DE60120301T2

DE60120301T2 - Wässrige Emulsionen aus synthetischem Bitumen, Verfahren zu deren Herstellung und ihre Verwendungen

Info

Publication number: DE60120301T2
Application number: DE60120301T
Authority: DE
Inventors: Guy Lemoine; Jean-Philippe Gillet; Yannick Jolivet
Original assignee: TotalFinaElf France SA
Current assignee: Total Marketing Services SA
Priority date: 2000-08-30
Filing date: 2001-08-30
Publication date: 2007-06-14
Anticipated expiration: 2021-08-31
Also published as: US20020052431A1; US6767957B2; JP2002146213A; FR2813309B1; EP1184423A1; FR2813309A1; ATE328962T1; JP5289658B2; DE60120301D1; EP1184423B1; DK1184423T3; ES2267694T3

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf neue wäßrige Emulsionen von synthetischem Bitumen, die im wesentlichen aus klaren, keine Asphaltene enthaltenden synthetischen Bindemitteln und Polymeren aufgebaut sind, sowie auf ihr Herstellungsverfahren. Die Erfindung bezieht sich auch auf die Anwendungen dieser Emulsionen zur Herstellung von Oberflächenbezügen, die gefärbt sein können, insbesondere für pigmentierte Abdichtungs- bzw. Beschichtungsmaterialien wie gefärbte Abdichtungsabdeckungen für Dächer, wie auch für Straßenanwendungen.
Im Stand der Technik ist es bekannt, bei der Herstellung von gefärbten Bezügen klare synthetische Bindemittel zu verwenden, die mit Ausnahme der Farbe Eigenschaften aufweisen, welche zu denen natürlicher Bitumen ähnlich sind (herrührend aus Rohöl, bituminösem Schiefer, Schwerölen, bituminösen Sanden, etc., die insbesondere aus der Destillation und der Entasphaltierung von aus der Destillation stammender schwerer Fraktion erhalten wurden). Diese klaren Bindemittel enthalten keine Asphaltene und können insbesondere, wie im europäischen Patent EP 179 510 beschrieben, erhalten werden durch Vermischung eines mineralischen Schmierölextrakts mit einem Petroleumharz und/oder einem modifizierten Cumaron-Inden-Harz. Zur Herstellung von pigmentieren Zusammensetzungen sind eine Mischung mit gefärbten Pigmenten und ggf. anderen Polymeren eine Mischung verwendet worden. Ihr Einsatz erfordert Wärmetechniken, die kompliziert und energieaufwendig sind.
Es ist gleichfalls bekannt, natürliche Bitumen in Emulsion zu bringen, um sie in als Straßenanwendungen "bei Kälte" bezeichneten Techniken verwenden zu können.
Andererseits ist auch bekannt, wäßrige Lösungen von klaren synthetischen Bindemitteln zusammen mit Granulat und gefärbten Pigmenten herzustellen, um gefärbte Bezüge herzustellen, die für Straßen- oder städtische Bezüge bestimmt sind, deren Einsatz bei Kälte durchgeführt werden. Falls man aber für andere Anwendungen wünscht, die Leistungsfähigkeit des Bindemittels, insbesondere seine Kohäsivkraft und/oder sein Erweichungspunkt (bzw. "Kugel-Ring"-Temperatur) durch Zugabe von Polymeren zu verbessern, stellt man fest, daß der Gehalt des Polymers schnell begrenzt ist auf eine Höhe von ungefähr 7 Gew.-%. Diese Einschränkung rührt von der erhöhten Viskosität der erhaltenen, modifizierten Bindemittel her, was ihre Fertigung in eine Emulsion sehr schwierig, wenn nicht sogar unmöglich macht unter den Temperaturbedingungen und dem Druck, die gewöhnlich bei den Herstellungsverfahren angewendet werden.
Dies ist der Fall insbesondere im der Anmelderin zuzuordnenden europäischen Patent EP 0 604 258 , das ein Beispiel des Erhaltens einer wäßrigen Bitumen/Polymer-Emulsion beschreibt, in dem das Bitumen ein synthetisches Bitumen sein kann, in welches ein Polymer eingefügt wird, das bei Wärme im Bitumen in situ gepfropft und vernetzt wird. Der Gehalt des Polymeren in der Emulsion übersteigt nicht 5 Gew.-%, und das Herstellungsverfahren erfordert eine relativ komplexe Durchführung.
Die Anmelderin hat festgestellt, daß überraschend durch Bildung einer Emulsion eines klaren synthetischen Bindemittels in Kombination mit mindestens einer Verbindung aus der Gruppe der Latexe eine verbesserte synthetische Bitumen-Emulsion erhalten wird, die dank ihres besonders erhöhten Gehalts an Polymeren besonders vorteilhaft ist, während eine zufriedenstellende Viskosität vollständig erhalten bleibt, was ihre Anwendung erleichtert, insbesondere für Anwendungen durch "bei Kälte" bezeichnete Techniken. Diese Emulsion ist besonders vorteilhaft zur Herstellung von – insbesondere gefärbten – Bezügen oder Oberflächenschichten, und sie verleiht diesen Bezügen im Niveau erhöhte Eigenschaften, dank dem erhöhten Gehalt von Polymer, der eingeschlossen werden kann, insbesondere was ihren Erwartungspunkt, ihre Bindekraft, ihre Alterungsbeständigkeit sowie ein verbessertes rheologisches Verhalten betrifft.
Die Erfindung hat somit zum ersten Gegenstand eine synthetische Bitumenemulsion, verwendbar insbesondere zur Herstellung von gefärbten Beschichtungen, die im wesentlichen aus (a) synthetischen Bindemitteln ohne Asphaltene und ggf. (b) Farbpigmenten aufgebaut ist, dadurch gekennzeichnet, daß sie umfaßt:

– ohne Asphaltene mindestens ein synthetisches Bindemittel, das einen Erweichungspunkt bzw. eine Kugel/Ring(TBA)-Temperatur, gemessen nach der Norm NF T 66-008, von 30 bis 100°C aufweist, umfassend mindestens ein Strukturmittel auf der Grundlage von Petrolharz und mindestens einen Weichmacher auf der Basis eines aromatischen Extrakts eines Petrolverschnitts, oder umfassend mindestens ein Strukturmittel auf der Basis eines cycloaliphatischen Kohlenwasserstoffpolymers und mindestens einen Weichmacher auf der Basis einer aliphatischen Kohlenwasserstoffverbindung, deren Kohlenstoffzahl 20 oder höher ist,
– mindestes eine Verbindung aus der Klasse der Latexe von Acrylpolymeren und von natürlichen oder synthetischen Kautschuken, eingebracht in einer Menge von 3 bis 40 Gew.-% der Emulsion,
– Wasser,
– und mindestens ein Emulgiermittel.

Weiter bevorzugt wird die Verbindung aus der Klasse der Latexe ausgewählt unter den Acrylpolymeren und den natürlichen oder synthetischen Kautschuken, die in Form wäßriger Dispersion verwendbar sind, wie:

– EPDM (Ethylen/Propylen/Dien-Monomer)
– EPM (Ethylen/Propylen-Monomer)
– Copolymer von Styrol/statistischem Butadien SBR (Styrol/Butadien-Gummi) oder Sequenz-SBS (Styrol/Butadien/Styrol), jeweils linear oder verzweigt, oder von SIS (Styrol/Isopren/Styrol),
– Polyisobutylen,
– Polybutadien,
– Polyisopren,
– Polychloropren.

Bevorzugt wird die Verbindung aus der Klasse der Latexe eingebracht in einer Menge von 5 bis 30 Gew.-% der Emulsion.
Das klare synthetische Bindemittel umfaßt mindestens einen Weichmacher auf der Basis eines aromatischen Extrakts eines Petrolverschnitts und mindestens ein Strukturmittel auf der Basis von Petrolharz, oder umfaßt mindestens einen Weichmacher auf der Basis einer aliphatischen Kohlenwasserstoffverbindung, deren Zahl an Kohlenstoffatomen 20 oder darüber ist, sowie mindestens ein Strukturmittel auf der Basis eines cycloaliphatischen Kohlenwasserstoffpolymeren.
Der im Fall der Erfindung verwendete Weichmacher wird vorzugsweise ausgewählt unter:

a) natürlichen oder synthetischen aliphatischen Ölen,
b) Polymeren mit niedrigem Polymerisationsgrad, wie Polyolefinen.

