PL99017B1 - Anionowa emulsja bitumiczna i sposob jej wytwarzania - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest anionowa emulsja bitumiczna i sposób jej wytwarzania.

Znane anionowe emulsje bitumiczne mozna wy¬ twarzac za pomoca tanszych emulgatorów o charak¬ terze mydel przez dyspergowanie bitumów zawiera¬ jacych kwasy z dodatkiem tychze emulgatorów w rozcienczonym lugu.

Ostatnio rozpowszechnilo sie stosowanie aniono¬ wych emulsji bitumicznych: stosuje sie je przykla¬ dowo jako material izolacyjny razem z dodatkami lateksu naturalnego lub lateksu syntetycznego. Ma¬ terialy izolacyjne na bazie lateksów i bitumicznych emulsji charakteryzuja sie lepsza ciagliwoscia i ela¬ stycznoscia, lepsza wytrzymaloscia, lepsza odpor¬ noscia na starzenie, lepsza przyczepnoscia i nizsza temperatura lamliwosci. Emulsje bitumiczno-latek- sowe wytwarza sie ze wzgledów praktycznych w kompozycjach dwuskladnikowych. W sposobach wy¬ twarzania z zastosowaniem jednej kompozycji, od¬ parowanie wody wymaga dlugiego czasu na utwo¬ rzenie warstwy ochronnej. Poniewaz powloki skla¬ daja sie z kilku warstw, zas wytworzenie jednej warstwy z powodu zbyt dlugiego czasu odparowy¬ wania wody, jest nie do przyjecia w technice, wiec z tego powodu przy kompozycjach dwuskladniko¬ wych warstwa zostaje wytworzona na skutek dzia¬ lania elektrolitów, np. 3—5°/o-wego roztworu chlor¬ ku wapnia. Obydwa skladniki, to znaczy emulsja bitumiczno-lateksowa i roztwór stracajacy, zostaja naniesione za pomoca urzadzenia do natryskiwania. przy czym obydwa komponenty zostaja zmieszane bezposrednio przed natryskiem. Roztwór stracajacy powoduje skoagulowanie emulsji, powstaje przy tym warstwa nie ulegajaca powtórnemu zemulgo- waniu.

W sposobie z zastosowaniem dwóch komponen¬ tów pierwsza warstwe nanosi sie zawsze bez roz¬ tworu stracajacego, dla unikniecia bezposredniego zetkniecia tego roztworu z betonem. Tego rodzaju emulsje stosuje sie na przyklad przy wytwarzaniu wodoszczelnych warstw w budownictwie glebino¬ wym.

Celem wynalazku jest wytworzenie anionowej jelnoskladnikowej emulsji bitumicznej szeroko sto¬ sowanej do wytworzenia powloki izolacyjno-ochron- nej, o prostej technologii wytwarzania, która to emulsja moze byc przechowywana w stosunkowo niskiej temperaturze przez okres wielu miesiecy.

Wedlug wynalazku szybko koagulujaca sie anio- no-aktywna emulsja bitumiczna posiada nastepuja¬ cy sklad: 40—60% wagowych bitumów podestylacyjnych lub bitumów przedmuchiwanych 40—30% wagowych wody 4—5% wagowych roztworu wodorotlenku amonu 4—5% wagowych kwasu oleinowego, korzystnie technicznej pleiny, ewentualnie 0,05—0,1% wagowych soli miedzi, cynku, srebra, niklu, kobaltu lub kadmu, lub ewentualnie lateksu, jak i wzmacniajacych strukture materialów lub 99 01799 017 3 4 wypelniaczy, na przyklad wlókien szklanych, ferót- kowlóknistego azbestu, wlókna ze szlaki lub wlók¬ na z welny mineralnej.

Jako bitumy stosuje sie korzystnie bitumy pode¬ stylacyjne o punkcie miekniecia 40—70°C. Jako roz¬ twór wodorotlenku amonu stosuje sie korzystnie wodny roztwór 25°/o-owy. Korzystnie stosuje sie so¬ le metali ciezkich, szczególnie siarczanu miedzi w ilosci okolo 0,1% wagowych. Zastosowanie wyzsze¬ go stezenia soli metali ciezkich moze wplynac na trwalosc emulsji bitumicznej. Ewentualnie dodany lateks moze byc lateksem z kauczuku naturalnego lub lateksem z kauczuku syntetycznego. Wysycha¬ jaca odmiana anionowej emulsji bitumicznej we¬ dlug wynalazku ma ten sam sklad jak wyzej poda¬ no, lecz bez soli metali ciezkich.

