DE3419070A1 - Vor korrosion schuetzende, gegen naesse isolierende komposition zum ueberziehen von flaechen beziehungsweise zu kleben - Google Patents

Description

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Vor Korrosion schützende, gegen Nässe isolierende Komposition zum Überziehen von Flächen beziehungsweise zum

Kleben

Die Erfindung betrifft eine thixotrope Bitumenkomposition, die - auf Metall, Holz, Beton und sonstige Flächen aufgetragen - einen ausgezeichnet korrosionsbeständigen, wasserdichten Überzug ergibt beziehungsweise zum Kleben geeignet ist. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung der genannten Komposition.

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Korrosionshemmende Kompositionen und Verfahren zu ihrer Herstellung sind aus der Literatur bereits bekannt. Die Notwendigkeit, derartige Kompositionen zu verwenden, ergibt sich daraus, daß die im Wasser und in der Luft befindlichen aggressiven Stoffe die aus Metall, Beton, Ziegeln, Holz und sonstigen Werkstoffen bestehenden Oberflächen dauernd schädigen.

Die große Arizahl der Kompositionen ist darauf zurückzuführen, daß eine Vielfalt aggressiver Medien, zu schützender Flächen, ferner eine Vielfalt an Behandlungs- und Auftragmethoden existiert und die speziellen Eigenschaften des jeweiligen Überzuges dem entsprechen müssen·

Neuerdings werden viele Oberzugskompositionen auf Polymerbasis angeboten, weil die ausgezeichneten Eigenschaften der Polymere ein breites Spektrum von Anforderungen befriedigen können. Die Überzüge auf Polymerbasis haben jedoch den M_achteil, durch Oxydationsprozesse und das Verdunsten des Weichmachers verhältnismäßig schnell zu altern. Dadurch werden die Oberzüge nach und nach spröde, ihre Eigenschaften ändern sich mit der Zeit.

Der größte Nachteil der aus Polymeren aufgebauten Kompositionen ist ihr hoher Preis. Das Oberziehen großer Flächen ist selbst dann aufwendig, wenn der Überzug noch streckende Zusätze enthält, die den Preis mäßigen.

Korrosionsschützende, wasserfeste Überzüge lassen sich am billigsten aus Bitumen herstellen. Oe nach dem Zweck des Überzuges muß der Bitumen jedoch modifiziert werden. Unmodifizierter Bitumen verliert zum Beispiel bei dem zum Auftragen erforderlichen Erwärmen auf über 100 ⁰C infolge Oxydation seine guten Eigenschaften. Die Arbeit bei hohen Temperaturen ist übrigens unbequem und teuer»

Die älteste Modifizierung des Bitumens ist die Mo-

difizierung mit Harzpech, Teerpech oder Fettsäurepechen. Dadurch wird jedoch die Aufnahmefähigkeit des Überzuges • für V/asser erhöht, d.h. der V/ert des Korrosionsschutzes verringert.

Die mit unterschiedlichen Wachsen modifizierten Bitumen enthaltenden Kompositionen sind schlecht auftragbar; sie rutschen nach unten, verfließen schlecht und können nur in sehr dünner Schicht auf die Oberfläche aufgetragen werd'en. Die dünne, ungleichmäßige Schicht bietet nicht genügend Schutz.

In der ungarischen Patentschrift Nr. 176 578 ist eine Korrosionsschutzkomposition beschrieben, die neben Bitumen oxydiertes Ceresin oder Paraffin, gesättigte oder ungesättigte Carbonsäuren und bei der schwefelsauren Raffination von Paraffin anfallende aliphatisch^ und aromatische Sulfonsäuren! enthält. Diese Komposition i3t jedoch nicht thixotrop, deshalb ergeben sich beim Auftragen Schwierigkeiten.

