AT10333U1 - Haftbrückenbindemittelsystem - Google Patents

Description

2 AT010 333U1

Die Erfindung betrifft ein Haftbrückenbindemittelsystem, bestehend aus einem Bindemittel (BM), einem Fluxmittel (FM) und gegebenenfalls haftverbessernde Zusätze umfasst, wobei alle Bestandteile des Haftbrückenbindemittels aus zu mindestens 95 Masse % nachwachsenden und/oder daraus mit Naturkautschuk oder Synthese-Kautschuk, vorzugsweise Styrol-Butadien-Kautschuk, modifizierten Rohstoffen bestehen, solche Bindemittel werden zwischen zwei Schichten, vorzugsweise Asphaltschichten im Straßenbau oder zwischen einer Asphaltschicht und einer anderen gebundenen Schicht, zum Beispiel Beton, in dünner Schicht aufgebracht wird, mit dem Zweck, die Schichthaftung zu verbessern. Man bezeichnet derartige Verklebungsschichten auch als Haftbrücken.

Bisher ist es üblich, im Straßenbau Bitumenemulsionen zum Verkleben von Asphaltschichten und dgl. zu verwenden. Bitumenemulsionen bestehen aus Wasser, Bitumen und Emulgator. Der Bitumenanteil (=Bindemittelgehalt) beträgt üblicherweise 40 bis 60 %, das heißt, Bitumenemulsionen enthalten erhebliche Mengen Wasser. Daher müssen Bitumenemulsionen längere Zeit vor dem Überbauen mit der Asphaltschicht auftrocknen, damit sie beim Befahren durch die Baumaschinen möglichst nicht wieder teilweise weggezogen werden. Das Auftrocknen kann unter kühlen Einbaubedingungen viele Stunden bis Tage dauern, bei regnerischem Wetter können noch nicht durchgetrocknete Emulsionsfilme auch weggewaschen werden. Es kommt in der Baupraxis nicht selten vor, dass aufgrund beschädigter Haftbrücken die erforderlichen Schichthaftungswerte unterschritten werden oder dass das Haftbrückenbindemittel von den Reifen der Baustellenfahrzeuge auf umliegende Straßen und Flächen vertragen wird.

Im Europäischen Patent 0 971 072 („Verfahren zum Herstellen eines Asphaltbelages“) der Anmelderin wird ein Vorspritzfertiger beschrieben, der das Aufsprühen der Haftbrücke unmittelbar mit dem Asphalteinbauvorgang kombiniert. Als Haftbrückenbindemittel wird in dieser Patentschrift keine Bitumenemulsion, sondern ein Fluxbitumen mit 100 % Wirksubstanz vorgeschlagen, dadurch entfällt die Problematik mit dem Auftrocknen des Wasseranteiles. Das Bindemittel wird im heißflüssigen Zustand auf die Unterlage aufgesprüht und kann sofort mit dem neu aufzubringenden Asphaltmischgut überbaut werden. Dadurch sind viele Probleme gelöst, wie das Auftrocknungsproblem oder das Vertragen auf die Baustellenumgebung. Üblicherweise besteht das Haftbrückenbindemittel aus Bitumen und entsprechenden Fluxölen, vorzugweise solchen aus nachwachsenden Rohstoffquellen. Bitumen ist der Rückstand aus der Erdöldestillation, es stammt also aus einer nicht erneuerbaren Rohstoffquelle.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es ein umweltfreundliches Haftbrückenbindemittel zu schaffen. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass das Bindemittel in einer Menge zwischen 20 und 99 % der Gesamtmasse vorliegt und aus folgenden Stoffen oder einer Mischung aus jenen ausgewählt ist: Rückstandspeche aus der Naturstoffverarbeitung, vorzugsweise Stearinpech, Tallpech und Tallharz in gehärteter oder nicht gehärteter Form, Ligninsulfonat-Kondensationsprodukte, natürliche Baumharze, Pflanzenwachse: als Bindemittel wirksame tierische Absonderungen nämlich Schelllack; und dass das Fluxmittel in einer Menge zwischen 1 und 80 % der Gesamtmasse vorliegt und aus folgenden schwerflüchtigen Stoffen oder einer Mischung aus jenen ausgewählt ist:

Natürliche pflanzliche Öle, wie vorzugsweise Rapsöl, Leinöl, Sojaöl, Palmöl, Distelöl, Hanföl und Holzöl und natürliche tierische Öle, wie vorzugsweise Fischöl; Derivate dieser Öle nämlich Fettsäuren oder Fettsäuregemische der vorgenannten Öle in roher oder destillierter Form, Umesterungsprodukte der vorgenannten Öle wie vorzugsweise Rapsölmethylester; Tallöl, flüssige Alkydharze, Terpene.