Insbesondere besitzen die aliphatischen Öle einen Anilinpunkt von 90°C oder höher (gemäß der Methode ASDM B 611) und vorzugsweise von 110°C oder höher.
Die aliphatischen Öle werden vorzugsweise unter den hydrierten Weißölen ausgewählt, die mindestens 60% parafinische Kohlenstoffatome (gemäß der Methode ASTM D 2140) enthalten.
Diese Polymere sind vorzugsweise vom Polybuten-Typ, von einem zahlenmäßigen Molekulargewicht von 900 bis 2.600 und von einer kinematischen Viskosität bei 100°C (gemäß der Methode ASDM D 445) von 200 bis 4.600 cst (200–4.600 mm²/s).
Das Strukturmittel gemäß der Erfindung ist ein polycycloaliphatisches thermoplastisches Harz, insbesondere vom Typ der Polycyclopentane, mit einem geringen Molekulargewicht.
Insbesondere weist das thermoplastische Harz vom Typ der Polycyclopentane einen Erweichungspunkt (bzw. Kugel/Ring-Temperatur TBA, gemessen gemäß der Norm NF T 66-008) von über 125°C und einen Gardner-Farbindex (gemäß der Norm NF T 20-030) von höchstens 1 auf.
Das Gewichtsverhältnis zwischen dem Strukturmittel und dem Weichmacher gemäß der Erfindung liegt vorteilhaft zwischen einschließlich 0,4 und 1,5.
Gemäß der Erfindung wird der Weichmacher in einer Menge von 40 bis 70 Gew.-% des klaren synthetischen Bindemittels verwendet.
Das wie oben definierte klare synthetische Bindemittel zeigt eine Durchdringbarkeit von 20 bis 300 Zehntel Millimeter (gemäß der Norm NF T 66-04).
Das klare synthetische Bindemittel der Emulsion gemäß der Erfindung kann außerdem entweder Ethylen/Vinylacetat-Copolymere (EVA) oder Styrol/Butadien-Sequenzen (SBS), oder Polyethylenpolymere niedriger Dichte enthalten. Das Einfügen dieser Polymere erweist sich als nützlich zum Härten des Bindemittels, zum Herabsetzen des Werts der Durchdringbarkeit und zum Verstärken der Bindekraft.
Zur Herstellung der Emulsion gemäß der Erfindung hat die Anmelderin gleichfalls mit Erfolg eine nicht-ionische oder kationische Polychloroprenlatex-Emulsion angewendet, die eine Trockenstoffkonzentration von 55 bis 59% und ein spezifisches Gewicht von 1,09 bis 1,14 g/cm³ aufweist.
Die Emulsion gemäß der Erfindung kann vorzugsweise umfassen:

– 40 bis 70 Masse-% synthetisches Bindemittel,
– 5 bis 30 Masse-% Latex,
– 60 bis 30 Masse-% Wasser,
– 3 bis 10 Masse-% Emulgiermittel.

Die Präparation der Emulsion gemäß der Erfindung erfordert die Verwendung eines Emulgiermittels, das vorzugsweise kationisch oder nicht-ionisch ist. Ein bevorzugter Bereich des Emulgators umfaßt zum Beispiel Emulgatoren auf der Basis von ethoxylierten sekundären Alkoholen mit C10 bis C15, eingebracht bei einem Gehalt von 3 bis 8 Masse-% der Emulgatorlösung. Andere Emulgatoren wie Polyvinylalkohole können ebenfalls vorteilhaft verwendet werden.
Das Einbringen des Emulgators kann zum Teil vorläufig in das synthetische Bindemittel erfolgen, vor dem Einführen der Emulgierlösung zur Emulsionslösung des Bitumens, was in einer Vermengung bei sehr hohen Scherkraftwerten verwirklicht wird.
Die Erfindung hat gleichfalls zum Gegenstand ein Verfahren zur Herstellung dieser Emulsion, dadurch gekennzeichnet, daß es die folgenden Schritte umfaßt:

a) Herstellung eines synthetischen Bindemittels durch im wesentlichen homogene Vermengung, bei geschmolzenem Zustand, von mindestens einem Weichmacher und mindestens einem Strukturmittel,
b) in-Emulsion-bringen des in (a) erhaltenen synthetischen Bindemittels mit Hilfe einer wäßrigen Lösung eines Emulgiermittels unter Halten der erhaltenen Vermengung bei einer Temperatur, die zum Erhalt einer stabilen Emulsion ausreicht,
c) Abkühlen der Emulsion der Latexe in Emulsionsform unter Bewegung bei Umgebungstemperatur.