Sposób wytwarzania anionowej emulsji bitumicz¬ nej polega na tym, ze rozpuszcza sie w ogrzanej wodzie wodorotlenek amonu, kwas oleinowy i ewentualnie sól metalu; po rozpuszczeniu tych skladników dodaje sie ewentualnie lateksu, na¬ stepnie przy szybkoobrotowym mieszaniu dodaje sie do fazy wodnej bitumy ogrzane powyzej tem¬ peratury miekniecia. Przy stosowaniu mlyna kolo- ilalnego mozna proces wytwarzania prowadzic w sposób ciagly. W tym przypadku ogrzewa sie od¬ dzielnie faze bitumiczna i faze wodna do zadanej temperatury i wprowadza w podanym wyzej sto¬ sunku ilosciowym jednoczesnie do mlyna koloidal¬ nego.

Wynalazek opiera sie na spostrzezeniu, ze wytwo¬ rzony in situ, spelniajacy role emulgatora dla anio¬ nowej emulsji bitumicznej, oleinian amonu w cien¬ kiej warstwie na powietrzu rozklada sie i traci za¬ wartosc amoniaku. Pozostaly pod odparowaniu amoniaku kwas oleinowy skleja sie z czasteczkami bitumicznymi i tworzy w ten sposób jednorodna blone. Wlasnosci izolujace (wodoodpornosc) tak wy¬ tworzonej blony bitumicznej sa identyczne jak blo¬ ny wytworzonej z emulsji bitumicznej zawierajacej rozpuszczalniki, zas emulgator w przeciwienstwie do znanych oleinianów alkalii zachowuje swój nie¬ odwracalny charakter.' Wazna zaleta emulgatora jest niewystepowanie przez okres skladowania dluzszy niz 6 miesiecy tak rozdzialu faz, jak i osiadania skladników emulsji.

Szybka koagulacja anionowych emulsji bitumicz¬ nych wytworzonych wedlug wynalazku nastepuje w obecnosci zwiazków bedacych kompleksami amo¬ niaku z metalami ciezkimi, przede wszystkim so¬ lami miedzi, nastepnie cynku, srebra, niklu, kobal¬ tu, kadmu. Ustawianie znanych emulsji na okreslo¬ ny czas koagulacji osiaga sie przez dodanie elek¬ trolitów, jak na przyklad soli metali ziem alkalicz¬ nych jak chlorku wapnia. Jednak elektrolity typu sQli metali ziem alkalicznych wywoluja natych¬ miastowa koagulacje emulsji lateksowo-bitumicz¬ nych co zmusza do stosowania przy natryskiwaniu urzadzen zaopatrzonych w dwie dysze: z jednej dy¬ szy nanosi sie na uszlachetniona powierzchnie emulsje lateksowo-bitumiczna, zas z drugiej roz¬ twór elektrolitu. Z powodu wysokiego kosztu urza¬ dzen nanoszacych i trudnosci wykonania wymaga¬ nego dokladnego mieszania ten sposób wytwarzania nie zostal rozpowszechniony. Wytworzone jednak wedlug wynalazku zwiazki kompleksowe amoniaku z metalami ciezkimi, dodane w czasie wytwarzania anionowych emulsji lateksowo-bitumicznych, nie maja wplywu w zakresie podanych stezen na trwa- losc emulsji. Po naniesieniu emulsji na powierzch¬ nie z warstwy naniesionej emulsji odparowuje nie¬ zaleznie od rodzaju powierzchni nieporównywalnie szybko (szybciej niz woda) amoniak, kompleksowa sól amonowa ulega rozklalowi i nowo utworzona sól metalu spelnia swoje dzialanie koagulujace.

Naniesiona warstwa emulsji koaguluje przed wy-* dzieleniem zawartosci wody. Z tego powodu mozna szybko koagulujaca jednoskladnikowa emulsje wy¬ tworzyc in situ. Spostrzezenie to jest ogólnie sto¬ sowane w technologii wytwarzania róznego rodzaju emulsji wodno-olejowych, na przyklad moga byc w ten sposób wytwarzane trwale emulsje róznych olejów roslinnych, olejów rybich, wosków, tlusz¬ czów lub naturalnych zywic.

Wytworzona wedlug wynalazku emulsja posiada wlasnosci techniczne przewyzszajace dotychczas znane emulsje aniono-bitumiczne szybkokoagulu- jace i szybkoschnace oraz wykazuje niespodzie¬ wanie dobra przyczepnosc. Specjalnego znaczenia nabiera wyzej wymienione spostrzezenie przy wy¬ twarzaniu dotychczas znanych emulsji lateksowo- -bitumicznych, przy których wytwarzaniu z powo¬ du trudnej technologii otrzymuje sie czasami pro¬ dukty nieprzydatne.

