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Hydrophile Bitumenemulsionen Mit Emulsionen aus natürlichen oderkünstlichen
Bitumenarten und gegebenenfalls einem Anteil von Harzen, Wachsen o. dgl. können
dichte zusammenhängende Überzüge hergestellt werden, sofern nach dem Auftragen der
Emulsion ein Zusammenkleben der einzelnen feinen Bitumenteilchen stattfindet.
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Bei Emulsionen aus weichem Asphalt, wie sie im Straßenbau gebräuchlich
sind, ist diese Bedingung ohne weiteres erfüllt. Diese Emulsionen sind so eingestellt,
daß sie beim Auftragen auf Gestein auseinanderfallen, und der Asphalt ist so ausgewählt,
daß die Teilchen bei gewöhnlicher Temperatur miteinander und mit dem Gestein verkleben.
Für andere Zwecke sind jedoch Emulsionen aus so weichem Asphalt nicht brauchbar,
da die damit hergestellten Überzüge nicht wärmebeständig und fest genug sind. Bekanntlich
besitzen die Bitumina nur innerhalb verhältnismäßig enger Grenzen die für dauerhafte
Schutzschichten erwünschte zähharte Beschaffenheit. Eine Straßenbauemulsion der
erwähnten Art würde z. B. als Anstrich steiler Flächen nicht geeignet sein, weil
der Asphalt unter Sonnenbestrahlung zu weich würde und zum Abfließen neigen würde.
Dabei ist zu beachten, daß der emulgierteAsphalt im Straßenbau nur als Bindemittel
dient, während er z. B. als Dachpflege- und Isoliermittel für sich allein verwendet
wird und zusahnmenhängende, dichte Schutzschichten liefern soll. Verwendet man einen
Asphalt mit höherem Erweichungspunkt, so wird dieser zwar in der Wärme von steilen
Flächen nicht ablaufen, er hat aber den Nachteil, daß die Teilchen einer daraus
bereiteten Emulsion nach dem Auftragen bei kühler Witterung nicht genügend verkleben,
sondern lose und ohne gegenseitige Verbindung bleiben, so daß der Überzug keine
ausreichende Haftfähigkeit, keinen genügenden Zusammenhalt und keine genügende Dichte
bekommt. Man müßte also in diesem Falle künstlich Wärme etwa durch Abflammen zuführen.
Dieses Verfahren ist jedoch beispielsweise auf geneigten gestrichenen Dachflächen
kaum anzuwenden. Man- hat deshalb seither für manche Zwecke auf Bitumenemulsionen
ganz verzichtet und hat Asphalt in geschmolzener oder gelöster Form verwendet. Damit
sind aber ebenfalls Unzuträglichkeiten verbunden, von denen die Feuersgefahr und
die Belästigung durch die Lösungsmitteldünste besonders zu erwähnen sind.
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Nun wurde gefunden, daß hydrophileEmulsionen, welche feste Bitumina
und gegebenenfalls Harze, Wachse o. dgl. mit verschiedenen
geeignet
ausgewählten Erweichungspunkten nebeneinander in Dispersion enthalten. Überzüge
liefern, welche sowohl bei gewöhnlicher. Temperatur verkleben als auch bei großer,,
Wärme nicht zii weich werden. Wird bei. spielsweise einer Emulsion aus hartem BÄ
tumen, deren Teilchen bei gewöhnlicher Temperatur nach dein Auftragen keinen dichten
Zusammenhang bekommen würden, ein verhältnismäßig geringer fIundertsatz eines emulgierten
weichen Asphalts zugegeben. der bei der Verwendungstemperatur klebrig ist, so verkleben
die weichen Teilchen nach dem Auftragen der Emulsion die harten Teilchen miteinander,
und es bildet sich ein dichter L'berzug. Die harten und weichen Teilchen schmelzen
in der Emulsion nicht zusammen. Nach dem Al)flie13en des Wassers verhalten sie sich
zueinander ähnlich wie I'iginent und -Bindemittel in Farbanstrichen, d. h. die harten
Teilchen werden durch die weichen Teilchen verklebt und auf der Streichfläche befestigt.
Dabei bilden die harten und weichen Teilchen gewissermaßen ein Mosaik. Damit eine
mosaikartige Struktur erreicht wird, dürfen keine flüssigen, sondern nur feste oder
halbfeste Biturnensorten, Harze, Wachse o. d-1. verwendet werden. Der niedrigstschmelzende
Stoff muß bei der Verwendung der Emulsion klebrig sein, um die höher schmelzenden
Teilchen verkleben zti können. Er darf aber keinesfalls flüssig sein. Wird diese
Regel nicht beachtet und werden niedriger schmelzende. etwa ölige Anteile verwendet,
so kann kein Mosaik entstehen, vielmehr lösen sich die harten und weichen Teilchen
ineinander. Der Zweck :der Erfindung würde dadurch nicht erreicht, sondern es entstünde
eine Emulsion mit Teilchen mittleren Erweichungspunkts, wie sie auf einfachere Weise
durch Einulgierung von Bituinen usw. mit mittlerem Erweichungspunkt hergestellt
werden könnte. Die Klebrigkeit der in Betracht kommenden zu eniulgierenden Stoffe
ist weitgehend von der Temperatur abhängig. Zum Beispiel wird ein Bitumen mit einem
Erweichungspunkt von 30° C bei einer Verwendungsteruperatur von 2o`-' C klebrig
sein. bei einer Temperatur von 5" C dagegen nicht. Bei einer Verwendungstemperatur
von 1o° C kann als niedrigstschmelzende Sorte z. B. ein Biturnen mit -g0' C Erweichungspunkt
Verwendung finden.
