DE3911717C2 - Verfahren zur Herstellung von modifizierten Bitumenemulsionen mittels Elastomere und ihre Verwendung - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von modifizierten Bitumenemulsionen mittels Elastomere und ihre VerwendungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung
von modifizierten Bitumenemulsionen mittels Elastomere
bei wenig erhöhten Temperaturen und ihre Verwendung.
Die wichtigsten Eigenschaften von Bitumen und Bitumen
produkten, wie Festigkeit, Erweichungspunkt, Elastizität,
Brechpunkt, Geschmeidigkeit beziehungsweise Duktilität
und Fließvermögen in der Kälte, können durch Zumischen
von Elastomeren vorteilhaft verändert werden. Die
Elastomere gehören zu den kautschukartigen Kunststoffen
und sind bis zu ihrem Zersetzungspunkt zu einer gummi
elastischen Formveränderung fähig.
Durch Modifizieren von Bitumen durch Elastomere können
die obigen bekannten Eigenschaften der Elastomere mit
den bekannten Eigenschaften des Bitumens kombiniert werden.
Der "hauptsächliche plastische" Zustand in der Konsistenz
des Bitumens wird in Richtung auf den "überwiegenden
elastischen" Zustand verschoben. Demzufolge werden
die Zerreißfestigkeit und die Viskosität erhöht, die
durch Fließen hervorgerufene Formveränderung vermindert
und der Bereich der Plastizität erweitert, was große
Vorteile in der Anwendungstechnik bedeutet.
Der Zusammenhang zwischen den elastischen Eigenschaften
und dem Verhalten des Bitumen-Bindemittels und deren
Vorherbestimmung sind nicht bekannt, das heißt, daß der
Wirkungsmechanismus des Einbaues von Polymerzusatzstoffen
nicht geklärt ist.
Die Verteilung des Polymers im Bitumen und dadurch
die Konsistenzverschiebung werden nicht nur durch die
Menge, Art und Struktur des Polymers, sondern auch durch
die Materialeigenschaften des Bitumens, wie Löslichkeit
desselben im gewählten Elastomer, beeinflußt. Die Qualität
und die Materialeigenschaften des Bitumens bestimmen
also die Wahl der bevorzugten Bestandteile und von deren
Mengenverhältnissen sowie die Durchführung der "Umsetzung"
(Vermischen) der beiden Ausgangsstoffe. Die chemische
Zusammensetzung des Bitumens ändert sich in Abhängigkeit
vom Ursprungsort des Rohöles und es gibt Unterschiede in
der Aufarbeitungsverfahrenstechnik beziehungsweise -technologie,
so daß kein einheitliches Strukturmodell für die
erwarteten Eigenschaften, wie Stabilität der Bitumen-
Elastomer-Mischung aufgestellt werden kann.
Die Verwendung von Styrol-Butadien-Styrol-Kautschuk
(SBS-Kautschuk) zum Modifizieren von Bitumen ist bekannt.
Neben einem geringen Kautschukbedarf können gute Fließ
eigenschaften in der Kälte geschaffen werden. Das durch
Styrol-Butadien-Styrol-Kautschuk (SBS-Kautschuk) modifizierte
Bitumen enthält 5 bis 13 Gew.-% Elastomer, dessen
Verteilen im Bitumen durch 8 bis 12 Stunden lange Behandlung
bei Temperaturen von 160 bis 180°C durchgeführt wird.
Wegen der langsamen Dispergierung wird das Elastomer für
lange Zeit mit einer hohen Temperatur belastet, was die
Eigenschaften des Materiales verschlechtert und eine
partielle Zersetzung verursacht, wobei die lange Zeitdauer
des Erhitzens auch einen großen Energiebedarf beansprucht.
Bei der Modifizierung des Bitumens soll Luft ausgeschlossen
werden, und trotz der langen Zeitdauer der Behandlung
ist das modifizierte Bitumen nur begrenzt stabil und
neigt zur Trennung der Bestandteile.
