Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anstrichmasse, die rasch koaguliert, wenn sie im erhitzten Zustand auf ein Substrat, beispielsweise einen Strassenbelag aufgebracht wird, das sich bei Umgebungstemperatur befindet. Dabei bildet die aufgetragene Anstrichmasse dann auf dem Substrat einen nicht-klebrigen einheitlichen Film. Vorzugsweise betrifft die Erfindung Anstrichmassen, die gefärbt sind und die daher zur Aufbringung von Farbmarkierungen auf eine Strasse oder einen Strassenbelag geeignet sind, wobei diese Farbmarkierung rasch soweit koaguliert, dass sie dem Strassenverkehr standhält.
Die Trocknungszeiten von heute üblichen Anstrichsmassen für die Strassenmarkierung liegen bei etwa 20 Minuten, obwohl neuere Bestrebungen zu besonderen Verfahren und Anstrichsmassen geführt haben, durch welche ein Streifen aufgetragen werden kann, der in nur drei bis fünf Minuten trocknet. Jedoch weisen sowohl die herkömmlichen als auch diese neueren Verfahren und Anstrichmassen im wesentlichelr die gleichen Nachteile auf. Der Verkehr muss von der mit Streifen zu versehenden Fahrbahn umgeleitet werden, da hinter dem die Streifen auftragenden Fahrzeug, welches sich mit 16 km/btd. vorwärts bewegt und Anstrichmasse verwendet, die in nur 3-5 Minuten trocknet, eine Strecke nasser Farbe von annähernd 750 bis 1350 m Länge zurückbleibt. Infolgedessen ist der Verkehr behindert, und die Fahrer werden belästigt.
Des weiteren sind oft zahlreiche Personen notwendig, um den Verkehr mit Flaggen zu regeln oder Wagenkolonnen abzustoppen und in Gang zu setzen.
Ziel der vorliegenden Erfindung war es, Anstrichsmassen zu entwickeln, die rasch koagulieren und die insbesondere zur Aufbringung auf Strassenbelag geeignet sind, wobei die Nachteile der bisher zu diesem Zweck eingesetzten Materialien vermieden werden sollen. Insbesondere war man bestrebt, solche bevorzugten Anstrichsmassen zu entwickeln, die in weniger als 10 Sekunden nach der Auftragung bereits fest sind.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Anstrichsmasse, die rasch koaguliert, wenn sie von einer vorher bestimmten erhöhten Temperatur auf ein Substrat, insbesondere einen Strassenbelag, aufgetragen wird, das sich bei Umgebungstemperatur befindet, und die einen gut haftenden, nicht klebrigen, einheitlichen Film auf dem Substrat liefert, die dadurch gekennzeichnet ist, dass sie
1. ein Trägermaterial, das ein nichtflüchtiges organisches filmbildendes Bindemittel enthält, das a) bei normaler Temperatur eine Flüssigkeit ist, aber b) einen nicht klebenden festhaftenden einheitlichen zähen Film liefert, wenn es in einer dünnen Schicht aufgetragen ist und der Einwirkung üblicher Umgebungsbedingungen ausgesetzt ist, und
2. ein filmbildendes modifizierendes Material auf der Basis von thermoplastischen Polymeren enthält, wobei das filmbildende Material mindestens 20 Gew.
% der organischen Feststoffe der Anstrichsmasse ausmacht und a) bei Umgebungstemperatur ein Feststoff ist b) bei Umgebungstemperatur in dem Trägermaterial im wesentlichen unlöslich ist, c) mit dem Trägermaterial bei der erhöhten Temperatur eine im wesentlichen homogene freifliessende feinst verteilte flüssige Mischung, die sich einer Lösung zumindest nähert, bildet und d) zusammen mit dem Trägermaterial einen festen selbsttragenden nicht klebrigen haftenden Film innerhalb von Sekunden, nachdem die Mischung dieser beiden Materialien bei erhöhter Temperatur als dünne Beschichtung auf das Substrat aufgetragen wurde, bildet, wobei das Substrat eine Temperatur aufweist, die wesentlich geringer ist als die erhöhte Temperatur.
Eine bevorzugte Ausführungsart der Erfindung betrifft eine Anstrichsmasse, die dadurch gekennzeichnet ist, dass sie ausserdem Pigmente, einschliesslich färbender Pigmente, in einer Menge von 20 bis 500 Gew.Teilen, bezogen auf 100 Gew.
Teile der in der Anstrichsmasse enthaltenen organischen Feststoffe, enthält. Ferner können die erfindungsgemässen Anstrichsmassen ausserdem noch reflektierende Elemente enthalten, und zwar solche Materialien, die die Sichtbarkeit der Anstrichsmasse bei Nacht auf einem Trägermaterial, wie einer Fahrbahn, erhöhen. Diese reflektierenden Elemente, beispielsweise Glasperlen, Glassplitter oder ähnliches werden in der Folge reflexreflektierende Elemente genannt. Der Gehalt der Anstrichsmassen an diesen Materialien kann bis zu 75 Gew.-Teilen, pro 100 Gew.Teile der in der Anstrichsmasse enthaltenen Feststoffe betragen, vorzugsweise beträgt der Gehalt an diesen reflexreflektierenden Elementen 10 bis 75 Gew.-Teile.
Wenn der Gehalt an diesen reflexreflektierenden Elementen nämlich über 75 Gew.-Teile ansteigt, dann ist es im allgemeinen schwierig, einen einheitlichen dauerhaften Film mit Hilfe der Anstrichsmassen zu erzeugen und, falls die Anstrichsmasse ausser den reflexreflektierenden Elementen auch noch grössere Mengen an Pigmenten oder Füllstoffen enthält, dann soll der Gehalt an den reflexreflektierenden Elementen eher in den unteren Grenzen des angegebenen Bereiches liegen.
Wenn die erfindungsgemässen Anstrichsmassen sowohl Pigmente, Füllstoffe als auch reflexreflektierende Elemente enthalten, dann soll der Gesamtgehalt an diesen Materialien zweckmässigerweise nicht mehr als etwa 450 bis 500 Gew. Teile je 100 Gew.-Teile der gesamten organischen Feststoffe in der Anstrichsmasse betragen. Der Anteil liegt im allgemeinen etwas niedriger, wenn sehr feine Pigmente oder Füllstoffe verwendet werden.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist die Verwendung der erfindungsgemässen Anstrichsmassen zur Herstellung eines Überzuges auf einer Strasse oder einem Strassenbelag, der rasch soweit koaguliert, dass er dem Strassenverkehr standhält.
Diese Verwendung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Anstrichsmasse in einem geschlossenen Behälter auf die vorher bestimmte erhöhte Temperatur erhitzt wird und dann in erhitzter Form auf die Strasse oder den Strassenbelag in einer dünnen Beschichtung aufgetragen wird.
Wenn man mit Hilfe der erfindungsgemässen Anstrichsmassen auf einer Strasse oder einem Strassenbelag eine Farbmarkierung herstellen will, dann verwendet man Anstrichsmassen, die ausserdem einen Farbstoff enthalten, insbesondere solche, die färbende Pigmente enthalten, und zwar im allgemeinen in einer Menge von 20 bis 500 Gew.-Teilen, bezogen auf 100 Gew.-Teile der in der Anstrichsmasse enthaltenen organischen Feststoffe. Zur Herstellung von Strassenmarkierungen können mit Vorteil auch diejenigen oben erwähnten Anstrichsmassen verwendet werden, die reflexreflektierende Elemente enthalten. Eventuell können jedoch bei der Verwendung der erfindungsgemässen Anstrichsmassen die reflexreflektierenden Elemente getrennt auf eine Linie aufgebracht werden, anstatt dass sie in die Anstrichsmasse einverleibt werden.
Bei der Verwendung der erfindungsgemässen Farbstoffmischung kann es vorkommen, dass der Anstrich innerhalb der gewünschten Zeit von 10 Sekunden nach dem Auftragen hinter dem Fahrzeug gegenüber Zerstörung oder Mitführen der Anstrichmasse nicht mehr empfindlich ist. Somit kann der Verkehr im wesentlichen ununterbrochen weiterfliessen, indem der gezogene Streifen einfach durch einen Anhänger oder ein Zeichen an dem die Strasse markierenden Fahrzeug geschützt wird.