Tatsächlich ist es möglich, Haftbrückenbindemittel mit 100 % Wirksubstanz vollständig auf der Basis nachwachsender Rohstoffe herzustellen und sie im Sinne des EP 0 971 072 einzusetzen. Der Vorteil liegt in der Unabhängigkeit von Erdölimporten und in der Verwendung ausschließlich nachwachsender Rohstoffe, die auch im Inland verfügbar sind. Das Prinzip der Nachhaltigkeit wird daher vollständig erfüllt und es wird ein Beitrag zum Kioto-Ziel geleistet, da beim Wachsen 3 AT010 333U1 der Rohstoffquellen Kohlendioxid verbraucht wird und bei der Verarbeitung kein Kohlenstoff mehr freigesetzt wird. Derartige auf nachwachsenden Rohstoffen basierende erfindungsgemäße Bindemittel weisen eine sehr hohe Klebefähigkeit auf, sind durch die passende Kombination von flüssigen (Fluxmittel = FM) und festen Komponenten (Bindemittel = BM) im kalten Zustand fließfähig und entfalten nach dem Überbauen mit der mit der Unterlage zu verklebenden Asphaltschicht die volle Klebefähigkeit durch sogenannte Fluxölwanderung. Die weich machenden flüssigen Bestandteile sind durch die Hitzeeinwirkung der heißen Asphaltschicht in der Lage, zu diffundieren und dringen in die zu überbauende Unterlage, die in der Regel aus verhärtetem gealtertem bituminösem Asphaltmörtel oder ggf. aus porösem Beton besteht, ein. Dadurch werden die alten Bindemittel in der Unterlage regeneriert, etwas weicher gemacht und die Verzahnung der alten und neuen Asphaltschichten kann durch den nach dem Einbau stets erfolgenden Walz-Verdichtungsvorgang besonders intensiv und wirksam erfolgen. Gleichzeitig nimmt die Härte des Haftbrückenbindemittels während des Abkühlens des Asphaltes rasch zu und es entsteht ein sicherer und fester Lagenverbund. In jedem Fall wird erreicht, dass keine anderen Flüssigkeiten wie Wasser zwischen die zu verbindenden Schichten eindringen können, da das hochviskose Haftbrückenbindemittel die Grenzfläche zur oberen und unteren Schicht ausfüllt.

Die festen Komponenten (BM) werden fabriksmäßig mit den flüssigen Komponenten (FM) im heißflüssigen Zustand in einem Verhältnis miteinander abgemischt, welches die passende Transport- und Lagerviskosität gewährleistet, sodass eine weitgehend kalte Lagerung und Baustellenversorgung möglich wird. Erst im Zuge der Übergabe des Haftbrückenbindemittels an den Asphaltfertiger und im Asphaltfertiger selbst erfolgt das Aufheizen auf die Verarbeitungstemperatur (z.B. Sprühtemperatur), in der Regel unter 100 °C, sodass die aufzuwendende Wärmemenge wirtschaftlich und auch mit geringstmöglichen Kohlendioxidemissionen bereitgestellt werden kann und eine niedrige Dosierung von nur 100 bis 500 g/m2 möglich ist. Vorzugsweise ist die Viskosität des Haftbrückenbindemittels so eingestellt, dass es im kalten Zustand fließfähig ist, Befüllvorgänge daher ohne Aufheizen möglich sind und nach dem Aufheizen im heißflüssigen Zustand eine gut abstimmbare Dosierbarkeit und Verarbeitbarkeit gegeben ist.

Folgende Naturstoffgruppen gelangen erfindungsgemäß zum Einsatz:

Bindemittel: (20 bis 99 Masse%) Rückstandspeche aus der Naturstoffverarbeitung, z.B. Stearinpech, Tallpech und Tallharz in gehärteter oder nicht gehärteter Form, Ligninderivate, nämlich Ligninsulfonat-Kondensationsprodukte, natürliche Baumharze, Pflanzenwachse oder tierische Absonderungen nämlich Schelllack.

Auch Mischungen mehrerer Stoffgruppen können zum Einsatz kommen. Weiters können auch geeignete Stoffe aus mikrobiologischen Fermentationsvorgängen, beispielsweise Bindemittel aus der Penicillingewinnung zugesetzt werden.

Fluxmittel: (1 bis 80 Masse%)

Natürliche pflanzliche Öle wie Rapsöl, Leinöl, Sojaöl, Palmöl, Distelöl, Hanföl, Holzöl und dergleichen, natürliche tierische Öle wie Fischöl oder die daraus abgeleiteten Derivate wie deren Fettsäuren bzw. deren Fettsäuregemische in roher oder destillierter Form, deren Umesterungsprodukte wie beispielsweise Rapsölmethylester, Tallöl, flüssige Alkydharze, oder andere naturstämmige Flüssigkeiten wie zum Beispiel Terpene. Die zum Einsatz gelangenden Fluxmittel sind schwerflüchtig, sodass unter den Verarbeitungsbedingungen keine nennenswerten Emissionen auftreten.