Die nachträgliche Herstellung von Emulsionen aus dem
modifizierten Bitumen ist sehr kompliziert, da die hohe
Viskosität spezielle Vorrichtungen benötigt, und trotzdem
ist die Emulsionsbildung nicht vollständig.
Nach der HU-PS 1 80 004 wird zur Herstellung von kat
ionischen Emulsionen aus Bitumen und Kautschuk ein Bitumen
mit einem Erweichungspunkt von 42 bis 73°C und einer
Penetration von 10 bis 300 verwendet. Nach diesem Verfahren
wird das Bitumen mit einem verzweigten Styrol/Butadien-
Blockcopolymer (Molekulargewicht von 75 000 bis 250 000)
und mit 40 bis 70 Gew.-% des benötigten Emulgators bei
Temperaturen von 145 bis 190°C behandelt und danach mit
dem restlichen Teil des Emulgators, mit der Säure und Wasser
bei der genannten Temperatur vermischt. Die Gegenwart
des Emulgators beeinflußt die Konsistenz der Mischung,
weswegen auf die Verwendung von Lösungsmitteln zur Verdünnung
verzichtet und die verwendete hochviskose Mischung
leicht emulgiert werden kann. Dieses Verfahren hat jedoch
den Nachteil, daß die Modifizierung nur bei Temperaturen
von 140 bis 180°C durchführbar ist und diese hohe Temperatur
die Stabilität des Styrol/Butadien-Polymers beeinträchtigt
und zur Durchführung dieses Verfahrens spezielle
Vorrichtungen erforderlich sind.
Anionische oder kationische Bitumenemulsionen für den
Straßenbau können zur Verbesserung der Haftung an den Gesteinen
kalt (bei Zimmertemperatur) modifiziert werden,
indem die Bitumenemulsion bei Zimmertemperatur mit Latex
vermischt wird. Es ist jedoch zu beachten, daß der in Dispersion
vorhandene Latex mit der Bitumenemulsion verträglich
sein soll, das heißt, daß die Emulsionssysteme bei
einem gleichen pH-Wert identisch sein sollen. Zwar führt
die Modifizierung in der Kälte zu einer Veränderung der
Eigenschaften, diese ist jedoch auf Grund der verwendeten
Latexmenge zu gering. Ferner ist mit einer Trennung zu
rechnen, welche nur mit erhöhtem Emulgatorzusatz
kompensiert werden kann.
Das bei niederen Temperaturen modifizierte Elastomer
bitumen zeigt fast alle Nachteile von nicht vulkanisiertem
Kautschuk, sein Alterungswiderstand und seine Wärmebeständigkeit
sind unbefriedigend, seine Plastizität vermindert
sich vorzeitig, der Elastomerbitumenüberzug wird unter
Einwirkung des Wetters unbiegsam und widersteht der Belastung
nicht.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren
zur Herstellung von modifizierten Bitumenemulsionen
mittels Elastomere bei wenig erhöhten Temperaturen, welches
eine optimale Dispersion der Elastomere im Bitumen
gewährleistet, wobei nach der Zersetzung der Emulsion ein
stabiles und modifiziertes Bitumenprodukt mit besseren
Eigenschaften, jedoch mit geringerer Menge an Latex und
damit bei geringerem Aufwand sowie in hoher Ausbeute erhalten
werden kann, und die Verwendung der durch dieses
Verfahren erhältlichen Bitumenemulsionen zu schaffen.
Das Obige wurde überraschenderweise durch die Erfindung
erreicht.
Es wurde nämlich überraschenderweise festgestellt,
daß eine homogene disperse Struktur aus wäßriger Bitumen
emulsion und einem Anteil an Elastomerdispersion mit Hilfe
von Emulgatoren bei wenig erhöhten Temperaturen ohne Wärme
belastung hergestellt werden kann, deren Korngrößenver
teilung hauptsächlich in einem engen Bereich liegt. Wegen
des homogenen Einbaues und der vollständigen Umsetzung
kann die erforderliche
Menge von Elastomeren, bezogen auf das Bitumen, ohne Verschlechterung der Qualität herabgesetzt
werden.