Die Anstrichmasse dieser Erfindung ist von bestimmten kleinteiligen Massen zu unterscheiden, welche kürzlich entwikkelt worden sind und welche einen pigmentierten Filmstreifen auf einer Fahrbahn bilden, indem die geschmolzenen Teilchen verschmelzen. Diese Markierungsmassen werden durch Arbeitsweisen aufgetragen, die in eiriem Vorheizen der Strassendecke und Auftragen der Masse mit einer Flamme bestehen. Wegen dieser Auftragungsform können sie streng genommen nicht als Anstrichsmassen betrachtet werden. Die Anstrichmasse dieser Erfindung wird durch eine ziemlich einfache Ausrüstung ohne Vorheizen oder Grundieren der Strasse aufgetragen, in bezeichnender Weise durch eine luft freie Sprühvorrichtung, welche an dem die Strassenstreifen ziehenden Fahrzeug, das mit Geschwindigkeiten bis zu 16 km/
Std. und mehr fährt, angebracht ist.
Die zehnsekundige Verfestigungszeit bevorzugter Ausfüh rungsformen dieser Erfindung ist weitaus kürzer als die Verfe stigungszeit irgendeiner anderen bekannten Anstrichsmasse für
Strassen. Während die Verfestigungszeit der erfindungsgemäs sen Anstrichsmassen dadurch variiert werden kann, dass die jeweilige Zusammensetzung geändert wird, werden bei weitem die besten Ergebnisse bei Strassenmarkierungen für die oben beschriebenen Zwecke erreicht, wenn die Verfestigungszeit kleiner als 30 bis 40 Sekunden und vorzugsweise kleiner als 10 bis 15 Sekunden ist. Bei anderen Anwendungen sind die
Anstrichsmassen dieser Erfindung verwendbar, wenn sie eine etwas längere Verfestigungszeit haben.
Wie bereits erwähnt wurde, müssen die in den erfindungsge mässen Anstrichsmassen enthaltenen Trägermaterialien ein nicht flüchtiges organisches filmbildendes Bindemittel enthal ten, das bei normaler Temperatur eine Flüssigkeit ist, aber dann, wenn es in einer dünnen Schicht aufgetragen wird und der Einwirkung der üblichen Umgebungsbedingungen ausge setzt ist, einen nicht klebenden festhaftenden, einheitlichen und zähen Film liefert. Dabei versteht man unter normaler
Temperatur die Temperatur, bei der üblicherweise Strassenbe läge aufgebracht werden, also Temperaturen etwa zwischen 4 und 43 C. Unter üblichen Umgebungsbedingungen werden ebenfalls diese Temperaturen und ein mittlerer Feuchtigkeits gehalt der Umgebung verstanden.
Das in den erfindungsgemässen Anstrichsmassen enthaltene filmbildende modifizierende Material auf Basis von thermopla stischen Polymeren muss mindestens 20 Gew. % der organi schen Feststoffe der Anstrichsmasse ausmachen, und es muss bei Umgebungstemperatur ein Feststoff sein, bei Umgebungs temperatur in dem Trägermaterial im wesentlichen unlöslich sein und mit dem Trägermaterial bei einer vorbestimmten erhöhten Temperatur eine im wesentlichen homogene frei fliessende fein verteilte flüssige Mischung bilden, die sich einer
Lösung zumindest nähert. Dabei sind unter Umgebungstempe ratur wieder die oben erwähnten Temperaturbereiche zu ver stehen.
Eine weitere Bedingung, die das filmbildende modifi zierende Material erfüllen muss, ist diejenige, dass es zusam men mit dem Trägermaterial einen festen selbsttragenden nicht klebrigen, haftenden Film innerhalb von Sekunden bil det, nachdem die flüssige lösungsartige Mischung dieser beiden
Materialien bei der oberhalb der Umgebungstemperatur lie genden erhöhten Temperatur als dünne Beschichtung auf das
Substrat, beispielsweise einen Strassenbelag, aufgetragen wird, wobei das Substrat eine Temperatur aufweist, die wesentlich geringer ist als die erhöhte Temperatur, also beispielsweise
Umgebungstemperatur oder eine darunter liegende Tempera tur.
Das in den erfindungsgemässen Anstrichsmassen enthaltene
Trägermaterial kann gegebenenfalls ausserdem ein flüchtiges
Lösungsmittel enthalten. In diesem Fall enthält der auf das
Substrat aufgetragene Film dann jeden Teil der Anstrichs masse, der während der Auftragung nicht verdampft ist.
In bevorzugten erfindungsgemässen Anstrichsmassen sind, wie bereits erwähnt wurde, ausserdem Pigmente enthalten, um Deckkraft und eine gewünschte Farbe zu erzielen. In Strassenmarkierungsmassen dieser Erfindung werden bezeichenderweise gelbe und weisse Farbpigmente in einer Menge von mindestens etwa 20 und nicht mehr als etwa 450-500 Gewichtsteilen je 100 Teilen der Gesamtmenge an organischen Feststoffen in der Anstrichsmasse zugegeben (dieselben sind als organische Bindemittelfeststoffe modifizierendes Material auf Grundlage eines thermoplastischen organischen Harzes und organische Festkörper in irgendwelchen wahlweisen Zusätzen definiert). Füllstoffe und Zusätze sind auch im allgemeinen in der Anstrichsmasse enthalten, um sie zu strekken und besondere Wirkungen zu erzielen.
Wegen der hohen Kosten von Farbpigmenten werden diese gewöhnlich in einer Menge bis zu etwa 50 Teilen je 100 Teile organischer Feststoffe zugegeben; die Anstrichmasse wird dann weiter mit weniger teuren und mit speziellen Füllstoffen, wie verstärkenden und sich nicht absetzenden Füllstoffen, gestreckt.
Die optimalen Bedingungen zur Auftragung des Anstrichs und die optimalen Bestandteile und Konzentrationen in der Anstrichzusammensetzung schwanken etwas mit der Temperatur und der Natur des mit einem Anstrich zu versehenden Trägers. Für Strassenmarkierungsmassen wird die besondere Gesamtzusammenstellung an flüssiger Trägermasse, modifizierendem Material und Pigmenten, Füllstoffen, Zusätzen und reflexreflektierenden Elementen so gewählt, dass ein Material entsteht, welches zusätzlich zu der Eigenschaft, auf der Strasse schnell fest zu werden, die Strassendecke gut benetzt und schnell in einen nicht klebrigen Zustand und weiter in einen dauerhaften gut haftenden und einheitlichen Film übergeht.
Nachdem die Anstrichsmasse auf eine zur Auftragung brauchbare erhöhte Temperatur erhitzt und als dünne Schicht auf einen porösen, grobkörnigen Träger, der sich auf einer im wesentlichen niedrigeren Temperatur als der erhöhten Temperatur befindet, aufgetragen worden ist, vermögen die bevorzugten erfindungsgemässen Anstrichsmassen
1) den Träger gründlich zu benetzen,
2) schnell zu einem nicht klebrigen festen, zusammenhängenden Film auf dem Träger zu werden, und
3) auf dem Träger in einen dauerhaften, gut haftenden, einheitlichen Filmzustand überzugehen.
Für die Markierung von Fahrbahnen liegt eine brauchbare erhöhte Temperatur, auf welche die erfindungsgemässe Anstrichsmasse zur Auftragung derselben erwärmt wird, im allgemeinen innerhalb des Bereiches von 65-150 C, obwohl etwas höhere Temperaturen auch verwendet werden können.
Wenn eine Anstrichsmasse ihrer Natur nach bei Temperaturen unter 650C auftragbar wäre, würde sie zu langsam trocknen und vielleicht nach Auftragung auf der Fahrbahn erweichen, insbesondere auf Fahrbahnen, die sich in Gegenden mit heissem Klima befinden. Wenn andererseits eine Anstrichmasse bei Temperaturen unter etwa 1500C nicht hinreichend fliessfähig wäre, würde die -Wahrscheinlichkeit gering sein, dass die Anstrichmasse die Strasse gründlich benetzt und anhaftet, bevor sie fest wird. Höhere Auftragungstemperaturen, z. B.
200 oder 2600C, welche geeignet sein können, wenn andere mit Anstrich zu versehende Träger als Fahrbahnen, manchmal aber auch Fahrbahnen vorliegen, können auch komplizierte Ausrüstungen und Auftragungsarbeitsweisen erforderlich machen.
