DE950499C - Verfahren zur Herstellung von plastischen Massen aus Teer oder Bitumen - Google Patents

Description

• Verfahren zur Herstellung von plastischen Massen aus Teer oder Bitumen Bitumen. und Teermassen werden in großen Mengen im Hoch- und Tiefbau) Straßen und Brückenbau, Unterwasser- und Schiffsbau, im Gas-Elektro- und Wasserfach und in der Kabelindustrie als Dichtungs- und Tränkungsmittel, als Binde mittel und Vergußmassen und besonders als Korrosionsschutzüberzug verwendet Es wird von diesen Massen, je nach Verwendungszweck, verlangt, daß sie I. wasserabweisend, 2. undurchlässig und chemisch beständig sind, 3. in vielen Fällen eine gute Standfestigkeit innerhalb eines möglichst großen Temperaturintervalls besit zen, 4. eine gute Haftfähigkeit aufweisen, 5. auf möglichst billige Weise und einfachstem Wege hergestellt und verarbeitet werden können, 6. vielfach Metallunterlagen einen ausreichenden, Schutz gegen die Einflüsse vagabundierender Fremdströme ge währen und 7. alterungsbeständig sind.
• Bitumen und Teermassen erfüllen; meist nur die Bedingungen zu I, 4 und 5 in mehr oder weniger ausreichendem Maße. Dabei scheint Teer in Punkt I dem Bitumen, überlegen zu sein. In Punkt 3 war bisher geblasenes Bitumen besser als Teer. Neuerdings ist aber durch Teerveredelung dieser Vorsprung eingeholt worden; doch reicht der. Plastizitätsbereich für viele Zwecke immer noch nicht aus.
• Das Temperaturintervall zwischen Brechpunkt und Erweichungspunkt ist noch zu klein.
• Es ist bekannt, daß mani durch Füllen von Bitumen und Teer mit anorganischen und o,rganischen Füllstoffen, z. B. Mineral- oder Holzmehl, den Plastizitätsbereich erweitern kann. Hierdurch wird jedoch die Haftfestigkeit verringert, vielfach die Wasserdurchlässigkeit erhöht und die chemische Bestän.digkeit herabgesetzt. Der elektrische Schutz gegenüber vagabund,ierend!en Fremdstrümen und die Alterungsbeständigkeit sind in keinem Falle ausreichend, wenn Bitumen oder Teuere als Korrosionsschutz Verwendung finden. Es ist ferner bekannt, den. Plastizitätsbereich von Bitumen und Teer durch den Zusatz von hochpolymeren Stoffen, z. B. Polystyrol, Polyvinylchlorid und Mischpolymerisaten zu erhöhen. Diese Zusätze wirken in der gleichen Weise wie die bereits frühererwähnten a.norganischen oder organischen Füllstoffe. Sie sind in der Grundmasse mehr oder weniger gut verteilt und erhöhen zwar den plastischen Bereich der Mischung, verringern aber deren Haftfähigkeit un.d Wasserundurchlässigkeit. Bei der Verwendung von Polyvinylchlorid als Zusatz scheidet sich bei Temperaturen über I20° Salzsäure aus. Solche Mischungen sind daher für die Verwendung bei höheren Temperaturen ungeeignet.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Teere oder Bitumen durch geeignete Zusätze so zu. verändern, daß die entstehenden Massen in allen eingangs erwähnten sieben Punkten den. gestellten Bedingungen optimal entsprechen. Damit treten die obengenannten netgativen, Eigenschaften von »gefüllen Massen« nicht mehr auf. Bei richtiger Auswahl der Reaktionsteilnehmer werden die unter micellaren Räume ausgefüllt, die Masse also weitgehend verdichtet und die Durchlässigkeit erheblich herabsetzt. Da unter den Zusätzen Stoffe mit guten di elektrischen Eigenschaften verwendet werden können, wird der elektrische Isolationswiderstand gegenüber den Grundmassen um mehrere Zehnerpotenzen erhöht, was sonst nur bei hochwertigen Kunststoffen erreicht wird.
• Das Verfahren gemäß der Erfindung besteht darin, daß bei der Hers.tellung von plastischen Massen aus Teer oder Bitumen oder einem Gemisch beider Stoffe als Grundstoff mit einem Zusatz von thermoplastischen Hochpolymeren, besonders Polyvinylchlorid, unter Erhitzen. auf über I20° dem Gemisch vor der Wärmebehandlung saue.rstoffabgebende Metallverbin.dungen in Höhe von mindestens 50 Ole vorzugsweise über 100 I00°/o des Gehaltes an hochpolymeren. Stoffen zugesetzt werden, die gleichzeitig die Zersetzung des. Hochpolymeren, aufheben und zur Bildung von Metallseifen, geeignet sind. Man kann beispielsweise zu den Grundmassen sauerstoffabspalten.de Metalloxyde zusetzen, welche durch Oxydation verseifungsfähige organ suche Substanzen erzeugen, die mit den restlichen Metalloxyden Seifen bilden. Hierdurch werden Doppelbindungen und phenolische Gruppen beseitigt und damit die Alterungsbeständigkeit wesentlich erhöht.