Gegenstand der Erfindung ist daher ein Verfahren zur
Herstellung von modifizierten Bitumenemulsionen, ausgehend
von Bitumen beziehungsweise Bitumina mit einem Erweichungs
punkt von 38 bis 60°C und einer Penetration von
30 bis 200 mittels Elastomere unter Verwendung von 1 oder
mehr Emulgator(en) und eines Latex beziehungsweise von
Latices, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß das Bitumen
beziehungsweise die Bitumina auf Temperaturen von
120 bis 140°C erwärmt und dann mit einer wäßrigen Phase,
welche 1 oder mehr Emulgator(en) und eine Dispersion von
1 oder mehr mit dem beziehungsweise den Emulgator(en) ver
träglichen Latex beziehungsweise Latices enthält, bei
Temperaturen von 50 bis 80°C vermischt wird beziehungs
weise werden und das Gemisch unter Rühren bei Temperaturen
von 70 bis 100°C mindestens 15 Minuten lang wärmebehandelt
wird. Oben und auch im übrigen ist die Penetration
in der Dimension 0,1 mm bei 25°C angegeben, das heißt, daß,
wenn der Penetrationswert x ist, die Nadel des Penetrations
gerätes 0,1x mm tief in das Bitumen eindringt.
Vorzugsweise wird beziehungsweise werden als Bitumen
beziehungsweise Bitumina 1 oder mehr destillierte(s) Bitumen
beziehungsweise Bitumina, insbesondere der Qualität
SZB 30, SZB 90, SZB 50 und/oder B 200, verwendet.
Es ist auch bevorzugt, daß Bitumen beziehungsweise die
Bitumina mit Mineralöl, insbesondere Extraktöl, vorteilhaft
in Mengen von 5 bis 10 Gew.-% verdünnt einzusetzen.
Das Extraktöl ist ein beim Raffinieren von Schmierölen
mit Furfurol gewonnener Extrakt mit einem Gehalt an mindestens
30 Gew.-% aromatischer Fraktion mit einer Erstarrungs
temperatur von höchstens 30°C und einem Flammpunkt
(Marcusson) von höchstens 150°C. Im folgenden sind die
Kenndaten der bevorzugt verwendeten Bitumina wiedergegeben.
Bevorzugt wird das Bitumen beziehungsweise die Bitumina
in wäßriger Emulsion mit einem Trockensubstanzgehalt von
45 bis 58 Gew.-% eingesetzt und behandelt.
Ferner ist es bevorzugt, als Latex beziehungsweise Latices,
[einen] solche[n] von 1 oder mehr Chlorbutadien-,
Styrol/Butadien- und/oder Chlorbutadien/Methacrylsäure-Polymer(en)
beziehungsweise -Copolymer(en) zu verwenden. Als
Styrol/Butadien-Copolymer(e) ist beziehungsweise sind
[ein] solche[s] mit 20 bis 30 Gew.-%, vor allem 25 Gew.-%,
Styroleinheiten und 80 bis 70 Gew.-%, vor allem 75 Gew.-%,
Butadieneinheiten besonders bevorzugt. So sind als Latex
dispersionen mit 1 oder mehr anionischen und/oder nicht-
ionischen Emulgator(en) dispergierte[r] 2-(Chlor)-butadien-
(1,3)-Polymerlatex beziehungsweise -latices {wie Baypren®
Latex B}, mit 1 oder mehr anionischen und/oder Poly
vinylalkohol enthaltenden Emulgator(en) dispergierte[r]
2-(Chlor)-butadien-(1,3)/Methacrylsäure-Copolymerlatex
beziehungsweise -latices {wie Neopren®-Latex 115; DuPont},
mit 1 oder mehr kationischen Emulgator(en) dispergierte[r]
2-(Chlor)-butadien-(1,3)-Polymerlatex beziehungsweise -latices
{Baypren® Latex KA 2810; Bayer AG} oder anionische[r]
Latex beziehungsweise Latices, enthaltend [ein] Copolymer(e)
von 25 Gew.-% Styrol und 75 Gew.-% Butadien
{Buna® S 213}, bevorzugt.
