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Verfahren zur Veredlung von Teeren oder Asphalten.
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wird, d. h. ob die Herstellung der Grundmaterie und deren sofortige Verwendung für die Hauptmasse in einem Arbeitsgang erfolgt, oder ob man sich die Grundmaterie im Vorrat anfertigt und sie jeweils nach Bedarf verwendet.
Bei der oben geschilderten Arbeitsweise-Herstellung einer Grundmasse und Impfung mit derselben-ist noch folgender besonders für den fabrikatorischen Vorgang wichtiger Vorteil zu verzeichnen. Werden die angegebenen Metallehloride in fester, selbst in feinverteilter Form angewendet, so ist ihre Wirkung sehr zweifelhaft, da sie vermöge ihrer spezifischen Schwere zu Boden sinken, eventuell, nach allfälligem Verdampfen von Kristallwasser, verkrusten und dann, wenn überhaupt, so nur zum kleinsten Teile zur Wirkung gelangen können. Die Vorschläge und Erfindungen dieser Art haben auch zu keinen im praktischen Betrieb brauchbaren Ergebnissen geführt.
Löst man anderseits diese als Katalysatoren zur Verwendung gelangenden Salze auch in noch so geringen Mengen Wasser auf, um die Gleichmässigkeit der Verteilung zu sichern, so ist es unmöglich, diese Lösungen in das heisse Bitumen einzubringen und mit einer raschen Reaktion zur Wirkung zu bringen, weil-dies ganz besonders bei den Teeren, speziell Stein-und Braunkohlenteer-durch die momentane Entspannung der Dämpfe ein sofortiges Austreten der erhitzten Masse aus den Reaktionsgefässen erfolgt und jegliche Manipulation unmöglich wird.
Werden hingegen nur kleine Mengen des zur Herstellung der Grundmasse benötigten Bitumens oder sonstiger bituminöser Substanzen in Anwendung gebracht, so können diese mit den Salzlösungen bei geringen Temperaturen ohne weiteres derart verkocht werden, dass das zur Lösung der Salze verwendete oder in den Lösungen vorhandene Wasser verdampft, ohne übermässiges Schäumen zu verursachen, und dann die Beigabe der fast oder ganz wasserfreien Grundmasse in das heisse Bitumen keinerlei Schwierigkeiten oder Unannehmlichkeiten mehr verursacht. Es ist übrigens ganz zweckmässig, einen minimalen Rest von Wasser noch in der Grundmasse zu belassen, der keine manipulationshindernde Wirkung mehr hat.
Nicht unwesentlich ist dabei, dass man anstatt der gewöhnlich teueren kristallisierten oder wasserfreien Salze die viel billigeren Halbprodukte der Fabrikation derselben verwendet, so z. B. an Stelle von kristallisiertem oder sogar feingepulvertem Zinkchlorid die sogenannte Chlorzinklauge, mit einem Gehalt von ungefähr 50% Zinkchlorid in ungereinigtem Zustande, wie sie vielfach für technische Zwecke verwendet wird, bei der Veredelung von Bitumina aber bisher aus den oben angeführten Gründen unverwendbar war.
Zur Herstellung der Grundmasse empfiehlt es sich, falls sie nicht unmittelbar zur Verwendung gelangt und mithin zweckmässig mit dem gleichen Bitumen hergestellt wird, das zur Veredlung kommen soll, weiche oder mittelweiche Erdölasphalte oder Laubholz-oder Nadelholzteer od. dgl. zu verwenden, je nachdem man die Grundmasse in fester oder mehr oder weniger flüssiger oder salbenartiger Konsistenz erhalten will. Selbstredend kann die Wirkung des Polymerisationsmittels ebenso wie die Raschheit der Reaktion durch vermehrte oder verminderte Beigabe der Grundmasse, desgleichen auch durch Regelung der Temperatur beim Arbeitsvorgang gesteigert oder gemindert werden.
