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" Perfectionnements apportas aux émnlsions bitumineuses" l'invention est relative à des perfectionnements apportés aux émulsions aqueuses préparées à partir de matières bitumineuses, lesquelles émulsions sont appro- priées comme liant dans la construction des routes ou dans la fabrication des briquettes de charbon, et peu- vent être également utilisées pour recouvrir d'un en- duit préservateur, la pierre, le bois, le métal et ana- logues, dans les bâtiments ou clôtures, ou bien pour imprégner du béton et analogues, ou. pour préserver du feutre et autres matériaux utilisés pour les toitures.
Un but de l'invention, est de produire une émul- sion qui s'étend promptement d'une manière parfaite, qui soit miscible avec l'eau dans toutes proportions et qui soit absolument stable, c'estr-à-dire une émal- sion dont les constituants ne se séparent pas immédia- tement les uns des autres.
Le procédé de la présente invention pour produire uneémois ion aqueuse bitumineuse consiste à fondre la
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matière bitumineuse, à y mélanger une faible propor- tion (soit environ 2-10) d'an agent émulsifiant com- prenant ane huile graisseuse sulfonée ou un mélange d'huiles graisseuse sulfonées et à additionner à ce mélange, de l'eau chaude ou une solution d'alcali di- luée chaude ou tous les deux.
Les matières bitumineuses qui peuvent être employées dans ce procédé, comprennent le bitame solide, par exem- ple celui du type artificiel préparé à partir du pétrole (tel que l'asphalt mexicain), d'adirés bitumes solides, tel la poix, de l'asphalt naturel ou asphalt de roche ou du 'bitume naturel, ainsi que de la matière bitumi- neuse sous forme d'un liquide visqueux, tel que le gon- dron de houille ou autre goudron..
Dans une variante du procédé ci-dessus décrit., une faible proportion du produit sa.1-fond émulsifiant est remplacé par an acide gras tel que l'acide oléi- que . Là où on emploie un acide gras libre, il est né- cessaire d'additionner suffisamment d'alcali pour neu- traliser cet acide, mais il est bien entendu que là ou l'agent émulsifiant est uniquement constitué par ane huile sulfonée ou un mélange d'huiles sulfonées, le procédé pourra,, dans certains cas (comme il sera dé- crit ci-après), être effectué sans l'emploi d'alcali.
Ci- dessous seront décrits quelques exemples d'exé- cation de l'invention.
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L'appareil utilisé peut être du type décrit dans le brevet belge déposé le 12-2-1925 sous le n 257374, c'est-à-dire qu'il comprend un récipient cylindrique ayant une enveloppe de chauffage extérieure et une pa- lette rotative pour agiter le contenu du récipient. De
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l'asphalt mexicain est introduit dans le récipient et
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fonda à une température de 215 à 225 Fahrenheit. L'a- gent 6mlllsifiant qui est, par ex.constitad par une huile de morue solfonée, est alors additionné , la pro- portion de cette addition étant de 4% en poids calculée par rapport au bitume.
Après que l'agent émois if iant a été parfaitement incorpore, on verse dans le réci- pient, une solution chaude de 1 à 2% de soude caustique
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et ce, en quantité suffisante pogr introduire 0,5% de NaOH calculé par rapport au bitume, Pendant que l'on continue à agiter le mélange, on additionne de l'eau chaude pour amener la proportion d'eau, dans l'émulsion achevée, à cent parties, par cent parties de bitume, Le chauffage et l'agitation da mélange peuvent être
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maintenus jusqu'à ce que l'emolsification a eu lieu et l'agitation est prolongée jasqa.', ce que l'émulsion est refroidie.
EXEMPLE II. suivant cet exemple, les phases da procédé sont exactement les mêmes que dans le précédent, L'agent émulsifiant est de nouveau de l'huile de morue sulfonée
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mais seulement, dans ce cas, la proportion en est rédai- te à 2%. On remplace la soude caustique par de la po- tasse caustique et la quantité de la solution incorpo-
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rée est suffisante pour introduire 0,35 de KOR. gal- calé par rapport au. bitume.
EXEMPLE III.
Suivant cet exemple, l'agent émulsifiant est cons-
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tita.é par de l'huile de morue solfonée et de'aoide oléique dans les proportions respectives de 3j et de 1%.
Les phases da procédé sont les mêmes que précédemment, l'huile salfonée étant introduite en premier lieu dans le récipient et l'acide gros ensuite, On emploie de la
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soude caustique en quantité équivalente à environ 0,5% calculé par rapport au bitume. Comme précédemment la teneur en eau est portée à cent parties pour cent par- ties de bitume.
EXEMPLE IV.
Suivant. cet exemple, l'agent émulsifiant est cons- titué par de l'huile d'alizarine salfonée . réaction acide) et on en emploie 4%. Le procédé peut être exé- cuté exactement de la même manière que dans l'exemple n I.