Vorzugsweise wird als Latexdispersion (wäßrige Kolloid
dispersion) eine solche mit einem Trockensubstanzgehalt von
45 bis 58 Gew.-%, insbesondere 47 bis 58 Gew.-%, verwendet.
Es ist auch bevorzugt, die Latexdispersion in Mengen
von 10 bis 30 Gew.-%, insbesondere 15 bis 25 Gew.-%, bezogen
auf die Menge des Bitumens, einzusetzen.
Vorzugsweise wird beziehungsweise werden als Emulga
tor(en) 1 oder mehr Salz(e) von 1 oder mehr Talgfettsäurediamin(en),
gegebenenfalls mit 1 oder mehr Mineralsäure(n)
verdünnt, {kationische[r] Emulgator(en)}, 1 oder mehr Alkali-
und/oder Ammoniumsalz(e) von Ölsäure und/oder 1 oder mehr Fichtennadel
ölfettsäure(n), gegebenenfalls mit einem Gehalt an 1 oder
mehr Kupfer-, Zink-, Kobalt- und/oder Cadmiumsalz(en),
{anionische[r] Emulgator(en)}, 1 oder mehr Polyvinyl
alkohol(e) enthaltende[n] Emulgator(en) {anionische[r] Emulga
tor(en)} und/oder 1 oder mehr Nonylphenolpolyglykoläther,
insbesondere mit einer Äthylenoxydzahl von 8 bis 15, ganz
besonders 10, {nicht-ionische[r] Emulgator(en)} verwendet.
Die Talgfettsäurediamine vermögen mit Mineralsäuren Salze
zu bilden. Vorteilhaft wird der beziehungsweise werden die Emul
gator(en) in Mengenanteilen von 0,3 bis 5 Gew.-%, bezogen
auf die ganze Bitumenemulsion, verwendet. Es ist bevorzugt,
das wäßrige Medium bei Verwendung von kationischen Emulgatoren
auf einen pH-Wert von etwa 3, bei Verwendung von
nicht-ionischen Emulgatoren auf einen pH-Wert von etwa 7 und
bei Verwendung von anionischen Emulgatoren auf einen pH-
Wert von etwa 10 bis 12 einzustellen.
Ferner ist es bevorzugt, daß beim Vermischen des Bitumens
beziehungsweise der Bitumina mit der wäßrigen Phase
der Bitumengehalt der Bitumenemulsion auf 40 bis 60 Gew.-%
und ihr Latexgehalt auf 5 bis 25 Gew.-% eingestellt wird.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Verfahrens werden zur Herstellung einer modifizierten
kationischen Bitumenemulsion eine wäßrige Phase
mit einem pH-Wert von 3 bis 5, als Emulgator(en) 1 oder
mehr Salz(e) von 1 oder mehr Talgfettsäurediamin(en),
gegebenenfalls verdünnt mit 1 oder mehr Mineralsäure(en), und
als Latexdispersion eine solche von 1 oder mehr kationischen
Polymer(en) von 2-(Chlor)-butadien-(1,3) verwendet.