Die geeignetste Temperatur zur Auftragung der Anstrichmasse auf eine Strasse variiert mit der besonderen Anstrichzu sammenstellung, der Strassendecke und der Umgebungstem peratur. Eine bevorzugte Strassenmarkierungsmasse, dieser
Erfindung wird zu einer im wesentlichen homogenen flüssigen Mischung aus modifizierendem Material auf Harzgrundlage und flüssiger Trägermasse bei erhöhten Temperaturen von nur 820C verarbeitet und bezeichnenderweise bei einer Temperatur zwischen 930und 121oC aufgetragen. Damit eine solche Anstrichmasse nicht fest wird, bevor sie die Strassendecke ausreichend benetzt hat, sollte sie vorzugsweise nicht auf Stras sendecken aufgetragen werden, welche sich auf einer unter etwa 4-10C liegenden Temperatur befinden.
Andererseits sollte die Temperatur der Strassendecke wesentlich niedriger, d. h. etwa 28-55 C niedriger, als die Auftragungstemperatur der Anstrichmasse sein. Die Temperatur der Strassendecke sollte auch mindestens etwa 17-280C niedriger als die niedrigste erhöhte Temperatur sein, bei welcher die Anstrichsmasse eine im wesentlichen homogenes flüssiges Gemisch bildet. Die( ist notwendig, um schnelles Trocknen zu erreichen.
Da die Benetzung eines Trägers durch eine flüssige Anstrichmasse im allgemeinen mit einem Anhaften des getrockneten Anstrichfilms verbunden ist, sollten die erfindungsgemässen Strassenmarkierungsmassen die Strassendecke gut benetzen. Je höher die Viskosität der Anstrichsmasse bei Auftragung ist, um so schwieriger wird es sein, eine glatte gleichmässige Schicht zu versprühen, und um so schlechter wird die Benetzung des Trägers sein. Zur Messung der Benetzungsfähigkeit sind die Viskosität und die Temperatur der versprühten Anstrichmasse, wenn sie auf den Träger kommt, und das Zeitmass, nach welchem sich diese Eigenschaften ändern, wichtige Gesichtspunkte. Es ist jedoch anzunehmen, dass zum Sprühanstrich die Viskosität der Anstrichsmasse, wenn sie die Düse verlässt, und die Temperatur der Anstrichsmasse in der Sprühvorrichtung wertvolle Anzeichen der Benetzung der Anstrichsmasse geben.
In dieser Beschreibung soll unter Viskosität und Temperatur bei Auftragung im Falle desSprühanstrichs eine Viskosität und Temperatur verstanden werden, die jener an der Düse in der Sprühvorrichtung vergleichbar ist.
Da die Anstrichsmassen dieser Erfindung häufig thixotrop sind. schwankt die Viskosität mit dem Grad der Durchführung der Anstrichsmasse und im wesentlichen mit dem Druck, mit welchem die Anstrichsmasse durch die Düse gepresst wird. Im allgemeinen wird es schwierig sein, eine glatte Schicht der Anstrichsmasse zu versprühen, welche das Pflaster gut benetzt, wenn die Viskosität der Anstrichsmasse bei Auftragung viel grösser als 5 000 centipoise ist. Vorzugsweise beträgt die Viskosität bei Auftragung weniger als 3 000 centipoise und noch besser weniger als 1 000 centipoise. Für andere Arbeitsweisen von Anstrichsauftragungen, wie Tauchüberzüge, ist eine andere, im allgemeinen niedrigere Viskosität erwünscht.
Eine grosse Vielzahl von Trägermassen zeigt die notwendigen filmbildenden Eigenschaften und notwendigen Eigenschaften zur Kombination mit einem modifizierenden Material auf der Grundlage eines thermoplastischen Harzes, um in Anstrichsmassen dieser Erfindung verwendet zu werden. Zu bevorzugten brauchbaren Trägermassen gehören ein organisches, harzartiges, filmbildendes Bindemittel und ein flüchtiges, organisches Lösungsmittel, in welchem das Bindemittel gelöst oder fein dispergiert wird. Diese Trägermassen bilden einen zähen, gut haftenden Film innerhalb einer Zeitspanne von im allgemeinen mindestens mehreren Minuten, häufig ist eine viel längere Zeit erforderlich, um die volle Festigkeit zu entwickeln. Diese Zähigkeit bildet sich auch in einem aufgetragenen Streifen aus erfindungsgemässen Anstrichsmassen und erhöht die Lebensdauer des aufgetragenen Streifens.
Die Verdampfung des Lösungsmittels kann soweit wie notwendig gehen, um eine Trägermasse in einen zähen Film zu überführen. Viele von ihnen werden jedoch zu einem zähen, gut haftenden Film durch eine Härtungsreaktion der Bindemittelbestandteile umgesetzt. Veranschaulichende Härtungsreaktionen sind Lufttrocknung, Oxydationsreaktionen (in welchen ein Sauerstoffatom die Moleküle der Bindemittelbestandteile vernetzt) und Diels-Alder-Reaktionen (bei welchen Moleküle der Bindemittelbestandteile durch die ungesättigten Fettsäureanteile der Moleküle verknüpft werden). Solche Reaktionen werden im allgemeinen durch Trockner, wie Metallnaphthenate katalysiert. Es können noch andere Härtungs- oder Erhärtungsreaktionen, wie Epoxy-Harz-Härtungsreaktionen, verwendet werden.
Die Trägermassen von herkömmlichen Strassenmarkierungsmassen sind z. B. filmbildende Trägermassen, welche in Strassenmarkierungsmassen dieser Erfindung brauchbar eingebracht werden können; im wesentlichen sind alle herkömmlichen Strassenmarkierungsträgermassen erfindungsgemäss brauchbar. Das Bindemittel in diesen Strassenmarkierungsmassen ist häufig eine harzmodifizierte trocknende Ölmasse.
Tungöl ist gewöhnlich enthalten, um die Trocknungszeit herabzusetzen, und andere trocknende Öle, wie Leinsamenöl oder entwässertes Rizinusöl werden oft verwendet. Diese Öle sind gewöhnlich mit Harzen, wie einem phenolisch modifizierten Harz, oder modifizierten Kautschuken, wie chloriertem Kautschuk, modifiziert. Andere bezeichnende, als Trägermassen in den erfindungsgemässen Anstrichmassen brauchbare Bindemittelbestandteile, sind Alkydharze und ölmodifizierte Alkydharze, wie mittlere Sojaöl-Phthalsäureanhydrid-Alkydharze.
Zusätzliche brauchbare Trägerbindemittelbestandteile sind Polyurethan, Harnstoff, Allyl- und Epoxy-Harze und ölmodifizierte Varianten derselben.
Es ist zu bemerken, dass die Trägermasse während der Zeit, wo sie auf der erhöhten Temperatur zum Anstrich gehalten wird, vorzugsweise in etwa chemisch stabil sein sollte, andernfalls ist eine ziemlich schnelle Auftragung nach dem Erhitzen erforderlich. Des weiteren sollten die Trägermasse und das modifizierende Material auf der Grundlage eines thermoplastischen Harzes im wesentlichen zueinander bei den erhöhten Temperaturen inert sein, obwohl bei speziellen Anwendungen eine Reaktion zwischen diesen Bestandteilen erfolgen kann.
Wo die Anstrichmassen dieser Erfindung aus einem geschlossenen System heraus zu versprühen sind, kann der Siedepunkt des Lösungsmittels in der Anstrichmasse sowohl unterhalb als auch oberhalb der Temperatur liegen, auf welche die Anstrichmasse vor Auftragung erhitzt wird. Das Verhältnis von Bindemittel und Lösungsmittel kann ziemlich weit variiert werden, um die Viskosität der Anstrichmasse vor und während der Auftragung zu regeln. Das Lösungsmittel sollte in den meisten, aber nicht notwendigerweise in allen Fällen, nicht viel weniger als 10 Gewichtsprozent der Anstrichmasse der Erfindung ausmachen, und es kann bis zu 90-95 Prozent, vorzugsweise weniger als 80 Prozent, ausmachen, Wo flüssige polymerisierbare oder härtbare Monomere als Trägermasse verwendet werden, braucht ein Lösungsmittel nicht notwendig zu sein.
