DE1198475B - Verfahren zur Herstellung von UEberzuegen und Ausfuellungen auf phenolhaltiger Epoxydharzbasis fuer Bauzwecke - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von UEberzuegen und Ausfuellungen auf phenolhaltiger Epoxydharzbasis fuer BauzweckeInfo
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Description
BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND
DEUTSCHES
PATENTAMT
AUSLEGESCHRIFT
Int. α.:
C09f
Deutsche Kl.: 22h-5
Nummer: 1198 475
Aktenzeichen: S 70877IV c/22 h
Anmeldetag: 14. Oktober 1960
Auslegetag: 12. August 1965
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren, durch welches mit neuen Überzugs- und Füllmassen auf
phenolhaltiger Epoxydharzbasis, die einen besonderen dehnbarmachenden und flexibilisierenden Stoff enthalten,
Überzüge und Ausfüllungen für Bauzwecke hergestellt werden.
Es besteht eine wachsende Nachfrage nach billigen Überzugsmassen, die auf Oberflächen, wie Beton,
Asphalt, Zement und Metalloberflächen, angewandt werden, um sie vor Abnutzung und Abbröckeln
bei fortwährendem Gebrauch und gegenüber Witterungseinflüssen zu schützen. Es besteht weiterhin ein
Bedarf an Überzugsmitteln für Zement- und Asphaltstraßen und Stege, um bei Feuchtigkeit ihre Rutschtendenz
herabzusetzen. Im Falle der Asphaltoberflächen besteht weiterhin ein Bedarf an Überzügen,
welche die Widerstandsfähigkeit gegenüber Lösungsmitteln verbessern. Dies ist insbesondere dringend
im Falle der Asphaltstart- und Landebahn für Düsenflugzeuge, da die Düsentreibstoffe leicht die Asphaltoberflächen
angreifen und erweichen.
Es wurden verschiedene Überzugsmassen für die obigen Zwecke vorgeschlagen, aber sie zeigten keine
zufriedenstellenden Ergebnisse. In vielen Fällen mangelte es den Überzügen an der nötigen Adhäsion zur
Oberfläche, z. B. zu Zement, Asphalt oder Metall, an der nötigen Lösungsmittelbeständigkeit und an
Rutschsicherheit bei Feuchtigkeit oder an Stabilität gegenüber dauernder Abnutzung und Witterungseinflüssen. Sie neigen zum Brüchigwerden und zur
leichten Versprödung, insbesondere wenn sie auf großen Flächen aufgebracht werden. Weiterhin benötigen
die Überzüge in vielen Fällen eine lange Härtungszeit oder spezielle Härtungsbedingungen.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von Überzügen und Ausfüllungen für Bauzwecke ist
demgegenüber dadurch gekennzeichnet, daß man wenigstens 10% Polyepoxyd mit einem Epoxyäquivalent
größer als 1,0 und wenigstens 3 % eines kohlenwasserstoffsubstituierten
Phenols, bei welchem zumindest eine der Alkylgruppen wenigstens 7 Kohlenstoffatome
enthält, vorzugsweise eines polyalkylierten Phenols mit zwei bis drei Alkylgruppen, wobei jede
7 bis 20 Kohlenstoffatome aufweist, zusammen mit einem Zusatz an Härtungsmittel für Epoxydharze
und gegebenenfalls einem bituminösen Stoff auf die Bauten aufbringt oder einfüllt.
Bezüglich des technischen Fortschritts sei darauf hingewiesen, daß die in der härtbaren Masse enthaltenen,
mit Kohlenwasserstoffresten substituierten Phenole, zur Erhöhung der Verträglichkeit beitragen und
als Dehnbarmachungsmittel dienen im Gegensatz zu Verfahren zur Herstellung von Überzügen und
Ausfüllungen auf phenolhaltiger Epoxydharzbasis für Bauzwecke
Ausfüllungen auf phenolhaltiger Epoxydharzbasis für Bauzwecke
Anmelder:
Shell Internationale Research Maatschappij N. V., Den Haag
Vertreter:
Dr.-Ing. F. Wuesthoff, Dipl.-Ing. G. Puls und
DipL-Chem. Dr. rer. nat. E. Frhr. v. Pechmann,
Patentanwälte, München 9, Schweigerstr. 2
DipL-Chem. Dr. rer. nat. E. Frhr. v. Pechmann,
Patentanwälte, München 9, Schweigerstr. 2
Als Erfinder benannt:
James Richard Scheibli,
Oakland, Calif. (V. St. A.)
James Richard Scheibli,
Oakland, Calif. (V. St. A.)
Beanspruchte Priorität:
V. St. ν. Amerika vom 16. Oktober 1959
den bekannten andersartigen, nicht mit Kohlenwasserstoffresten substituierten Phenolen. Aus dem
Abschnitt der »Angewandten Chemie«, 1955, S. 588, zweite und dritte Zeile von unten, geht eindeutig
hervor, daß die dort genannten Diphenole zum Härten dienen.
Die entsprechend »Angewandte Chemie«, 1955, hergestellten diphenolhaltigen Polyepoxydmassen sind
außerdem im Vergleich zu aus den erfindungsgemäßen Massen hergestellten gehärteten Produkte spröde und
weniger biegsam. Dieser Nachteil ist wohl auf die Abwesenheit längerer Alkylketten bei den bekannten
Diphenolen zurückzuführen.