Nach einer anderen bevorzugten Ausführungsform des
erfindungsgemäßen Verfahrens werden zur Herstellung
einer modifizierten anionischen Bitumenemulsion ein basisches
wäßriges Medium, als Emulgator(en) 1 oder mehr Alkali-
und/oder Ammoniumsalz(e) von Ölsäure und/oder 1 oder mehr
Fichtennadelölfettsäure(n) und als Latexdispersion eine solche
von 1 oder mehr Polymer(en) beziehungsweise Copolymer(en)
von 2-(Chlor)-butadien-(1,3), anionischem 2-(Chlor)-
butadien-(1,3) und/oder von Styrol und Butadien verwendet.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des
erfindungsgemäßen Verfahrens werden zur Herstellung einer
modifizierten nicht-ionischen Bitumenemulsion ein neutrales
Medium, als Emulgator(en) 1 oder mehr Nonylphenolpoly
glykoläther und als Latexdispersion eine solche von 1 oder
mehr Copolymer(en) von 2-(Chlor)-butadien-(1,3) und
Methacrylsäure verwendet.
Vorzugsweise wird die Wärmebehandlung des Gemisches
aus Bitumen beziehungsweise Bitumina und Latex beziehungs
weise Latices in Emulsion unter kräftigem Rühren, insbesondere
in einer Kolloidmühle, durchgeführt. Dazu wird zweckmäßig
die zu behandelnde Mischung während der Wärmebehandlung
durch eine Kolloidmühle, gegebenenfalls über eine
Temperieranlage, zirkulieren gelassen. Es ist auch
bevorzugt, die Wärmebehandlung der Emulsion von Bitumen
beziehungsweise Bitumina und Latex beziehungsweise Latices bei
Temperaturen von 70 bis 80°C 15 bis 30 Minuten lang durch
zuführen, wobei in Abhängigkeit von der Stabilität des
behandelten Systemes gegebenenfalls auch eine längere Zeit
dauer benötigt werden kann. Zu den kationischen Emulgatoren
kann erforderlichenfalls ein kleiner Anteil von Calcium
chlorid zugegeben werden. Die Wärmebehandlung kann in
einem Gefäß mit Schnellrührer oder in einem Gefäß mit
Rührer und Pumpe durchgeführt werden. Die Mischung wird
erfindungsgemäß zweckmäßig so lange behandelt, bis die
entnommene Probe Korngrößen hauptsächlich von 3 bis 5 µm
aufweist und das Bitumen/Elastomer-System mindestens zu
90% ausgebildet ist.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist ein allgemein ver
wendbares Verfahren, das in einem Emulsionssystem durch
geführt zur Herstellung von Elastomer/Bitumen-Produkten
mit hoher Ausbeute und geringem Aufwand geeignet ist.
Gegenstand der Erfindung ist auch die Verwendung der
modifizierten Bitumenemulsionen, erhältlich nach dem
erfindungsgemäßen Verfahren, als Bindemittel, Grundier
material oder Isoliermaterial, insbesondere in der Bau
industrie, vor allem im Straßenbau.
Die Hauptvorteile der Erfindung sind wie folgt:
- a) Hohe Emulsionsstabilität und lange Lagerstabilität der erhaltenen modifizierten Bitumenemulsionen.
- b) Günstigste Bildung der Elastomer/Bitumen-Struktur, die energiesparend und umweltfreundlich ist.
- c) Günstige kolloidchemische Eigenschaften der erhaltenen modifizierten Bitumenemulsionen, da sich Bitumen/Elastomer-Mizellen in der Größenordnung von 3 bis 5 µm bilden, ohne das Elastomer unter Wärme einwirkung zu schädigen.
Die Erfindung wird an Hand der folgenden Beispiele
näher erläutert.
Zur Herstellung von modifiziertem Bitumen in einer
anionischen Emulsion wurden die folgenden Bestandteile
verwendet:
Bitumen SZB 90 | |
50 Gew.-% | |
2-(Chlor)-butadien-(1,3)-Polymer in wäßriger Kolloiddispersion {Baypren® Latex B, Trockensubstanzgehalt 58 Gew.-%} | 10 Gew.-% |
Ölsäure | 4 Gew.-% |
Ammoniaklösung (25gew.-%ig) | 4 Gew.-% |
Wasser | 32 Gew.-% |
Das Bitumen wurde getrennt in einem Heizgefäß auf
130°C erwärmt und bis zum Vermischen mit der wäßrigen
Phase auf dieser Temperatur gehalten.
