DE68916060T2 - Pigmentierbare Bindemittel-Zusammensetzung. - Google Patents
Pigmentierbare Bindemittel-Zusammensetzung.Info
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Description
- Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine pigmentierbare Bindemittelzusammensetzung zur Anwendung in der Herstellung pigmentierter Oberflächenbedeckungs- oder -dichtungsmaterialien, wie Dachpappe, Straßenbeschilderungs- und -markierungszusammensetzungen, Dichtmittel, Rohrüberzüge und Spezialbeläge, wie Fahrradbahnen und -Wege und Plätze für Sportaktivitäten.
- Pigmentierbare Bindemittelzusammensetzungen sind aus der GB-Patentschrift 1 226 234 bekannt, die Zusammensetzungen beschreibt, welche ein Öl, ein Erdölharz, ein Cumaron-Inden-Harz und einen thermoplastischen Kautschuk umfassen. Die europäische Patentanmeldung 0 179 510 offenbart ähnliche Gemische, worin das Erdölharz und/oder das Cumaron-Inden-Harz insoweit modifiziert sind, als sie Carbonsäure-, Carbonsäureanhydrid- oder Hydroxylgruppen enthalten. Diese Zusammensetzungen sind mit Pigmenten und mit Füllern und/oder Aggregaten kompatibel.
- Die FR-A-1 469 702 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung von agglomerierten Materialien, umfassend das Vermischen eines Kohlenwasserstoffbindemittels, wie ataktisches Polypropylen, mit zerkleinertem Gestein, insbesondere kieselsäurehältigen Gesteinen, das durch Beschichten mit einer spannungsvermindernden hydraulischen Substanz, wie Portland-Zement oder Portland-Klinker, vorbehandelt worden ist.
- Die EP-A-211 103 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung eines Straßenüberzugsmaterials, worin erhitztes, körniges Mineralmaterial zunächst mit einem amorphen Copolymer eines α-Olefins und dann mit Bitumen überzogen wird.
- Zur Herstellung eines breiten Bereiches von gefärbten Oberflächenbeschichtungs- oder Dichtungsmaterialien, die prinzipiell zur Anwendung unter sämtlichen Wetterbedingungen vorgesehen sind, variieren die Art, Type und Proportionen von Sand, Aggregat und mineralischem Füller, die in die Bindemittelzusammensetzung zusammen mit einem entsprechenden Pigment eingearbeitet werden, in einem großen Ausmaß, selbstverständlich aber diktiert vom Endzweck des Oberflächenbeschichtungs- oder -dichtungsmaterials. Beispielsweise können bei der Herstellung von Dachpappe Sand und ein entsprechendes Aggregat und/oder ein entsprechender Füller mit einer Bindemittelzusammensetzung und einem Pigment bei erhöhter Temperatur vermischt und auf eine Membran in ähnlicher Weise wie bei der Herstellung von Bitumendachpappe aufgetragen werden.
- Bisher sind hellgefärbte bituminöse Oberflächenbeschichtungs- oder -dichtungsmaterialien, die über lange Zeiträume einem breiten Bereich von klimatischen Bedingungen widerstehen können, nicht in großen oder wirtschaftlich tragfähigen Mengen verfügbar gewesen. Es besteht ein erhöhter Bedarf von Designern und Architekten nach Materialien, insbesondere Bedachungsmaterialien, die pigmentiert werden können und die ebenso verläßlich sind wie konventionelle bituminöse Materialien oder Materialien auf Asphaltbasis.
- Es wurde nun eine sehr nützliche pigmentierbare Bindemittelzusammensetzung gefunden, insofern, als sie in wirksamer Weise mit Aggregat, mineralischen und anderen Füllern und Pigmenten zur Ausbildung von pigmentierten Materialien für Oberflächenherrichtung, Straßenmarkierung, Bedachung, Wasserdichtmachen, Abdichten und für andere Zwecke vermischt werden kann, und insofern, als das pigmentierte Material eine gute Bewitterungsfähigkeit zeigt und daher über einen weiten Bereich klimatischer Zustände eingesetzt werden kann.