• Das. Verfahren gemäß der Erfindung ergibt besondern hoch,wertige! Produkte, wenn man als hochpolymeren Stoff chlorierte Hochpolymere allein oder zusammen. mit nicht chlorierten. Hochpolymerken oder als Mischpolymerisate zusetzt. Diese Massen lassen sich auch bei den gebräuchlichen Arbeitstemperaturen von 20 bis I200 spritzen bzw. tauchen. Bei den Umsetzungsprozessen entstehen auch aromatische und heterocyclische chlorierte Schwermetallverbindungen, die außerordentlich baktericid, fungizid und insecticid wirken.
• Die neue Masse übertrifft die Grundmasse in ih.rer Beständigkeit gegen Säuren, insbesondere Salpetersäure, Alkalien und Salzlösungen. Sie reagiert neutral und spaltet auch bei höheren als den Verarbeitungstemperaturen keine korrosionsfördernden Stoffe ab. Eine besonders günstige Eigenschaft der neuen Masse ist die, daß sie bei den Verarbeitungstemperaturen etwa die gleiche Viskosität wie die Grundmasse hat, im Gegensatz zu ihr aber beim Erkalten in einen hochelastischen Zustand übergeht. Das Temperaturintervall zwischen Brech- und Erweichungspunkt wird über die sonst mit suspendierten Füllstoffen erreichten Werte hinaus verbessert. Außerdem zeichnet sich die neue Masse durch eine bessere Benetzbarkeit, Haftfestigkeit und Klebkraft auf metallischen und nichtmetallischen Unterlagen gegenüber der Grundmasse aus.
• Zur Herstellung der neuen Stoffe kann z. B. folgendermaßen verfahren werden: 30 bis So Teilen Weichteer, Siedebeginn 240 bis 3500, werden etwa 10 Teile Menn,ige, 10 Teile Polystyrol undl 5 Teile Polyvinylchlorid zugesetzt. Das Ganze wird kalt bzw. un.ter leichtem Anwärmen pastenartig angerührt; je nach Verwendungszweck werden 20 bis 50 Teile Asphalt oder Sonderteermassen hinzugegeben und unter ständigem Rühren. erwärmt.
• Zwischen I20 und iSo0 -je nach den Zusätzen, findet unter Gasentwicklung die chemische Umsetzung statt, bei der das Bleioxyd auch katalytisch wirkt. Die Beendigung der Reaktion wird daran erkannt, daß sich Tropfen der neuen Ma.sse zu Ballonen aufblasen lassen. Dünne Filme zeigen bei starker mikroskopischer Vergrößerung eine bessere Homogenität als die Grundmassen. Außerdem wird eine Fibrillenstruktur beobachtet. Die mit den neuen Massen erzeugten Filme sind; hochglänzend und härten bei Raumtemperatur ohne Änderung der Brechpunkte nach.
• Ein anderes Beispiel der Zusammensetzung ist folgendes: 82 Teile Weichteer (wie oben), 10 Teile Bleimennige, 5 Teile Polystyrol und 3 Teile Polyvinylchlorid.
• Es ergeben sich folgende Daten: Vera.rbeitungstemperatur etwa I00°, Tropfpunkt 930, Erweichungspunkt 600 nach Krämer-Sarnow, Brechpunkt-i 0, Isolationswiderstand etwa 1014 M Q cm.
• Anwendung: als alterungsbeständiger Korrosionsschutz und Schutz gegen Fremdströme, z. B. bei Erdkabeln und. Kanalisationsrohrnetzen für höchste Ansprüche.
