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Gegenüber Kohlenwasserstoffen widerstandsfähige bituminöse Massen
und Verfahren zum Schützen asphalthaltiger Oberflächen gegen Kohlenwasserstoff e
Die Erfindung bezieht sich auf Massen, die bituminöses 'Material, wie Asphalte,
in inniger Mischung mit Polymeren enthalten, die durch die Copolyinerisation von
ungesättigten Nitrilen mit polyolefinischen Kohlenwasserstoffen gewonnen werden.
Im eiigeren Sinn betrifft die Erfindung Massen, die Alischungen von Asphaltsubstanzen
und Copolynieren von olefilibindunghaltigen Nitrilen und aliphatischen Polyolefinen
mit konjugierten Doppelbindungen, besonders Diolefinen mit konjugierten Doppel bindungen,
wie Butadien-(i, 3) und Methylpentadiene, en tbalten. Nach einer bevorzugten
Ausführungsforni betrifft die Erfindung Asphaltmat,-rialien, die ein oder mehrere
Copolymere von a-ungesättigten Nitrilen und Diolefinen mit konjugierten Doppelbindungen,
vorzugsweiseCopolymere von Butadien-(I, 3) und Acrylsäurenitril, enthalten.Die
Massen aus Asphalt und Butadien-Acry1säureilitril-Copolymeren gehören vorzugsweise
zu dem Typ, in dem dieses letztere Copolymer eine Mooneyplastizität von vorzugs'weise75
bis 150 bei ioo'bat. Ein #loonüyplastizitätsbereidh von 30 bis 200 od-er
mehr bei ioo ' für das Butadien-Acrylsäurenitril-Copolymer kann in den genannten
asphalt'haltigen Nfassen nützliche Anwendung finden.
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Die Erfindung bezieht sich auch auf die Anwendung der obigen Massen
als schützende Verschlußüberzüge, z. B. auf Asphaltoberflächen, wie Asphaltfahrbahnen,
Wegen,
Fußböden, Flughafen- und Flugplatzstartba,hnen u. dgl.
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Es ist wohlbekannt, daß verschiedene Asphaltmischungen, die keine
Copolymeren von Olefinbindungen enthaltenden Nitrilen und aliphatischen Polvolefinen
mit konjugierten Doppelbindungen aufweisen, verhältnismäßig gute Eigenschaften als
Straßenoberflächen haben, wenn sie zusammen mit festen Stoffen, wie Felsen, Steinen,
Sand und Zement, verwendet werden, und daß aus solchen, bisher bekannten und verwendeten
Asphaltmischun-gen hergestellte Fahrbahnen sich in den meisten Beziehungen ziemlich
gut bewährten, außer in solchen Fällen, wo eine Asphaltmisdhung der Berührung mit
Kohlenwasserstofffraktionen ausgesetzt war. Wenn sie auf Flugplatzstartbaihnen,
in Automobilgaragen oder auf einer beliebigen Oberfläche, wo ein Verschütten von
01 vorkommt, verwendet werden, wurde von all den bekannten Asphaltmischungen
berichtet, daß sie den schwerwiegenden Mangel haben, in den verschütteten Kohlenwasserstoff-Treibstoffen
oder Schmierölen leicht zu erweichen und sich zu dispergieren.DieseSachlageäußertesich
in verhältnismäßig schneller'Verschlechterung und Aufreißen der Asphaltoberfläche
bis zu einem Ausmaß, daß sie gewöhnlich in kurzer Zeit #gebrauchsunfähig wurde.
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Die neuerliche Entwicklung von Düsenflugzeugen und f ür sie
geeigneten Treibstoffen hat die Auf merksainkeit der Ingenieure wieder stark auf
das Aufreißen von asphaltbedeckten Oberflächen gerichtet. Beim Start von Düsenflug-zeu-gen
wird eine solche Menge Treibstoff auf die Asphattdecke verschüttet, daß sie ihre
Erweichung und Dispersion in dem Treiböl verursacht und dem von dem Flugzeug verursachten
folgenden Windstoß die Zerteilung der Asphaltoberflädhe ermöglicht. Diese Zerstörung
von Asphaltoberflädhen durch Petroleumöle oder synthetische flüssige Kohlenwasserstoffe
hat es verhindert, Asphaltbekleidungen für Flu#gzeugvorwärmeflächen (plane warming-up
aprons), harte Standflächen, Flugzeughallenböden u. dgl. in Erwägung zu ziehen.
In ähnlicher Weise bestehen Einwände gegen die Verwendung von Asphaltdecken für
Garagenböden, Tankstellen, Autobahnen u. dgl.
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Wenn auch bereits vor-geschlagen wurde, natürlic'hen Kautschuk (oder
Derivate desselben) in Asphalte einzumischen, und wenn solche, Naturkautschuk enthaltende
Asphalte auch höhere Schmelzpunkte als die von Naturkautschuk freien Asphalte haben,
weisen diese Kautschukasphaltmassen doch gewisse Nachteile auf. So zerfallen diese
Massen gewöhnlich schnell, wenn sie der Einwirkung von Kohlenwasserstofffraktionen
ausgesetzt sind, und spalten sich und schilfern sich gewöhnlich unter dem Einfluß
klimatischer Schwankungen ab. Außerdem hat keine der Asphaltmas-sen, die Naturkautschuk
enthalten (ihr üblicher Gehalt beträgt weniger als 2o Gewichtsprozent und vorzugsweise
nicht mehr als etwa 50/9), das Problem gelöst,einen haftenden und dauerhaftenSchlußüberzug
für asphaltische Oberflächen zu liefern, wobei diese Massen gleichzeitig verträglich
wären und sich nicht zerlegten, wenn sie der 17-inwirkung von Kohlenwasserstofföleii,
z. 13. Kohlenwasserstofffraktionen, ausgesetzt werden, die aus verschiedenartigen,
auf solchen überzogenen Asphaltoberflächen angeordneten oder abgestellten Maschinen
spritzen oder lecken können.