Aus der »British Plastics«, Juni 1955, S. 254, linke
Spalte, fünfte Zeile von unten, geht ebenfalls eindeutig hervor, daß Phenol bzw. Phenolharze genauso
wie Amine rein als Härtemittel verwendet werden. Außerdem ist das dort beschriebene Herstellungsverfahren
von Polyepoxydmassen mittels Vorkondensaten auf Grund der Zweistufigkeit wesentlich schwieriger
durchzuführen.
Auf Grund dieses Standes der Technik mußte der Fachmann also schließen, daß man durch das Einarbeiten
von phenolischen Verbindungen in Epoxyharzmassen ausgehärtete Produkte erhalte. Es wurde
also nicht im geringsten nahegelegt, andersartige
509 630/405
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Phenole als Dehnbarmachungsmittel in Epoxymassen epoxyde in jener Patentschrift auch für die vorliegende
einzuarbeiten und dabei härtbare Produkte zu erhal- gelten.
ten. Man kann sogar von einer Überwindung des Andere Beispiele sind die epoxydierten Ester von
bestehenden technischen Vorurteils bei der Entwick- polyäthylenisch ungesättigten Monocarbonsäuren, z.B.
lung der erfindungsgemäßen Massen sprechen. 5 epoxydiertes Leinöl usw., sowie epoxydiertes Methyl-
Die Massen härten zudem schneller bei niedrigen linoleat usw., ferner epoxydierte Monoglyceride von
Temperaturen aus und bilden selbst mit einem Gehalt Tungölfettsäuren, Monoglyceride von Sojabohnenöl
an Bitumen harte, zähe, unlösliche, unschmelzbare, u. dgl. Eine andere Klasse von erfindungsgemäß
homogene Massen. Die Massen sind dazu noch verwendbaren Epoxygruppen enthaltenden Stoffen
sehr flexibel und hitzebeständig. ίο sind die epoxydierten Ester aus ungesättigten ein-
Die bekannten Epoxyharz-Bitumen-Mischungen wertigen Alkoholen und Polycarbonsäuren, die epoxygeben
weiche, heterogene Produkte, die bituminösen dierten Ester aus ungesättigten Alkoholen und unge-Stoffe
spröde, unter Hitzeeinwirkung erweichende sättigten Carbonsäuren, ζ. B. 2,3-Epoxybutyl-Überzüge
und die Polyepoxyde ebenfalls spröde 3,4 - epoxyvalerat - [2,3 - epoxybutyl - 3,4 - epoxypenta-Überzüge.
Demgegenüber sind die Massen jedoch 15 noate] u. dgl., die epoxydierten Derivate von polyvon
erheblichem technischen Fortschritt, insbesondere äthylenisch ungesättigten Polycarbonsäuren und die
bei Anwendung auf Straßen und Rollbahnen. epoxydierten Polyester, die durch Umsetzung eines
Es wurde festgestellt, daß diese Massen, wenn sie mehrwertigen Alkohols und/oder von ungesättigten
mit Härtern versetzt sind, z. B. aliphatischen Aminen, Polycarbonsäuren- bzw. Polycarbonsäureanhydridschnell
bei niederen Temperaturen härten und harte, 20 gruppen erhalten werden, z. B. die durch Reaktion
zähe, unlösliche, unschmelzbare, homogene Überzüge von 8,9,12,13-Eicosadiendicarbonsäure mit Äthylenbilden.
Die Überzüge haben eine gute Adhäsion zu glykol bzw. die durch Reaktion von Diäthylenglykol
Zement-, Asphalt- und Metalloberflächen. Darüber mit 2-Cyclohexen-l,4-dicarbonsäure erhaltenen PoIyhinaus
haben die Überzüge eine gute Widerstands- ester u. dgl. sowie deren Mischung,
fähigkeit gegenüber Abrieb, Lösungsmitteln und 25 Weiterhin gehören hierher die epoxydierten poly-Düsenflugzeugtreibstoffen. äthylenisch ungesättigten Kohlenwasserstoffe, z. B.
fähigkeit gegenüber Abrieb, Lösungsmitteln und 25 Weiterhin gehören hierher die epoxydierten poly-Düsenflugzeugtreibstoffen. äthylenisch ungesättigten Kohlenwasserstoffe, z. B.
Die Überzüge sind insbesondere interessant, da epoxydiertes 2,2-bis-(2-Cyclohexenyl)-propan, epoxysie
mit niederen Kosten hergestellt werden, leicht diertes Vinylcyclohexen und das epoxydierte Dimer
ohne Anwendung von Lösungsmitteln auf große von Cyclopentadien.
Flächen, (Straßen, Rollbahnen) aufgebracht werden 30 Eine weitere Gruppe sind die epoxydierten Polymere
können und sehr schnell bei niederen Temperaturen und Copolymere von Diolefinen, wie Butadien,
ohne Anwendung spezieller Bedingungen aushärten. Beispiele hierfür sind unter anderem Butadien-Acryl-
Wenn vor oder während des Härtens kleine inerte nitrilcopolymere, Butadien-Styrolcopolymere u. dgl.