Die am verbreitetsten übliche Modifizierung des Bitumens erfolgt mit natürlichem oder synthetischem Kautschuk und verbessert die Theologischen Eigenschaften des Bitumens wesentlich. Die Bitumen-Kautschuk-Emulsion wird häufig zusammen mit der wäßrigen Lösung der Salze mehrwertiger Metalle aufgesprüht. Das durch die Salze ausgefällte Gemisch aus Kautschuk und Bitumen bildet einen homogenen Oberzug, jedoch haben die zur Koagulation verwendeten Salze - meistens CaCl₂. AlCl, - eine korrosive Wirkung und bewirken auch ein Altern des Kautschuks. Die auf diese V/eise erhaltenen Oberzüge haben nur eine ungenügende Schutzwirkung. Um das auszugleichen, wurden auch zahlreiche Kautschuk-Bitumen-Kompositionen entwickelt, die korrosionsschützende Pigmente enthalten.

Als Pigment werden häufig Hetallpi^rnente aus Zink, Aluminium oder Magnesium verwendet. Diese Metallpigmente sind erstens teuer, und zweitens umsti'.rdlich aufzutragen.

Ein Überzug entsprechender Dicke und Gleichmäßigkeit kann aus Schmelzen und Lösungen nur mittels mehrschichtigen Auftragens erhalten werden·

In der ungarischen Patentschrift Nr. 174 782 ist eine ebenfalls Bitumen und Kautschuk enthaltende Mischung zum Korrosionsschutz von Metall und Beton beschrieben. Die Mischung enthält außer den genannten Komponenten noch bei der Pyrolyse von Benzin entstehendes und dann stabilisiertes Pyrolyseharz und Füllstoffe· Diese Komposition wird auf Glasgewebe oder Polymergerüststoffe auf-» gebracht und in dieser Form zum Korrosionsschutz verwendet.

Ziel der Erfindung war es, eine unmittelbar, d.h. ohne Gerüststoffe auftragbare bitumenhaltige Komposition bereitzustellen, die thixotrop ist und deren thixotrope Eigenschaften der zu überziehenden Fläche und der gewählten Auftragsweise entsprechend variiert werden können·

Die erfindungsgemäße Komposition kann kalt mit der Sprühpistole oder mit einem Pinsel aufgetragen werden· Auch senkrechte oder von unten zu behandelnde Flächen (Decke) können problemlos behandelt werden.

Es wurde gefunden, daß 20-75 % Bitumen enthaltende Lösungen in Toluol, Xylol, Petroleum, Benzin, Terpentin oder deren Gemischen, werden sie auf 60-145 C, vorzugsweise 90-130 ⁰C erhitzt und nach Zugabe von 2-30 Massel Ma-, K-, Ca-, Mg-, Zn-, Li-, Al-oleat, -palmitat oder -stearat 30-240 Minuten lang gekocht, zwar eindicken, jedoch keine thixotropen Eigenschaften zeigen. Das Reaktionsgemisch unterliegt während der Erwärmung einer Umwandlung; das ist auch daran zu ?3hen, daß während des Kochens V/asser entsteht. ;Vird das eingedickte Material nach dem Abkühlen auf eine Fläche aufgestrichen, so verfließt es und ergibt nach dem Trocknen einen schwach natten Film. V/eitere Versuche gingen in der Richtung, die Bitumenkomposition zu modifizisren, damit aus ihr chnlich wie aus Polymersystemen harte urd elastische

überzüge hergestellt v/erden können· Überraschenderweise wurde gefunden, daß ein stark thxxotropes System entsteht, wenn man dem beschriebenen Gemisch bei 2C-7Ü °C in einer henge von 0,1-20 Massel Lactame, insbesondere Aminocarbonsäurelactama mit 4-12 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise Caprolactam, Capryllactam, Piperidin-2-on, Pyrrolidon, önantyllactam, Pelargonyllactam, Undecansäurelactam gibt« Das Gemisch kann gerührt werden wie eine Flüssigkeit, wird mit dem Rühren jedoch aufgehört, so erstarrt es innerhalb weniger Sekunden zu einem festen Gel.

Statt reinen Lactams kann als Zusatz auch der bei der Destillation von L_actamen anfallende Destillationsrückstand verwendet werden. Der Lactamdestillationsrückstand enthält 60-80 Massel Lactam, 40-20 Massel organische Zersetzungsprodukte und V.'asser· Der Destillationsrückstand erstarrt bei 50-60 C, sein pH-Wert beträgt 8-9,5.