Sonstige Zusätze: (0-10 Masse%)

Claims (3)

1. 4 AT 010 333 U1 Haftverbessernde Zusätze auf der Basis nachwachsender Rohstoffe wie Fettamine. Gegebenenfalls Polymerzusätze auf Basis von Naturkautschuk oder auch synthetische Polymere wie Styrol-Butadien-Kautschuk, Polyolefine, Kohlenwasserstoffharze oder ähnliche. Die Bindemittelund Fluxmittel-Phase kann erfindungsgemäß durch Vernetzungsmittel auch chemisch an die Polymerzusätze gebunden werden, beispielsweise durch Vulkanisieren mit Schwefel. Diese Spezialmischungen können vorzugsweise auch so zusammengesetzt werden, dass die Ausbildung des Netzwerkes erst durch Aktivierung infolge der Hitze des Heißmischgutes erfolgt und erst dann die besondere Festigkeitszunahme eintritt, ohne die Verarbeitungsviskosität zu beeinträchtigen. Ausführungsbeispiele: A) 40 - 90 M% 0 - 10 M% 10 - 60 M% 0,1 - 5 M% 40 - 95 M% 5 - 60 M% 0,1 - 5 M% 40 - 90 M% 1 7 M% 10 - 60 M% 0,1 - 5 M% 0,01 - 5 M% 30 - 90 M% 10 - 70 M% 0 - 5 M% Stearinpech................................................................. Naturkautschuk, wasserfrei......................................... Rapsöl, nicht raffiniert.................................................. Haftmittel auf Fettaminbasis........................................ B) Sulfatpech gehärtet, Erweichungspunkt 60 °C............. Tallöl............................................................................. Haftmittel auf Fettaminbasis......................................... C) Sulfatpech, Erweichungspunkt 40 °C............................ Styrol-Butadien-Kautschuk............................................ Gemisch aus technischen Fettsäuren........................... Haftmittel auf Fettaminbasis.......................................... Kolloidaler Schwefel...................................................... D) Bindemittelextrakt.......................................................... Rapsöl methylester oder - Ethylester.............................. Naturkautschuklatex oder wasserfreies Naturkautschuk Weitere Untersuchungen haben gezeigt, dass sich die erfindungsgemäßen Bindemittel-Fluxmittel-Kombinationen auch unter Zusatz von entsprechenden Emulgatoren in alkalischen, sauren oder pH-neutralen Wasserphasen zu anionischen, kationischen oder amphoteren/nicht-ionischen Emulsionen emulgieren lassen. In dieser Emulsionsform können die Haftbrücken auf herkömmliche Weise vorgespritzt werden, aber auch mit Vorspritzfertigem verarbeitet werden. Vorzugsweise liegt der Gehalt an Wasser in derartigen Emulsionen zwischen 30 und 60 M%. Ansprüche: 1. Haftbrückenbindemittel, welches ein Bindemittel (BM), ein Fluxmittel (FM) und gegebenenfalls haftverbessernde Zusätze umfasst, wobei alle Bestandteile des Haftbrückenbindemittels aus zu mindestens 95 Masse% nachwachsenden und/oder daraus mit Naturkautschuk oder Synthese-Kautschuk, vorzugsweise Styrol-Butadien-Kautschuk, modifizierten Rohstoffen bestehen, dadurch gekennzeichnet, dass das Bindemittel in einer Menge zwischen 20 und 99 % der Gesamtmasse vorliegt und aus folgenden Stoffen oder einer Mischung 5 AT 010 333 U1 aus jenen ausgewählt ist: Rückstandspeche aus der Naturstoffverarbeitung, vorzugsweise Stearinpech, Tallpech und Tallharz in gehärteter oder nicht gehärteter Form, Ligninsulfonat-Kondensationsprodukte, natürliche Baumharze, Pflanzenwachse; als Bindemittel wirksame tierische Absonderun-5 gen nämlich Schellack; und dass das Fluxmittel in einer Menge zwischen 1 und 80 % der Gesamtmasse vorliegt und aus folgenden schwerflüchtigen Stoffen oder einer Mischung aus jenen ausgewählt ist: Natürliche pflanzliche Öle, wie vorzugsweise Rapsöl, Leinöl, Sojaöl, Palmöl, Distelöl, Hanföl und Holzöl und natürliche tierische Öle, wie vorzugsweise Fischöl; Derivate dieser Öle io nämlich Fettsäuren oder Fettsäuregemische der vorgenannten Öle in roher oder destillier ter Form, Umesterungsprodukte der vorgenannten Öle wie vorzugsweise Rapsölmethylester; Tallöl, flüssige Alkydharze, Terpene.
2. 2. Haftbrückenbindemittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die haftverbes- 15 sernden Zusätze in einer Menge zwischen 0 und 10 % der Gesamtmasse vorliegen und aus folgenden Stoffen oder einer Mischung aus jenen ausgewählt sind: Fettamine aus nachwachsenden Rohstoffen, Naturkautschuk, Styrol-Butadien-Kautschuk, Polyolefine und Kohlenwasserstoffharze, wobei die haftverbessernden Polymerzusätze vorzugsweise durch Vernetzungsmittel chemisch an die Bindemittel- und Fluxmittel-Phase 20 gebunden sind, vorzugsweise durch Vulkanisieren mit Schwefel.
3. 3. Emulsion, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein Haftbrückenbindemittel nach Anspruch 1 oder 2 und vorzugsweise zwischen 30 und 60 % der Gesamtmasse an Wasser enthält. 25 Keine Zeichnung 30 35 40 45 50 55