Teilchen den Massen zugegeben werden, dann haben Die bei der Verwendung in den Massen besonders
die gehärteten Überzüge eine ausgezeichnete Rutsch- 35 bevorzugten Polyepoxyde sind die Glycidyläther und
sicherheit. ganz besonders die Polyglycidyläther von mehrwer-
Die Tatsache, daß die Massen, wenn sie große tigen Phenolen mit einem Molgewicht zwischen 250
Anteile an bituminösen Stoffen enthalten, immer und 900 und mehrwertigen Alkoholen. Die in der
noch rasch zu harten, zähen Überzügen erstarren, oben angegebenen USA.-Patentschrift 2 633 458 bewar,
wie oben erwähnt, unerwartet in Anbetracht 40 schriebenen Polyäther A und Polyäther B sind gute
der Tatsache, daß Epoxyharz-Bitumen-Mischungen Beispiele für Polyepoxyde dieses Typs. Andere Beibisher
weiche, heterogene Produkte ergaben. Es spiele sind der Polyglycidyläther von 1,1,2,2-Tetrakisscheint,
daß eine der Funktionen des kohlenwasser- (4-hydroxyphenyl)-äthan (Epoxywert 0,45 Äquivastoffsubstituierten
Phenols in der Masse über- lente/lOOg und Schmelzpunkt 850C) und der Glyciraschenderweise
seine Wirkung als verfestigendes 45 dyläther von Novolakharzen, die durch Reaktion
Agens ist und es der Masse erlaubt, große Mengen von Phenolen mit Formaldehyd erhalten wurden,
an bituminösem Material aufzunehmen ohne Einfluß Die andere Komponente in den Massen ist das
auf die Aushärtung und die Homogenität des End- kohlenwasserstoffsubstituierte Phenol, insbesondere
Produktes. alkyliertes Phenol. Diese Phenole können einwertig
Die zur Herstellung der Massen verwendeten Poly- 50 oder mehrwertig sein und sind zumindest einmal
epoxyde umfassen Stoffe mit mehr als einer vicinalen substituiert, vorzugsweise mit zwei oder mehreren
EpoxXgruppe, d. h. mehr als einer Kohlenwasserstoffseitenketten, die vorzugsweise lange
Alkylseitenketten sind. Die Stellung der Seitenkette
c ^ ^C Cran oc*er -ketten am aromatischen Ring ist nicht wesent-
PP ' 55 lieh, aber es sollte vorzugsweise in m- oder p-Stellung
Diese Verbindungen können gesättigt oder unge- zu der OH-Gruppe sein. Es werden vorzugsweise
sättigt, aliphatisch, cycloaliphatisch, aromatisch bzw. alkylierte Phenole angewandt, die mindestens 7 Kohheterocyclisch
sein, und sie können auch substituiert lenstoffatome in der Seitenkette haben oder zumindest
sein, z. B. durch Chlor, Hydroxylgruppen, Ätherreste in einer der Seitenketten und speziell die tri- und
u. dgl. Sie können monomer oder polymer sein. 60 tetraalkylsubstituierten einwertigen Phenole und zwei-
Die erfindungsgemäß verwendeten Polyepoxyde wertige Phenole, wobei zumindest zwei der Alkylhaben
eine größere Epoxyäquivalenz als 1,0, d. h. seitenketten 7 bis 24 Kohlenstoffatome enthalten,
eine durchschnittliche Zahl von mehr als 1,0 vicinalen Besonders bevorzugt sind polyalkylierte Phenole,
eine durchschnittliche Zahl von mehr als 1,0 vicinalen Besonders bevorzugt sind polyalkylierte Phenole,
Epoxygruppen im Durchschnittsmolekül. die zwei bis drei Alkylgruppen haben, wobei jede
Verschiedene Beispiele von Polyepoxyden, die 65 7 bis 20 Kohlenstoffatome enthält, wie etwa z. B.
erfindungsgemäß verwendet werden können, sind in Dinonylphenol, Trinonylphenol, Dioctylphenol, Trider
USA.-Patentschrift 2 633 458 beschrieben, und octylphenol, Dieicosanyl-, Trieicosanylphenol, Dies
ist selbstverständlich, daß die Beispiele für Poly- octadecylphenol, Trioctadecylphenol u. ä.
5 6
Insbesondere kommen wegen ihrer niederen Kosten Ferner sind bevorzugt die aus der Kohle stam-
und besseren Eigenschaften die Rohprodukte in menden Produkte, wie Kohlenteere, raffinierte Koh-Frage,
die bei der Alkylierung von Phenolen mit lenteere und Kohlenteerpeche, vorzugsweise solche
langen Kohlenwasserstoff ketten entstehen und für mit einem Erweichungspunkt von unterhalb 90°C
Waschmittelzwecke dienen. Solche Rohprodukte ent- 5 und einer Löslichkeit von mindestens 50% und
halten normalerweise große Mengen an dialkyliertem vorzugsweise 75 % Schwefelkohlenstoff.
Phenol mit Anteilen an monoalkylierten und mög- Eine Beschreibung von Beispielen der verschiedenen
licherweise trialkylierten und höher alkylierten Pro- Kohlenteere, raffinierten Kohlenteere und Kohlendukten.