In einem Rührgefäß wurden 32 Gew.-% Wasser (bezogen
auf die ganze Bitumenemulsion) mit einer Temperatur von
70°C vorgelegt. Im Wasser wurde die Ölsäure mit der Ammoniak
lösung emulgiert und der Emulsion wurden 10 Gew.-%
2-(Chlor)-butadien-(1,3)-Polymer in wäßriger Kolloid
dispersion (bezogen auf die ganze Bitumenemulsion) zugesetzt.
Die wäßrige Phase, deren pH-Wert etwa 10 betrug, wurde
auf einer Temperatur von 70 bis 75°C gehalten. Das Bitumen
und die wäßrige Phase wurden in einer Kolloidmühle mit
einer Drehzahl von 3000 U/Minute und einer Korngröße der
festen Substanzen von 0,3 mm zugeführt und über ein Rühr
gefäß bei einer Temperatur von 90°C zirkulieren gelassen.
Nach einer Zirkulierdauer von 20 bis 30 Minuten wurde
eine homogene
Emulsion, welche als Isoliermaterial in der Bauindustrie
verwendet werden konnte, erhalten.
Zur Herstellung von modifizierten Bitumen in einer
kationischen Emulsion wurden die folgenden Bestandteile
verwendet:
Bitumen B 200 | |
50 Gew.-% | |
2-(Chlor)-butadien-(1,3)-Polymer in wäßriger kationischer Dispersion {Baypren® Latex KA 8210, Trockensubstanzgehalt 58 Gew.-%} | 8 Gew.-% |
Talgfettsäurediamine {Duomeen T, Akzo Chemie} | 0,3 Gew.-% |
Salzsäure (37 Gew.-%) | 0,5 Gew.-% |
Wasser | 41,2 Gew.-% |
Es wurde analog wie im Beispiel 1 beschrieben vorgegangen,
jedoch mit dem Unterschied, daß das Bitumen auf 120°C
erwärmt und mit einer wäßrigen Phase mit einem pH-Wert von
3 und einer Temperatur von 60°C vermischt wurde. In der
wäßrigen Phase wurde zunächst ein salzsaures Salz des kat
ionischen Emulgators Talgfettsäurediamine gebildet und
dann mit der Latexdispersion, das heißt dem 2-(Chlor)-butadien-
(1,3)-Polymer in wäßriger kationischer Dispersion,
vermischt. Das Bitumen wurde mit der wäßrigen Phase bei 80°C
20 Minuten lang gerührt. Diese Zeitdauer genügte zur
Modifizierung. Das Rühren konnte in einem Heizgefäß
mit einer am Boden montierten Pumpe durchgeführt werden,
wobei die Mischung mit der Pumpe kontinuierlich zirkulieren
gelassen wurde. Die erhaltene kationische Bitumenemulsion
konnte zum Straßenbau verwendet werden und zeigte
eine bessere Haftung.
Zur Herstellung von modifiziertem Bitumen in einer
nicht-ionischen Emulsion wurden die folgenden Bestandteile
verwendet:
Bitumen SZB 50 | |
50 Gew.-% | |
Chloropren/Methacrylsäure-Copolymer in 47gew.-%iger Dispersion (Carboxylgruppengehalt in Mol/kg Latextrockenstoff = 0,33) {Neopren®-Latex 115, DuPont} | 12 Gew.-% |
Nonylphenolpolyglykoläther (Äthylenoxydzahl = 10) {Arkopal® N-100, Hoechst AG} | 1 Gew.-% |
Wasser | 37 Gew.-% |
Das Bitumen wurde auf eine Temperatur von 140°C erwärmt
und bis zum Vermischen mit der wäßrigen Phase auf
dieser Temperatur gehalten. Der Emulgator Nonylphenol
polyglykoläther wurde im Wasser bei einer Temperatur von
65°C und einem pH-Wert von 7 gelöst und mit der Latex
dispersion, das heißt dem Chloropren/Methacrylsäure-
Copolymer in 47gew.-%iger Dispersion, vermischt.