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Es ist ein Gegenstand vorliegender Erfindung, neue asphaltische Mischungen
zu schaffen, welche die obengenannten und anderen Nachteile ausschalten und vorzü#gliche
Eigenschaften besitzen, die sie als Überzüge von Asphaltoberflächen besonders geeignet
machen. Ein weiterer Gegenstand der Erfindung besteht in Ader Schaffung von Abschlußüberzügen
für Asphaltoberflächen, die den Fundamentschichten fest anhaften und in denen die
Komponenten des VersclilußU'2berzuges nicht nur untereinander, sondern auch mit
der Asplialtfläche selbst verträglich sind. Dabei soll der Abschlußüberzug von solcher
Beschaffenheit sein, daß er eine bloßliegende Oberfläche aufweist, die unter dem
Einfluß von versChüttetem Kohlenwasserstofföl praktisch nicht dispergiert oder beschädigt
wird. Ein weiterer Gegenstand besteht in der Schaffung eines Abschlußüberzuges der
beschriebenen Art, der unter dein Einfluß von Luft, Sonnenlicht und allgemeinen
Wetterbedingungen sich nicht spaltetundabblättert. Ein anderer Gegenstand sieht
die Erzeugung eines Abschlußüberzuges vor, der einenausreichen#dhohen Erweichungspunkt
hat, um der Erweichung zu widerstehen, wenn er direktem Sonnenlicht bei Temperaturen
bis ungefähr 70' ausgesetzt ist. Ein weiterer Gegenstand betrifft die Herstellung
eines Verschlußüberzuges, der gegenüber tiefen Wintertemperaturen beständig ist.
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Es wurde gefunden, daß die vorgenannten und andere Ziele durch Asphaltmischungen
erreicht werden können, die ein Asphaltmaterial in inniger Mischung mit einem Copolymer
aus eineni polyolefinischen Kohlenwasserstoff und einem ungesättigten Nitril enthalten.
Im besonderen hat das Copolymer einen Nitrilgehalt, der mindestens demjenigen äquivalent
ist, der durch Polymerisation von 2o Gewichtsprozent Acrylsäureiiitril und 8o Gewichtsprozent
Butadien erhältlich ist, und die Menge des Copolymers beträgt zwischen
5 und 5o Gewichtsprozent des Gesamtgewichts von Asphaltmaterial und Copolymer.
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Vorzugsweise werden die Copolyrnere aus einem polyolefinischen Kohlenwasserstoff
mit konjugierten Doppelbindungen und einem unsubstituierten oder substituierten,
ungesättigten Nitril, besonders einem (x, ß-ungesättigten Nitril, hergestellt.
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Die Bezeichnung Asphalt schließt hier bituminöse, asglialtene oder
tterige Bestandteile aufweisende Materialien ein und betrifft z. B.: Erdölrückstände,
Peche, Straßenöle, Albinoasphalte; Verschnittbitumina, Asphaltlösungen oder -dispersionen;
gespaltene, durch Destillation von asphaltischen Roherdölen gewonnene oder natürliche
Asphalte. Bei der Herstellung bevorzugter wäßriger, eine Phase gemäß der Erfindung
darstellender Dispersionen kann ein Asphalt mit einer bei 25 ' im Bereich
von 40 bis 5o liegenden Penetration verwendet werden; je-
doch
wurden in inatich(-ii l'#ällen auch Asphalte mit der l'enetration voll #50
bis 150 bei 25 ' mit Erfolg verwendet.
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Wenn auch jedes ungesättigte Nitril bei der Herstellung der erwähnten,
nach der Erfindung verwendeten Copolymere angewandt werden kann, besteht die bevorzugte
Klasse solcher Nitrile aus a, fl-un-,gesättigten Nitrilen der allgemeinen Struktur-
worin
jedes R ein Wasserstoffatom oder ein Alkyl-, Aryl-, Aralkyl-, Alkenyl-,Aralkenylrest,einalicyclischer
oder lieterocyclischer Rest sein kann; diese Reste können Substituentengruppen oder
-elemente enthalten oder durch sie substituiert sein. Unter den vielen
a, jl-ungesättigten Nitrilen seien erwähnt: ,Xcr#,Iiiitril, #Xletliacrylnitril,
Crotonnitril, a-Äthylacryliiitril, u-Propylacr#,Initril, a,fl-Dimethylacrylnitril,
ß-Ätliylacrvlnitril, a-Phenylacrylnitril und a-Nal)litli#,lacr#,Iiiitril. auch halogensubstituierte
Derivate, z. B. a-Chloracrvlnitril, a-Bromacrylnitril,
a, ß-L)ichloracryliiitril,
können zur Herstellung der erwähnten Copolymere verwendet werden. Die niedrigeren
Homologen der genannten Nitrile, z. B. Acrylnitril und Methacrvlnitril, wie auch
ihre lialogensubstituierten 1)erivate werden im allgemeinen bevorzugt.