Beispielsweise ist ungereinigtes Dinonylphenol teerpeche ist auf den Seiten 384 bis 405 von Abraham,
besonders geeignet, da es große Mengen von Dino- io »Asphalts and Allied Substances«, zu finden,
nylphenol zusammen mit Monononylphenol enthält. Besonders bevorzugte zur Herstellung der Massen
Gemäß einer wichtigen Anwendungsform der vor- verwendete Kohlenderivate umfassen die Rückstände
liegenden Erfindung sind in den Massen auch bitu- der Destillation von Kohlenteer, vorzugsweise raffiminöse
Stoffe enthalten. Zu diesen bituminösen nierte Kohlenteere mit einem Schmelzpunkt von
Stoffen gehören Substanzen, wie Bitumina bzw. 15 weniger als 21° C, einer Löslichkeit von mindestens
Pyrobitumina, durch Pyrolyse entstandene Destillate 75% in Schwefelkohlenstoff und einem spezifischen
und Teer, durch Pyrolyse entstandene Wachse und Gewicht von 1,10 bis 1,50, sowie niedrigschmelzende
Rückstände (Peche und durch Pyrolyse entstandene Kohlenteerpeche mit einem Schmelzpunkt von weniger
Asphalte). Sie sind vorzugsweise hauptsächlich aus als 50° C und einer Löslichkeit von mindestens 75%
Kohlenwasserstoffen zusammengesetzt, obwohl sie ao in Schwefelkohlenstoff. Der »Schmelzpunkt« oder
auch gewisse Mengen von Schwefel, Stickstoff und »Erweichungspunkt« der Kohlenteerprodukte bezieht
Sauerstoff enthaltenden Stoffen aufweisen können. sich auf die durch die in Bd. 2 von Abraham,
Sie sind ferner vorzugsweise schmelzbar und in »Asphalts and Allied Substances«, 5. Ausgabe, behohem
Grade in Schwefelkohlenstoff löslich. Bei- schriebene Würfelmethode erhaltenen Werte,
spiele für derartige bituminöse Stoffe sind in Abra- 25 Die Massen können nach jeder geeigneten Methode
hamms, »Asphalts and Allied Substances«, Ba. I, hergestellt werden. Die Massen können z. B. durch
S. 57, 5. Ausgabe, zu finden. einfaches Mischen der Komponenten miteinander,
Eine besondere bevorzugte Gruppe von bitumi- mit oder ohne Anwendung von Temperatur, hernösen
Stoffen sind in den Massen die Bitumina. gestellt werden. Mit flüssigen Polyepoxyden haben
Diese Bitumina können natürlich vorkommende 30 die Mischungen niedrige Viskositäten, und es ist
Stoffe (Gilsonite) oder Erdölderivate sein, wie Destilla- nicht notwendig, Lösungs- oder Verdünnungsmittel
tionsbitumina, geblasene, gekrackte und katalytisch anzuwenden. Trotzdem können, falls erwünscht, ver-
bzw. ohne Katalysatoren polymerisierte Bitumina. schiedene Lösungs- oder Verdünnungsmittel, welche
Alle derartigen Bitumina sind brauchbar ohne Rück- vor oder während der Erhärtung entweichen, zusieht
auf ihre ursprünglichen Penetrationen bzw. 35 gegeben werden, um die Herstellung der Mischung
Erweichungspunkte. zu erleichtern. Geeignete Lösungsmittel sind unter
Besonders bevorzugt sind die für die Pflasterung anderem Kohlenwasserstoffe, wie Xylol, Benzol u. ä.
verwendeten Destillationsbitumina, z. B. solche mit Es ist auch möglich, Monoglycidylverbindungen zu
Penetrationen von 40 bis 300 und Erweichungs- verwenden, wie Butylglycidyläther, Phenylglycidylpunkten
von etwa 65 bis etwa 35°C; geblasene 40 äther und ähnliche reaktive Verdünnungsmittel.
Bitumina, wie sie normalerweise durch Blasen von Das Verhältnis der in den obigen Massen ange-
Bitumina bzw. Fluxen bei erhöhten Temperaturen wendeten Komponenten kann in gewissen Grenzen
mit einem Sauerstoff enthaltenden Gas, wie Luft, schwanken. Der Gehalt an Polyepoxyden sollte zuhergestellt
sind, z. B. mit Erweichungspunkten von mindest 10 Gewichtsprozent der vereinigten Mischung
etwa 150 bis etwa 500C und Penetrationen von etwa 45 und vorzugsweise von 10 bis 70 Gewichtsprozent
100 bis 0 und aromatische Bitumina, z. B. diejenigen, der Mischung betragen. Wenn keine bituminösen
welche die Bodenprodukte der Destillation von Stoffe zugesetzt werden, ist der Gehalt an polyalkykatalytisch
gekracktem Gasöl enthalten. liertem Phenol vorzugsweise 20 Gewichtsprozent der
Andere bevorzugte Stoffe sind die hochsiedenden vereinigten Mischung und am besten zwischen 20
Erdölextrakte, z. B. diejenigen, welche durch Extrak- 50 und 80 % der Mischung. Wenn die Massen indessen
tion von Erdöl mit Lösungsmitteln, die in bezug bituminöses Material enthalten, sollte das alkylierte
auf Aromaten bevorzugt selektiv sind, wie flüssiges Phenol zumindest 3% der vereinigten Mischung
SO2, Phenol, Cresol, Furfurol, jS^-Dichloräthyläther, betragen, vorzugsweise nicht mehr als 85 Gewichts-Nitrobenzol
u. dgl., erhalten wurden. Die Durch- prozent der vereinigten Mischung. Bessere Resultate
führung des sogenannten Doppellösungsmittelver- 55 wurden erzielt, wenn der Gehalt an Polyepoxyd
fahrens unter Verwendung von gegenseitig nicht zwischen 10 und 60% der vereinigten Mischung,
mischbaren Lösungsmitteln, wie Kresol und Propan, das alkylierte Phenol von 5 bis 50% und der bitumiführt
ebenfalls zu brauchbaren Extrakten. Besonders nöse Stoff von 30 bis 65 Gewichtsprozent der verbevorzugt
sind die Edeleanu- und Furfurolextrakte einigten Mischung betrug.
