FI94769B - Pigmentoitava sideainekoostumus - Google Patents

Description

1 94769

Pigmentoitava sideainekoostumus Tämä keksintö koskee pigmentoitavia sideainekoos-tumuksia, jotka ovat käyttökelpoisia valmistettaessa pig-5 mentoituja pintapäällyste- tai tiivistysmateriaaleja, kuten kattohuopia, teiden pinnoitteita ja merkintäkoostu-muksia, tiivisteitä, putkien päällysteitä ja erikoispinto-ja, kuten pyöräteillä ja urheilukentillä.

Pigmentoitavia sideainekoostumukisa tunnetaan GB-10 patentista 1 226 234, jossa esitetään öljyä, petrolihart-sia, kumaroni-indeeni-hartsia ja termoplastista kumia sisältäviä koostumuksia. EP-patenttihakemuksessa 0179 510 kuvataan samantyyppisiä seoksia, joissa petrolihartsia ja/tai kumaroni-indeeni-hartsia on modifioitu siten, että 15 ne sisältävät karboksyylihappo-, karboksyylihappoanhydri-di- tai hydroksyyliryhmiä. Nämä koostumukset ovat yhteensopivia pigmenttien ja täyteaineiden ja/tai runkoaineiden kanssa.

Kun halutaan valmistaa laaja valikoima värillisiä 20 pintapäällyste- tai tiivistysmateriaaleja, jotka soveltuvat käytettäväksi kaikissa sääolosuhteissa, sideainekoos-tumukseen sopivan pigmentin ohella lisättyjen hiekan, runkoaineen ja mineraalitäyteaineen luonne, tyyppi ja määrä vaihtelevat suuresti, mutta määräytyvät tietenkin pinta-25 päällyste- tai tiivistysmateriaalin loppukäytön mukaan. Esimerkiksi kattohuopien valmistuksessa hiekka ja sopiva runkoaine ja/tai täyteaine voidaan sekoittaa sideainekoos-tumuksen ja pigmentin kanssa korotetussa lämpötilassa ja levittää kalvolle samalla tavalla kuin bitumisia katto-30 huopia valmistettaessa.

Tähän mennessä kirkasvärisiä bitumisia pintapääl- * · lyste- tai tiivistysmateriaaleja, jotka sietävät monenlaisia ilmasto-olosuhteita pitkiä aikoja, ei ole ollut saatavissa suurissa määrin tai hinnaltaan kilpailukykyisinä.

35 Suunnittelijoiden ja arkkitehtien taholta on ilmennyt li- • , 94769 sääntyviä tarpeita materiaaleille, etenkin katemateriaa-leille, joita voidaan pigmentoida ja jotka ovat yhtä luotettavia kuin perinteiset bitumi- tai asfalttipohjaiset materiaalit.

5 Nyt on saatu aikaan siinä mielessä erittäin käyttö kelpoinen pigmentoitava sideainekoostumus, että siihen voidaan sekoittaa tehokkaasti runkoaine mineraali- ja muut täyteaineet sekä pigmentit, jolloin saadaan pintaviimeis-telyyn, tiemaaleihin, katteisiin, vedenkestävyyden paranit) tamiseen, tiivistykseen ja muihin tarkoituksiin soveltuva pigmentoitu materiaali, ja että tällä pigmentoidulla materiaalilla on hyvä säänkestävyys, minkä vuoksi sitä voidaan käyttää monenlaisissa ilmasto-olosuhteissa.

Esillä oleva keksintö koskee pigmentoitavaa sideai-15 nekoostumusta, joka sisältää mineraalivoiteluöljyjohdan-naista ja modifioitua hiilivetyhartsia, joka sisältää kar-boksyylihappo, karboksyylihappoanhydridi- tai hydroksyyli-ryhmiä. Koostumukselle on tunnusomaista, että se lisäksi sisältää lisäkomponenttina α-olefiinin amorfista homo- tai 20 kopolymeeria. Keksintö koskee myös seosta, jolle on tunnusomaista, että se sisältää edellä kuvattu pigmentoitavaa sideainekoostumusta ja inerttiä täyteainetta. Lisäksi keksintö koskee pigmentoitua pintapäällyste- tai tiivistysma-teriaalia, jolle on tunnusomaista, että se muodostuu seok-25 sesta, joka koostuu edellä kuvatusta pigmentoitavasta si- « deainekoostumuksesta, pigmentistä ja mineraalirunkoainees-ta tai täyteaineesta. Keksinnön mukainen sideainekoostumus on stabiili korkeissa lämpötiloissa ja kestää haurastumatta alhaisissa lämpötiloissa, ja siihen voidaan sekoittaa 30 helposti erilaisia runkoaineita, mineraali- ja muita täy-teaineita ja pigmenttejä, jolloin saadaan kirkasvärisiä päällyste- ja tiivistysmateriaaleja.