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Bezüglich des Erweichungspunkts der höher schmelzenden Anteile ist
nach oben keine Grenze gesetzt; die Mischemulsion kann auch dispergierte unschmelzbare
Stoffe, z. B. Füll- und Faserstoffe aller Art oder Farbstoffe. wie Eisenolydrot,
Chromot;-dgrün usw., enthalten. Pigmentstoffe, die hinzugeinischt werden, «erden
nicht wie bei schinelzflüssigen Bindemitteln von diesen eingehüllt und überdeckt,
sondern sie fügen sich in die Mosaik der einzelnen Emulsionsteilchen ein ,.und verbinden
sich dadurch mit ihnen, so das g. Farbwirkung der Pigmentteilchen klarer bmeibt.
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` "Es verstellt sich, daß der Zweck der Erfindung nicht erreicht
würde, wenn die Emulsionenmischung nur einen ganz geringen Anteil an harten Teilen
und (las Vielfache davon an weichen Teilchen enthalten würde. Es ist vielmehr notwendig,
die weichen Emulsionsteilchen nur als Bindemiltel für die harten Emulsionsteilchen
zu benutzen. , Bei der Herstellung der Einulsionenmischung ist grundsätzlich jeder
Weg gangbar, der zii Emulsionen führt, welche nebeneinander dispergierte Teilchen
mit verschiedenen, innerhalb der angegebenen Grenzen liegenden Erweichungspunkten
enthalten. In der Regel wird man Emulsionen aus verschiedenen. Bitumen, Harzen,
Wachsen o. dgl. einzeln herstellen, und zwar so, daß sie miteinander gemischt werden
können, ohne zu brechen, also z. B. durch Bereitung mittels Tones., Als Emulgatoren
kommen im übrigen alle als solche bekannten Stoffe in Betracht, beispielsweise alkalische
Stoffe, Fette, Fett-E.äuren, fette Ole, Harze und deren Verseifungsprodukte, Sulfitablauge,
feinverteilte Mineralien, Stärkemehl, gelatinöse Stoffe u. a. m. Um die Emulsionen
mischbar zu machen, können sie gegebenenfalls mit Stabilisatoren versetzt werden.
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Die Anwendung der erfindungsgemäßen Emulsionen bietet nicht nur bei
Anstrichen Forteile, sondern ebenso bei sonstigen Schutzüberzügen, bei der Herstellung
wasserdichter Beläge, Mörtel usw.
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Die fortschrittliche Wirkung der Erfindung konnte u. a. durch folgende
Versuche nachgewiesen werden: i. 9o°(, Petroleumpech mit einem Erweichungspunkt
von 9o° C nach K r ä m e r-Sarnow wurden mit io°foPetroleumpech mit einem E. P.
von 30° (: nach K.-S. zusammengeschmolzen. 5o Teile dieser Pechmischung wurden dann
mit 5 Teilen Ton und 4.5 Teilen Wasser in bekannter Weise emulgiert.
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2. Aus Petroleumpech mit E. P. von 9o° C nach K.-S. und Petroleumpech
mit E. P. von 30° C nach K.-S. wurden je für sich Emulsionen hergestellt. Die Emulgierung
erfolgte wie oben unter Verwendung von je 5o Teilen Pech, 5 Teilen Ton und 45 Teilen
Wasser. Die beiden Emulsionen wurden dann gemischt, und zwar wurden auf 9o Teile
der Emulsion aus Pech mit .E. P. von 9o° C io Teile der Emulsion aus Pech mit E.
P. von 30° C zugegeben. Diese Einulsionenmischung entsprach mithin der vorliegenden
Erfindung.
Die Emulsion i enthielt genau die gleichen Bestandteile
im gleichen Mengenverhältnis, doch enthielt sie nicht wie die Emulsion 2 Teilchen
mit hohem undTeilchen mit niederem Schmelzpunkt nebeneinander, sorfdern jedes ihrer
Teilchen bestand aus dem Bitumen, das sich beim Zusammenschmelzen der beiden Pechsorten
vor der Emulgierung ergeben hatte.
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Mit der Emulsion i und der Emulsionenmischung 2 wurden sodann Zinkblechteller
im Laboratorium gut deckend je zweimal gestrichen. 2 Tage darauf wurden die Teller,
deren Anstriche volkommen trocken waren, mit i °/oiger Schwefelsäure gefüllt. In
den mit der Emulsion r gestrichenen Tellern war schon bald Blasenbildung festzustellen,
an den mit Emulsion 2 gestrichenen dagegen nicht. Bei der Nachprüfung am folgenden
Tag ergab sich, daß die mit der Emulsion 2 gestrichenen Teller noch gefüllt und
unversehrt waren. Die mit Emulsion i geschützten Teller hingegen waren durchgefressen,
und die Flüssigkeit war ausgelaufen.