Ein entscheidender Gesichtspunkt für die Trägermasse und das modifizierende Material auf der Grundlage eines thermoplastischen Harzes ist ihre Mischbarkeit untereinander. Bei Temperaturen von etwa der Umgebungstemperatur des zu überziehenden Trägers sollte das thermoplastische modifizierende Material im wesentlichen in der Trägermasse unlöslich sein. (Wie noch zu sehen ist, werden durch den in dieser Beschreibung verwendeten Ausdruck im wesentlichen unlöslich Mischungen beschrieben, in welchen das modifizierende Material und die Trägermasse ein Gelgebilde ergeben, wie auch Mischungen, in welchen sie in getrennten Phasen verbleiben). Wenn sich das modifizierende Material in der Trägermasse bei der Temperatur des Trägers löst, was einer normalen Umgebungstemperatur entspricht, ist, wie gefunden wurde, die Zeit zum Festwerden der Anstrichmasse auf dem Träger zu lang.
Die bezeichnendsten brauchbaren Lösungsmittel in Trägermassen der erfindungsgemässen Anstrichmassen sind Kohlenwasserstofflösungsmittel, wie Toluol, Xylol und Schwerbenzin.
Bis zu einem gewissen Ausmass werden die Mischbarkeitseigenschaften gemittelt, wenn mehr als ein Lösungsmittel enthalten ist. Lösungsmittel, die selbst das modifizierende Material bei normaler Umgebungstemperatur lösen, können in der Anstrichmasse enthalten sein, solange sich nicht die gesamte Trägermasse in der Gesamtanstrichmasse auflöst.
Lösungsmittelgemische können so angesetzt werden, dass besondere Ziele erreicht werden, z. B. um unerwünschte Dämpfe in der Luft nach Auftragung zu vermeiden. Es ist erkennbar, dass die Löslichkeits- oder Mischbarkeitseigenschaften des modifizierenden Materials in dem Träger variieren werden, was von der Konzentration der Bestandteile und der Anwesenheit anderer Bestandteile in der fertigen Anstrichmischung abhängt.
Einige weiterhin brauchbare Trägermassen sind, was von dem zu verwendenden modifizierenden Material abhängt, wegen der Aktivität des Lösungsmittels in der Trägermasse ausgeschlossen. Zum Beispiel sind einige herkömmliche Lackträgermassen in den erfindungsgemässen Anstrichmassen zusammen mit einigen typischen modifizierenden Materialien, wie Polyamiden, nicht brauchbar, da diese herkömmlichen Lackträgermassen ein aktives Lösungsmittel enthalten, welches Polyamide bei normalen Umgebungstemperaturen löst.
Dessen ungeachtet werden Lackträgermassen, welche Bindemittel wie Vinyltoluol-Butadien-Mischpolymerisat (wie Marbon 1100 TMV, welches ein Lösungsmischpolymerisat mit grossem Vinyltoluolgehalt ist) enthalten, in befriedigender Weise in der Anstrichmasse dieser Erfindung verwendet, wenn das modifizierende Material so gewählt ist, dass es im wesentlichen in solchen Trägermassen bei Umgebungstemperatur unlöslich ist.
Jedoch werden Trägermassen, die verhältnismässig unlösliche Filme durch eine Härtungsreaktion bilden, wie eine Polymerisations- oder Oxydationsreaktion, häufiger in den erfindungsgemässen Anstrichmassen verwendet und werden gewöhnlich den Lackträgermassen für Strassenmarkierungen vorgezogen.
Im Gegensatz zur Unlöslichkeit bei normalen Umgebungstemperaturen sollte das thermoplastische modifizierende Material bei einer erhöhten Temperatur, die im wesentlichen über der Temperatur des Trägers liegt und für die Auftragung der Anstrichmasse nützlich ist, eine im wesentlichen homogene oder fein verteilte flüssige Mischung, die einer Lösung mindestens sehr nahekommt, mit der Trägermasse bilden. Folglich wird das modifizierende Material, wenn die Anstrichmasse auf den Träger bei einer erhöhten Temperatur aufgetragen wird, in der ganzen Masse gründlich und deshalb innerhalb der ganzen aufgetragenen Schicht verteilt. In einigen brauchbaren Anstrichmassen der Erfindung bildet jedoch das modifizierende Material bei erhöhter Temperatur eine leicht trübe Mischung mit der Trägermasse, was unvollständige Lösung anzeigt.
Nach Auftragung auf einen Träger bei einer geeigneten, unter jener erhöhten Temperatur liegenden Temperatur muss das modifizierende Material schnell fest werden (oder den Charakter einer flüssigen, fein verteilten Mischung mit der Trägermasse verlieren), damit eine feste, sich selbsttragende, nicht klebrige Filmmatrix gebildet wird, in welcher jener Teil der Trägermasse, der während der Auftragung nicht verdampft, enthalten ist. Häufig kann die Eignung einer besonderen Zusammenstellung aus modifizierendem Material und Trägermasse und die Eignung einer besonderen Konzentration der Bestandteile im Laboratorium dadurch bestimmt werden dass man in Erfahrung bringt, ob sich eine Gelstruktur bildet, wenn eine Mischung des modifizierenden Materials und der Trägermasse in einem Behälter auf die erhöhte Temperatur erhitzt und dann abgekühlt wird.
In einem ähnlichen Test kann die Eignung einer besonderen Zusammenstellung aus modifizierendem Material und Trägermasse allgemein dadurch bestimmt werden, dass man eine erhitzte Mischung aus dem modifizierenden Material und der Trägermasse auf einem Träger wie auf einem Versuchsblock (patio bock) in einer dünnen Schicht versprüht. Wenn sich eine feste, sich selbsttragende, nicht klebrige Filmmatrix bildet und gute Benetzung vorliegt, wird die Mischung im allgemeinen zumindest als Grundlage für die praktische Durchführung dieser Erfindung geeignet sein.
Die Mischbarkeitseigenschaften des modifizierenden Materials und der Trägermasse können auch hinsichtlich der Löslichkeitsparameter und der Wasserstoffbindung und der damit verbundenen Eigenschaften abgewogen werden (dies wird in einem Aufsatz von H. H. Burrell im Official Digest, Oktober 1955, beschrieben), was beim gegenwärtigen Entwicklungsstadium solcher Faktoren oft, aber nicht immer, eine genaue Grundlage für die Wahl der Materialien bietet. Gewöhnlich sollte ein brauchbares modifizierendes Material auf Harzgrundlage bei normalen Umgebungstemperaturen einen engen Bereich der Löslichkeitsparameter und Wasserstoffbindungseigenschaften haben, welcher nicht die Löslichkeitsparameter und Wasserstoffbindungseigenschaften des Lösungsmittels oder des Lösungsmittelgemisches in der Trägermasse einschliesst.
Bei der für die Auftragung der Anstrichmasse brauchbaren erhöhten Temperatur sollte der Bereich der Löslichkeitsparameter und Wasserstoffbindungseigenschaften für das modifizierende Material auf Harzgrundlage gewöhnlich bedeutend vergrössert sein, so dass der Löslichkeitsparameter und die Wasserstoffbindungseigenschaften des Lösungsmittels oder Lösungsmittelgemisches in der organischen Trägermasse eingeschlossen sind, oder, wie oben festgestellt, das modifizierende Material auf Harzgrundlage sollte sich einem gelösten Zustand in der Trägermasse bei erhöhter Temperatur nähern.
Das modifizierende Material auf Harzgrundlage sollte diese Löslichkeitseigenschaften gegenüber Lösungsmitteln, welche verwendbare filmbildende Bindemittel in der Trägermasse lösen, und vorzugsweise gegenüber herkömmlichen Lösungsmitteln für Anstrichmassen zeigen.
Die allgemeinen, für das modifizierende Material auf Grundlage eines thermoplastischen Harzes der erfindungsgemässen Anstrichmasse oben angeführten Eigenschaften dienen zur Definition der verwendbaren Materialien. Als allgemeine Regel gilt, dass diese modifizierenden Materialien filmbildende Harze sein sollten, welche die beschriebenen Mischbarkeitseigenschaften in der Trägermasse der Anstrichmasse aufweisen. Diese Harze sollten ein ziemlich niedriges Molekulargewicht haben und eine ziemlich niedrige Schmelzviskosität zeigen. Harze mit höheren Molekulargewichten sind jedoch auch brauchbar. Zum Beispiel können brauchbare Strassenmarkierungsmassen, welche Harze mit einem Molekulargewicht von 10 000 oder sogar etwas höher einverleibt enthalten, bei über 1490C liegenden Temperaturen oder mit hohen Sprühdrucken oder durch Einstellung der Konzentration der Trägermasse aufgetragen werden.
