 180 Minuten beträgt. Nach der Aushärtung ergibt sich eine plastische Masse, die die Konsistenz von erhärtetem Heißbitumen hat.

Beispiel Il

Eine Bitumenemulsion wird aus 100 Teilen Bitumen B 80, 7,5 Teilen Polypropylen, 4 Teilen Bentonit und 2,5 Teilen Emulgator (aethoxyliertes Nonylphenol) durch Emulgieren in Wasser hergestellt, so daß der Bitumenanteil im Wasser 58% beträgt.

Weiterhin wird mit Hilfe eines Trommelmischers eine Dispersion von 65% Tonerdeschmelzzement in 35% Spindelöl hergestellt.

Von der letztgenannten Dispersion werden 20 Teile mit 80 Teilen der Bitumenemulsion mit Hilfe eines Rührwerkes innig gerührt. Die weitere Verarbeitung erfolgt entsprechend dem Beispiel I.

Nach dem Aushärten ergibt sich eine plastische Masse, die in ihrer Konsistenz einem Heißbitumen gleicht, dessen Brechpimkt erniedrigt und dessen Erweichungspunkt erhöht ist. Durch Erhöhung der Temperatur wird die Aushärtezeit verkürzt.

Beispiel IU

Aus 70% Bitumen B 80 und 28 Teilen Wasser unter Hinzufügung von 2% Tällöl-Seifenemulgator wird in an sich bekannter Weise eine Bitumenemulsion hergestellt.

Außerdem wird eine Dispersion von 90% Zement

H> in 10% Spindelöl (3° E bei 20° C) hergestellt, die eine feucht-pulverige Konsistenz hat. Die Dispersion wird hergestellt, indem zunächst der Zement mit dem Mineralöl übersprüht wird und anschließend innig verrührt wird.

ι > 3OTeUe der letztgenannten Dispersion werden mit 70 Teilen der Bitvmei.-Emulsion innig vermischt. Nach Vermischen der Komponenten entsteht überraschenderweise nach etwa 2 Minuten Rührzeit eine dünnflüssige Masse, deren Viskosität weiter abnimmt.

:n In diesem Zustand ist die Masse ohne weiteres vergieß-, streich-oder spritzbar. Nach etwa 1 Stunde beginnt die Masse zu erstarren. Es verbleibt eine bituminöse Masse ähnlich erkaltetem Heißbitumen.

Beispiel IV

Eine Bitumenemulsion mit 60% Bitumen gemäß Beispiel' I wird hergestellt. Weiterhin wird aus 95% Tonerdeschmelzzement und 5% Anthrazenöl eine pulverige Dispersion produziert. 85 Teile der Bitu- ^!" menemulsion weiden mit 15 Teilen der Zementdispersion innig gemischt. Die Verarbeitung erfolgt anschließend entsprechend Beispiel I.

,- Beispiel V

Eine Stcinkohlenteercmulsion wird hergestellt aus 55% verflüssigtem Steinkohlenteer (45° C), 2% Bentonit und 2% feingemahlener Maisstärke sowie 41% Wasser von etwa 50° C. Mit einem schnellen in lntensivrührcr werden die festen Stoffe sehr fein verteilt und emulgiert.

Eine Zenient-Öl-Dispersion wird gemäß Beispiel I hergestellt.

80 Gew.%- der abgekühlten Teeremulsion werden r, mit 20% der Zementdispersion in einem Rührwerk innig gemischt.

Die weitere Verarbeitung erfolgt ähnlich wie in Beispiel I.

.„ Beispiel Vl

Eine Bitumenemulsion wird gemäß Beispiel I hergestellt. Aus 96 Gew.% Zement und 4% Sojaöl wird eine Zement-Öl-Dispersion hergestellt.

75% der Bitumenemulsion und 25% der Zement-.) dispersion weiden innig verrührt.

Die weitere Verarbeitung erfolgt wie in Beispiel 1.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung einer selbsthäitenden Masse aus zwei Komponenten zur unmittelbaren Verarbeitung, nämlich aus einer wäßrigen Emulsion von Bitumen, Teer oder Teerpech und einer weiteren Komponente, die ein hydrophiles Bindemittel enthält, gekennzeichnet durch

a) Dispergieren des hydrophilen Bindemittels in einem wasserunlöslichen, flüssigen Weichmacher für Bitumen, Teer oder Teerpech, der in Bitumen, Teer oder Teerpech löslich ist, bis zu einer pulverigen oder pastös-dickflüssigen Konsistenz,

b) inniges Vermischen der Dispersion mit einer wäi3rigcn Bitumenemulsion mit 40 bis 80 Gewichtsprozent disperser Phase.

2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Zugabe einer verdickenden oder thixotrop wirkenden Substanz, die sich zu den übrigen Komponenten neutral verhält.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Bitumenemulsion ein Gemisch aus Zement mit etwa 10% dünnflüssigem Mineralöl zugefügt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Lösen von 3 bis 20% in Bitumen löslichen Polyolefinen im Bitumen vor dem Emulgieren in Wasser.

5. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Beimischen von 3 bis 15% in Bitumen nichtlöslichen Vinypolymeren zur Bitumenemulsion.

6. Verfahren nach Anspruch I, gekennzeichnet durch Beimischen einer Kautschukemulsion zu der Bitumenemulsion.