Der erste Schritt a) des Verfahren der Herstellung der Emulsion des synthetischen Bitumens gemäß der Erfindung besteht aus einem Vermengen der Bestandteile des synthetischen Bindemittels bei einer Temperatur von 180 bis 200°C in einer Einfassung der dynamischen Mischung mit einem Rotor, während einer Dauer, die bei 1 bis 1,5 Stunden liegen kann, um eine homogene Mischung zu erhalten.
Der zweite Schritt b) des Verfahrens gemäß der Erfindung umfaßt den Einbau, in synthetischem Bindemittel unter Bewegung, einer Emulgiermittellösung, die mit einem nicht-ionischen oder kationischen Emulgiermittel hergestellt wurde, eingeführt bei einem Prozentsatz von 3 bis 8 Masse-% der Emulgierlösung. Die ses in-Emulsion-bringen wird verwirklicht mittels eines Mischers bei starker Bewegung. Die erhaltene Emulsion zeigt einen Trockengewichtsgehalt von 30 bis 75%.
Nach dem Abkühlen der Emulsion findet der Einbau der Latexemulsion, vorzugsweise in nicht-ionischer oder kationischer Form, statt, die bei einem Gehalt von vorteilhaft zwischen ungefähr 15 und 30 Gew.-% durch mechanische Vermengung bei Umgebungstemperatur eingebracht wird. Man stellt eine gute Stabilität der erhaltenen Bitumen/Polymer-Emulsion fest, deren Trockenstoffgehalt zwischen 56 und 60% variiert.
Es kann gleichfalls in Betracht gezogen werden, das Polymer in Latexform zur Zeit der Emulsionsbildung des synthetischen Bindemittels einzubringen durch dessen Zugabe in das Emulgatorsystem beim Schritt b).
In einer anderen Variante der Ausführung des Verfahrens gemäß der Erfindung wird das synthetische Bindemittel erhalten durch Vermengung eines Weichmachers, der aus einer aliphatischen Kohlenwasserstoffverbindung, deren Zahl an Kohlenstoffatomen 20 oder mehr ist, zusammengesetzt ist, mit einem Strukturmittel, das aus einem cycloaliphatischen Kohlenwasserstoffpolymeren zusammengesetzt ist.
Die Endemulsion kann auch gefärbte Pigmente umfassen, die in Emulsionsform eingeführt werden. Man beobachtet kein Demulgieren oder Aufbrechen der Endemulsion bei dieser Einfügung, und zum Erhalt einer bestimmten Lichtundurchlässigkeit kann es erforderlich sein, andere Pigmente wie z.B. Titandioxid zuzugeben. Die Dispersion von Farbstoffen erfolgt durch mechanische Bewegung.
Die Demulgierung bzw. das Aufbrechen der Emulsion gemäß der Erfindung kann, wenn ein nicht-ionisches Emulgiermittel verwendet wird, durch Verdampfen von Wasser bei Umgebungstemperatur oder durch Erwärmung, insbesondere durch warme Luft oder durch Mikrowellen, erfolgen.
Im Fall der Verwendung eines kationischen Bindemittels erfolgt die Demulgierung bzw. das Aufbrechen der Emulsion durch einen chemischen Prozeß (unterstützt durch Gegenwart von Granulaten).
Die Schicht von synthetischem Bitumen, die ausgehend von dieser Emulsion durch Verdampfen von Wasser erhalten wird, zeigt eine Kugel/Ring(TBA)-Temperatur von mehr als 100°C und kann sogar 160°C übersteigen, wohingegen vor der Emulsionsbildung das klare synthetische Bindemittel eine TBA von weniger als 50°C aufweist.