Amorfinen α-olefiinipolymeeri on sopivasti atakti-nen polypropeeni tai amorfinen kopolymeeri, joka muodostuu 35 polypropeenista, 1-buteenista ja mahdollisesti vähäisestä 1 il riH i IIIU 114 « ! « 3 94769 määrästä eteeniä, tai näiden seos. Kun keksinnön mukaisessa sideainekoostumuksessa käytetään ataktista polypropeenia (APP), tämä voi olla puhdas aine tai sivutuote, joka on saatu isotaktisen polypropeenin valmistuksessa. Käytet-. 5 täessä propeeni/l-buteeni-kopolymeeria se voi sisältää 0 - 15 % yksikköjä, jotka on johdettu eteenistä, ja loput on johdettu propeenistä ja 1-buteenistä, suhteen ollessa edullisesti sellainen, että 60 - 70 % on ensimmäistä ja loput toista. Sopivia aineita on kuvattu US-patentissa 10 4 707 413 (palsta 3, referenssikopolymeeri (a)), ja kau pallisesti niitä on saatavana nimellä "Vestoplast". Amorfisen α-olefiinin määrä sideainekoostumuksessa voi vaihdella alueella 5-40 paino-%, edullisesti alueella 10 -30 paino-%.

15 Sopivia mineraalivoiteluöljyjohdannaisia saadaan liuotinuutolla mineraalivoiteluöljystä tai suodatetusta sylinteriöljystä. Sopivia liuottimia ovat esim. fenoli, nestemäinen rikkidioksidi ja etenkin furfuraali. Muita sopivia aineita ovat raskas tisle ja öljy, josta asfaltti-20 jae on poistettu. Näitä johdannaisia voidaan käyttää määrinä 30 - 99 paino-%, edullisesti 60 - 95 paino-% laskettuna sideainekoostumuksesta.

Sopivia hiilivetyhartseja ovat petrolihartsit ja kumaroni-indeeni-hartsit. Petrolihartsi voidaan valmistaa 25 polymeroimalla tyydyttymättömiä hiilivetyjä, joita on tyy- dyttymättömissä petrolijakeissa, kuten termisesti kraka-tuissa jakeissa, ja tyydyttymättömiä hiilivetyjä, jotka on saatu hiilivetyjen pyrolyysissä.

Kumaroni-indeeni-hartsit voidaan valmistaa polyme-30 roimalla kivihiilitervatisleissä läsnäolevia tyydyttymät- ;1 tömiä hiilivetyjä.

Hartsit voidaan sitten modifioida esimerkiksi käsittelemällä niitä tyydyttymättömillä karboksyylihapoilla tai anhydride!llä, erityisesti maleiinihappoanhydridillä, 35 tai lievästi hapettamalla. Niitä voidaan valmistaa myös 94769 4 modifioimalla hartsinvalmistusta esim. polymeroimalla tyy-dyttymättömiä hiilivetyjä tyydyttymättömien karboksyyli-happojen tai -anhydridien, erityisesti maleiinihappoanhyd-ridin, läsnäollessa, tai sellaisten tyydyttymättömien kar-5 boksyylihappojen tai niiden estereiden läsnäollessa, jotka sisältävät hydroksyyliryhmän, esimerkkinä hydroksietyyli-metakrylaatti.

Sideainekoostumuksen hartsikomponentin happoluku on sopivimmin alueella 1 - 100, edullisesti alueella 5 -10 50 mg KOH/g, ja sen määrä on sopivasti 1 - 70 %, edulli sesti 5 - 40 % painosta.