Przy mieszaniu stopionego bitumu z lateksem z kauczuku syntetycznego moze nastapic rozdzial faz z powodu szybkiej utraty wody. Mieszanie przygo¬ towanej uprzednio anionoaktywnej emulsji bitu¬ micznej z reagujacym zasadowo lateksem, powoduje to, ze bitumy i lateks rozdzielaja sie w czasie prze¬ chowywania. Wytworzona przy nanoszeniu blona jest niejednorodna i nie wykazuje zalet mieszanin bitumów i lateksu.

Przy zastosowaniu jednak do wytwarzania emul¬ sji oleinianu amonu jako emulgatora, który dobrze emulguje tak bitumy jak i lateks, emulsja zacho¬ wuje trwalosc pomimo zawartosci elektrolitu za¬ wierajacego metal i tworzy przy nanoszeniu po wy¬ parowaniu amoniaku jednorodna blone. W emulsji wedlug wynalazku amoniak spelnia podwójna role: z jednej strony zapewnia mozliwosc powstania emulsji po drugie zas w wyniku szybkiego odpa¬ rowania zapewnia szybka strate emulsyjnego cha¬ rakteru naniesionej warstwy; poza tym z komplek¬ sowej soli amonowej metalu ciezkiego pod odparo¬ waniu amoniaku powstaje elektrolit zawierajacy sól metalu ciezkiego, która to sól powoduje szybka koagulacje.

Dziedzinami zastosowania emulsji sa na przy¬ klad: przygotowanie powierzchni betonów, które nastepnie maja byc pokryte goraca izolacja bitu¬ miczna; klejenie samoklejacych bitumowanych folii, zewnetrzna i wewnetrzna izolacja wodoszczelna przygotowanych uprzednio rur betonowych; oraz wytworzenie warstw antykorozyjnych na powierzch¬ niach metali. Wyliczone dziedziny zastosowan sa tylko najwazniejszymi i anionowe emulsje bitu¬ miczne wedlug wynalazku mozna stosowac do wie¬ lu innych celów.

Zalety anionowych emulsji bitumicznych sa naste- 40 45 50 55 6099 017 6 pujace: technologia wytwarzania jest prosta, mozna je wytwarzac w systemie jednoskladnikowym. Do wytwarzania emulsji bitumicznych mozna stosowac ogólnie uzywane urzadzenia, zas do nanoszenia nie sa wymagane specjalne urzadzenia. Warstwa ko- aguluje szybko; jesli naniesiona powloka ma byc gruba, to poszczególne warstwy mozna nanosic szybko jedna na druga. Emulsja moze byc przecho¬ wywana dluzej niz to ma miejsce przecietnie przy emulsjach bitumicznych; emulsja moze byc przecho¬ wywana co najmniej pól roku. Konieczne do wy¬ twarzania anionowych emulsji bitumicznych skladni¬ ki sa latwo dostepne i porównywalnie tanie. Odpor¬ nosc powloki na wode jest bez zarzutu i dzieki te¬ mu moze byc stosowana jako warstwa izolacyjna dla zaostrzonych wymagan, jakie np. sa stawiane przy dzialaniu wody pod cisnieniem. Naniesiona powloka moze spelnic po krótkim czasie wymaga¬ nia. Emulsja nadaje sie do wytwarzania powlok antykorozyjnych. Ze wzgledu na mieszalnosc wyna¬ lezionej emulsji z innymi emulsjami bitumicznymi mozna dostosowac ja zaleznie od wystepujacych wymagan.

Sklad i sposób wytwarzania wynalezionych anio¬ nowych emulsji bitumicznych wyjasnia sie blizej nastepujacymi przykladami.

Przyklad I. Anionowa emulsja bitumiczna sklada sie z nastepujacych skladników: Bitum podestylacyjny B-90 Siarczan miedzi (CuS04 • 5H20, techniczny) Wodorotlenek amonu Kwas oleinowy Lateks kauczuku naturalnego (60% suchej zawar¬ tosci).