Die wäßrige Phase wurde auf einer Temperatur von 65°C
gehalten und mit dem Bitumen, welches eine Temperatur von
140°C hatte, in einer mit einer getrennten Temperieranlage
ausgerüsteten Kolloidmühle vermischt und 60 Minuten bei
einer Temperatur von 90°C zirkulieren gelassen. Die
entnommene Probe zeigte unter dem Mikroskop eine ein
heitliche Korngrößenverteilung.
Die erhaltene nicht-ionische Bitumenemulsion konnte
als Bindemittel in Baustoffmischungen mit hohem mineralischen
Füllstoffgehalt, wie Kies oder Calciumcarbonat, verwendet
werden.
Zur Herstellung von modifiziertem Bitumen in anionischer
Emulsion, enthaltend einen Styrol/Butadien-Latex,
wurden die folgenden Bestandteile verwendet:
Bitumen SZB 30 | |
47 Gew.-% | |
Extraktöl | 3 Gew.-% |
Anionischer Styrol/Butadien-25/75-Copolymerlatex (Trockensubstanzgehalt etwa 50 Gew.-%) {Buna® Latex S 213} | 10 Gew.-% |
Fichtennadelölfettsäuren | 3 Gew.-% |
Kaliumhydroxydlösung (10gew.-%ig) | 1 Gew.-% |
Wasser | 36 Gew.-% |
Das Bitumen wurde mit dem Extraktöl auf eine Temperatur
von 130°C erwärmt und bis zum Vermischen mit der wäßrigen
Phase auf dieser Temperatur gehalten. Die Fichten
nadelölfettsäuren wurden mit der Kaliumhydroxydlösung im
Wasser bei einer Temperatur von etwa 70°C emulgiert und
mit dem Latex, das heißt dem anionischen Styrol/Butadien-
25/75-Copolymerlatex, vermischt und die erhaltene wäßrige
Phase mit einem pH-Wert von etwa 12 wurde mit der Bitumen
phase in einer Kolloidmühle vermischt. Die Mischung
wurde in der Kolloidmühle 15 Minuten lang zirkulieren
gelassen, bis die entnommene Probe eine homogene Korngrößen
verteilung zeigte.
Die erhaltene anionische Bitumenemulsion konnte zum
Grundieren von Bauisolierungen aus Bitumen verwendet werden.
Claims (14)
1. Verfahren zur Herstellung von modifizierten Bitumen
emulsionen, ausgehend von Bitumen beziehungsweise
Bitumina mit einem Erweichungspunkt von
38 bis 60°C und einer Penetration von 30 bis 200
mittels Elastomere unter Verwendung von 1 oder
mehr Emulgator(en) und eines Latex beziehungsweise
von Latices, dadurch gekennzeichnet, daß man das
Bitumen beziehungsweise die Bitumina auf Temperaturen
von 120 bis 140°C erwärmt und dann mit einer
wäßrigen Phase, welche 1 oder mehr Emulgator(en)
und eine Dispersion von 1 oder mehr mit dem
beziehungsweise den Emulgator(en) verträglichen Latex
beziehungsweise Latices enthält, bei Temperaturen
von 50 bis 80°C vermischt und das Gemisch unter
Rühren bei Temperaturen von 70 bis 100°C mindestens
15 Minuten lang wärmebehandelt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß man als Bitumen beziehungsweise Bitumina 1 oder
mehr destillierte(s) Bitumen beziehungsweise Bitumina
einsetzt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß man das Bitumen beziehungsweise die
Bitumina mit Mineralöl verdünnt einsetzt.
4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß man das Bitumen beziehungsweise die
Bitumina in wäßriger Emulsion mit einem Trocken
substanzgehalt von 45 bis 58 Gew.-% einsetzt und
behandelt.