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Ähnlicherweise ist es, obwohl jedes Polyolefin mit jedem einzelnen
oder mehreren Nitrilen der erwähnten Klasse der ungesättigten Nitrile copolymerisiert
werden kann, gewöhnlich besser oder mindestens wünschenswert Polyolefine mit konjugierten
Doppelbindungen zu verwenden, von denen die folgenden als erläuternde Beispiele
genannt werden: Butadien-(1, 3), l'eiitadieti-(I, 3), i-"\1,ethylbutadien-(1,3),
2-.Nfetllvll)utadien-(1,3), 2,4-Dirnethvlbutadien-(i, 3), 2,
3-1)irnethyll)utadien-(i, 3), 1, 2-DimetliN-Ibutaclien-(I, 3), 1,4-Dimethylbutadien-(I,3),
2, 3-Diprol)vlt)utadien-(I, 3), 2-Metfivl-,4-propyl-1)utadien-(1,
3), i-Plienylbutadien-(I, 3i, 3-Phenylbutadien-(i, 3), 1-lexatrien-(i,
3, 5), 2, 4-Dimethyllicxatrieii-( 1, 3, _5) und i-Phenvlhexatrien-(I,
3, 5)
sowie auch geeignete sul)stitui#rte Derivate, z. B. halogensubs t ittilerte
1)10lCfille Wie 2-Chlorbutadien-(1,3).
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Die #gewünschten Copolyrnere können auch durch Copolymerisation eines
ungesättigten, besonders a-, ß-ungesättigten, Nitrils mit zwei oder mehr verschiedenen
Diolefinen mit konjugierten Doppelbindungen hergestellt werden. Ein Beispiel für
ein solches Tripolymer ist ein durch Copolymerisation voll 3-'\fetll#'11)eiitadien-(I,
3), Butadien-(I, 3) und _NIethacry1nitril erhaltenes Produkt. Auch
ist es niiiglich, ein Tripolyrner dadurch herzustellen, daß z. 13. ein Dien
init konjugierten Doppelbindungen mit zwei verschiedenen ungesättigten Nitrilen
copolyrrlerisiert wird, z. L'. Acrylnitril, Metliacrylnitril und 2-Clilorl)titadieii-(I,
3). Wie angegeben, ist es in der Tat iiii3-licli, ein oder mehrere der erwähnten
und ähnliche li ungesättigten Nitrile und ein beliebiges oder mehrere der verschiedenartigen
Polyolefine zu benutzen.
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Allgemein ausgedrückt, können die beschriebenen Copolymere durch Umsetzung
(Copolymerisation) eines Polyolefins, wie Butadien-(1, 3), Mit 2o bis 45
Gewichtsprozent des ungesättigten Nitrils lierge.-werden. Solche Massen sind, wenn
sie in der Form wäßri-er Dispersionen von Butadien-Acrylnitril-Copolymeren vorliegen,
als Buna N-Latex bekannt (»Bu,na« ist ein eingetragenes Waren-. zeichen). Stickstoffanalysen
von Buna N, der aus ,einigen dieser Latic-es gewonnen wurde, zeigten Stickstoffgehalte
von 7,o bis 2o,6% oder noch höher.
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Ein Buna N-Elastomer, das in Buna N-Latex vorliegt und aus diesem
gewonnen werden kann, wird in seinen elastomeren Eigenschaften gut durch seine Nlooneyl)lastizität
charakterisiert. Ein Buna N-Elastomer, das als wäßrige Dispersion (Latex) bei der
Herstellung der erfindungsgemäßen Massen verwendet werden kann, hat vorzugsweise
eine -Nfoonevplastizität, die bei ioo' im Bereich von 75
bis 15o liegt. jedoch
können auch Buna-N-Copolymere mit 30 bis 200 Mooneyplastizität bei ioo' verwendet
werden. Die Methode zur Bestimmung der .Nloone#lplastizität ist beschrieben in »lndustrial
and Engineering Chernistry«, B,d. 2, S. 147, Ausgabe 1934, voll Weaver in »RubberAge«,
Bd.48, S.89, Ausgabe 1940, und von V a n d e r b i 1 t in »Rubber
Handbook«, S. 254, Ausgabe 11942; dabei wird bemerkt, daß die oben mitg##teilten
Plastizitätswerte sich auf die Anwendung des größeren der beiden Rotoren beziehen.
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Wie gesagt, wurde gefunden, #daß wäßrige Dis. persionen, die Asphalt
und ein oder mehrere der erwähnten Copolymere (z. B. ein Butadien-Acrylnitril-Copolvmer)
enthalten, besonders brauchbare Mischungen zur Herstellung der oben geschilderten,
gewünschten Produkte sind. Das ist besonders wertvoll, weil solche Dispersionen
auf eine Asphaltoberfläche in einfacher Weise aufgestrichen, aufgesprüht oder in
anderer Weise verteilt werden können. Dank der leichten Zubereitung, Handhabung
und/oder Anwendung der vorliegenden Massen, die keiner Vulkanisation, Anwendung
von Hitze oder voll Spezialmaschinen bedürfen, werden wesentliche Einsparungen an
Zeit und Kosten erzielt.
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Nach einer bevorzugten Ausführungsform der. E'rfindung wird eine wäßrige
Dispersion von Butzidien-Acrvlnitrilpolymer (oder einem der äffinlichen, oben angeführten
Copolymere) in eine wäßrige Dispersion von Asphalt (oder umgekehrt ' )
eingetragen,
so daß sich ein Verhältnis von etwa I Z:,
his 3 zwischen Copolymer
und Asphalt ergibt. Die resultierende Dispersion von Copolymer und Asphalt wird
einfach auf eine Asphaltoberfläche derart aufgestrichen oder aufgespriiht, daß eine
normale Anstrichdicke des Überzuges erhalten wird. jedoch kann das Auf streichen
oder eine andere Art des Auftragens gewünschtenfalls beliebig oft wiederholt werden,
so daß mehrere aufeinanderfolgende Überzugsschichten auf die das Copolymer enthaltende
Asphaltmasse aufgebracht werden.