EXEMPLE V.
On utilise comme agent émulsifiant de l'huile d'a- lizarine salfonée ( à réaction alcaline ), 10% de cette huile sont introduits et l'on additionne de la solo.- tion de potasse caustique en quantité équivalente à 0,35% calculé par rapport au bitame.
E X E M P L E VI.
Suivant cet exemple, l'agent émulsifiant est une huile de ricin sulfonée neutre,, la proportion employée étant de 6% calculés par rapport au biture. le procédé peut être exécutée comme indiqué dans l'exemple I.
En pratique on a trouvé que les meilleurs résultats sont obtenue avec des huiles sulfonées à réaction acide.
Avec les soi-disantes huiles neutres (qui en réalité sont d'habitude légèrement alcalines) il est nécessai- re d'avoir ane plus grande proportion d'émulsifiant. dans le but d'obtenir une émulsion stable, tandis qu'avec des huiles sulfonées qui sont nettemunt alcalines, une proportion encore plus grande est nécessaire. lorsqu'on emploie un acide gras en combinaison avec une Huile neu- tre ou alcaline, il est possible de réduire la quantité totale d'émulsifiant requis. On a trouvé également,
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qu'avec des huiles sulfonées contenant da Ilammoniaquet u.ne proportion d'huile plus faible- (aux environs de z) est nécessaire pour une, énmisifioation satisfaisan- te, qa.avec d'autres produits alcalins.
Quand on utilise une huile sulfonée à réaction neutre oa alcaline ane faible quantité d'alcali en solu- tion aqueuse est requise et, comme mentionné plas haute il est possible, dans certains cas, d'omettre tout à fait l'addition d'alcali. cependant$, dans le but de produire une émulsion satisfaisante sans alcali, il est désirable d'employer un appareil du genre moulin à col-
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lçîdeo, comme mélangeur dans lequel le bitume et les autres ingrédients sont incorporés. Qaqoiqae il soit possible de produire une émulsion de cette manière, il est préférable , dans chaque cas, d'employer une solution aqueuse d'alcali entrant en réaction avec l'hui- le sulfonée.
On peut utiliser d'autres alcalis en addi- tion ou au lieu de la soude et de la potasse caustiques, tel que donné dans les exemples qui précèdent, par exem- ple, du carbonate de sodium ou de potassium, du borax
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ou de la soude calcinée sèche (Na S CO 3 ), en proportions équivalentes. l' émulsion que l'on décrit ici est an liquide qui se répand aisément et qui, en grande masse, ne sépare pas immédiatement ses constituants. Elle peut être transportée dans tous récipients convenables et employée aux températures ordinaires. Il est important que son usage, dans la construction des routes par exemple, ne
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nécessite aucune application de chaleur. Lorsque 1 émul.
sion est appliquée à la pierre ou autres agrégats mi- néraux, l'eau. s'évapore en laissant à la surface de la pierre une pellicule permanente résistant à l'eau-, la-
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quelle pellicule est constituée par la matière bitumi- neuse originelle à partir de laquelle l'émulsion a été préparée.
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R E V E N D 1 C A. T 1 ON S .
1. Un procédé pour produire une émulsion aqueuse bitumineuse, qui consiste à fondre la matière bitumi- neuse, à y mélanger une faible proportion (environ 2 à 10%) d'un agent émulsifiant comprenant une huile ' graisseuse sulfonée ou un mélange d'huiles graisseuses,
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sulfonées et à additionner, à ce mélange,,de lteaa chau- de ou une solution chaude d'alcali diluée ou tous les deux.
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"Improvements to bituminous emulsions" the invention relates to improvements to aqueous emulsions prepared from bituminous materials, which emulsions are suitable as a binder in road construction or in the manufacture of charcoal briquettes, and little - can also be used to cover with a preservative coating, stone, wood, metal and the like, in buildings or fences, or to impregnate concrete and the like, or. to preserve felt and other materials used for roofing.
An object of the invention is to produce an emulsion which expands rapidly in a perfect manner, which is miscible with water in all proportions and which is absolutely stable, i.e. an enamel. - anion whose constituents do not immediately separate from one another.
The process of the present invention for producing an aqueous bituminous ion comprises melting the
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bituminous material, in mixing therein a small proportion (i.e. about 2-10) of an emulsifying agent comprising a sulphonated fatty oil or a mixture of sulphonated fatty oils and adding to this mixture hot water or a hot diluted alkali solution or both.
Bituminous materials which can be employed in this process include solid bitamens, for example that of the artificial type prepared from petroleum (such as Mexican asphalt), other solid bitumens, such as pitch, natural asphalt or rock asphalt or natural bitumen, as well as bituminous material in the form of a viscous liquid, such as coal tar or other tar.