Dank der erhöhten Viskosität dieser Zusammensetzung, ihren Haftungseigenschaften und ihrer guten Lichtbeständigkeit ist diese Emulsion besonders angepaßt auf eine Verwendung als Belag als Ersatz von bestimmten Polymerbelägen, wie bei Polyvinylchlorid-Plastisolen, Polymeremulsionen oder Anstrichen.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung besteht aus der Anwendung dieser Emulsion zur Herstellung einer gefärbten Oberflächenbeschichtung auf einem Abdichtungs- bzw. Beschichtungsmaterial, wie einer Membran oder einer Isolierschicht, umfassend mindestens eine Grundierschicht, wobei diese Anwendung dadurch gekennzeichnet ist, daß der Niederschlag des synthetischen Bitumen, zu dem Farbpigmente hinzugefügt wurden, erhalten wurde durch Überziehen der Grundierschicht mit dieser Emulsion und Verdampfen ihres Wassers.
Die Schicht der Oberflächenbeschichtung zeigt eine Kugel/Ring(TBA)-Temperatur von mehr als 160°C und eine Dicke von weniger als 1 mm und vorzugsweise von weniger als 500 μm.
Man stellt fest, daß eine solche Oberflächenbeschichtung eine Lichtechtheit zeigt, die mit der gewisser polymerer Beschichtungen wie von Polyvinylchlorid(PVC)-Plastisolen vergleichbar ist.
Das zu behandelnde Abdichtungs- bzw. Beschichtungsmaterial umfaßt vorzugsweise eine Trageschicht auf der Basis einer Bitumen/Polymer-Mischung.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung besteht aus der Verwendung einer Emulsion gemäß der Erfindung zur Herstellung eines gefärbten Oberflächenbezugs für Anwendungen im kalten Straßenbau, wie oberflächliche Verputze, bei Kälte gegossenen Straßendecken und Brei auf einer Unterlage, wobei diese Verwendung dadurch gekennzeichnet ist, daß der Niederschlag des synthetischen Bindemittels, zu dem Farbpigmente und Granulat hinzugefügt wurden, erhalten wurde durch Kaltplanieren und chemischem Demulgieren bzw. Aufbrechen dieser Emulsion.
Die so erhaltene Oberflächenschicht kann eine Dicke von weniger als 1,5 cm und vorzugsweise weniger bis gleich 0,8 cm aufweisen. Sie besitzt verbesserte Hafteigenschaften gegenüber der Grundschicht, wie auch in Bezug auf die Kohäsion.
Die auf die Art der Granulate angepaßten kationischen Emulsionen werden vorteilhaft zur Planierung oder Ummantelung verwendet. Diese Emulsionen zeigen einen Bindemittelgehalt von ungefähr 60 bis 70 Gew.-%.
Im allgemeinen stellt man fest, daß die Eigenschaften des synthetischen Bindemittels mit einer Grundlage, zu der gemäß der Erfindung ein Latex hinzugefügt wird, deutlich verbessert sind, insbesondere was die Kohäsivkraft, die passive Haftung, das Verhalten bei niedriger Temperatur (Fraass-Punkt von weniger als –20°C), die TBA, den Erweichungsbereich, die Alterungsbeständigkeit und das rheologische Verhalten betrifft.
Das folgende Beispiel, das nicht einschränkend zu verstehen ist, veranschaulicht eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung.
BEISPIEL
Dieses Beispiel bezieht sich auf die Herstellung einer synthetischen Bitumenemulsion gemäß der Erfindung.
1) Herstellung des klaren synthetischen Bindemittels:
Das verwendete synthetische Bindemittel umfaßt:

– 59,5 Gew.-% eines Polybutens als Weichmacher, von einem zahlenmäßigen Molekulargewicht von 2.600 und einer kinematischen Viskosität bei 100°C (gemäß der Methode ASTM D 445) von 4.300 cSt (oder mm²/s), verkauft unter der Marke "DYNAPAK H-2000" durch das Unternehmen Pakhoed, und
– 40,5 Gew.-% eines gesättigten, cycloaliphatischen Kohlenwasserstoffharzes als Strukturmittel, das einen Erweichungspunkt bzw. eine Kugel/Ring-Temperatur (TBA) von 140°C, ein zahlenmäßiges Molekulargewicht von 400 und einen Gardner-Farbindex (gemäß der Norm NF T 20-030) von 1 aufweist, verkauft unter der Marke "Escorez 5340" durch das Unternehmen EXXON.

Das Gewichtsverhältnis zwischen dem Strukturmittel (Harz) und dem Weichmacher ist in diesem Fall 0,68.
Die Herstellung der Vermengung wird bewirkt mit einem Rayneri-Mischer bei 180°C für ungefähr 1,5 Stunden, bis eine homogene Mischung erhalten wird.
Das erhaltene synthetische Bindemittel zeigt die folgenden Eigenschaften:

– Durchdringbarkeit bei 25°C in 1/10 mm (gemäß der Norm NF T 66-004): 165,
– Kugel/Ring-Temperatur in °C (gemäß der Norm NF T 66-008): 41.

2) Herstellung der synthetischen Bindemittelemulsion:
Es werden bei einem Gehalt von etwa 8 Gew.-% Emulgiermittel in das synthetische Bindemittel eingeführt, indem als Emulgiermittel ein nicht-ionischer, ethoxylierter sekundärer Alkohol mit C13 bis C15 verwendet wird, verkauft unter der Marke "Tergitol 15S 9" durch das Unternehmen Union Carbide, unter Bewegung mit einem Rayneri-Mischer in 30 min bei einer Temperatur von 160°C.
Andererseits wird eine 8%-ige Emulgiermittellösung von "Tergitol 15S 9" in Wasser bei einer Temperatur von 60°C hergestellt, und diese Emulgiermittellösung wird dann in das Bitumen zur Emulsionsbildung eingeführt, was in einem Ultramischer vom Typ "Ultra Turrax" bei einer Dauer der Anpassung von 5 min (kleine bis große Geschwindigkeit) bewirkt wird.
Die Abkühlung der Emulsion wird anschließend mit einem Rayneri-Mischer durchgeführt.
Die Zusammensetzung der Emulsion in Gew.-% ist wie folgt:

– synthetisches Bitumen: 52
– Emulgiermittel "Tergitol": 8,
– Wasser: 40,

3) Herstellung der Emulsion synthetisches Bindemittel/Latex:
In die vorangehende Emulsion werden 30 Gew.-% Latex von Polychloropren in kationischer wäßriger Emulsion mit einem Trockenstoffgehalt von 56%, einer Dichte von 1,12 g/cm³ und einem pH von 2,1 eingeführt. Die Homogenisierung wird durch mechanische Bewegung bei Umgebungstemperatur durchgeführt.
Die erhaltene Emulsion ist stabil, zeigt einen Trockenstoffgehalt bei 140°C von 56,3% und einen mittleren Teilchendurchmesser von 14,3 μm.
4) Färbungsversuch:
100 Teile der vorangehenden Emulsion werden mit drei Teilen eines gelben Azo-Pigments in Emulsion und fünf Teilen eines weißen Titandioxid-Pigments versetzt.
Ein zweiter Versuch wird durchgeführt mit einem grünen Pigment (Kupferphthalocyanin), das in gleichen Anteilen wie das gelbe Pigment eingeführt wird.
Die Dispersion der Färbemittel läuft durch manuelle mechanische Betätigung ab.
5) Versuch zur dichtenden Abdeckung:
Die Demulgierung bzw. das Aufbrechen der Emulsion erfolgt durch Verdampfen unter freier Luft. Die Dicke des gefärbten Bindemittels beträgt ungefähr 200 μm.
Der TBA-Wert liegt über 160°C, und dennoch besitzt die erhaltene Schicht deutlich verbesserte mechanische Eigenschaften.
6) Lichtechtheit:
Die erhaltenen Beschichtungen werden einem Alterungstest unter Trockenheitsbedingungen mit einer Lampe unterzogen, die einem künstlichen, Tageslicht widerspiegelnden Licht (Lampenleistung: 528 W/n²) liefert, für 250 und 450 Stunden bei 35°C. Dieser Test simuliert das Verhalten der Materialien nach Ausführung und Verwendung.
Die Untersuchung der Farbe der Proben mit Hilfe eines Minolta-CR-300-Farbmessers haben Ergebnisse geliefert, die in der nachfolgenden Tabelle 1 erscheinen (worin "synth. Bindemittel" "synthetisches Bindemittel" bezeichnet).
Tabelle 1
Die Lichtstabilität der Mischungen von synthetischem Bindemittel/Polychloropren gemäß der Erfindung sind somit gut. Unter der Wirkung eines natürlichen Lichts sind die Stärken der Farbvariation der Mischung aus synthetischem Bindemittel/Polymer vergleichbar für die gelben und grünen Einfärbungen.
Darüberhinaus gestatten es diese Emulsionen, gefärbte Beschichtungen mit geringer Dicke herzustellen und dabei insbesondere einen erhöhten Erweichungspunkt zu liefern.