Mineraalivoiteluöljyjohdannaista ja hartsikompo-nenttia voidaan puhalluskäsitellä osittain tai kokonaan ennen sekoittamista amorfisen α-olefiinin kanssa.

15 On myös yllättäen havaittu, että keksinnön mukai seen sideainekoostumukseen voidaan yhdistää inerttiä täytemateriaalia, esimerkiksi jauhettua kalkkikiveä, jopa yli 40 paino-%, esim. 10 - 30 paino-%, ilman että sillä on mitään haitallisia vaikutuksia sideainekoostumuksen omi-20 naisuuksiin.

Pigmentoitava sideainekoostumus voi sisältää myös vähäisempiä määriä, esim. 0-30 paino-%, edullisesti 0,5 - 10 paino-%, muita komponentteja, kuten puhallettua tai puhaltamatonta bitumia? pehmennystervaa; synteettistä 25 kumia tai luonnonkumia, esim. mahdollisesti hydrattua, lineaarista tai haaroittunutta, esim. tähtimallista styreenin ja konjugoidun dieenin (esim. butadieenin tai iso-preenin) möhkälepolymeeriä; vahoja, esim. paraffiinivahoja; tahmennusaineita, kuten C10_40-(hydroksi)rasvahappojen 30 Li-suoloja, esim. Li-(hydroksi)stearaattia sideainekoos- tumuksen tekemiseksi itsetarttuvaksi.

Pigmentoitava sideainekoostumus voidaan valmistaa olemassaolevilla menetelmillä, jotka soveltuvat keksinnössä käytettyjen komponenttityyppien perusteelliseen sekoi-35 tukseen, esim. sekoittamalla korotetussa lämpötilassa.

5 94769

Pintapäällyste- tai tiiivistysmateriaali joissa pigmentoitavia sideaineita voidaan käyttää sisältävät tavallisesti mineraalirunkoaineita ja täyteaineita, esim.

5-98 paino-%, edullisesti 20 - 95 paino-% laskettuna 5 päällyste- tai tiivistysemateriaalista. Sopivia mineraalirunkoaineita ovat kivilastut, sora, kuona ja hiekka. Sopivia täyteaineita ovat mineraalipölyt, jauhettu liitu, jauhettu kalkkikivi ja talkki.

Keksinnön mukaisia pigmentoitavia sideainekoostu-10 muksia voidaan käyttää esim. 1-15 paino-%, edullisesti 4-8 paino-% laskettuna päällyste- tai tiivistysmateriaa-lin painosta.

Pigmenttejä voidaan käyttää 0-10 paino-%, edullisesti 0,05 - 2 paino-% laskettuna päällyste- tai tiivis-15 tysmateriaalin painosta. Sopivia pigmenttejä ovat esim.

punaiset ja keltaiset rautaoksidit, titaanioksidi (valkoinen), kromivihreä, kobolttisininen jne.

Seuraavat esimerkit valaisevat keksintöä.

Esimerkit 1-4 20 Suodatetun sylinteriöljyn furfuraaliuutetta (BFE) sekoitettiin sekoittajassa 180 °C:ssa 30 minuuttia modifioidun kumaroni-indeeni-hartsin ja jonkin seuraavan polymeerin kanssa: (a) Poly-a-olefiini (propeeni/l-buteeni-kopolymee- 25 ri, kauppanimi "Vestoplast")

(b) Ataktinen polypropeeni (APP) -sivutuoteseos, kauppanimi esim. DERB1T

(c) Termoplastinen kumi - styreeni/butadieenitähti-kopolymeeri, joka sisälsi 30 % styreeniä ("CARIFLEX" 30 TR1184)

Saadut sideainekoostumukset testattiin ja tulokset on esitetty taulukossa A.

6 94769

Taulukko A Vertailu-

Koostumus esim. Esim. 1 Esim. 2 Esim. 3 5 BFE 62 49 56 49

Kumaroni-indeeni- modifoitu hartsi 26 21 24 21 "Vestoplast" - 30 20 - APP seos - 30 10 Termoplastinen kumi 12 - -

Ominaisuudet

Pehmenemispiste (ASTM D 36 °C) 81,6 146,5 136,9 150,3 15 Kylmätaivutus (DIN 52123 °C) -30 -30 -25 -30

Virtausvastus (DIN 52123 °C) 65 >145 135 >145

Penetraatio 25 °C:ssa 20 (ASTM D5 0,1 mm) 76 49 56 41

Taulukon A tuloksista voidaan havaita, että keksinnön mukaisella pigmentoitavalla sideainekoostumuksella on 25 merkittävästi paremmat ominaisuudet kuin koostumuksilla, joissa käytetään termoplastista kumia.