- Gemäß der vorliegenden Erfindung umfaßt eine pigmentierbare Bindemittelzusammensetzung ein Mineralschmierölderivat und ein modifiziertes Kohlenwasserstoffharz mit einem Gehalt an Carbonsäure-, Carbonsäureanhydrid- oder Hydroxylgruppen, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusammensetzung auch als eine weitere Komponente ein amorphes Homopolymer oder Copolymer eines α-Olefins einschließt. Diese Bindemittelzusammensetzung weist Hochtemperaturbeständigkeit und Widerstandsfähigkeit gegen Niedrigtemperatursprödigkeit auf und kann in einfacher Weise mit einem weiten Bereich von Aggregat, Mineralien und anderen Füllern und Pigmenten vermischt werden, um hellpigmentierte Überzugs- oder Dichtmaterialien zu ergeben.
- Das amorphe α-Olefinpolymer ist zweckmäßig ein ataktisches Polypropylen, ein amorphes Copolymer aus Propylen, Buten-1 und gegebenenfalls einem kleinen Anteil Ethylen, oder ein Gemisch hievon. Wenn ataktisches Polypropylen (APP) in der erfindungsgemäßen Bindemittelzusammensetzung verwendet wird, so kann es sich um Reinmaterial handeln, oder um ein aus der Herstellung von isotaktischem Polypropylen erhaltenes Nebenproduktmaterial. Bei Verwendung eines Propylen/Buten-1-Copolymers kann dieses 0 bis 15 % an von Ethylen abgeleiten Einheiten enthalten, während der Rest von Propylen und Buten-1 abgeleitet ist, vorzugsweise in den Verhältnissen 60 bis 70 Gew.-% des einen und Restanteil des anderen. Geeignete Materialien sind in der US-Patentschrift 4 707 413 (Spalte 3, Referenz Copolymer (a)) beschrieben und sind im Handel als "Vestoplast" erhältlich. Die Menge an amorphem α-Olefinpolymer in der Bindemittelzusammensetzung kann im Bereich 5 bis 40 Gew.-% liegen, vorzugsweise im Bereich 10 bis 30 Gew.-%.
- Geeignete Mineralschmierölderivate werden durch Lösungsmittelextraktion eines Mineralschmieröls oder eines Bright- Stock erhalten. Geeignete Lösungsmittel sind beispielsweise Phenol, flüssiges Schwefeldioxid und insbesondere Furfural. Weitere geeignete Materialien umfassen Schwerdestillat und entasphaltiertes Öl. Diese Derivate können in Verhältnissen von 30 bis 99 Gew.-%, vorzugsweise 60 bis 95 Gew.-%, bezogen auf die Bindemittelzusammensetzung, verwendet werden.
- Geeignete Kohlenwasserstoffharze umfassen Erdölharze und Cumaron-Inden-Harze. Erdölharze können durch Polymerisation von ungesättigten Kohlenwasserstoffen hergestellt werden, die in ungesättigten Erölfraktionen, wie thermisch gecrackte Fraktionen und in der Pyrolyse von Kohlenwasserstoffen erhaltene ungesättigte Kohlenwasserstoffe, vorliegen.
- Cumaron-Inden-Harze können durch Polymerisation von ungesättigten Kohlenwasserstoffen erhalten werden, die in Kohleteer-Destillaten vorliegen.
- Die Harze können dann modifiziert werden, beispielsweise durch Behandlung mit ungesättigten Carbonsäuren oder Anhydriden, insbesondere Maleinsäureanhydrid, oder durch milde Oxidation. Sie können auch durch Modifizieren der Herstellung der Harze erhalten werden, beispielsweise durch Polymerisation ungesättigter Kohlenwasserstoffe in Gegenwart von ungesättigten Carbonsäuren oder -anhydriden, insbesondere Maleinsäureanhydrid, oder in Gegenwart von Hydroxylgruppen-haltigen ungesättigten Carbonsäuren oder deren Estern, wie Hydroxyethylmethacrylat.
- Die Harzkomponente der Bindemittelzusammensetzung hat zweckmäßig eine Säurezahl im Bereich 1 bis 100, vorzugsweise im Bereich 5 bis 50 mg KOH/g, und liegt zweckmäßig in einer Menge von 1 bis 70 Gew.-%, vorzugsweise 5 bis 40 Gew.-% vor.