W mieszalniku wysokoobrotowym z ogrzewanym plaszczem i zaopatrzonym w urzadzenia mieszajace ogrzewa sie do temperatury 75°C przy ciaglym mie¬ szaniu 30 czesci wody. Po dodaniu siarczanu miedzi i nastepnie' dodaniu wodorotlenku amonu zmienia sie zabarwienie roztworu z jasnoniebieskiego do ciemnoszafirowego. Do wytworzenia soli komplek¬ sowej i emulgatora potrzebne jest okolo 4 czesci °/o-owego roztworu wodorotlenku amonu. Po do¬ daniu wodorotlenku amonu dodaje sie techniczny kwas oleinowy lub kwasy oleju talowego i bez¬ posrednio miesza 30 minut, az metny, bialoblekit- ny roztwór sklaruja sie i wytworzone mydla roz- ' plyna sie.

Po przygotowaniu emulgatora i czynnika stra¬ cajacego dodaje sie, przy ciaglym mieszaniu w temperaturze 75°C, 2 czesci lateksu z kauczuku na¬ turalnego. Utrzymuje sie temperature wodnej fazy od 70° do 80°C. Nastepnie dodaje sie do fazy wod¬ nej przy mieszaniu szybkoobrotowym, 60 czesci bi¬ tumu podestylacyjnego B-90, ogrzanego uprzednio do temperatury 120°C. Przy dodawaniu nalezy zwrócic uwage, aby temperatura nie przekroczyla 100°C. Po dodaniu calej ilosci bitumu, mieszanine miesza sie energicznie pewien czas i w koncu po zatrzymaniu mieszalnika opróznia sie urzadzenie.

Wtyworzona w przykladzie I emulsja bitumiczna ma nastepujace wlasnosci: Lepkosc przy 20°C 20—30°E pH okolo 10 Osiadanie po 24 godzinach — Koagulacja na tluczniu bazaltowym maksimum 25 minut wilgotnym betonie maksimum 10 minut mokrym betonie maksimum 20 minut Przyczepnosc dobra tak do bazaltu jak i betonu Rozcienczalnosc rozcienczalna za pomoca wody.

Przyklad II. Wytwarzanie anionowej emulsji bitumicznej mozna przeprowadzic jako proces pól- cigly w nastepujacy sposób: io W ogrzewanym dozowniku rozpuszcza sie 70°C 0,1 czesc CuS04 • 5HzO w 28 czesciach wody pobra¬ nej z sieci. Do roztworu dodaje sie poczatkowo 4 czesci roztworu wodorotlenku amonu i nastepnie 4 czesci technicznej oleiny. Po wytworzeniu ole- inianu amonu dodaje sie w temperaturze 70°C la¬ teksu z kauczuku syntetycznego. W drugim ogrze¬ wanym dozowniku stapia sie w temperaturze 160°C 56 czesci bitumu dmuchanego 85/25 i zadaje sie 4 czesciami benzyny lakowej. Nastepnie obie plynne fazy doprowadza sie w sposób ciagly do mlyna ko¬ loidalnego. Wyplywajaca z mlyna koloidalnego go¬ towa emulsja jest wylewana dla unikniecia strat amoniaku do zamknietych pojemników.

Przyklad III. Anionowa emulsje bitumiczna przygotowuje sie z nastepujacych skladników: 56 czesci bitumu podestylacyjnego B-90 czesci technicznego kwasu oleinowego 36 czesci wody 0,1 czesci CuS04 • 5HzO 3t 4 czesci 25°/o-owego roztworu wodorotlenku amo¬ nu.

Faze wodna przygotowuje sie w temperaturze 80°C, zas faze bitumiczna w temperaturze 120°C. Procesy technologiczne sa identyczne jak w przykladzie I. Wytworzona w ten sposób emulsja, nie zawierajaca lateksu, jest stosowana dzieki jej niskiej cenie w szerokim zakresie, np. do klejenia lub do przygotowania powierzchni.

Przyklad IV. Mase do malowania podklado- 40 wego sporzadza sie o nastepujacym skladzie: 56 czesci bitumu podestylacyjnego B-90 4 czesci kwasu oleinowego 32 czesci wody 4 czesci 25%-owego roztworu wodorotlenku amonu 45 4 czesci lateksu o zawartosci suchej masy 30%.

Proces technologiczny jest identyczny jak w przy¬ kladzie I. Do przygotowanej w ten sposób aniono¬ wej emulsji bitumicznej dodaje sie 6 czesci krót- kowlóknistego azbestu (F-6). Zamiast wlókien azbe¬ st stowych stosuje sie tez jako wypelniacz ciete (na odcinki 0,5 cm) wlókno szklane. Emulsja moze tez ewentualnie zawierac 0,1 czesc CuS04 • 5H2Ot wte¬ dy jednak wypelniacz dodaje sie dopiero przy na¬ noszeniu emulsji. Przy wytwarzaniu powlok stosuje 55 sie emulsje w ilosci 1,5 do 2 kg/m2. Mechaniczne wlasciwosci wytworzonej w ten sposób powloki, np. wytrzymalosc na scieranie, oraz przyczepnosc, przewyzszaja wlasnosci znanych anionowych emul¬ sji bitumicznych. Masa do malowania podkladowe¬ go go moze byc nanoszona za pomoca jednokrotnego malowania bez urzadzen rozpylajacych.