Claims

Synthetische Bitumenemulsion, verwendbar insbesondere zur Herstellung von gefärbten Beschichtungen, die im Wesentlichen aus (a) synthetischen Bindemitteln ohne Asphaltene und gegebenenfalls (b) Farbpigmenten aufgebaut ist, dadurch gekennzeichnet, daß sie umfaßt: – ohne Asphaltene mindestens ein synthetisches Bindemittel, das einen Erweichungspunkt bzw. eine Kugel/Ring(TBA)-Temperatur, gemessen nach der Norm NF T 66-008, von 30 bis 100°C aufweist, umfassend mindestens ein Strukturmittel auf der Grundlage von Petrolharz und mindestens einen Weichmacher auf der Basis eines aromatischen Extrakts eines Petrolverschnitts, oder umfassend mindestens ein Strukturmittel auf der Basis eines cycloaliphatischen Kohlenwasserstoffpolymers und mindestens einen Weichmacher auf der Basis einer aliphatischen Kohlenwasserstoffverbindung, deren Kohlenstoffatomzahl 20 oder höher ist, – mindestens eine Verbindung aus der Klasse der Latexe von Acrylpolymeren und von natürlichen oder synthetischen Kautschuken, eingebracht in einer Menge von 3 bis 40 Gew.-% der Emulsion, – Wasser – und mindestens ein Emulgiermittel.
Emulsion gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung der Klasse der Latexe unter den Acrylpolymeren und den natürlichen oder synthetischen Kautschuken ausgewählt ist, die in Form wäßriger Dispersion verwendbar sind, ausgewählt aus der Gruppe, die besteht aus: – EPDM (Ethylen/Propylen/Dien-Monomer) – EPM (Ethylen/Propylen-Monomer) – Copolymeren von Styrol/statistischem Butadien SBR (Styrol/Butadien-Gummi) oder Sequenz-SBS (Styrol/Butadien/Styrol), jeweils linear oder verzweigt, oder von SIS (Styrol/Isopren/Styrol), – Polyisobutylen, – Polybutadien, – Polyisopren, – Polychloropren.
Emulsion gemäß einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung der Klasse der Latexe von Acrylpolymeren und von natürlichen oder synthetischen Kautschuken in einer Menge von 5 bis 30 Gew.-% der Emulsion eingebracht ist.
Emulsion gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Weichmacher ausgewählt ist aus der Gruppe, die besteht aus: – natürlichen oder synthetischen aliphatischen Ölen, – Polymeren mit niedrigem Polymerisations-Grad, wie Polyolephinen.
Emulsion gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die aliphatischen Öle einen Annilinpunkt von 90°C oder höher (gemäß der Methode ASTM D 611) und vorzugsweise von 110°C oder höher aufweisen.
Emulsion gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die aliphatischen Öle ausgewählt sind aus hydrierten Weißölen, die mindestens 60% paraffinische Kohlenstoffatome (gemäß der Methode ASTM D 2140) enthalten.
Emulsion gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die den Weichmacher aufbauenden Polymere einen Viskositätsindex (VI) (gemäß der Methode ASTM D 2270) von 100 oder mehr und vorzugsweise von 120 oder mehr aufweisen.
Emulsion gemäß einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Polymere vom Polybutentyp, von einem zahlenmäßigen Molekulargewicht von 900 bis 2600 und von einer kinematischen Viskosität bei 100°C (gemäß der Methode ASTM D 445) von 200 bis 4600 cSt (oder mm²/s) sind.
Emulsion gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Strukturmittel ein polycycloaliphatisches thermoplastisches Harz ist, insbesondere vom Typ der Polycyclopentane, mit einem geringen Molekulargewicht.
Emulsion gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das thermoplastische Harz vom Typ der Polycyclopentane einen Erweichungspunkt (Kugel/Ringtemperatur) von über 125°C und einen Gardner-Farbindex (gemäß der Norm NF T 20-030) von höchstens 1 aufweist.
Emulsion gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewichtsverhältnis des Strukturmittels zu dem Weichmacher zwischen einschließlich 0,4 und 1,5 liegt.
Emulsion gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Weichmacher in einer Menge von 40 bis 70 Gew.-% des synthetischen Bindemittels ohne Asphaltene eingeführt ist.