In a variant of the process described above, a small proportion of the emulsifying substance is replaced by a fatty acid such as oleic acid. Where a free fatty acid is used, it is necessary to add sufficient alkali to neutralize this acid, but it is understood that where the emulsifying agent consists only of a sulfonated oil or a mixture. sulfonated oils, the process may in some cases (as will be described below) be carried out without the use of alkali.
Below will be described some exemplary embodiments of the invention.
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The apparatus used can be of the type described in Belgian patent filed on 12-2-1925 under the n ° 257374, that is to say it comprises a cylindrical vessel having an outer heating jacket and a paddle. rotary to agitate the contents of the container. Of
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the Mexican asphalt is introduced into the container and
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melted at a temperature of 215 to 225 Fahrenheit. The agent 6mllllsifier which is, for example formed by a solfonée cod oil, is then added, the proportion of this addition being 4% by weight calculated with respect to the bitumen.
After the stirring agent has been perfectly incorporated, a hot solution of 1 to 2% of caustic soda is poured into the container.
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and this, in a sufficient quantity pogr introduce 0.5% of NaOH calculated relative to the bitumen, While the mixture is continued to stir, hot water is added to bring the proportion of water into the emulsion completed, to one hundred parts, by one hundred parts of bitumen, Heating and stirring of the mixture can be
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maintained until emolsification has taken place and stirring is prolonged jasqa. ', until the emulsion is cooled.
EXAMPLE II. following this example, the process phases are exactly the same as in the previous one, The emulsifying agent is again sulphonated cod oil
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but only, in this case, the proportion is reduced to 2%. The caustic soda is replaced by caustic pot and the quantity of the solution incorporated
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re is sufficient to introduce 0.35 of KOR. equal to the. bitumen.
EXAMPLE III.
According to this example, the emulsifying agent is
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tita.é by solfonée cod oil and oleic de'aoide in the respective proportions of 3j and 1%.
The process phases are the same as before, the salfonée oil being introduced first into the container and the coarse acid then.
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caustic soda in an amount equivalent to approximately 0.5% calculated with respect to the bitumen. As before, the water content is increased to one hundred parts per hundred parts of bitumen.
EXAMPLE IV.
Next. this example, the emulsifying agent is constituted by salfonée alizarin oil. acid reaction) and 4% is used. The process can be carried out in exactly the same way as in Example No. I.
EXAMPLE V.
Alizarin salfonée oil (with alkaline reaction) is used as emulsifying agent, 10% of this oil is introduced and caustic potassium solution is added in an amount equivalent to 0.35%. calculated with respect to the bitame.
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According to this example, the emulsifying agent is a neutral sulfonated castor oil, the proportion employed being 6% calculated relative to the biture. the process can be carried out as indicated in Example I.
In practice it has been found that the best results are obtained with sulfonated oils with an acid reaction.
With the so-called neutral oils (which in reality are usually slightly alkaline) it is necessary to have a higher proportion of emulsifier. in order to obtain a stable emulsion, while with sulfonated oils which are clearly alkaline an even greater proportion is required. when a fatty acid is used in combination with a neutral or alkaline oil, it is possible to reduce the total amount of emulsifier required. We also found,
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that with sulfonated oils containing ammonia a lower proportion of oil (around z) is necessary for satisfactory enmisifioation with other alkaline products.
When using a sulphonated oil with a neutral alkaline reaction, a small amount of alkali in aqueous solution is required and, as mentioned above, it is possible in some cases to omit the addition of alkali altogether. . however, in order to produce a satisfactory emulsion without alkali, it is desirable to employ an apparatus of the neck mill type.
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lçîdeo, as a mixer in which the bitumen and the other ingredients are incorporated. While it is possible to produce an emulsion in this way, it is preferable in each case to employ an aqueous solution of alkali which reacts with the sulfonated oil.
Other alkalis may be used in addition to or instead of caustic soda and potash, as given in the foregoing examples, eg sodium or potassium carbonate, borax.
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or dry calcined soda (Na S CO 3), in equivalent proportions. the emulsion described here is a liquid which spreads easily and which, in large mass, does not immediately separate its constituents. It can be transported in any suitable containers and used at ordinary temperatures. It is important that its use, in road construction for example, not
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requires no application of heat. When 1 emul.
Zion is applied to stone or other mineral aggregates, water. evaporates leaving a permanent water-resistant film on the surface of the stone
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which film consists of the original bituminous material from which the emulsion was prepared.
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R E V E N D 1 C A. T 1 ON S.
1. A process for producing an aqueous bituminous emulsion, which comprises melting the bituminous material, mixing therein a small proportion (about 2 to 10%) of an emulsifying agent comprising a sulphonated fatty oil or a mixture of. fatty oils,
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sulfonated and adding to this mixture hot lteaa or a hot dilute alkali solution or both.