Vorzugsweise schmilzt das modifizierende Material in einem ziemlich engen Temperaturbereich (etwa 280C oder weniger), der im wesentlichen oberhalb der Temperatur des zu überziehenden Trägers, aber wünschenswerterweise unter der beabsichtigten Temperatur der Anstrichauftragung liegt. Das modifizierende Material sollte weiterhin gute Haftung auf einem Träger, wie einer Fahrbahn, haben. Zum Beispiel fehlt bei einigen thermoplastischen Überzügen, wie Abziehüberzügen, die einen cellulosischen thermoplastischen Bestandteil enthalten, die erforderliche Haftung zur Anwendung als Streifen auf einer Fahrbahn, der den Verkehr aushält.
Einige modifizierende Materialien mit den erfindungsgemäss erwünschten Löslichkeits-, Schmelz-, Viskositäts- und Filmbildungseigenschaften sind Polyamide, Polymerisate auf Äthylen-Grundlage, wie Äthylen-Vinylacetat-Mischpolymerisate und Polyvinylacetale, wie Polyvinylbutyral. Polyamid Reaktionsprodukte mit niedrigem Molekulargewicht aus dimerisierten ungesättigten Fettsäuren und Alkylendiaminen, wie Äthylendiamin, haben sich als besonders brauchbar für Mischungen mit herkömmlichen Strassenanstrichträgermassen welche ein geeignetes Kohlenwasserstoff-Lösungsmittel enthalten, erwiesen. Einige typische verwendbare Polyamide haben ein Molekulargewicht in der Gegend von 2 000-3 000.
einen Schmelzpunkt von etwa 93C nach der Ball- und -Ring Methode und eine Schmelzviskosität bei 115,60C von etwa 5 000 centipoise. Sehr häufig haben die in erfindungsgemäss bevorzugten Strassenmarkierungsmassen brauchbaren modifizierenden Materialien in etwa ähnliche Werte für diese Eigenschaften und sind in dem Kohlenwasserstòfflösungsmittelge- misch in der Trägermasse bei normalen Umgebungstemperaturen unlöslich, jedoch mit der Trägermasse bei erhöhten Temperaturen mischbar. Das modfizierende Material auf Harzgrundlage kann ein einziges Harz oder eine Mischung von Harzen sein, sogar von äusserst verschiedenen Eigenschaften, die der Erreichung besonderer Schmelzviskositätseigenschaften dienen.
Das modifizierende Material auf Grundlage eines thermoplastischen Harzes wird oft geschmolzen und mit Pigmenten, Füllstoffen und Zusätzen, wie auch reflexreflektierenden Elementen, homogen gemischt und dann abgekühlt und pulverisiert, um ein festes kleinteiliges Material für die Mischung mit der flüssigen Trägermasse zu bilden. Das kleinteilige Material liegt allgemein in Pulverform vor und geht durch ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 0,84 mm hindurch; befriedigende Ergebnisse werden jedoch erhalten, wenn ein ziemlich grobes und klumpiges Material mit einer Durchmesserabmessung bis zu etwa 0,64 cm oder mehr eingesetzt wird. Es wurde gefunden, dass bei Grössenordnungen von oberhalb 0,64 cm die Anstrichmasse schwierig zu handhaben ist.
Sehr feine Pulver können verwendet werden, obwohl die Anstrichmasse für eine herkömmliche Handhabung bei Umgebungstemperatur zu viskos werden kann, wenn zu feine Pulver zugegeben werden (z. B. kleinere als durch ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 0,044 mm hindurchgehende Pulver).
Bezeichnenderweise können viele Anstrichmassen der Erfindung erhitzt, abgekühlt und dann wieder erhitzt und verwendet werden. In dem gekühlten Zustand nach dem Erhitzen besteht die Anstrichmasse bezeichnenderweise als etwas gelatinöses Material, in welchem das modifizierende Material äusserst fein verteilt ist; die Anstrichmasse kann in dieser Form dem;Han- del zugänglich gemacht werden.
Der besondere Anteil der flüssigen Trägermasse und des modifizierenden Materials auf Grundlage eines thermoplastischen Harzes variiert etwas mit den besonders verwendeten Bestandteilen. Die Menge an thermoplastischem modifizierendem Material sollte nicht so gross sein, dass die Anstrichmasse nicht die notwendige Viskosität aufweist, insbesondere bei Auftragung. Andererseits muss das modifizierende Material in ausreichenden Mengen enthalten sein, um schnell eine feste, nicht klebgierige Gelstruktur von gewisser Festigkeit und Einheitlichkeit bei Auftragung der Anstrichmasse zu liefern.
Gewöhnlich bewegt sich der Bereich der verwendbaren Anteile an modifizierendem Material auf der Grundlage eines thermoplastischen Harzes gegenüber den anderen organischen Feststoffen der Anstrichmasse (organischer Bindemittel-Feststoff und die Feststoffe der organischen Zusätze) grob um ein 1:1-Verhältnis. Es sind jedoch ziemlich breite Varianten möglich, insbesondere mit Variationen bei den besonderen Bestandteilen und hinsichtlich der besonderen Verwendung, welche für die Anstrichmasse vorgesehen ist. Um ständig die gewünschten Ergebnisse zu erzielen, sollte das modifizierende Material auf Grundlage eines thermoplastischen Harzes etwa 20 Gewichtsprozent oder mehr der gesamten organischen Feststoffe ausmachen, jedoch macht es gewöhnlich nicht mehr als etwa 80 Prozent der gesamten organischen Feststoffe aus.
Der Prozentgehalt in bevorzugten Strassenmarkierungsmassen fällt im allgemeinen in den Bereich von 30 bis 70 Gewichtsprozent.
Um die Anforderungen hinsichtlich Lagerung und Versand herabzusetzen, kann eine Grundmischung hergestellt werden, die das modifizierende Material auf Grundlage eines thermoplastischen Harzes und eine Teilmenge an flüssiger Trägermasse enthält. Allgemein ist das modifizierende Material kleinteilig und derart, dass es durch ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 0,2-0,84 mm hindurchgeht, jedoch von einem Sieb mit einer lichten Maschenweite von 0,044 mm zurückgehalten wird. Die Teilmenge an flüssiger Trägermasse enthält ein filmbildendes organisches Bindemittel vorzugsweise mit einem auch vorhandenen Lösungsmittel für das Bindemittel, wie schon früher erläutert wurde.
Um die Handhabung der Grundmischungen zu erleichtern, sind mindestens etwa 15 Gewichtsteile oder sogar 25 Gewichtsteile, aber allgemein nicht mehr als etwa 50 oder 75 Gewichtsteile der flüssigen Trägermasse je 100 Teile an modifizierendem Material, vorzugsweise in kleinteiliger Form, in den Grundmischungen enthalten. Eine andere Grundmischung zur späteren Mischung mit einem ergänzenden Anteil der Anstrichmasse enthält nur flüchtiges Lösungsmittel als flüssige Trägermasse für das modifizierende Material. Es hängt von dem besonderen Lösungsmittel und modifizierendem Material ab, ob die letztere Grundmischung die Form eines-Gels annehmen kann; aus diesem Grund ist sie weniger einfach zu handhaben.