Im Falle wäßriger Dispersionen
von Asphalt, die in Gegenwart von Seifen :gebildet sind, ist es vorteilhaft, Stabilisatoren,
wie Caseinate oder Alginate, in der Dispersion zu haben und eine kleine Menge eines
löslichen Hydroxyds eines Alkalimetalls oder eines Erdalkalimetalls einzumischen.
In manchen Fällen kann auch Ammoniumhydroxyd verwendet werden. Tonerdehaltige Dispersionen
von Asphalt, in denen der Ton Ionen austauschen kann, sind ebenfalls bei der Herstellung
der vorliegenden Massen mit den beschriebenen Copolymeren brauchbar.
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Die Emulgierungsmethoden sind (rie üblichen. Asphalt kann über seinen
Schmelzpunkt erhitzt werden, eine wäßrige Seifenlösung wird separat erhitzt, und
die beiden Komponenten werden dann in einer Kolloidmühle oder einer anderen geeigneten
Emulgierungsmühle vereinigt. Eine seifenbildende Säure kann dem Asphalt zugesetzt
und der Asphalt dann mit einer wäßrigen Lösung von Natrium-oder Kaliumhydroxyd emulgiert
werden. Eine bevorzugte Mischmethode besteht darin, daß man das für die Emulgierung
erforderliche Wasser in zwei Teile teilt, den Asphalt zunächst mit nur einem Teil
emulgiert, so daß eine konzentrierte, 2o bis 30010
Wasser enthaltende Emulsion
entsteht und dann diese Emulsion mit dem restlichen Wasser bis zum gewünschten Aspha
' Itgehalt verdünnt, der gewöhnlieh zwischen 25 und 650/0 liegt. Bei
Anwendung von getrennter Emulgierung kann eine feinere Erntilsion als bei der Einstufenmethode
erhalten werden; eine feine Emulsion ist normalerweise wesentlich, um eine innigere
und homogene Dispergierung der Asphaltteilchen in der und zusammen mit der später
zugefügten Emulsion von Butadien-Acrylnitril-Copolymer zu erzielen.
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Der Gehalt der erwähnten Copolymere in den Asphaltmassen nach vorliegender
Erfindung kann innerhalb verhältnismäßig weiter Grenzen schwanken und hängt teilweise
von den speziellen angewendeten Copolymeren sowie von den Zwecken ab, für
die solche l#Iassen verwendet werden. Wenn z. B. die Asphaltmassen nach vorliegender
Erfindungein Copolymer enthalten, das ein Äquivalent von annähernd 3o Gewichtsprozent
des Acrylriitrils aufweist, sind zufriedenstellende Resultate bei Verwendung von
Massen erzielt worden, die zwischen 17 Gewichtsprozent und 3o Gewichtsprozent
des Copolymers, berechnet auf das Gesamtgewicht von Asphaltmaterial und Copolymer,
enthalten. In solchen Fällen entspricht der bevorzugte Gehalt an Copolymer etwa
25 Gewichtsprozent, was ungefähr 7,5 % Acrylnitril (berechnet auf
Trockensubstanz) gleichkommt. Wenn das obenerwähnte Butadien-Acrylnitril-Copolymer
(unter Verwendung von 30 % Acrylnitril hergestellt) für sich allein als Abschlußüberzug
für einen im wesentlichen festen oder plastischen Asphalt erprobt wurde, haftete
ein solches Copolymer- nicht am Asphalt, schuppte und kräuselte sich ab"hatte geringe
Beständigkeit gegenüber Sonnenlicht und schützte den darunterliegenden Asphalt nicht
ausreichend gegen Beschädigung durch Kohlenwasserstoffflüssigkeiten. Wenn ein solches
Copolymer weniger als 17 Gewichtsprozent eines asphalthaltigen Abschlußüberzuges
(auf trokkener Basis) ausmachte, besaß der Abschlußüberzug die gleichen vorerwähnten
Fehler, sobald er einer verhältnismäßig starken Beanspruchung unterworfen wurde.
Wenn andererseits das erwähnte Copolymer zwischen 17 Gewichtsprozent und 3o Gewichtsprozent
eines asp#halthaltigen Abschlußüberzuges (auf Trockenbasis) ausmachte und besonders
wenn die asphalthaltige Masse gemäß der Erfindung etwa 25 % dieses Butadien-Acrylnitril-Copolymers
enthielt, dann schützte die sich ergebende Masse nach dem Aufbringen auf eine Asphaltoberfläche
diese und haftete ihr fest an, schuppte und kräuselte sich nicht ab, war beständig
gegenüber der Einwirkung von Kohlenwasserstoffflüssigkeiten, schützte wirksam den
darunterliegenden Asphalt vor Beeinträchtigung durch Kohlenwasserstoffe und ließ
strenge Beanspruchung der hier beschriebenen Oberflächen zu. Wenn solch ein Copolyrner
(3o Gewichtsprozent copolymerisiertes Acrylnitril enthaltend) mehr als ungefähr
3oGewichtsprozent eines asphalthaltigen Abschlußüberzuges auf Trockenbasis ausmacht,
ist seine Bindefestigkeit zu dein darunterliegenden Asphalt nicht so stark wie gewöhnlich
wünschenswert. jedoch könnte eine Abschlußüberzugsmasse dieser letzteren Art, die
z. B. ungefähr 5o 1/o des 30 % Acrylnitril-70 0/0 Butadien-Copolymers
enthält, vorteilhaft auf eine erste Abschlußschicht oder -oberfläche aufgebracht
werden, die annähernd 25 % einer solchen Art von Acrylnitril-Copolymer enthält.