Mit der auf die beschriebene Weise hergestellten . M_asse wurden Auftragversuche mit der Spritzpistole vorgenommen· Die Auftragseigenschaften der erfindungsgemäßen Komposition sind sehr vorteilhaft: die Komposition .- ^ann feindispers versprüht werden und bildet auf der Fläche sofort ein hartes Gel. Auch bei Schichten von 4-5 mm Dicke an senkrechten Wänden kam es nicht zum Herunterfließen der aufgetragenen Masse. Die Komposition wird nur im Sprühstrahl versprüht, praktisch streuen die Teilchen nicht und auch auf senkrechte beziehungsweise von unten zu behandelnde Flächen ist ein verlustfreier Auftrag möglich. Der aufgetragene überzug trocknet gut, seine Trocknungseigenschaften können durch Viahl des geeigneten Lösungsmittels oder Lösungsmittelsystems in der gewünschten Richtung beeinflußt werden. Die Komposition hat darüber'hinaus wasserabstoßende Eigenschaften, '.erden mit «vasser abgewaschene Flächen sofort mit der Komposition eingesprüht, so schiebt der

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Jprünstranl das ./^sser vor sicn ner und veraringt es; deshalb haftet die Komposition auch auf feuchten Flächen gut·

Weitere Versuche zeigten, daß die Haftung an Flächen beliebiger Art (Metall, Holz, Beton, Ziegel, Glas, Keramik, Papier, Schiefer) beträchtlich erhöht werden kann, wenn man dem Gemisch in einer Menge von 1-10 Massel Terpenharze, vorzugsweise Terpenphenolharz, veresterte Malainatharze, polymerisiertes Kolophonium, natives Kolophonium, die mit Di-, Tri- und Polyolen, vorzugsweise

mit Athylenglycol, Propylenglycol, Glycerin, Pentantriol, Pentaerythrit gebildeten Ester von hydriertem Kolophonium oder Gemische der aufgeführten Stoffe zusetzt. Diese Zusätze hemmen einesteils die Korrosion, zum anderen verbessern sie die Elastizität der Komposition hochgradig und sorgen für gute Haftung.

Die Komposition kann schließlich noch Glasfasern, geschnittene Polyamid, Asbest- oder Viskosefasern oder Mineralwolle enthalten. Für spezielle Zwecke kann die Komposition mit Füllstoffen, wie zum Beispiel Talkum, Glimmer, Schwerspat, Graphit, SiC, MgO usw., oder nit korrosionsschützenden Pigmenten, zum Beispiel Fe₂O₃, Bleizeolith, TiO₃, Cr₂O,, ZnCrO., Nitrophthalsäurenetallsalzen, oder auch mit kathodisch schützenden Metallpulvern (Al, Zn, Mg) vermischt werden.

Die erfindungsgemäße Komposition ist stark thixotrop; sie hat den außerordentlichen Vorteil, im Gegensatz zu den bekannten Oberzügen auch auf Kanten und Ecken zu haften. Dadurch erfolgt der Schutz gegen '.-'asser beziehungsweise Korrosion mit einer zusammenhangenden Schutzschicht. Mit der Komposition können überzüge von ausgezeichneter antikorrosiver ./irkung hergestellt werden. Die überzüge sind biegsam und elastisch. Bei Versuchen zur Schlagfestigkeit wurde der Film eingedrückt, blieb jedoch zusammenhängend und zeigte keinerlei Risse. Der Film ist chemisch gut widerstandsfähig,

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säurefest, laugenfest und wasserfest. Auch bei längerer Lagerung in V/asser oder in einem oxydierenden wäßrigen Medium quillt der Film nicht und löst sich nicht von seiner Unterlage. Der Film altert nicht. Schließlich muß als Vorteil erwähnt werden, daß die Komposition nicht zu teuer ist·

Die erfindungsgeraäße thixotrope Komposition auf Bitumenbasis kann zum Korrosionsschutz von Fahrzeugen und Arbeitsmaschinen, zum Isolieren von Hoch- und Tiefbauobjekten, insbesondere zum Isolieren von Dächern und feuchten Räumlichkeiten sowie als wasserfester Kleber verwendet werden.

Die Erfindung wird an Hand der folgenden Beispiele näher erläutert.