Die Erfindung wird weiter in den folgenden Beispielen erläutert:
Beispiel 1
In der neuartigen Anstrichmasse dieses Beispiels ist die Trägermasse (eine harzmodifizierte trocknende ÖIträgermasse) plus reflexreflektierender Elemente und Füllstoffe und einem Teil Pigment und Zusätze mit einer herkömmlichen, im Verkehr gängigen Anstrichmasse versehen worden, welche die folgenden Bestandteile in einer den Fachleuten vertrauten Weise gemischt enthält:
Gewichts.
teile phenolisch modifizierter Penta erythritester von Kolophonium (Pentalyn 802 A) 3,6 Leinsamenöl 3,6 Tungöl 3,6 chlorierter Kautschuk (Parlon S-20) 2,7 Lecithin-Pigment-Dispergierer (70 %ige LLösung in einem Gemisch von Schwerbenzin und Xylol) 0,4 Dimethyldioctadecyl-ammonium-bentonit, thixotropes Mittel 0,4
Glasperlen (lichte Maschenweite: 0,21 mm; Brechungsindex des Glases:
1,5) 32,1 Feinteiliges Magnesiumsilikat als verstärkender Füllstoff 6,1 streckendes Titandioxyd-Pigment 25,4 hautverhinderndes Mittel von Oximtyp 0,1
Epichlorhydrin 0,05 Diglycidyläther des Bisphenol A (Epon 828) 0,1 Toluol, Lösungsmittel 13,7 Heptan, Lösungsmittel 6,4 Methanol, Lösungsmittel 0,1 Metallnaphthenat-Trockner, in verdünnter Lösung in Lackbenzinen 0,4
Das modifizierende Material auf Grundlage eines thermoplastischen Harzes besteht bei der neuartigen Anstrichmasse dieses Beispiels aus einer Mischung von zwei Polyamid-Har zen.
Vom ersten wird angenommen (Versamid 725), dass es ein Kondensationsreaktionsprodukt einer dimerisierten trocknenden Ölsäure und eines Alkylendiamins, wie Äthylendiamin, ist und in den Endgruppen des polymeren Moleküls eine niedrigmolekulare aliphatische Dicarbonsäure, wie Sebacinoder Maleinsäure, aufweist. Das Molekulargewicht dieses Polymerisats beträgt etwa 2 100, sein Aminwert ist 4, sein Schmelzpunkt nach der Ball- und Ring -Methode etwa 110ob, seine Schmelzviskosität bei 1490C etwa 700-1 000 centipoise und bei 121ob etwa 5 600 centipoise.
Das zweite (Versamid 950) ist das Kondensationsreaktionsprodukt einer dimerisierten Fettsäure des Leinsamenöls, einer monomeren Fettsäure und des Äthylendiamins und wird durch Einbringen eines Gemenges von ortho- und para-N-Äthyltoluolsulfonamid in einer 5-15 Prozent der Gesamtmischung umfassenden Menge plastifiziert. Das Kondensationsprodukt hat vor der Plastifizierung ein Molekulargewicht von etwa 3 000 und einen Aminwert von 4. Das plastifizierte Polyamid schmilzt bei etwa 91ob, wie durch die Ball- und -Ring -Methode gemessen wurde, und von 840C nach der Kapillarrohrmethode. Es zeigt eine Viskosität bei 1490C von etwa 825 centipoise und bei 121ob von etwa 3 000 centipoise.
Zu diesen modifizierenden Materialien auf Grundlage eines thermoplastischen Harzes wurden Materialien gegeben, welche deren Viskosität und Benetzungseigenschaften etwas veränder ten. Diese enthielten vor allem ein Polyketonharz (Mohawk
Mr-60), welches ein Kondensationsprodukt von Formaldehyd mit Cyclohexanon ist und ein Molekulargewicht von annähernd
500 und einen Schmelzpunkt von 73oC nach der Ball- und
Ring-Methode hat. Ein chloriertes Naphthalin (Halowax
1001) wurde ebenfalls hinzugegeben, welches ein Gemisch von
Tri- und Tetrachlornaphthalin ist. Es ist ein weisser, kristalli ner, wachsähnlicher Feststoff mit einem Chlorgehalt von etwa
50 Prozent und hat ein Molekulargewicht von etwa 255 und einen Schmelzpunkt von etwa 93oC nach der Ball- und Ring
Methode. Siliconöl (DC-200) war auch enthalten, um die
Benetzungseigenschaften der Masse zu verbessern.
Die modifizierenden Materialien auf Grundlage eines ther moplastischen Harzes und die obigen Zusätze wurden zusammen mit Pigment in folgenden Anteilen zusammengegeben:
Gewichts teile
Versamid 725 28,6
Versamid 950 28,6 chloriertes Naphtalin 2,9
Polyketonharz 8,5
Siliconöl 0,03
Rutil, Titandioxyd-Pigment 31,4
Diese Bestandteile wurden geschmolzen und in der ange führten Reihenfolge in einen Kessel aus rostfreiem Stahl mit einer bei etwa 127oC gehaltenen Temperatur gegeben. Die
Mischung wurde durch einen Mischer nahezu eine halbe
Stunde umgewälzt und dann in ein flaches Tablett aus rost freiem Stahl zu einer Dicke von etwa 2,54 cm gegossen. Nach
Abkühlen wurde das Material gemahlen und gesiebt, wobei das kleinteilige Material durch ein Sieb mit der lichten
Maschenweite von 0,42 mm ausgesiebt wurde.
Dieses kleintei lige Material schmolz bei etwa 99ob, wie durch die Ball- und
Ring-Methode gemessen wurde. Bei 1490C lag die Schmelzvis kosität des Materials bei etwa 1 500 centipoise und bei 1160C bei etwa 5 400 centipoise.
Das durch ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von
0,42 mm hindurchgelassene kleinteilige Material wurde dann zu einem Anstrichgemenge mit der herkömmlichen, oben beschriebenen Anstrichmasse in einem Verhältnis von etwa 30
Gewichtsteilen an kleinteiligem Material zu 105 Teilen Anstrichmasse vermengt.
Es ist zu bemerken, dass das modifizierende Material auf Grundlage eines thermoplastischen Harzes (Polyamide) etwa 48 Prozent der Gesamtmenge der organischen Feststoffphase ausmachte (bestehend aus dem modifizierenden Material auf Grundlage eines organischen thermoplastischen Harzes; den organischen Anstrichträgermassen-Bindemittelfeststoffen, d. h. dem phenolisch modifizierten Pentaerythritester von Kolophonium, Leinsamenöl, Tungöl und chloriertem Kautschuk; und den organischen Feststoffen in den mit dem modifizierenden Material und der herkömmlichen Anstrichmasse vermischten Zusätzen).
Mit einer kleinen Menge dieser Anstrichmasse wurde ein 22,86 cm langer zylindrischer Verteiler von 7,62 cm Durchmesser mit Manometer und einem Auslassventil an einem Ende und einer engen-Auftragungsöffnung am anderen, mit einem entfernbaren Pfropfen verschlossenen Ende beladen.
Die Anstrichmasse wurde in dem Verteiler auf etwa 1160C erhitzt und dann durch die enge Öffnung in einem 15,24 cm breiten Streifen auf einen kleinen Betonversuchsblock aufgetragen. Da etwas überschüssige Anstrichmasse mit diesem groben Verteiler aufgetragen wurde, wurde sofort nach Auftragung die über eine Dicke von 0,25 mm hinausgehende Anstrichmasse von dem Block mit einer Glasplatte abgewischt.
Durch Daumendrucktest wurde festgestellt, dass der Anstrich in weniger als 10 Sekunden fest und nicht klebrig war. (Es wurde gefunden, dass dieser Daumendrucktest einen guten Anhalt für die Fähigkeit des aufgestrichenen Streifens, den Verkehr auszuhalten, gibt. Dieselbe Anstrichmasse dieses Beispiels wurde auch auf Betonböden und -fahrbahnen mittels einer luftlosen Versprüheinrichtung aufgetragen, und Automobile, die aus stehendem Start heraus beschleunigt wurden, wurden etwa 10 Sekunden nach Auftragung der Anstrichmasse über die gezogene Linie gefahren, ohne Anstrichmasse aufzunehmen oder die Linie zu beschädigen).
Einige Minuten nach Auftragung der Anstrichmasse wurde eine kurze Länge des Überzugsfilmes bis zum Beton mit einer Rasierklinge herausgeschnitten. (Im allgemeinen wird bei diesem Test unzureichende Benetzung festgestellt, wenn der überzogene Träger, der nach Herausschneiden des Hauptteils des Anstrichfilms sichtbar wird, zu weniger als 50 Prozent mit Anstrichmasse bedeckt ist). Dieser Test ergab eine gute Benetzung der Bahn, wobei praktisch 100 Prozent der herausgeschnittenen Oberfläche mit Anstrichmasse bedeckt war.