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Unter Anwendung von Abschlußüberzugsmassen, die annähernd 4o Gewichtspro#zent
Acrylnitril in dein in den Asphalt eingemischten Butadien-Acrvliiitril-Copolymer
enthalten, wurden bei Versuchen. die folgenden Ergebnisse erhalten, worin die Prozente
Gewichtsprozente, berechnet auf einen trockenen Abschlußüberzug oder -filin, sind:
Wenn Abschlußüberzüge, die nur 5 % eines solchen Copolymers enthielten, auf
einem üblichen alten Asphaltpflaster ausprobiert wurden, war der Schutzüberzug zufriedenstellend
in seiner Bindekraft oder Adhäsion, in seiner Beständigkeit gegen Sonnenlicht und
gegen Übergießen mit Kerosin während 2 Stunden. Asphaltmassen, die 5 bis
ungefähr 30010 eines solchen Copolymers (mit einer Zunahme von je
5 %) enthielten, gaben alle, wie gefunden wurde, ausgezeichnetes Bindevermögen,
wenn sie auf ein gewöhnliches altes Asphaltpflast#er aufgetragen wurden, und verlieben
ausreichenden Schutz gegen Überschwemmen oder Einweichen mit Kerosin.
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Die beschriebenen wäßrigen Dispersionen von Butadien-Acrylnitril-Copolymer
(oder anderen Copolymeren aus Polyolefin und ungesättigtem Nitril) und Asphalt hatten
die folgenden Vorteile, wenn sie als Überzug auf Asplialtoberflächen verwendet wurden.
Diese wäßrigen Dispersionen sind über Zeiträume von 6 Monaten oder länger
haltbar. Die vorliegenden neuen Massen erfordern nicht die Anwesenheit von anderen
Zusätzen, z. B. Plastifizierungsmitteln, Beschleunigungsmitteln,
Füllmitteln,
Antioxydantien, Wachsen, Vulkanisationsbeschleunigern, Vulkanisationsmitteln und
kationaktiven Stoffen. In manchen Fällen können kleinere Mengen als 20/0 eines Antioxydationsmittels,
wie P'henyl-fl-naphthylamin, ohne nachteilige Wirkung zugemischt werden. Es ist
nicht notwendig, ein Copolymer aus ungesättigtem Nitril und Polyolefin und Asphalt
durch Auflösen in einem Lösungsmittel ineinanderzumischen, weil es, wie festgestellt
wurde, vorteilhaft ist, Wasser als kontinuierliche Phase in dem kolloidalen und
emulgierten System zu haben. Es gibt keine kritische Bedingung für die Art, in der
eine Emulsion, z. B. von Buna N-Copolymer, mit einer Emulsion des Asphalts gemischt
wird. Die Buna N-Asphalt-Emulsion hat an sich sehr gute Adhäsionseigenschaften.
Es existiert kein Härtungsproblem; sobald das Wasser hinreichend aus der auf die
Oberfläche aufgetragenen Emulsion verschwunden ist und der restliche festhaftende
Überzug ins Gleichgewicht gekommen ist, ist d#ie so überzogene Fläche fertig für
den Ge-
brauch.
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Wenn auch, wie gesagt, den Massen nach vorliegender Erfindung keine
Stoffe zugefügt zu werden brauchen, ist es doch klar, daß man zu einer Asphaltmasse,
die Copolymere aus Polyolefin und ungesättigtem Nitril enthält, verschiedene Stoffe
zusetzen kann, ohne von dem Zweck und dem Gedanken der hier beschriebenen Erfindung
abzukommen. Zum 13eispiel können Plastifizierungsmittel, Beschleuniger, Füllmittel,
Antioxydantlen, Wachse, Vulkanisationsförderer, Vulkanisationsmittel, kationsaktive
Stoffe und Harze oder Dispersionen von Harzen mit den vorliegenden Massen vermischt
oder ihnen zugefügt werden. Es wurde z. B. gefunden, daß div:Vermiscliung# eines
üblichen Vulkanisationsmittels Mit 25 Ge,#vichtsprozent eines Buna N-Lopolymers
und 75010 Asphalt (auf Trockenbasis) vorteilhafte Ergebnisse bei der Bildung
eines zusammenhängenden Films lieferte.
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Die beschriebenen Massen, die die erwähnten Copolymere und Asphalt
enthalten, können entweder als solche oder in Kombination mit anderen, teilweise
wirksamen oder praktisch inerten Stoffen auf verschiedene Asplialtoberflächen, wie
Flugplatzstartflächen, Flugzeugvorwirmeflächen (plane wariiiing-til) aprons), Garagenböden,
Böden von Tau]<-stellen, Autobahnen u. dgl., aufgetragen werden. Die beschriebenen
erfindungsgemäßenMassen können in Form von mehr oder weniger konzentrierten Dispersionen
in anderen flüssigen Trägerstoffen oder Medien als den hier besonders erwähnten
verwendet werden. Sie können allein oder in Kombination mit anderen, bekannten Überzugsmassen,
z. 13. Straßenüberzugsmassen, die Naturkautschuk oder Derivate desselben
enthalten, und Überzugsmassen, die Polymere von diolefinischen Kohlenwasserstoffen,
wie Polymere von Butadien oder Copolyniere von Butadien mit Isopren, enthalten,
benutzt werden.
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Die vorliegenden Massen sind, wenn sie sich entweder aus wäßrigen
Dispersionen oder aus Dispersionen oder Lösungen, die wenig oder kein Wasser enthalten,
niedergeschlagen haben, als Überzugs-oder Imprägnierungsmittel für Tuche, Papier,
verschiedene absorbierende Stoffe u. dgl. brauchbar.