Esimerkit 4-6

Suodatetun sylinteriöljyn furfuraaliuute sekoitettiin modifioidun kumaroni-indeeni-hartsin ja 30 "Vestoplast"in sekä myös jauhetun kalkkikiven kanssa se- koittajassa 180 °C:ssa 30 minuutin ajan.

. - ·

Testattiin sideainekoostumuksia, joissa kalkkikivi-pitoisuus vaihteli, ja niiden ominaisuudet on esitetty taulukossa B.

il i mill! I i ta ; 7 94769

Taulukko B

Koostumus Esim. 2 Esim. 4 Esim. 5 Esim. 6 BFE 56 50 48 39 5 Kumaroni-indeeni- modifoitu hartsi 24 22 20 17 "Vestoplast" 20 18 16 14

Kalkkikivi 0 10 20 30 10 Ominaisuudet

Pehmenemispiste (°C) 136,9 136,1 136,0 140,1

Kylmätaivutus (°C) -25 -25 -25 -25

Virtausvastus (°C) 135 140 145 150

Penetraatio (0,1 mm) 56 54 49 39 15 _

Taulukossa B esitetyistä tuloksista voidaan havaita, että kalkkikivellä ei ylättäen ole mitään merkittävää vaikutusta pehmenemispisteeseen tai kylmätaivutus- ja vir-20 tausvastusominaisuuksiin.

Claims (10)

1. Pigmentoitava sideainekoostumus, joka sisältää mineraalivoiteluöljyjohdannaista ja modifioitua hiilivety- 5 hartsia, joka sisältää karboksyylihappo-, karboksyylihap-poanhydridi- tai hydroksyyliryhmiä, tunnettu siitä, että koostumus lisäksi sisältää lisäkomponenttina a-olefiinin amorfista homo- tai kopolymeeria.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen sideainekoostu-10 mus, tunnettu siitä, että lisäkomponentti on atak- tinen polypropeeni tai amorfinen kopolymeeri, joka muodostuu propeenista, 1-buteenista ja mahdollisesti vähäisestä määrästä eteeniä, tai näiden seos.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen sideaine-15 koostumus, tunnettu siitä, että amorfisen a-ole- fiinin määrä on 5 - 40 % koostumuksen painosta.

4. Patenttivaatimuksen 1, 2 tai 3 mukainen sideainekoostumus, tunnettu siitä, että hiilivetyhartsi on petrolihartsi tai kumaroni-indeeni-hartsi.

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen sideainekoostu mus, tunnettu siitä, että hartsikomponentin hap-poluku on 1 - 100 mg KOH/g.

6. Jonkin patenttivaatimuksen 1-5 mukainen side-ainekoostumus, tunnettu siitä, että hartsikompo- 25 nentin määrä on 1 - 70 % koostumuksen painosta.

7. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen sideainekoostumus, tunnettu siitä, että mineraali voi teluöljyjohdannainen on suodatetun sylinteriöl-jyn furfuraaliuute.

8. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukai- nen sideainekoostumus, tunnettu siitä, että mine-raalivoiteluöljyjohdannaisen määrä on 30 - 99 % koostumuksen painosta.

9. Seos, tunnettu siitä, että se sisältää 35 jonkin patenttivaatiuksen 1-8 mukaista pigmentoitavaa sideainekoostumusta ja inerttiä täyteainetta. il ; IKiPlMi Ιϋϋ i 9 94769

10. Pigmentoitu pintapäällyste- tai tiivistysmate-riaali, tunnettu siitä, että se muodostuu seoksesta, joka koostuu jonkin patenttivaatimuksen 1-8 mukaisesta pigmentoitavasta sideainekoostumuksesta, pigmentistä 5 ja mineraalirunkoaineesta tai täyteaineesta. » 4 - * ίο 94769