Pr z y k l a d V. Przy powlekaniu ochronnym powierzchni metalicznych anionowymi emulsjami bitumicznymi nanosi sie powloke podkladowa wy- M tworzona w nastepujacy sposób: 5,6 czesci bitumu7 99 017 8 podestylacyjnego B-90 ogrzewa sie do 120—130°C, nastepnie dodaje sie 1 czesc technicznego kwasu Oleinowego. Równolegle rozpuszcza sie w 40 czes¬ ciach wody 0,5 czesci wodorotlenku potasu i 2,0 czesci metylosilikonianu sodowego (Silicor C I).

Emulsje bitumiczna wytwarza sie w zwyczajny spo^ sób i nanosi sie jako powloke podkladowa na po¬ wlekana powierzchnie metalu. Po naniesieniu war¬ stwy podkladowej nanosi sie. nastepne warstwy z emulsji anionowej bitumicznej otrzymanej w przy¬ kladach I i II. Poszczególne warstwy nanosi sie za pomoca opryskiwania do grubosci 1 mm.

Claims (9)

Zastrzezenia patentowe

1. Anionowa emulsja bitumiczna, znamienna tym, ze zawiera 40—60 czesci bitumu podestylacyjnego lub bitumu przedmuchiwanego, 30—40 czesci wody, 4—5 czesci wodorotlenku amonu, 4—5 czesci kwasu oleinowego, ewentualnie 0,05—0,1 czesci soli miedzi, cynku, srebra, niklu, kobaltu lub kadmu, jak i ewentualnie lateks, benzyne lakowa i wypelniacze.

2. Emulsja bitumiczna wedlug zastorz. 1, znamienna tym, ze zawiera bitum podestylacyjny o punkcie miekniecia pomiedzy 40—70°C, ewentualnie bitum przedmuchiwany o punkcie miekniecia 80—100°C i benzyne lakowa.

3. Emulsja ibtumiczna wedlug zastrz. 1, znamien¬ na tym, ze zawiera 25°/©-owy roztwór wodorotlenku amonu. 10 13 W 25

4. Emulsja bitumiczna wedlug zastrz. 1, znamien¬ na tym, ze jako lateks zawiera lateks z kauczuku naturalnego.

5. Emulsja bitumiczna wedlug zastrz. 1, znamien¬ na tym, ze jako lateks zawiera lateks z kauczuku syntetycznego.

6. Emulsja bitumiczna wedlug zastrz. 1, znamien¬ na tym, ze jako wypelniacz lub substancje wzmac¬ niajace strukture zawiera ciete wlókno szklane, krótkowlóknisty azbest, wlókno ze szlaki lub welne mineralna.

7. Sposób otrzymywania anionowej emulsji bitu¬ micznej, znamienny tym, ze do podgrzanej fazy wodnej zawierajacej rozpuszczony wodorotlenek amonu, kwas oleinowy i ewentualnie sole metali j ewentualnie lateks wprowadza sie przy szybko¬ obrotowym mieszaniu, bitumy podgrzane powyzej temperatury miekniecia.

8. Sposób wedlug zastrz. 7, znamienny tym, ze anionowa emulsje bitumiczna wytwarza sie w spo¬ sób ciagly, przygotowujac oddzielnie faze wodna i bitumiczna, doprowadzajac do odpowiedniej tem¬ peratury, nastepnie wprowadzajac obydwa skladniki w podanym stosunku do mlyna koloidalnego.

9. Sposób wedlug zastrz. 7, znamienny tym, ze do przygotowanej emulsji przy natryskiwaniu ewen¬ tualnie dodaje sie substancje wzmacniajace struk¬ ture, jak ciete wlókno szklane, krótkowlóknisty az¬ best, wlókno ze szlaki lub welne mineralna. Errata do opisu nr 99 017 Lam 6 wiersz 65 Jest: 5,6 czesci Powinno byc: 56,5 czesci Lam 7 wiersz 27 Jest: ibtumiczna Powinno byc: bitumiczna OZGiraf. Lz. 1316 naklad 85+17 egz. Cena 45 zl