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Die neuen Massen nach vorliegender Erfindung sind auch in Form ihrer
Lösungen, partiellen Lösungen oder Dispersionen in verschiedenen flüssigen oder
festen Trägerstoffen, besonders vom Typ der Ketone (die aliphatische oder
aromatische Ketone sein können), der aromatischen Kohlenwasserstoffe, die mit einer
erheblichen Menge aliphatischer Kohlenwasserstoffe vermischt sein können, und der
bromierten oder c-hlorierten aliphatischen ' Kohlenwasserstoffe, anwendbar.
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Die vorliegenden Massen, besonders diejenigen, die ein Butadien-Acrylnitril-Copolymer
undAsphalt enthalten, können auch mit solchen festen Stoffen, wie Sand, Tonerde,
Bentonit, Schwefel, Ruß, einzelnen Teilchen von Kreppkautschuk, frisch hergestellten
Kautschukzusammensetzungen, gealterten Kautschukzusammens,etzungen und Kautschukabfall
vermengt oder von diesen teilweise absorbiert werden. Im Falle des Einmischens von
Sand in eine w iißrige Dispersion von Butadien - Acrylnitril-Copolymer mit
Asphalt ist es, damit leichtes Mischen ermöglicht wird, nicht nötig, den Sand vorher
mit einer verdünnten Caseinatlösung zu benetzen. Zum Beispiel wurden nach einer
bevorzugten Arbeitsweise die wäßrigen Dispersionen von Copolymer und Asphalt durc#hgernischt,
dann wurde zwischen 0,5 Gewichtsprozent und i Ge-
wichtsprozent Casein,
bezogen auf das Gewicht des vorhandenen Asphalts, als iogewichtsprozentige Dispersion
von Cas-ein in Wasser, das etwa o,6 Gewiehtsprozent Natriumhydroxyd enthielt, zugesetzt
und der Sand zugefügt. Auf diese Weise wurde leichtes Mischen erzielt, und es ergaben
sich befriedigende Resultate bei der Anwendung eines solchen Gemisches als Überzug
auf einer nicht abgedichteten festen Asphaltmasse. Andererseits war keinerlei Zugabe
von Casein nötig, wenn eine wäßrige Dispersion von Copolymer und Asphalt die Entemul:gierbarkeit
Null gegenüber oj ii-Calciumchlorid hatte, wie definiert durch die Vorschrift
D 244-42 der American Society of Testing -N,laterials, S. 16,
17 und 18. Eine solche Dispersion zeigte, wenn sie gut mit Sand vermischt
war, gute Haltbarkeit und gab gute Resultate beim Anbringen eines Verschlußüberzuges
auf einer festen Asphaltmasse.
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Andere Variationen der vorliegenden Erfindung sind dem Fachmann klar:
z. B. das Zusammen.-schmelzen der erwähnten Copolymere mit Asphalt und das Ausbreiten
der erhaltenen flüssigen Masse auf Asphaltoberflächen; das Aufstreichen eines
öl-
löslichen Vulkanisiermittels auf eine Asphaltoberfläche und dann das Auftragen
einer Copolymerisatiii-Asl)lialt-I#lasse; das Aufbringen eines in der Hitze härtbaren
Harzes auf eine Asphaltmasse und dann das Auftragen einer oder mehrerer der beschriebenen
Massen aus Copolymeren und Asphalt.
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Die folgenden Beispiele erläutern, wie die Massen vorliegender Erfindung
hergestellt werden können und ihre Vorteile. Die in den folgenden Beispielen
,genannten
Prozentsätze sind Gewichtsprozente, es sei denn, daß sie anders bezeichnet sind.
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Beispiel i Ein wäßriger Buna N-Latex, ein Copolymer ,enthaltend, das
durch Copolymerisieren von etwa 301/o Acrylniiril mit 701)/o Butadien hergestellt
war, wurde in Form eines aufgerahmien Konzentrats von etwa 52 % Feststoffgehalt
unter Rühren in eine 6o% Asphalt enthaltende wäßrige Asphaltemulsion eingemischt,
wobei die Mischung im Verhältnis von 1,16 1 Latex zu 3 1 der genannten
Asphaltemulsion erfolgte und sich so ein Gewichtsverhältnis Non i Teil Buna
N zu 3 Teilen Asphalt ergab. Das resultierende Gemisch enthielt 42,5
Gewichtsprozent Wasser und wurde:in einem Verhältnis von i, 1 1 pro M2 auf
Platten von fester Asphaltmasse aufgezogen. Die dabei entstehenden Überzüge hatten
eine Dicke von etwa o,8 mm und erwiesen sich als in befriedigendem Maß an dem Pflaster
festhaftend. Diese mit Überzug versehenen Platten wurden nach geeigneter Trocknung
2 Tage mit einem Dieselöl besprüht. Unter dieser Behandlung blieben die beschriebenen,
mit Überzug versehenen Asphaltpflasterplatten hart, während nicht überzogene Asphaltpflasterplatten
stark beschädigt wurden. Ein solcher getrockneter Buna N enthaltender Asphaltüberzug
auf einer Asphaltgrundlage hielt auch bedeutende Erweichungs- oder Zersetzungseinwirkungen
durch Einweichen mit Kerosin oder Dieselöl während 56 Stunden aus. Proben
des beschriebenen asphalthaltig,en Buna N-Überzuges zeigten auch insofern ,gute
Adhäsion an der festen Asphaltmasse, als sie unter,der Einwirkung von ultraviolettem
Bogenlicht b'ei 65" keine Neigung zum Kräuseln oder Ab-
blättern aufwies-en.