5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
daß man als Latex beziehungsweise Latices
[einen] solche[n] von 1 oder mehr Chlorbutadien-,
Styrol/Butadien- und/oder Chlorbutadien/Methacrylsäure-
Polymer(en) beziehungsweise -Copolymer(en)
einsetzt.
6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
daß man als Latexdispersion eine solche
mit einem Trockensubstanzgehalt von 45 bis 58 Gew.-%
einsetzt.
7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,
daß man die Latexdispersion in Mengen von
10 bis 30 Gew.-%, bezogen auf die Menge des Bitumens,
einsetzt.
8. Verfahren nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet,
daß man als Emulgator(en) 1 oder mehr
Salz(e) von 1 oder mehr Talgfettsäurediamin(en),
gegebenenfalls mit 1 oder mehr Mineralsäure(n) verdünnt,
1 oder mehr Alkali- und/oder Ammoniumsalz(e)
von Ölsäure und/oder 1 oder mehr Fichtennadelöl
fettsäure(n), gegebenenfalls mit einem Gehalt an 1
oder mehr Kupfer-, Zink-, Kobalt- und/oder Cadmium
salz(en), 1 oder mehr Polyvinylalkohol(e) enthaltende[n]
Emulgator(en) und/oder 1 oder mehr Nonyl
phenylpolyglykoläther einsetzt.
9. Verfahren nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet,
daß man beim Vermischen des Bitumens beziehungsweise
der Bitumina mit der wäßrigen Phase
den Bitumengehalt der Bitumenemulsion auf 40 bis
60 Gew.-% und ihren Latexgehalt auf 5 bis 25 Gew.-%
einstellt.
10. Verfahren nach Anspruch 1 bis 9 zur Herstellung
einer modifizierten kationischen Bitumenemulsion,
dadurch gekennzeichnet, daß man eine wäßrige Phase
mit einen pH-Wert von 3 bis 5, als Emulgator(en)
1 oder mehr Salz(e) von 1 oder mehr Talgfettsäure
diamin(en), gegebenenfalls verdünnt mit 1 oder mehr
Mineralsäure(n), und als Latexdispersion eine solche
von 1 oder mehr kationischen Polymer(en) von
2-(Chlor)-butadien-(1,3) einsetzt.
11. Verfahren nach Anspruch 1 bis 9 zur Herstellung
einer modifizierten anionischen Bitumenemulsion,
dadurch gekennzeichnet, daß man ein basisches wäßriges
Medium, als Emulgator(en) 1 oder mehr Alkali-
und/oder Ammoniumsalz(e) von Ölsäure und/oder 1
oder mehr Fichtennadelölfettsäure(n) und als Latex
dispersion eine solche von 1 oder mehr Polymer(en)
beziehungsweise Copolymer(en) von 2-(Chlor)-butadien-
(1,3), anionischem 2-(Chlor)-butadien-(1,3)
und/oder von Styrol und Butadien verwendet.
12. Verfahren nach Anspruch 1 bis 9 zur Herstellung
einer modifizierten nicht-ionischen Bitumenemulsion,
dadurch gekennzeichnet, daß man ein neutrales Medium,
als Emulgator(en) 1 oder mehr Nonylphenolpoly
glykoläther und als Latexdispersion eine solche von
1 oder mehr Copolymer(en) von 2-(Chlor)-butadien-
(1,3) und Methacrylsäure einsetzt.
13. Verfahren nach Anspruch 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet,
daß man die Wärmebehandlung des Gemisches
aus Bitumen beziehungsweise Bitumina und Latex
beziehungsweise Latices in Emulsion unter kräftigem
Rühren, insbesondere in einer Kolloidmühle,
durchführt.
14. Verwendung der modifizierten Bitumenemulsion,
erhältlich nach Anspruch 1 bis 13, als Bindemittel,
Grundiermaterial oder Isoliermaterial.
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