Nach einer besonderen Ausführungsform des Verfahrens kann die Polymerisation von Asphalten und Teeren auch gleich bei der Destillation der Ursubstanzen (Rohteere und Erdöle) vorgenommen werden. Es ist zu diesem Zwecke notwendig, mittels einer Probedestillation festzustellen, welche ungefähre Mengen Destillate abdestilliert werden müssen, um zu den"Destillierten Teeren"oder zu den Asphalten zu gelangen. Die Menge des Zusatzes an Polymerisationsmittel richtet sich dann nach der Menge der verbleibenden Rückstände der Destillation.
Die Destillation selbst wird in der Weise vorgenommen, dass das Polymerisationsmaterial gleich dem rohen Teer oder dem Erdöl zugesetzt und dann bis zu dem gewünschten bzw. dem vorher ermittelten Punkt destilliert wird. Man hält dann die Temperatur noch einige Zeit bis zur vollendeten Polymerisation ein.
Beispiele :
1. Herstellung einer Grundmasse unter Verwendung von Petrolasphalt.
100 Teile gewöhnliche käufliche Chlorzinklauge von 50 bis 600 Bé, also mit einem Gehalt an Zinkchlorid von zirka 47 bis 50%, werden bis zum Sieden erhitzt und in die siedende Flüssigkeit sukzessive 150 Teile geschmolzener, möglichst paraffinfreier Asphalt mit der Temperatur von zirka 120 C unter Rühren eingetragen. Bei mässigem Erwärmen lässt man die Masse so lange kochen, bis keine Schaumbildung mehr wahrnehmbar ist und sich nur mehr wenige Dampfblasen zeigen, wobei die Temperatur bis 170-180 C steigt. Nach dem Abkühlen bekommt man eine homogene Masse, die nicht klebend ist und die entsprechend aufbewahrt und nach Bedarf verwendet werden kann.
Das Gesamtgewicht des Endproduktes beträgt ungefähr 200 Teile, da das Wasser fast zur Gänze verdampft ist und es entsprechen mithin vier Teile der Masse einem Teil des angewendeten Zinkchlorid.
An Stelle von Petrolasphalt kann Nadelholz-oder Laubholzteer od. dgl. verwendet werden.
2. Veredlung von Steinkohlen-oder Braunkohlenteer mit Hilfe der laut Beispiel 1 hergestellten Grundmaterie.
In 100 Teile geschmolzenen, zirka 140-180 C C heissen Teeres werden unter Umrühren (mechanisch oder mittels Luftrührung) 4 Teile der Grundmaterie eingetragen und zirka eine halbe Stunde auf der
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Temperatur von 160 bis 180 C gehalten. Die Viskosität steigt, je nach dem verwendeten Ausgangsmaterial, auf das Drei- bis FÜnffache und darüber, ebenso der Tropfpunkt, ohne dass die öligen Anteile der Teere verdampfen oder sonstige Schädigungen oder Verluste auftreten.
3. Veredlung von Erdöl (Petrol) asphalten.
Der Vorgang ist der gleiche wie bei Beispiel 2, nur empfiehlt es sich, die Temperatur bis zirka 300 zu steigern und die Reaktionsdauer auf zirka eine Stunde zu verlängern. Die Steigerung des Erweichungspunktes beträgt oft 30 und 400 C, wobei ziemlich elastische Produkte resultieren.
4. Herstellung der Grundmaterie bei sofortiger Verwendung derselben. a) Teerveredlung : Chlorzinklauge im Verhältnis von 2% (oder mehr) zur Gesamtmasse des zu behandelnden Teeres wird bis zum Sieden erhitzt und ein kleiner Teil des zu behandelnden Teeres, der vorher ebenfalls auf zirka 1400 C gebracht wurde, unter Rühren beigegeben. Dann wird unter Rühren und langsamem Erwärmen, so wie bei Beispiel 1 geschildert, so lange gekocht, bis die Masse nicht mehr schäumt und fast ganz wasserfrei ist, worauf sie in den heissen Teer eingetragen und weiter wie bei Beispiel 2 verfahren wird. b) Asphaltveredlung : In gleicher Art wird auch bei der Veredlung von Asphalt gearbeitet, nur dass es sieh, wie bereits früher erwähnt, empfiehlt, die Temperatur etwas höher zu halten und die Reaktionsdauer zu verlängern.