von Erdöldestillaten. Die Extrakte sind hochsiedende 60 Wie schon oben erwähnt, können die Massen als
Stoffe, welche bei gewöhnlichen Temperaturen im Bindemittel für Kies- bzw. Splittschichten angeallgemeinen
viskose Flüssigkeiten bis teerähnliche wandt werden, um schon hergestellten Beton und
Stoffe darstellen. Extrakte mit Siedepunkten von Metalloberflächen zu überziehen und als Bindemittel
über 3000C bei 760 mm Hg sind bevorzugt. oder Zuschlagstoff bei der Herstellung von neuen
Eine weitere bevorzugte Gruppe von bituminösen 65 Straßen und Wegen zu bilden. Im Falle der Kies-Stoffen
umfaßt die Rückstandsheizöle, z. B. solche bzw. Splittschichten wurden die Massen mit einer
mit einer Viskosität zwischen lOcSt bei 380C und relativ großen Menge von harten, abriebfesten,
etwa 150OcSt bei 380C. inerten Teilchen vermengt, die vorzugsweise feinver-
7 8
teilt waren und deren Teilchengröße einer Sieb- n-Butylorthophosphat, Diäthylorthophosphat und
nummer von 4 bis 500 entsprach. Bevorzugte Stoffe Hexaäthyltetraphosphat und Aminoverbindungen, wie
sind Sand, zerkleinertes Gestein, feinverteilte Schalen, Triäthylamin, Äthylendiamin, Diäthylamin, Diäthylenzerkleinerter
Quarz, Aluminiumoxyd, feinverteilte triamin, Triäthylentetraamin, Pyridin, Piperidin,
Harzteilchen u. dgl. Besonders bevorzugt sind die 5 NjN'-Diäthyl-ljS-propandiamin, Dicyandiamid, MeI-Minerale
und insbesondere die kieselhaltigen Stoffe, amin, Fettsäuresalze von Aminen u. dgl. Wie bereits
z. B. Sand und vermahlenes Gestein. Es können auch festgestellt, wird das Härtungsmittel nach der Her-Mischungen
aus verschiedenen Arten von Teilchen stellung der Massen diesen zugesetzt und mit ihnen
verwendet werden. vermischt. Die Mengen variieren beträchtlich je nach
Wenn die obengenannten Massen als Bindemittel io dem speziell verwendeten Mittel. Bei den Alkalien
für Zuschlagstoffe bei dem Bau von neuen Straßen oder Phenoxyden sind im allgemeinen 1 bis 4%
angewendet werden, können sie mit verschiedenen passend. Bei Phosphorsäure und deren Estern werden
Arten von Zuschlagstoffen vermischt werden, wie bei Zugabe von 1 bis 10% gute Ergebnisse erzielt.
Schotter u. dgl., die eine größere Teilchengröße als Die Aminoverbindungen werden vorzugsweise in
die oben beschriebenen Kies- bzw. Splitteilchen auf- 15 Mengen von etwa 5 bis 15% verwendet und bei den
weisen. Diese Stoffe haben schätzungsweise eine anderen Verbindungen werden etwa 1 bis 45%
Teilchengröße über 0,30 mm. zugegeben.
Die Menge der inerten Teilchen und Zuschlagstoffe, Die folgenden Beispiele erläutern die vorstehende
die vorzugsweise verwendet wird, soll zumindest Erfindung. Wenn nicht anders erklärt, versteht man
50 Gewichtsprozent der obigen Masse betragen und 20 unter Teilen in den Beispielen Gewichtsteile. Die in
am besten zwischen 75 und 1000 Gewichtsprozent den Beispielen durch Buchstaben bezeichneten PoIy-
liegen. Da die Massen mit Zuschlagstoffen zum ätherharzesinddieselbenwieimUSA.-Patent2633458.
Straßenbau verwendet werden, werden sie Vorzugs- Der Beton, der in dem Beispiel verwendet wurde,
weise in Schichten von etwa 2,5 cm bis 15 cm Dicke wurde aus hydraulischem Zement (Portlandzement),
aufgetragen. 25 Zuschlagstoff, Sand und Wasser hergestellt.
Bei der Herstellung der Kies- bzw. Splittschichten
und der Straßenbaumassen können die Zuschlagstoffe Beispiel 1 jederzeit während oder nach der Herstellung der oben 50 Gewichtsprozent Polyäther A und 50 Gewichtsbeschriebenen
Massen zugeführt werden. Es ist prozent Dinonylphenol wurden unter Rühren verebenfalls
möglich, vorzugsweise im Falle der Kies- 30 mengt. 13 Gewichtsprozent, auf 100% Polyäther A
oder Splittschichten die Massen als einen Überzug berechnet, Diäthylentriamin wurden zur Mischung
anzuwenden und dann die inerten Teilchen auf den gegeben. Die Mischung war eine leicht gefärbte
Überzug zu streuen und mit Walzen od. dgl. zu ver- Flüssigkeit niederer Viskosität; sie wurde auf Zinkfestigen.
Die Massen eignen sich insbesondere für die tafeln gesprüht und bei Raumtemperatur ausgehärtet.
Verwendung als Überzugsmassen zu verschiedenen 35 Der Überzug war sehr hart und von guter Flexibilität.