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Beispiel 2 Eine Mischung von wäßrigem Buna N-Latex mit der wäßrigen
Asphaltemulsion, wie in Beispiel i beschrieben, wurde auch dadurch erprobt, daß
die Mischung auf bestimmte Asphaltpflasterfläc#hen, die einem verhältnismäßig starken
Automobilverkehr ausgesetzt waren, aufgetragen wurde. Diese Flächen wurden als Fläche
i und Fläche 2 bezeichnet. Fläche i war 2,25 m X i,8o m groß und befand sich
auf einem regelmäßig benutzten Fahrweg. Fläche 2 war o,go m X i,8o m groß und befand
sich auf einem anliegenden, regelmäßig benutzten Parkplatz. Die obige Masse wurde
durch Ausgießen und Aufpressen in einer Menge von ij 1 pro m2 angebracht.
Die umgebende Lufttemperatur war ungefähr 15". DassobehandelteAsphaltpflaster war
einfrisch gelegtes, asphaltgetränktes Macadam mit einer Sandschicht von kaum
6 mm Dicke. Diese Art von Asphaltpflaster ist besonders empfindlich gegen
Schädi-ung durch flüssige Kohlenwasserstoffe. Es ergab sich, daß die obige Masse
dich leicht auftragen ließ und die genannte Menge etwas überschüssig für glatte
Stellen darauf war. Die so erhaltenen Überzüge waren nach 2112 Stunden genügend
trocken, so daß ein Automobil über die Flächen fahren konnte, chrie die Verschlußüberzüge
sichtbar zu besdhädigen. Diese hafteten sehr dicht an dem unteren Asphaltpflaster.
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Annähernd 5 Tage nach der beschriebenen Prüfung und nach Auftragen
der genannten Masse wurde auf einen 0,30 X 0,90 m großen
Teil der Fläche i Dieselöl in der Weise aufgetragen, daß ein Stofflappen in dem
Treiböl getränkt und über die Fläche gerieben wurde. Auch wurden zwei offene Zylinder
aufrecht auf andere Teile von Fläche i gestellt und die unteren Ränder dieser Zylinder
durch Kitt mit der Asphalt-Buna N-Oberfläche verbunden. Benzin wurde in Aden einen
und Dieselöl in den anderen Zylinder bis zu einer Flüssigkeitshöhe von etwa
2,5 cm gegossen. Nachdem man diese flüssigen Kohlenwasserstofflösungsmittel
so l3/4 Stunden hatte stehen lassen, wurden die Zylinder und der Kitt entfernt,
die Lösungsmittel mit Lappen aufgesogen und die behandelten Flächen untersucht.
Es wurde gefunden, daß die der Abreibung mit Dieselöl unterzogene Fläche kein Anzeichen
von Schädigung zeigte, daß der mitder flüssigen Schicht von Diesel-. treibstoff
behandelte Abschlußüberzug intakt und apscheinend nur schwach erweicht war und,
wenn kräftig mit einem Lappen gerieben, intakt blieb, und daß schließlich der mit
der flüssigen Benzinschicht i behandelte Abschlußüberzug intakt blieb, kräftiges
Reiben mit einem Lappen aushielt und auch in anderer Weise normal erschien. Es wurde
auch gefunden, daß die Verschlußüberzüge auf Fläche i und 2 dem Macadam sehr fest
anhafteten und daß es tatsächlich unmöglich oder zumindest sehr schwierig war, den
Überzug von der darunterliegenden Asphaltfläche mit einem Taschenmesser abzulösen.
Beispiel 3
Die das Copolymer enthaltende Asphaltmasse, wie in den vorhergehenden
Beispielen beschrieben, wurde auf eine 2,25 M X i,8o m umfassende Fläche
einer stark befahrenen Straße aufgetragen, die als Oberfläche eine dichte, glatte,
feste Asphaltmasse hatte, welche etwa 2 Jahre alt war. Diese Straßenoberfläche wurde
sauber gekehrt und dann die obige Mischung in einer Menge von ij 1 pro M2
aufgetragen. In diesem Falle wurde festgestellt,daß der erhaltene Abschlußüberzug
in weniger als 2 Stunden trocknete und daß nach 2,4 Stunden bei Automobilverkehr
über die Fläche dieses Absc#hlußüberzuges mehr als 98 % des Überzuges nachweislich
fest an ihrem Platz verblieben.
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B.eispiel 4 Konzentrationen von 2o Gewichtsprozent und von
25 Gewichtsprozent Buna N (gerechnet auf getrockrieten Film) wurden
in einer wäßrigen Asphaltemulsion zurechtgemacht. Dieses Buna N war das aus
etwa 30 % Acryinitril und 70 % Butadien erhältliche Copolymer. Diese
beiden wäßrigen Mischungen von Asphalt mit Buna N wurden auf 15 cm
große Scheiben von harter Asphaltmasse gesprüht.
Die sich bildenden
Filme trockneten bei Raumteinperatur in 36 Stunden und wurden dann während
-, Tagen zweimal täglich mit einer Mischung (50 : 5o) von Kerosin und Dieselöl
überspült. Wie sich ergab, hielten die Proben diese Behandlung aus, wobei kei ne
merkl iche Sc#hädigung der Asphaltmasse wid keinerlei Abblättern des Überzuges auftrat.
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B e i s 1) i e 1 5
Elite wäßrige Emulsion, die
eine Mischung von etwa 7,5 Gewichtsprozent Asphalt und 25 Gewichtsprozent
Perbunan G (ein Butadien-Aervlnitril-Copolymer mit ein-ern ungefähren Gehalt
von 3o Gev,-ichtsprozent Acrvlnitril) enthielt und in die ein hocliiaromatisches,
ungesättigtes Kohlenwasserstoff-öl in cl.",r Menge von io Gewichtsprozent
des Perbunans eingemischt N%#ar"#vurde auf eine Pflasterplatte aus Asl)lialt-Gcsteitis-Mischung
gestrichen. Ma'n ließ den Überzug oberflächlich innerhalb des Hauses trocknen und
setzte ihn dann außer Hause dem Sonnenlicht aus. Nachdem diese überzogene Platte
SO 2 Tage gestanden 'hatte, wurde sie mit Dieseltrelböl angefeuclitet.