Der überzogene Block wurde dann in einem Ofen auf 49C länger als 3 Tage erhitzt, dann einen Tag lang in einem Wasserbehälter getränkt und schliesslich in einen kalten Raum gebracht und auf eine Temperatur von - 230C gekühlt. Der aufgestrichene Streifen wurde dann einem Abriebtest unterworfen, bei welchem keramische Kügelchen von 0,6 cm Durchmesser und einem durchschnittlichen Gewicht von etwa 0,85 Gramm wiederholt durch ein über der Platte angebrachtes vertikales Rohr von 2,54 cm Durchmesser und 0,9 m Länge fallen gelassen wurden und die Platte in einem Winkel von 45 zur Horizontalen geneigt war.
Der erste Splitter in der Anstrichmasse trat etwa nach der 880.ten Kugel auf, und die Anstrichmasse war von der gesamten bearbeiteten Oberfläche bis nach der 1 900.ten Kugel nicht zu entfernen, was eine hohe Widerstandsfähigkeit gegenüber Zerstörung durch Verkehr anzeigte.
Während in der oben beschriebenen Vorschrift dieses Beispiels das modifizierende Material auf Grundlage eines thermoplastischen Harzes 48 Prozent der organischen Feststoffphase der Anstrichmasse ausmachte, ergaben auch andere Anstrichmassen, welche dieselben Bestandteile, aber in verschiedenen Anteilen enthielten, befriedigende Ergebnisse.
Zum Beispiel wurden erfindungsgemässe Anstrichmassen unter Verwendung des beschriebenen kleinteiligen Materials und der herkömmlichen Anstrichmasse aus diesem Beispiel (ohne die Glasperlen) in Anteilen, die sich von etwa 25 bis 40 Teilen modifizierendem Material und 75 bis zu 60 Teilen herkömmliche Anstrichmasse bewegten, hergestellt. In diesen Anstrichmassen lag der Prozentgehalt an modifizierendem Material auf Grundlage eines thermoplastischen Harzes in den gesamten organischen Feststoffen der fertigen Anstrichmasse bei etwa 45 bis 65 Prozent, jedoch ist der Bereich für brauchbare Ergebnisse sogar breiter.
Beispiel 2
In diesem Beispiel wurde das kleinteilige Material, welches durch ein Sieb mit der lichten Maschenweite von 0,42 mm hindurchgeht und welches in Beispiel 1 verwendet wurde, mit einer anderen herkömmlichen Strassenmarkierungsmasse vermischt. Diese Anstrichmasse war auf einem ölmodifizierten Polyurethan-Harz (Spenkel F 78) aufgebaut, das das Reaktionsprodukt von glyceriniertem Leinsamenöl mit Ditolyldiisocyanat ist.
Im einzelnen enthielt diese im Verkehr gebräuchliche Anstrichmasse die folgenden Bestandteile, in einer der Technik vertrauten Weise gemischt:
Gewichts teile das oben beschriebene Polyurethan (50 Gew.-% Feststoffe in einem Kohlenwasserstoff-Lösungsmittel) 37,3 streckendes Titandioxyd-Pigment 16,7 Rutil, Titandioxyd-Pigment 16,7 Feinteiliges Magnesiumsilikat als verstärkender Füllstoff 6,2 Diatomeenkieselgur als sich nicht absetzender Füllstoff 6,2 Glimmer als verstärkender Füllstoff 6,2 Metallnaphthenat-Trockner in verdünnter Lösung in Lacklösungsmittel 0,3 Schwerbenzin 10,4
Fünfzehn Gewichtsteile des kleinteiligen Materials aus Beispiel 1 und 85 Teile der obigen Anstrichmasse wurden in einem Farbmischer mit 50 Teilen Glasperlen (lichte Maschenweite: 0,21 mm) vermengt.
Mit diesen Anteilen machte das modifizierende Material auf Grundlage eines thermoplastischen Harzes 33 Prozent der gesamten organischen Feststoffphase der Anstrichmasse aus. Diese Mischung wurde dann auf einen Betonblock in einer annähernden Dicke von 0,25 mm unter Verwendung des Verteilers und Verfahrens und etwa de Temperaturen aus Beispiel 1 aufgetragen. Nach 8 Sekunden was das Produkt klebfrei. Der Benetzungstest zeigte praktisch 100%ige Bedeckung. Der angestrichene Block wurde dann den in Beispiel 1 beschriebenen Bedingungen unterworfen und auf Abrieb geprüft. Der erste Splitter trat nach etwa der 750.ten Kugel auf, und die Anstrichmasse war bis nach etwa der 1 750.ten Kugel nicht vollkommen abgetragen, was wiederum eine hohe Widerstandsfähigkeit gegenüber Zerstörung durch den Verkehr zeigt.
Beispiel 3
Eine herkömmliche Strassenmarkierungsmasse auf der Grundlage eines mittleren ölmodifizierten Alkydharzes wurde durch Mischen der folgenden Bestandteile in der angegebenen Reihenfolge hergestellt:
Gewichts teile Mittleres Sojaöl-Phthalsäureanhydrid-Alkyd-Harz, welches 56 Gew.-% Sojaöl enthält (Beckosol 31) 15,7 Schwerbenzin 11,7 Toluol 11,7 streckendes Titandioxyd-Pigment 48,5
Gcxvichts tcile
Calciumcarbonat als streckender Füllstoff 6,0 Feinteiliges Magnesiumsilikat als verstärkender Füllstoff 6,0 Metallnaphthenat-Trockner in verdünnter Lösung in Lacklösungsmittel 0,3
Oxim, hautverhinderndes Mittel 0,1
Zu 75 Gewichtsteilen dieser Anstrichmasse wurden 25 Teile des kleinteiligen Materials (lichte Maschenweite: 0,42 mm) aus Beispiel 1 gegeben.
In diesen Anteilen machte das modifizierende Material auf Grundlage eines thermoplastischen Harzes
49 Prozent der gesamten organischen Feststoffphase der Anstrichmasse aus. Die erhaltene Anstrichmasse wurde bei etwa 104 bis 1160C auf einen Betonversuchsblock aufgetragen und nach dem Verfahren aus Beispiel 1 getestet. Der Film war nach 10 Sekunden klebfrei und zeigte bei dem Benetzungstest eine Bedeckung von praktisch 100 Prozent. Er splitterte nicht bis nach etwa der 820.ten Kugel, und die Anstrichmasse war bis nach etwa der 3 400.ten Kugel nicht völlig abgetragen.
Beispiel 4
Die in Beispiel 1 beschriebene herkömmliche Anstrichgrundmasse wurde mit einem Pulver (lichte Maschenweite: 0,42 mm) eines langkettigen Polyamids von niedrigem Molekulargewicht, welches einen Schmelzpunkt von 960C nach Durran's Quecksilber-Verfahren und eine Viskosität in einer 40 Gew. %igen Lösung wasserfreien Isopropanols von 120 centipoise hatte (Sunkem Nylon 526 G) vermischt. Dieses Gemisch wurde in einem Gewichtsverhältnis von entsprechend 90 zu 10 mit 5 Teilen zugefügtem Toluol vermischt. In diesen Anteilen machte das modifizierende Material auf Grundlage eines thermoplastischen Harzes 43 Prozent der gesamten organischen Feststoffphase der Anstrichmasse aus. Die Masse wurde dann bei einer Temperatur von etwa 1040C auf einen Betonversuchsblock aufgetragen und nach den in Beispiel 1 beschriebenen Verfahren geprüft.
Der Film war nach 7 Sekunden klebfrei und zeigte eine Bedeckung von praktisch 100 Prozent bei dem Benetzungstest. Er splitterte bis nach etwa der 650.ten Kugel nicht, und die Anstrichmasse war bis nach etwa der 1 750.ten Kugel nicht völlig abgetragen.
Beispiel 5
Die in Beispiel 1 beschriebene herkömmliche Anstrichgrundmasse wurde mit einem Pulver (lichte Maschenweite: 3,36-2,28 mm) eines mit Wachs verträglichen Äthylen-Vinylacetat-Mischpolymerisat (Elvax 420), in welchem der Vinylacetat-Gehalt 18 Gew. % betrug, vermischt. Dieses Mischpolymerisat hatte nach der Ball- und -Ring-Methode einen Schmelzpunkt von 99ob, einen Schmelzindex zwischen 125 und 175 und eine ihm eigene Viskosität von 0,54. Die Anstrichmasse und das Mischpolymerisat wurden in einem Gewichtsverhältnis von 90 zu 10 mit 5 Teilen zugefügtem Xylol vermischt. In diesen Anteil bildete das thermoplastische modifizierende Material 43 Prozent der gesamten organischen Feststoffphase der Anstrichmasse.