Stoffen, z.B. Beton, Asphalt bzw. Bitumen, Holz Der Überzug hatte ebenfalls eine Widerstandsfähigkeit
und Stahl. Die Asphaltoberflächen können aus Destil- gegenüber Erdöl, Erdöllösungsmittel und kochendem
lationsbitumina bzw. weiter raffinierten oder modifi- Wasser.
zierten Bitumina hergestellt werden. Die Massen Beim Aufbringen als dünner Film auf Zementkönnen
in Form von sehr dünnen bzw. sehr dicken 40 betonoberflächen und Hartwerdenlassen des Films
Überzügen verwendet werden. Das Aufbringen auf die bei Raumtemperatur erhält man einen Überzug von
Oberfläche kann auf jede geeignete Weise erfolgen. einer guten Adhäsion zum Zement, guter Härte und
Wenn das Material dick ist oder große Mengen von Abriebfestigkeit. Beim Aufbringen als dünner Film
inerten Teilchen enthält, dann wird es am besten mit auf eine Zementoberfläche und Aufstreuen von
Hilfe von Kardätschen, Spachteln, Schaufeln bzw. 45 100 Gewichtsprozent Sand auf Walzen und Trocknen
Besen aufgetragen. Wenn es flüssiger ist, dann kann es bei Raumtemperatur, wird ein zäher, harter Film mit
im allgemeinen durch Bestreichen oder Besprühen guter Rutschwiderstandsfähigkeit erhalten,
aufgebracht werden. Die Überzüge weisen im allge- Das Ändern des Verhältnisses der Komponenten
meinen eine Dicke von etwa 1,5 bis 12 mm auf. Polyäther A Dinonylphenol
Die Massen können für eine große Anzahl weiterer 5° 20 °/ 80 °/
Anwendungen gebraucht werden. Sie können z. B. 40 0/ gg °/°
zur Herstellung von Bedachungsmassen, Form- 60°/ 40°/°
körpern, Gußteilen, Verschlußdichtungen, als Im- 80°/° 20°/° prägniermassen, als Überzüge für Rohre, ablandige
Bohranlagen, außenseitige Holz- und Metallvor- 55 liefert ähnliche Ergebnisse,
richtungen und auf dem Laminatsektor verwandt _ . . , „
werden. Beispiel 2
Es ist eine große Anzahl von Substanzen als Här- 50 Gewichtsprozent Polyäther A und 50 Gewichts-
tungsmittel für die harzbildenden Bestandteile der prozent rohes mit etwas Monododecylphenol verun-Massen
bekannt. Beispiele für diese sind: Alkalien, 60 reinigtes Didodecylphenol wurden miteinander unter
wie Natrium- bzw. Kaliumhydroxyd, Alkaliphenoxyde, Rühren vereinigt. 13 Teile (auf 100 Teile Polyäther A)
wie Natriumphenoxyd, Carbonsäuren bzw. Carbon- Diäthylentriamin wurden dann zur Mischung gegeben.
Säureanhydride, wie Oxalsäure bzw. Phthalsäure- Diese Mischung war eine leicht gefärbte Flüssigkeit
anhydrid, Friedel-Crafts-Metallhalogenide, wie Alu- niederer Viskosität. Sie wurde als Überzug auf Zinnminiumchlorid,
Zinkchlorid, Eisenchlorid oder Bortri- 65 tafeln aufgespritzt und bei Raumtemperatur ausgefluorid,
sowie deren Komplexe mit Äthern, Säure- härtet. Der erhaltene Überzug war hart, zäh, von guter
anhydriden, Ketonen, Diazoniumsalzen usw., Phos- Flexibilität und Widerstandsfähigkeit gegen Erdölphorsäure
und deren partielle Ester einschließlich lösungsmittel und kochendes Wasser.
Der Film wurde dann bei Raumtemperatur gehärtet. Ein nach Beispiel 1 auf Zementbetonoberflächen
erhaltener überzug zeigte gute Adhäsion zu dem Zement und hatte gute Härte- und Abriebfestigkeit.
Ein nach Beispiel 1 auf einer Zementoberfläche erhaltener Überzug war ein harter, zäher Film, der
gute Rutschwiderstandsfähigkeit hatte.
Bei Änderung des Verhältnisses der Komponenten
Polyäther A
250/0
40 %
60%
40 %
60%
Didodecylphenol
75%
60%
40%
60%
40%
Der Überzug auf Zementbeton zeigte eine gute Adhäsion zu Zement und eine ausgezeichnete Härte
und Widerstandsfähigkeit gegenüber Düsenflugzeugtreibstoffen. Der mit 100 Gewichtsprozent Sand
S bestreute Überzug war sehr hart, zäh und rutschsicher und zeigte auch eine gute Widerstandsfähigkeit gegenüber
DüsenflugzeugtreibstofFen.
Bei Änderung des Verhältnisses der Komponenten
Bei Änderung des Verhältnisses der Komponenten
wurden ähnliche Resultate erhalten.
50 Gewichtsprozent Polyäther A und 50 Gewichtsprozent Dioctylphenol wurden unter Rühren vereinigt.
13 Teile Diäthylentriamin, berechnet auf das Gewicht von Polyäther A, wurden zu der Mischung
gegeben. Die Mischung wurde gerührt und als dünner Film auf Zinntafeln aufgespritzt. Der erhaltene Film
war hart, flexibel und hatte eine gute Widerstandsfähigkeit gegenüber Erdöllösungsmittel und kochendem
Wasser.
Ein Überzug auf Zementbeton hatte eine gute Adhäsion zum Beton und war hart und zäh.
Beim Ersatz von Dioctylphenol durch Ditetradecylphenol und eine Mischung von Dinonylphenol
und Monononylphenol wurden ähnliehe Resultate erhalten.
B ei spi el 4
50 Gewichtsprozent Polyäther A und 50 Gewichtsprozent Di(hydroxydinonylphenol)methan wurden
unter Rühren zusammengegeben. 13 Teile (auf 100 Teile Polyäther A berechnet) Diäthylentriamin wurden
zu der Mischung gegeben. Die Mischung war eine Flüssigkeit von niederer Viskosität. Sie wurde als
dünner Film auf- Zinntafeln aufgesprüht und bei Raumtemperatur ausgehärtet. Der erhaltene Überzug
war hart, zäh, von guter Flexibilität und guter Widerstandsfähigkeit gegenüber kochendem Wasser.