Seispiel 1

In einen mit Rührer und Kühler versehenen, bis 140 C aufheizbaren Reaktor werden 157,5 g Benzin mittlerer Siedelage und 45 g Kolophon-glycerinester (Säurezahl unter 20) eingefüllt. Das Gemisch wird auf 100 ⁰C erwärmt und mit 450 g geschmolzenem Bitumen versetzt. Das Gemisch wird gerührt, bis eine homogene Lösung entsteht, dann wird die Suspension 210 g Zinkstearat in 630 g Toluol zugesetzt und das Gemisch auf 125 ⁰C erwärmt. Bei dieser Temperatur wird eine Stunde lang gerührt, dann die Temperatur allmählich auf 130 C erhöht und das Gemisch bei dieser Temperatur noch 2,5 Stunden lang gekocht. Mach Abkühlen auf 70 ⁰C werden 7,5 g Capryllactam zugegeben, das Gemisch wird eine Stunde lang homogenisiert und dann auf 25 ⁰C abgekühlt. Nach Filtrieren durch ein Sieb der Haschenweite ü,l mm kann das Gemisch in Lagerbehälter gefüllt v/erden.

Das Produkt kann als wasserabdicnteⁿder überzug auf Betonv/ände aufgebracht werden. Vor der Anwendung wird die Komposition mit Benzin in der gewünschten './eise verdünnt.

Beispiel 2 '■■

In den Reaktor gemäß Beispiel 1 werden 195 g ; Lackbenzin, 195 g Terpentin und 22,5 g hydrierter Kolophonium-pentaerythritester gegeben» Das Gemisch | wird auf llü C erwärmt, und - nachdem sich alles ge- ■ löst hat - mit 817,5 g geschmolzenem Bitumen versetzt. ^! Nach gründlichem Rühren werden dem Gemisch 67,5 g Kaliumoleat zugesetzt, und die Temperatur wird auf ] 130 C erhöht. Nach 4 Stunden Kochen wird das Gemisch auf 50 C abgekühlt, mit 195 g Pyrrolidon versetzt und noch eine weitere Stunde lang gekocht. Schließlich gibt man zu dem auf 20-25 C gekühlten Gemisch noch 7,5 g Diethylamin und filtriert durch ein Sieb der Maschenweite 0,1 mm. Das fertige Produkt ist zum Schutz des Unterbaus von Kraftfahrzeugen gegen Korrosion geeignet.

Beispiel 3

In dem Reaktor gemäß Seispiel 1 werden 387 g Xylol auf 120 ⁰C erwärmt. Hinzu gibt man 30 g Terpenharz (Petrex 7-75) und rührt das Gemisch, bis sich alles gelöst hat. Inzwischen werden 6OC g Bitumen in 258 g Lackbenzin gelöst (bei 120 ⁰C). Die erhaltene Bitumenlösung gibt man in den Reaktor und rührt, bis eine homogene Mischung entsteht. Danach gibt man 135 g CaI-ciumstearat ^{zu u}nd kocht das Gemisch 3 Stunden lang bei 120 ⁰C. Zu dem auf 25 ⁰C abgekühlten Gemisch werden 90 g Caprolactam gegeben. Nach gründlichem Rühren wird durch ein Sieb der Maschenweite 0,1 mm filtriert und abgefüllt. Das Produkt ist zum Kleben von Parkett, Dachpappe und sonstigen isolierenden Stoffen geeignet.

Beispiel 4

In dem Reaktor gamcß Beispiel 1 werden 3CC g Toluol auf 120 C erwärmt. Zu dem Toluol werden 99 g Glycerinester von polymerisiertem Kolophonium gegeben. '.'.'ehrend das Gemisch gerührt wird, löst man GUO g Bitumen bei 120 C in 500 g Lackbenzin. Die Ljitumenlösung v/ird in

den .^eaktcr tjetpban :und h;omogeni,siert. Dann wird das Gemisch mit 26 g Aluminiumoleat versetzt und bei 120 °C drei Stunden lang gekocht. Zu dem auf 25 °C gekühlten Gemisch werden 5 g Piperidin-2-on gegeben. Dann wird erneut intensiv gerührt. 50 g Mineralwolle werden eingerührt. Das erhaltene Gemisch ist als schvvingungsdämpfender und korrosionsschutz?ender Überzug geeignet.