Die Masse dieses Beispiels wurde dann bei einer Temperatur von etwa 1040C auf einen kleinen Betonblock aufgetragen und nach den in Beispiel 1 beschriebenen Verfahren getestet. Der Film überzug war nach etwa 10 Sekunden klebfrei und zeigte eine Bedeckung von etwa 80 Prozent bei dem Benetzungstest. Er splitterte bis nach etwa der 1 800.ten Kugel nicht, und der Anstrich war bis nach der 2 900.ten Kugel nicht völlig entfernt.
Im Gegensatz zu den obigen Beispielen, in welchen vor Auftragung der neuartigen Anstrichmasse die Trägermasse als eine kontinuierliche einzige Phase existiert, liegt die Träger masse bei einigen Ausführungsformen der Erfindung ursprünglich in zwei Phasen vor und wird nicht zu einem Mate rial einer einzigen Phase, welches einen dauerhaften gut haf tenden, einheitlichen Film bis zur Auftragung der Anstrich masse bildet. Zum Beispiel besteht die Trägermasse bei einer
Ausführungsform der Erfindung aus zwei Reaktionsteilen, die zusammen einen harten Film bilden; ein Teil enthält reaktions fähige Epoxy-Gruppen und der andere ein Härtungsmittel, welches mit den Epoxy-Gruppen reagieren kann. Die zwei
Teile der Trägermasse werden als getrennte Phasen während der Lagerung und bis zur Zeit der Auftragung der Anstrich masse durch Einkapselung typischerweise des Härtungsmittels aufbewahrt.
Bei einer Variante dieser Ausführungsform besteht die Kapselschale aus einem, wie hier beschrieben, modifizierenden Material auf Grundlage eines thermoplasti schen Harzes, das mit der organischen Trägermasse bei einer brauchbaren erhöhten Temperatur mischbar ist.
Während die Anstrichmasse dieser Erfindung grundsätzlich hier in Zusammenhang mit Strassenmarkierungsmassen beschrieben wurde, findet die Anstrichmasse andere, allgemei nere Anwendungen. Zum Beispiel findet sie für industrielle Zwecke Anwendung, wo eine schnelle Handhabung des ange strichenen Gegenstandes notwendig ist. Eine grundsätzliche
Anwendung dieser Art liegt bei Stahlgegenständen vor, denen nach der Bearbeitung ein Rostschutzüberzug gegeben wird.
Sowohl Sprüh- als auch Taucharbeitsweisen sind zur Auftra gung möglich. Wie oben aufgezeigt wurde, variiert die beson dere Zusammensetzung einer solchen industriellen Anstrich masse gegenüber jener für Strassenmarkierungen, in Abhän gigkeit von den besonderen Umgebungsbedingungen, dem zu überziehenden Gegenstand und dem ausgewählten Überzugs verfahren. Die Vorschrift für die Anstrichmasse folgt jedoch den Lehren dieser Erfindung wie der Abänderung der
Anstrichträgermassen mit modifizierenden Materialien, die eine im wesentlichen homogene flüssige Mischung mit der
Trägermasse bei erhöhten Temperaturen und bei niedrigeren
Temperaturen eine nicht klebrige Filmmatrix bilden.
Es wird angenommen, dass neue Materialien verfügbar sein werden, die- Eigenschaften besitzen, welche sie für gemäss den Lehren dieser Erfindung entdeckte Anstrichzusammenstellungen brauchbar machen, und die hier gelehrte Verwendung solcher
Materialien ist als innerhalb des Erfindungszieles liegend zu betrachten.
PATENTANSPRUCH I
Anstrichmasse, die rasch koaguliert, wenn sie von einer vorher bestimmten erhöhten Temperatur auf ein Substrat, insbesondere einen Strassenbelag, aufgetragen wird, das sich bei Umgebungstemperaturen befindet, und die einen gut haf tenden, nicht klebrigen, einheitlichen Film auf dem Substrat liefert, dadurch gekennzeichnet, dass sie
1. ein Trägermaterial, das ein nichtflüchtiges organisches filmbildendes Bindemittel enthält, das a) bei normaler Temperatur eine Flüssigkeit ist, aber b) einen nicht klebenden festhaftenden einheitlichen zähen
Film liefert, wenn es in einer dünnen Schicht aufgetragen ist und der Einwirkung üblicher Umgebungsbedingungen ausge setzt ist, und
2. ein filmbildendes modifizierendes Material auf der Basis von thermoplastischen Polymeren enthält, wobei das filmbil dende Material mindestens 20 Gew.
% der organischen Fest stoffe der Anstrichmasse ausmacht und a) bei Umgebungstemperatur ein Feststoff ist b) bei Umgebungstemperatur in dem Trägermaterial im wesentlichen unlöslich ist, c) mit dem Trägermaterial bei der erhöhten Temperatur eine im wesentlichen homogene freifliessende feinst verteilte flüssige Mischung, die sich einer Lösung zumindest nähert, bildet und d) zusammen mit dem Trägermaterial einen festen selbsttragenden nicht klebrigen haftenden Film innerhalb von Sekunden, nachdem die Mischung dieser beiden Materialien bei erhöhter Temperatur als dünne Beschichtung auf das Substrat aufgetragen wurde, bildet, wobei das Substrat eine Temperatur aufweist, die wesentlich geringer ist als die erhöhte Temperatur.
UNTERANSPRÜCHE
1. Anstrichsmasse nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass sie ausserdem Pigmente, einschliesslich färbender Pigmente in einer Menge von 20 bis 500 Gew.-Teilen bezogen auf 100 Gew.-Teile der in der Anstrichsmasse enthaltenen organischen Feststoffe enthält.
2. Anstrichsmasse nach Patentanspruch I oder Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie ausserdem reflektierende Elemente in einer Menge von bis zu 75 Gew.-Teilen pro 100 Gew.Teilen der in der Anstrichsmasse enthaltenen Feststoffe enthält.
3. Anstrichsmasse nach Patentanspruch I oder Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das in ihr enthaltene modifizierende Material auf der Basis von thermoplastischen Polymeren ein im wesentlichen neutrales Polyamid-Reaktionsprodukt aus einer polymerisierten ungesättigten Fettsäure und einem Polyamin enthält.
4. Anstrichsmasse nach Patentanspruch I oder Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das in ihr enthaltene Trägermaterial ausserdem ein flüchtiges Lösungsmittel enthält, in dem das nicht flüchtige organische filmbildende Bindemittel aufgelöst ist.
5. Anstrichsmasse nach Patentanspruch I oder Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägermaterial ein filmbildendes Bindemittel enthält, das entweder durch eine Oxidationsreaktion, durch die die Moleküle des Bindemittels vernetzt werden, oder infolge einer Diels-Alder-Reaktion, bei der die Bindemittelmoleküle an ungesättigte Teile des Moleküls gebunden werden, einen Film bildet.
6. Anstrichsmasse nach Patentanspruch I oder Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägermaterial ein filmbildendes Bindemittel enthält, das ein harzmodifiziertes trocknendes Ö1, ein Alkydharz, ein Polyurethanharz oder ein Epoxyharz oder eine Mischung aus mindestens zwei derartigen Harzen ist.
7. Anstrichsmasse nach Patentanspruch I oder Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das filmbildende modifizierende Material 30 bis 70 Gew.% der organischen Feststoffe der Anstrichsmasse ausmacht.
PATENTANSPRUCH II
Verwendung der Anstrichsmasse nach Patentanspruch I zur Herstellung eines Überzuges auf einer Strasse oder einem Strassenbelag, der rasch soweit koaguliert, dass er dem Strassenverkehr standhält, dadurch gekennzeichnet, dass die Anstrichsmasse in einem geschlossenen Behälter auf die vorher bestimmte erhöhte Temperatur erhitzt wird und dann in erhitzter Form auf die Strasse oder den Strassenbelag in einer dünnen Beschichtung aufgetragen wird.
UNTERANSPRÜCHE
8. Verwendung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass man eine Farbmarkierung auf der Strasse herstellt, indem man die Anstrichsmasse gemäss Unteranspruch 1 verwendet.
9. Verwendung nach Patentanspruch II oder Unteranspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass man eine Anstrichsmasse verwendet, in der das filmbildende modifizierende Material auf
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