- Das Mineralschmierölderivat und die Harzkomponente können partiell oder vollständig vor dem Vermischen mit dem amorphen α-Olefinpolymer geblasen werden.
- Es hat sich auch gezeigt, daß überraschenderweise die Bindemittelzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung ein inertes Füllermaterial, beispielsweise gemahlenen Kalkstein, bis zu über 40 %, beispielsweise 10 bis 30 Gew.-%, enthalten kann, ohne irgendeinen nachteiligen Effekt auf die Eigenschaften der Bindemittelzusammensetzung.
- Die pigmentierbare Bindemittelzusammensetzung kann auch kleine Bestandteile, beispielsweise 0 bis 30 Gew.-%, vorzugsweise 0,5 bis 10 Gew.-%, anderer Komponenten, wie geblasenes oder ungeblasenes Bitumen; Fluxöl; natürlichen oder synthetischen Kautschuk, beispielsweise gegebenenfalls hydrierte, gerade oder verzweigte, beispielsweise sternförmige Blockcopolymere aus Styrol und einem konjugierten Dien (beispielsweise Butadien oder Isopren); Wachse, wie Paraffinwachse; Klebrigmacher, wie Lithiumsalze von C&sub1;&sub0;&submin;&sub4;&sub0;(Hydroxy)fettsäuren, beispielsweise Li(hydroxy)stearat, um die Bindemittelzusammensetzung selbstklebend zu machen, enthalten.
- Die pigmentierbare Bindemittelzusammensetzung kann nach etablierten Methoden für das innige Vermischen von Komponenten der in der Zusammensetzung gemäß der Erfindung angewandten Art bereitet werden, beispielsweise mittles eines Blender-Mischers bei erhöhter Temperatur.
- Das Oberflächenbeschichtungs- oder -dichtungsmaterial worin die pigmentierbaren Bindemittel eingesetzt werden können, enthält üblicherweise Mineralaggregate und Füller, in Anteilen von beispielsweise 5 bis 98 Gew.-%, vorzugsweise 20 bis 95 Gew.-%, bezogen auf das Überzugs- oder Dichtmaterial. Geeignete Mineralaggregate sind Gesteinsbruchstücke, Kies, Schlacke und Sand. Geeignete Füller sind Mineralstäube, gemahlener Kalk, gemahlener Kalkstein und Talk.
- Die pigmentierbaren Bindemittel gemäß der vorliegenden Erfindung können in Anteilen von beispielsweise 1 bis 15 Gew.- %, vorzugsweise 4 bis 8 Gew.-%, bezogen auf das Beschichtungs- oder Dichtmaterial, vorhanden sein.
- Die Pigmente können in Anteilen von 0 bis 10 Gew.-%, vorzugsweise 0,05 bis 2 Gew.-%, bezogen auf das Überzugs- oder Dichtmaterial, verwendet werden. Geeignete Pigmente sind beispielsweiser rote und gelbe Eisenoxide, Titanoxid (weiß), Chromexgrün, Kobaltblau usw.
- Gemäß einem weiteren Merkmal der vorliegenden Erfindung wird ein pigmentiertes Oberflächenbeschichtungs- oder -dichtmaterial geschaffen, das sich dadurch auszeichnet, daß es ein Gemisch aus der pigmentierbaren Bindemittelzusammensetzung gemäß der Erfindung, einem Pigment und einem Mineralaggregat und/oder Füller ist.
- Die vorliegende Erfindung wird durch die nachfolgenden Beispiele weiter erläutert.
- Ein Bright-Stock-Furfural-Extrakt (BFE) wurde mit einem modifizierten Cumaron-Inden-Harz sowie mit einem der nachfolgenden Polymere 30 Minuten lang in einem Mischer bei 180ºC gemischt:
- (a) Poly-α-Olefin (Propylen/Buten-1-Copolymer, erhältlich als "Vestoplast") (Handelsname)
- (b) Ataktisches Polypropylengemisch (APP), Nebenprodukt, erhalten von DERBIT
- (c) Thermoplastischer Kautschuk Styrol/Butadien-Sterncopolymer mit einem Gehalt an 30 % Styrol ("CARIFLEX" TR1184) (Handelsname).