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Als weitere. Beispiele für die aus mehreren Emulsionen zusammengesetzte
Emulsion seien die folgenden angeführt: Beispiel I Aus Petroleumasphalten mit E.
P. nach K.-S. von 30° C, 40° C, 9o° C sowie Naturasphalt mit einem E. P. von 13o°
C werden auf bekannte Weise Emulsionen mit einem Wassergehalt von So °/o hergestellt;
dann werden 2o Teile der Emulsion aus Bitumen mit 30° C E. P., io Teile der Emulsion
aus Bitumen mit 40° C E. P., 3o Teile der Emulsion aus Bitumen mit 9o° C E .P.,
4o Teile der Emulsion aus Bitumen mit 13o° C E.P. vermischt. Es entsteht dadurch
eine Emulsionenmischung, welche Überzüge liefert, die auch bei kühlerer Witterung
einen guten Zusammenhang bekommen und die bei heißem Wetter nicht ablaufen. Die
Teilchen mit 30° C bzw. 4o° C F..P. verkleben die Teilchen mit 9o° C bzw.
130' C E. P., ohne daß dabei ein Ineinanderlösen oder -schmelzen der harten
und weihen Teile eintritt.
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Beispiel Il 72 Teilen einer Emulsion aus 45 Gewichtsteilen Steinkohlenteerpech
mit einem E. P. von 9o° C nach K.-S., 5 Gewichtsteilen Ton und So Gewichtsteilen
Wasser werden 28 Teile fein gemahlenes Eisenoxydrot zugesetzt. Auf je 3 Teile dieser
Mischung wird i Teil einer Emulsion aus 55 Gewichtsteilen Petroleumasphalt mit einem
E. P. von 35° C nach K.-S., 5 .Gewichtsteilen Ton und 4o Gewichtsteilen Wasser zugefügt.
Die pastenartige Emulsionenmischung ergibt beim Verdunsten des Wassers - auch bei
bedecktem Himmel einen zusammenhängenden Film, der bei starker Sonnenbestrahlung
nicht zu weich wird. ' Beispiel III Zur . Verwendung bei . kühler Witterung (aber
mehr als o° C) eignet sich eine Emulsionenmischung folgender Zusammensetzung: ,.o
Teile Petroleumpech mit 9o° C E. P. nach K.-S., io Teile Petroleumpech mit 20° C
E. P. nach K.-S., 4.8 Teile Wasser, 2 Teile Kaliumseife. Die Herstellung der Emulsionenmischung
erfolgt in der Weise, daß die beiden Bitumensorten je für- sich emulgiert und die
entstehenden Emulsionen gemischt werden.
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Beispiel IV Aus 5o Teilen Gilsoniteasphalt mit einem E. P. von i2o
° Ciinach K.-S., 5 Teilen Ton und 45 Teilen Wasser wird in bekannter Weise eine
Emulsion bereitet. Sodann werden 45 Teile weiches @ Cumaronharz mit einem E. P.
von etwa 30° C nach K.-S. mit 6 Teilen Ton und 49 Teilen Wasser emulgiert. ' 8o
Teile der ersteren Emulsion werden hierauf mit 2o Teilen der letzteren Emulsion
zusammengerührt. Bei Anwendung der Mischung bei Raumtemperatur ergibt sich nach
dem Entweichen des Emulsionswassers eine zusammenhängende, dichte und feste Masse.
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Beispiel V -Zunächst werden in bekannter Weise Etnulsionen hergestellt
aus a) So Teilen Naturasphalt (E. P. 12o° C nach K.-S.), 47 Teilen Wasser, 3 Teilen
Türkischrotöl ; b) So Teilen Kolophonium (E. P. 6o° C nach K.-S.), ¢; Teilen Türkischrotöl,
3 Teilen Wasser; c) 52 Teilen Petroleumpech (E. P. 25° C nach K.-S.), 45 Teilen
Wasser, 3 Teilen Türkischrotöl.
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Danach wird eine Emulsionenmischung aus 75 Teilen der Emulsion a,
15 Teilen der Emulsion b und io Teilen der Emulsion c durch inniges Verrühren hergestellt.
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Die Mischung eignet sich zur Isolierung ,von Wänden usw. bei gewöhnlicher
Temperatur.
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In den vorstehenden Beispielen ist die Einzelherstellung der Emulsionen
vorgesehen. Es ist selbstverständlich auch möglich, die Arbeitsgänge ineinanderzuffigen,
also beispielsweise zuerst das harte Pech zu emulgieren und in diese Emulsion unter
weiterem Rühren das weiche Pech einzutragen. Maßgebend ist nur, daß die Bitumina
verschiedener Schmelzpunkte in der endgültigen Emulsion in feiner Verteilung nebeneinander
enthalten sind, daß sie also nicht zusammenschmelzen.