Der Überzug auf Zement hatte eine gute Adhäsion zu Zement und war hart, zäh und gut gegen Wasser
widerstandsfähig.
Bei spiel 5 ■
Die Beispiele 1 und 2 wurden wiederholt, indem folgende Stoffe an Stelle der Polyäther verwendet
wurden: Epoxydiertes Sojabohnenöl, epoxydiertes Tetrahydrobenzyltetrahydrobenzoat und epoxydiertes
bis(4-Ccylohexenyl)propan. Es wurden ähnliche Resultate
erhalten.
B ei s pi el 6
20 Gewichtsprozent Polyäther A, 40 Gewichtsprozent Dinonylphenol und 40 Gewichtsprozent Destillationsbitumen
wurden unter . Rühren vereinigt. 13 Teile (auf 100 Teile Polyäther A berechnet) Diäthylentriamin
wurden zu der Mischung gegeben. Diese Mischung wurde gerührt, zwischen zwei Glasplatten
gesprüht und über Nacht bei Raumtemperatur gehärtet. Der selbsttragende Film, den man erhielt,
war fest, zäh, flexibel und hatte eine gute Widerstandsfähigkeit gegenüber Düsenflugzeugtreibstoffen.
Das Produkt hatte eine Zugfestigkeit von etwa55 kg/cm2
und eine Dehnung von 50%.
Polyäther A | Bitumen | Dinonylphenol |
°/o | 7o | Vo |
50 | 16,7 | 33,3 |
50 | 25 | 25 |
50 | 33,3 | 16,7 |
50 | 10 | 40 |
20 | 16 | 64 |
20 | 26,7 | 53,3 |
20 | 53,3 | 26,7 - |
wurden ähnliche Ergebnisse erhalten.
Beispiel 7
Ein aus 20 Gewichtsprozent Polyäther A, 26,7 Gewichtsprozent
Dinonylphenol und 53,3 Gewichtsprozent Heizöl und 13 Teile (auf 100 Teile Polyäther A berechnet)
Diäthylentriamin hergestellte Mischung ergab einen festen, zähen, flexiblen, gut hitzebeständigen
und gut beständigen gegenüber Düsenflugzeugtreibstoffen, selbsttragenden Film. Das Produkt besaß eine
Zugfestigkeit von 37 kg/cm2 und eine Dehnung von 25%.
Bei Mengenänderung
wurden ähnliche Resultate erhalten.
Beispiel 8
Beispiel 8
53,3 Gewichtsprozent eines Edeleanuerdölextraktes mit folgenden Eigenschaften: Dichte 1,031 g/cm3;
Entflammungspunkt (Cleaveland Method auf S. 77 des Buches Zerbe, Mineralöle und verwandte Produkte,
1952) 213°C; Viskosität bei 99°C 207OcSt; Anilinpunkt 27°C; Säurezahl 0,05; Jodzahl 69; wurde mit
20 Gewichtsprozent Polyäther A und 26,7% Dinonylphenol eingesetzt unter Zusatz von 13 Teilen (auf
100 Teile Polyäther A berechnet) Diäthylentriamin. Der erhaltene selbsttragende Film war fest, zäh,
flexibel, gut hitzebeständig und beständig gegenüber Düsenflugzeugtreibstoffen. Das Produkt besaß eine
Zugfestigkeit von etwa 30 kg/cm2 und eine Dehnung von 35%.
Eine Mengenänderung
Polyäther A Vo |
Heizöl Vo |
Dinonylphenol |
20 20 20 |
26,7 40 16 |
53,3 40 64 |
Polyäther A °/o |
Edeleanu- Erdölextrakt Vo |
Dinonylphenol Vo |
20 20 20 |
26,7 40 16 |
53,3 40 64 |
ergab ähnliche Resultate.
509 630/405
20 Gewichtsprozent Polyäther A, 53,3 Gewichtsprozent Didodecylphenol und 26,7 Gewichtsprozent
Destillationsbitumen mit 13 Teilen (auf 100 Teile Polyäther A berechnet) Diäthylentriamin ergaben einen
zähen, festen, flexiblen und gut beständig gegenüber Lösungsmittel und Wärme selbsttragenden Film. Das
Produkt hatte eine Zugfestigkeit von etwa 40 kg/cm2 und eine Dehnung von 45%·
Auf Zementoberflächen zeigte der Film eine gute Adhäsion und hatte eine gute Härte und Widerstandsfähigkeit
gegenüber Düsenflugzeugtreibstoffen. Der mit Sand bestreute Überzug war sehr hart, zäh und
rutschsicher. Der Überzug zeigte eine gute Wider-Standsfähigkeit gegenüber Düsenflugzeugtreibstoffen.
Polyäther A | Bitumen | Didodecylphenol ό/ο |
to to to
O O O |
16 40 53,3 |
64 40 26,7 |
25
wurden ähnliche Resultate erhalten.
20% Polyäther A, 26,7% Nonylphenol und 53,3% Destillationsbitumen und 13 Teile (auf 100 Teile Polyäther
A berechnet) Diäthylentriamin ergaben einen selbsttragenden Film mit guter Stärke und Flexibilität
sowie eine gute Beständigkeit gegenüber Lösungsmittel und Wärme. Das Produkt hatte eine Zugfestigkeit
von etwa 45 kg/cm2 und eine Dehnungvon 30 %.
Auf Beton war der erhaltene Überzug sehr hart, zäh und von guter Adhäsion zum Zement.