Beispiel 5

Man arbeitet auf die im Beispiel 3 beschriebene V/eise mit dem Unterschied, daß man statt 30 g Terpenharz ein Gemisch aus Kolophonium-pentaerythritester und Terpenharz verwendet, und statt 90 g Caprolactam setzt man 90 g Lactamdestillationsrückstand zu. Der Destillationsrückstand weist folgende Parameter auf: 78 Hassel Lactam, 22 Massel organische Zersetzungsprodukte und V.'asser, Erstarrungspunkt: 58 °C, pH: 8,7. Das erhaltene Produkt ist zum Kleben von D_gchpappe geeignet·

Seispiel 5

Man arbeitet auf die im Beispiel 2 beschriebene Weise mit dem Unterschied, daß man statt Kolophoniumpentaerythritester in der gleichen Menge ein Gemisch aus Terpenharz und dem Glycerinester von polymerisiertem Kolophonium im Verhältnis 1:1 verwendet. Statt Pyrrolidon setzt man dem Gemisch Capryllactam oder Pelargonyllactam zu. Die erhaltene Komposition ist zum Korrosionsschutz von Metallflächen und Fahrzeugunterbauten geeignet.

Claims (4)

1· Korrosionsschützende, wasserisolierende oder klebende Komposition, geeignet zum Auftragen auf Metall, Beton, Holz oder sonstige Oberflächen, dadurch gekennzeichnet , daß sie 20-75 Masse% Bitumen, 1-10 Massel Terpenharz und/oder mit Diolen oder Polyolen gebildete Ester von Kolophonium, hydriertem Kolophonium oder polymerisiertem Kolophonium, 2-30 Masse% Palmitinsäure-, Oleinsäure- oder Stearinsäuremetallsalz, 0,1-20 Masse% Lactam, vorzugsweise Pyrrolidon, Piperidin-2-on oder Lactame von Aminocarbonsäuren mit 4-12 Kohlenstoffatomen oder Destillationsrückstand der Lactamdestillation und gegebenenfalls 3-25 Masse% faseriges Verstärkungsmaterial, Füllstoffe, korrosionsschützende Pigmente und Metallpulver sowie Lösungsmittel enthält.

2. Komposition nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß sie als Lactam Caprolactarn, Capryllactam, önantyllactam, Pelargonyllactam, Lauryllactam oder Destillationsrückstand der Lactamdestilenthält.

3· Komposition nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß sie als faseriges Verstärkungsmaterial Asbest, Glasfasern, Mineralwolle, geschnittene Viskosefasern oder Polyamidfasern enthält,

4. Verfahren zur Herstellung einer auf Metall, Beton, Holz und sonstige Flächen auftragbaren, korrosionsschützenden, vvasserisolierenden oder als Kleber geeigneten Komposition, dadurch gekennzeich net, daß nan 20-75 Massed Bitumen in einem Lösungs mittel, zweckmäßig in Terpentin, Benzin, Benzol, Toluol, Xylol oder deren Gemischen, auflöst, der Lösung 1-10 Massel Tsrpenharz und/oder verestertes Terpenharz und/oder mit Diolen oder Polyolen gebildete Ester von Kolophonium oder hydriertem Kolophonium oder polymeri-

siertem Kolophonium zumischt, das Gemisch auf 60-140 ⁰C erwärmt, mit 2-30 Massel Palmitinsäure-, Oleinsäureoder Stearinsäuremetallsalz versetzt, dann 30-240 Minuten lang bei der angegebenen Temperatur kocht, auf 20-70 ⁰C kühlt und 0,1-20 Massel Lactam, vorzugsweise Pyrrolidon, Piperidin-2-on oder Lactame von Aminocarbonsäuren mit 4-12 Kohlenstoffatomen oder Destillationsrückstand der Lactamdestillation und gegebenenfalls 3-25 Massel faseriges Verstärkungsmaterial, Füllstoff, korrosionsschützende Pigmente und Metallpulver zusetzt und das thixotrope Gemisch geivünschtenfalls filtriert.