Nach dieser Behandlung war keine Beschädigung des asphalthaltigen Überzugüs ersichtlich.
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B e i s p i e 1 6
Eine wäßrige Dispersion von Buna N-Copolymer,
etwa -io% mit 6o% Butadien copolymerisiertes Acryliiitril enthaltend, die 2811/o
Fettstoffe -iuf#N,ies, wurde mit einer wäßrigen Asphaltdispersion (6o % Feststoffgehalt)
derart durchgemischt, (laß ein-,- Anzahl getrennter Dispersionen von verschiedenen
Konzentrationen, (die Konzentrationen sind als Gewichtsprozente auf Basis des Trocken-(Y
"ewichts eines Films gerechnet, der aus der entsprechenden wißrigen Dispersion hergestellt
ist) wie folgt erhalten wurde: 1. 5 % oder 18 g des Copolymers mit
158 g
des Asphalts, 2. 10 % oder 37 g des Copolymers
mit 150 9
Asphalt, 54 g des Copolymers mit 142 3. 15 0/0 oder
Asphalt, 4. 20 0/0 oder 57 g des Copolymers mit 107
9
Asphalt, 5. 2J5 'VO oder 63 g des Copolymers
in 96 g
des Asphalts, 6. 30 'VO oder 7,5 g des Copolymers in
82 -
des Asplialts.
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Das Auftragen jeder der obengenannten wäßrigen Dispersionen erfolgte
auf getrennten, im Freien befindlichen Stellen aus nicht überzogenem asphaltischern
Festmaterial. jede Stelle hatte eine Fläche voll
0,30 In X 0,7,5 m. Die Temperatur
der Umgebung betrugungefähr 16'tiiiddieFeuc#htigkeitetwa750/0. Nachdem die Stellen
der Witterung ungefähr 4 Tage ausgesetzt waren, wurden sie mit Kerosin eingeweiclit
und ungefähr 2 Stunden ohne Unterbrechung init Kerosin benetzt gehalten. Alle die
obigen Überziiiye blieben intakt und schützten den darunterliegenden Asphalt hinreichend
gegen die Einwir-
i
kung von Kerosin. Anliegende oder benachbarte Flächen
Ader nicht überzogenen Asphaltbartmasse wurden jedoch durch das Kerosin stark beschädigt.
Beispiel
7
Zu einer Mischung von wäßrigem Buna NLatex mit Ader in obigern
Beispiel i beschriebenen wäßrigen Asphalternulsion wurde eine wäßrige Dispersion
von verschiedenen Vulkanisiermitteln in solcher Menge zugegeben, daß das in der
Mischung vorhandene Butadien-Acrvlnitril-Copolymer vulkanisiert wurde. Die Zusammensetzung
dieser wäßrigen Dispersion war folgende:
| Gewichtsteile |
| Zinkoxy#d . . . . . . . . . . . - 1,0 |
| Schwefel . . . . . . . . . . . . I,0 |
| Hydrocliinonmonobenzylüther . . . o,5 |
| Natriumsalze polymerisierter |
| Alkylarylsulfonsäuren . . . . . 0,14 |
| Diäthyldithiocarbaminsaures Zink. . i,o |
| Casein . . . . . . . . . . . . . 0,14 |
| Ätznatron . . . . . . . . . . . 0, 1 |
| Wasser . . . . . . . . . . . . 3,12 |
| 7,00 |
2 Gewichtsteile dieser Dispersion wurden unter Rühren zu 14o Gewichtsteilen der
obenerwähnten Dispersion von Asphalt und Buna N-Copolymer gegeben. Die sich,dabei
bildende Mischung wurde auf eine Probefläche gesprengt. Der so erhaltene Überzug
hatte, wie sich ergab, nach dem Trocknen ausreichende Adhäsion und genügende Beständigkeit
beim Einweichen oder Reiben mit verschiedenen flüssigen Kohlenwasserstoffen, wie
Benzin. Auch wurde gefunden, daß Vulkanisation des Überzuges durch Erhitzen während
15 Minuten oder länger bei ioo' erreicht werden konnte, wirkliche Vulkanisation
jedoch auch in einem längeren Zeitraum bei gewöhnlicher Temperatur auftrat.
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Beispiel 8
Zu 142 Gewichtsteilen der nach Beschreibung in Beispiel
7 hergestellten Mischung wurden :25 Gewichtsteile einer wäßrigen Dispersion
eines modifizierten Styrolharzes, die etwa 32 % Feststoffe enthielt, gegeben.
Die resultierende Mischung wurde auf eine Probefläche gesprengt, und der erzielte
Überzug hatte, wie sich ergab, nach dem Trocknen k>
hinreichende Adhäsion
und Beständigkeit gegenüber flüssigen Kohlenwasserstoffen.
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Beispiel 9
Es wurde eine der in Beispieli beschriebenen ähnliche
Mischung hergestellt mit dem Unterschied, daß an Stelle eines Butadien-Acrylnitril-Copolymers
ein Copolymer aus Butadien und Methacrylnitril, hergestellt durch Copolymerisation
von etwa 55 Gewichtsteilen Butadien mit 45 Gewichtsteilen Methacrvlnitril,
in Form eines 30% Feststoffe enthaltenden Latex verwendet wurde. Diese Mischung
wurde auf eine Probefläche gesprengt und hatte, wie sich ergab, nach dem Trocknen
hinreichende
Adhäsion und Beständigkeit während des Einweichens
oder Reibens mit Benzin.