- Die resultierenden Bindemittelzusammensetzungen wurden getestet, und die Ergebnisse sind in Tabelle A angeführt. TABELLE A Zusammensetzung Vergleichsbeispiel Beispiel modifiziertes Cumaron-Inden-Harz "Vestoplast" (Handelsname) APP-Blend thermoplastischer Kautschuk Eigenschaften Erweichungsprodukt (ASTM D 36, ºC) Kaltbiegen (DIN 52123,ºC) Fließbeständigkeit (DIN 52123, ºC) Penetration bei 25ºC (ASTM D5, 0,1 mm)
- Aus den in Tabelle A präsentierten Ergebnissen kann ersehen werden, daß die pigmentierbare Zusammensetzung gemäß der Erfindung deutlich bessere Eigenschaften aufweist als die einen thermoplastischen Kautschuk anwendende Zusammensetzung.
- Ein Bright-Stock-Furfural-Extrakt wurde mit einem modifizierten Cumaron-Inden-Harz und mit "Vestoplast" (Handelsname) sowie mit pulverisiertem Kalkstein 30 Minuten lang in einem Mischer bei 180ºC gemischt.
- Die Bindemittelzusammensetzungen mit unterschiedlichen Konzentrationen an Kalkstein wurden getestet und ihre Eigenschaften sind in der nachfolgenden Tabelle B angegeben. Zusammensetzung Beispiel modifiziertes Cumaron-Inden-Harz "Vestoplast" (Handelsname) Kalkstein Eigenschaften Erweichungspunkt [ºC] Kaltbiegen [ºC] Fließbeständigkeit [ºC] Penetration [0,1 mm]
- Aus den in Tabelle B präsentierten Ergebnissen kann ersehen werden, daß das Vorliegen von Kalkstein überraschenderweise keinen merklichen Effekt auf den Erweichungspunkt, das Kaltbiegen und die Fließbeständigkeitseigenschaften aufweist.
Claims (10)
1. Pigmentierbare Bindemittelzusammensetzung mit einem Gehalt
an einem Mineralschmierölderivat und einem Carbonsäure-,
Carbonsäureanhydrid- oder Hydroxylgruppen enthaltenden
modifizierten Kohlenwasserstoffharz, dadurch gekennzeichnet,
daß die Zusammensetzung auch als eine weitere Komponente
ein amorphes Homopolymer oder Copolymer eines α-Olefins
einschließt.
2. Bindemittelzusammensetzung nach Anspruch 1, worin die
weitere Komponente ataktisches Polypropylen, ein amorphes
Copolymer aus Propylen, Buten-1 und gegebenenfalls einem
kleinen Anteil Ethylen, oder ein Gemisch hievon ist.
3. Bindemittelzusammensetzung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die Menge an amorphem α-Olefin-Polymer
im Bereich von 5 bis 40 Gew.-% der Zusammensetzung liegt.
4. Bindemittelzusammensetzung nach Anspruch 1, 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet, daß das Kohlenwasserstoffharz ein
Erdölharz oder ein Cumaron-Inden-Harz ist.
5. Bindemittelzusammensetzung nach Anspruch 4, dadurch
gekennzeichnet, daß die Harzkomponente eine Säurezahl im
Bereich von 1 bis 100 mg KOH/g aufweist.
6. Bindemittelzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis
5, dadurch gekennzeichnet, daß die Harzkomponente im
Ausmaß von 1 bis 70 Gew.-% der Zusammensetzung vorliegt.
7. Bindemittelzusammensetzung nach einem der vorstehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das
Mineralschmierölderivat ein Bright-Stock-Furfural-Extrakt ist.
8. Bindemittelzusammensetzung nach einem der vorstehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das
Mineralschmierölderivat im Bereich von 30 bis 99 Gew.-% der
Zusammensetzung verwendet wird.
9. Bindemittelzusammensetzung nach einem der vorstehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der
Zusammensetzung ein inerter Füller eingeschlossen ist.
10. Pigmentiertes Oberflächenüberzugs- oder
-dichtungsmaterial, dadurch gekennzeichnet, daß es ein Gemisch aus dem
pigmentierbaren Bindemittel nach einem der vorstehenden
Ansprüche, einem Pigment und einem Mineralaggregat oder
Füller ist.
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