5. Teerveredlung unter Mitverwendung von harten Natur- oder Erdölasphalten, zwecks Herstellung mehr asphaltartiger Produkte und Massen.
Man arbeitet wie in Beispiel 3 oder 4 a, mit dem Unterschied, dass dem Teer 3-10% oder mehr eines harten Naturasphaltes, wie Trinidadasphalt, Selenizzaasphalt, Gilsonit od. dgl., oder auch entsprechender Petrolasphalte, möglichst in geschmolzenem Zustande, beigegeben werden.
Wie bereits erwähnt, kann man durch Erhöhung des Zusatzes an Grundmasse, Verlängerung der Reaktionsdauer und eventuell Erhöhung der Temperatur, falls damit nicht Verluste oder Ver- änderungen unerwünschter Art durch Verdampfung öliger Anteile oder Verkokung der pechartigen Anteile verbunden sind, die Wirkung bis zu einem gewissen Ausmasse steigern.
Lässt man die Polymerisation gleich bei der Destillation des Rohteers oder Erdöles sich vollziehen, so kann man folgendermassen vorgehen :
5 a. Einem Rohteer, der bis 180 C z. B. 7% Destillate gibt, werden 4-10% Grundmaterie, die man vorher in warmem Teer aufgelöst hat, beigegeben und sodann bis 1800 C ab destilliert. Man hält dann die Temperatur noch eine Zeitlang auf 1800 C, bevor man erkalten lässt und den gewonnenen viskosen Teer abzieht. Die Menge des Zusatzes und die Höhe der Endtemperatur bei der Destillation hängen von der beabsichtigten Viskosität des Endproduktes ab.
5 b. Einem Erdöl, das einen Asphaltrückstand von 10% bei einer Destillation bis 320 C aufweist, setzt man 0'40% der Grundmaterie bei und destilliert bis zur angegebenen Temperatur, die man noch eine Zeitlang aufrechthält.
Die durch Veredlung der Teere gewonnenen hochviskosen Teere eignen sich besonders zur Herstellung von sogenannten,, Kaltteeren" für den Strassenbau, indem man sie mit 10-20% leichter Teerdestillate oder Erdöldestillate bei Temperaturen von zirka 70 bis 800 C, verschneidet.
Die unter Mitverwendung von Natur-oder Erdölasphalten hergestellten Teermassen sind besonders für die Herstellung von Belagmassen für Pappen und Gewebe (Jute usw. ) sowie für Isolierungen und andere Bauzwecke geeignet.
Man kann auf diese Art auch aus Teeren Massen herstellen, die ganz asphaltartigen Charakter und Eigenschaften haben und die auch ganz besonders im Strassenbau verwendbar sind und die keinen Veränderungen durch atmosphärische Einflüsse unterliegen. Die auf die beschriebene Weise veredelten Teere können zufolge ihrer Haftfestigkeit besonders auch als sogenannte"Wetterteere"im Strassenbau Verwendung finden.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Veredlung von Teeren oder Asphalten durch Behandlung mit Metallchloriden, dadurch gekennzeichnet, dass man aus beliebigen bituminösen Stoffen, durch Einwirkung von konzentrierten Metallchloridlösungen in der Hitze, eine Grundmasse herstellt und geringe Mengen dieser Grundmasse den zu veredelnden, mit dem Ausgangsstoff gleichartigen oder von ihm verschiedenen bituminösen Stoffen bei gleichzeitiger Erhitzung zusetzt.