40
Polyäther A °/o |
Bitumen % |
Nonylphenol % |
20 20 |
26,7 40 |
53,3 40 |
45
72,8 Gewichtsprozent eines Adduktes, das durch Reaktion von 305 Teilen Polyäther A mit 245 Teilen
einer dimeren Säure erhalten wurde, wird mit 20 Gewichtsprozent Dinonylphenol und 7,2 Gewichtsprozent
eines industriellen Heizöls versetzt und die Mischung gerührt. 3,5 Gewichtsprozent (berechnet
auf das Gewicht des Adduktes) Diäthylentriamin wurden dann zur Mischung gegeben. Die Mischung
ergab einen selbsttragenden festen, zähen, flexiblen und gut gegenüber Düsenflugzeugtreibstoffen beständigen
Film. Der Überzug auf Zementbeton hatte eine gute Adhäsion zu Zement, war sehr hart und gut
beständig gegenüber Düsenflugzeugtreibstoffen.
Eine Masse aus 13,1% Polyether A, 25,8% Diglycidylester
einer dimerisierten Linolsäure, 12,0% Dinonylphenol, 46,0% Asphalt, 3,1 % Diäthylentriamin
ergab einen selbsttragenden sehr zähen, harten und gegenüber Düsenflugzeugtreibstoffen gut beständigen
Film. Das Produkt hatte eine Zugfestigkeit von etwa 65 kg/cm2 und eine Dehnung von 47 %.
Eine Überzugsmasse aus
Teile
wurden ähnliche Resultate erhalten.
Bei Ersatz von Polyäther A durch eine Mischung von 25 Teilen Diglycidyl und Triglycidylester einer
dimeren und trimeren Säure und 75 Teilen Polyäther A oder durch Polyäther B und eine Mischung von Polyäther
D und Polyäther A wurden ähnliche Resultate erhalten.
50 Gewichtsprozent Polyäther A, 40 Gewichtsprozent Dioctylphenol und 10 Gewichtsprozent Destillationsbitumen
und 13 Teile, auf 100 Teile Polyäther A berechnet, Diäthylentriamin gehärtet, ergaben
einen Film von guter Stärke, Flexibilität und guter Stärke, Flexibilität und guter Beständigkeit gegenüber
Düsenflugzeugtreibstoffen. Auf Zementbetonoberflächen zeigte der erhaltene Überzug eine gute Adhäsion
zum Zement, hervorragende Härte und Lösungsmittelbeständigkeit.
Asbest 245,6
Kieselsäure 10,1
Polyäther A 275,1
Industrielles Heizöl 229,1
Dinonylphenol 91,6
Xylol 63,7
Sekundäres Butanol 63,7
und 28,8 Teile Diäthylentriamin wies einen Gesamtgehalt von 88 % an nichtflüchtigen Stoffen auf.
Die obige Masse wurde auf Metalltafeln mit etwa 4 at Druck gespritzt. Der erhaltene Überzug wurde
bei Raumtemperatur gehärtet. Er hatte die folgenden Eigenschaften:
destilliertes Wasser, 1000C nicht angegriffen
Natriumchlorid, 20 % nicht angegriffen
Düsenflugzeugtreibstoff nicht angegriffen
Schwefelsäure, 5%ig nicht angegriffen
Schwefelsäure, 50%ig nicht angegriffen
Kochende Natronlauge, 20 %ig nicht angegriffen
Salpetersäure, 15%ig nicht angegriffen
Salzsäure, 10%ig nicht angegriffen
Die Masse zeigte eine hervorragende Adhäsion zu Zement und Asphalt und bildete rutschsichere Überzüge,
wenn sie mit Sand vermengt wurde, wie es in den vorhergehenden Beispielen erläutert ist.
Claims (5)
1. Verfahren zur Herstellung von Überzügen und Ausfüllungen auf phenolhaltiger Epoxydharzbasis
für Bauzwecke, dadurch gekennzeichnet, daß man wenigstens 10% Polyepoxyd
mit einem Epoxydäquivalent größer als 1,0 und wenigstens 3% eines kohlenwasserstoffsubstituierten
Phenols, bei welchem zumindest eine der Alkylgruppen wenigstens 7 Kohlenstoffatome
enthält, vorzugsweise eines polyalkylierten Phenols mit zwei bis drei Alkylgruppen, wobei jede 7 bis
20 Kohlenstoffatome aufweist, zusammen mit einem Zusatz an Härtungsmittel für Epoxydharze
und gegebenenfalls einem bituminösen Stoff auf die Bauten aufbringt oder einfüllt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Polyepoxyd einen Glycidylpolyäther
eines mehrwertigen Phenols mit einem Molekulargewicht zwischen 250 und 900 verwendet.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Menge von wenigstens
20% und vorzugsweise 20 bis 80 Gewichtsprozent der gesamten Mischung an substituiertem
Phenol verwendet.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß man das kohlenwasserstoffsubsti-
tuierte Phenol wenigstens in einer Menge von 5 Gewichtsprozent der gesamten Mischung und
den bituminösen Stoff in einer Menge von 30 bis 65 Gewichtsprozent der gesamten Mischung verwendet.
5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man kleine inerte Teilchen in
einer Menge von wenigstens 50 Gewichtsprozent der gesamten Mischung verwendet.
In Betracht gezogene Druckschriften:
British Plasties, 1955 (Juni), S. 254/255;
Angewandte Chemie, 1955, S. 588/589;
J. Ph. Pfeiffer, The Properties of asphaltic Bitumen, 1950, S. 6.
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509 630/405 8.65 © Bundesdruckerei Berlin
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