• An Stelle von Bleimennige können andere Oxydationsmittel verwendet werden, die ebenfalls Me tallseifen bilden, z. B. Braunstein; und Chromsäure u. dgl. Durch die Metailseifenbildung werden Haftfestigkeit und Undurchlässigkeit erhöht. Ohne den Zusatz von Bleimennige oder anderen in. gleicher Weise wirkenden Oxydationsmitteln bleibt die für die Erfindung typische Reaktion in dem genannten Temperaturintervall aus. -Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, wenn neben den chlorierten Hochpolymeren andere Hochpolymere, insbesondere Polystyrol, in die Masse eingemischt werden,. a) 10 Teile Polyvinylchlorid, 10, Teile Polystyrol, 10 Teile Mennige oder Braunstein, 10 Teile geblasenen Bitumen, mit einem Erweichungspunkt von 85° (Ring und Kugel) un.d einer Penetration von 40 mm bei 250, 10 bis 30 Teile Kaolirr oder Talkumpulver, 50 bis 70 Teile Weichteer, Siedebeginn über 260, werden gemischt, erwärmt und oberhalb 1200 zur Reaktion gebracht. Die en.tstehenden Produkte zeigen. bei guten dielektrischen Eigenschaften eine wesentliche Erweiterung des plastischen Bereiches.
• Der Brechpunkt liegt unter 300, der Tropfpunkt über 100 b) 10 Teile Mischpolymerisat aus Polyvinylchlorid und Polyvinylacetat, 10 Teile Mennige oder Chromsäure, 10 bis 30 Teile Asbestine, 50 bis 80 Teile geblasene Bitumen, o bis 30 Teile Weichteer, Siedebeginn über 2600, werden gemischt, erwärmt und oberhalb I200 zur Reaktion. gebracht. Die Reaktionsprodukte zeigen einen hohen elektrischen Isolationswiderstand. Der Brechpunkt liegt unter 300, der Tropfpunkt oberhalb, 1200.
• Wird ein bei Raumtemperatur streichfähiges Produkt verlangt, dann kann man vom niedrig viskosten Weichteer oder von schwerem Anthrazenöl ausgehen. Für den. Korrosionsschutz von Kabeln und Wasserleitungsrohren werden meist Isolierstoffe benötigt, die sich nicht ab drücken lassen, andererseits auch bei Frost nicht verspröden.
• Durch Zugabe von Asphalten oder Sonderteermassen kann das Temperaturintervall so eingestellt werden daß z. B. der Brechpunkt der neu entstehenden Masse bei etwa minus 200 liegt und der Erweichungspunkt bei etwa 800 nach Ring und Kugel, wobei die Verarbeitungstemperatur I00° nich,t wesentlich überschreitet. Durch Einrühren geringer Zusätze niedrigsiedender organischer Lösungsmittel wie Benzol, Trichloräthylen usw. läßt sich die Ho mogenisierung noch weiter steigern. Außerdem lassen sich dadurch die wenigen durch den Herstellungsprozeß eingerührten Luftblasen und gegen benenfalis auch Reaktionsgase vollstän.dig entfernen.
• Es. ist bekannt, daß Mikroorganismen und Insekten bituminöse Isolierungen, namentlich in den Tropen, angreifen und das darunterliegende Metall dem korrosiven Angriff preisgeben. Durch den erfindungsgemäßen Zusatz chlorabspaltender Kohlen.-wasserstoffe und reaktionsfähiger Schwermetalloxyde des Bleies, Kupfers, od. dgl. zu den Grundmassen nehmen die im Teer vorhandenen Heterocyclen, Chlor auf. Die mit den neuen Massen isolierten Metallrohre und Kabel sind tropenfest.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: I. Verfahren zur Herstellung von plastischen Massen aus Teer oder Bitumen. oder einem Gemisch aus beiden als Grundstoff mit einem Zusatz von thermoplastischen Hochpolymeren, insbesondere Polyvinylchlorid, unter Erhitzen auf Temperaturen über I200, dadurch gekennzeichnet, daß dem Gemisch vor der Wärmebehandlung sauerstoffabgebende Metallverbindungen in Höhe von mindestens 50 O/o, vorzugsweise über 100 0/o. des Gehaltes an hochpolymeren Stoffen zugesetzt werden, die gleichzeitig die Zersetzung des Hochpolymeren aufheben und zur Bildung von Metallseifen, geeignet sind.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Mischung chlorhaltige Hochpolymere, insbesondere Polyvinylchlorid, und chlorfreie Hochpolymere in Gegenwart von sauersto,ffabgebenden Metalloxyden zugesetzt werden, wobei das Verhältnis zwischen Hochpolymeren und Metalloxyden mindestens 2:1, vo,rzugsweise I:I und darüber beträgt.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gEekennzeichnet? daß der Mischung Polyvinylchlorid und Polystyrol in Gegenwart von. Bleimennige zugesetzt werden, wobei das Verhältms zwischen Polyvinylchlorid plus Polystyrol und Bleimennige mindestens 2:I, vorzugsweise I:I und. darüber beträgt.

   In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 693 062, 729 419; französische Patentschrift Nr. 895 032.