Emulsion gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das synthetische Bindemittel ohne Asphaltene eine Durchdringbarkeit von 20 bis 300 Zehntel Millimeter zeigt.
Emulsion gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das synthetische Bindemittel ohne Asphaltene außerdem entweder Ethylen/Vinylacetat-Copolymere (EVA) bzw. Styrol/Butadien-Sequenzen (SBS), oder Polyethylenpolymere niedriger Dichte enthält.
Emulsion gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie umfaßt: – 40 bis 70 Masse-% synthetisches Bindemittel ohne Asphaltene, – 5 bis 30 Masse-% Latex von Acrylpolymeren oder natürlichen oder synthetischen Kautschuken, – 60 bis 30 Masse-% Wasser, – 3 bis 10 Masse-% Emulgiermittel.
Verfahren zur Herstellung einer Emulsion gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es folgende Schritte umfaßt: a) Herstellung eines synthetischen Bindemittels ohne Asphaltene, durch im Wesentlichen homogene Vermengung, bei geschmolzenem Zustand, von mindestens einem Weichmacher und mindestens einem Strukturmittel, b) in-Emulsion-bringen des in a) erhaltenen synthetischen Bindemittels mit Hilfe einer wäßrigen Lösung eines Emulgiermittels unter Halten der erhaltenen Vermengung bei einer Temperatur, die zum Erhalt einer stabilen Emulsion ausreicht, c) Abkühlen der Emulsion und Einbringen eines Latex von Acrylpolymeren oder natürlichen oder synthetischen Kautschuken in Emulsionsform unter Bewegung bei Umgebungstemperatur.
Verfahren gemäß Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt a) aus einer Vermengung der Bestandteile des synthetischen Bindemittels bei einer Temperatur von 180 bis 200°C besteht.
Verfahren gemäß den Ansprüchen 16 und 17, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Schritt b) das Einbringen, unter Bewegung in das synthetische Bindemittel, einer Emulgiermittellösung umfaßt, die mit einem nicht-ionischen oder kationischen Emulgiermittel hergestellt wurde, eingeführt bei einem Prozentsatz von 3 bis 8 Masse-% der Emulgiermittellösung.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt c), das Einbringen der insbesondere nicht-ionischen oder kationischen Latex-Emulsion, bei einem Prozentsatz von ungefähr 15 bis 30 Masse-% bei Umgebungstemperatur ausgeführt wird.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 16 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß das synthetische Bindemittel ohne Asphaltene erhalten wurde durch Vermengung eines Weichmachers, der aus einer aliphatischen Kohlenwasserstoffverbindung, deren Kohlenstoffatomzahl 20 oder mehr ist, zusammengesetzt ist, und eines Strukturmittels, das aus einem cykcloaliphatischen Kohlenwasserstoffpolymer zusammengesetzt ist.
Verwendung einer Emulsion gemäß einem der Ansprüche 1 bis 15 zur Herstellung einer gefärbten Oberflächenbeschichtung auf einem Abdichtungs- bzw. Beschichtungsmaterial, wie einer Membran oder einer Isolierschicht, umfassend mindestens eine Grundierschicht, dadurch gekennzeichnet, daß der Niederschlag des synthetischen Bitumen, zu dem Farbpigmente hinzugefügt wurden, erhalten wurde durch Überziehen der Grundierschicht mit dieser Emulsion und Aufbrechen der Emulsion durch Verdampfen ihres Wassers.
Verwendung gemäß Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächenüberzugslage eine Kugel/Ring(TBA)-Temperatur von über 160°C zeigt.
Verwendung einer Emulsion gemäß einem der Ansprüche 1 bis 15 zur Herstellung eines gefärbten Oberflächenbezugs für Anwendungen im kalten Straßenbau, wie oberflächliche Verputze, bei Kälte gegossenen Straßendecken und Brei auf einer Unterlage, dadurch gekennzeichnet, daß der Niederschlag des synthetischen Bindemittels, zu dem Farbpigmente und Granulat hinzugefügt wurden, erhalten wurde durch Kaltplanieren und chemisches Aufbrechen dieser Emulsion.