Verfahren zur Herstellung von haltbaren Emulsionen bituminöser Stoffe aller Art. Es ist bekannt, dass sich bituminöse Stoffe, insbesondere Petrolasphalte, wie zum Beispiel Megasphalt, Sprameg, zu Emulsionen ver arbeiten lassen, wenn sie mit Fettsäuren in Gegenwart von Ätzalkalien oder andern al kalischen Stoffen in der Wärme mit Wasser emulgiert werden. Ferner ist es bekannt, statt Fettsäuren Proteine (Kasein), Amine, Naphtensäuren, Stärke und Gummi, oder Glyzerin anzuwenden.
Alle diese Verfahren und eine Reihe anderer bezwecken, Emul- sionen mit zirka 30% (höchstens 40-ä0 %) Wassergehalt zu erhalten, um diese für Strassenbeteerung zu verwenden. Will man grössere Mengen Wasser zufügen, um diese Emulsionen dünnflüssig zu erhalten, dann versagen alle diese Prozesse oder die Emul sionen sind nicht haltbar.
Die vorliegende Erfindung ermöglicht die Herstellung von Emulsionen bituminöser Stoffe, die nicht nur eine bessere Stabilität, sondern auch eine grössere Aufnahmefähigkeit für Wasser aufweisen. Ausserdem können diesen Emulsionen durch besondere Zusätze noch ganz neue Eigenschaften verliehen werden. Gemäss dem Verfahren wird ein faktisbildender Stoff, zum Beispiel ein Öl oder eine Fettsäure, soweit vulkanisiert, dass er ein viskoses Öl bildet, das mit bituminösem Stoff verschmolzen wird,.worauf das erhaltene Gemisch mit Alkalien und Wasser versetzt und emulgiert wird. Das Vulkanisieren kann entweder mit Schwefel oder mit Chlorschwefel erfolgen.
Es hat sich gezeigt, dass Zusätze von sulfurierten Harzen zu den vulkanisierten Faktis bildenden Stoffen äusserst vorteilhaft sind, da die unter Verwendung dieser Stoffe erhaltenen Emulsionen den Einwirkungen der Sonnenbestrahlung grösseren Widerstand ent gegensetzen als die bisher bekannten Asphalt emulsionen.
Nach vorliegendem Verfahren kann man Emulsionen herstellen, die auch eine grössere Zähigkeit als die bekannten Emulsionen besitzen, dies besonders dann, wenn man einen Überschuss an Faktis bil dendem Öl und Schwefel anwendet und die Behandlung des Gemisches mit Alkalien der- art durchführt, dass nur etwa 2-6 % des faktisbildenden Öles verseift werden.
Trägt man dann eine solche Emulsion, zum Beispiel auf eine Strasse, auf, so wird durch den Ein fluss von Licht und Luft das nichtverseifte Öl durch den überschüssigen Schwefel in eine unschmelzbare Masse umgewandelt.
Das Verfahren kann auch so ausgeführt werden, dass die Vulkanisation des faktis- bildenden Stoffes und das Schmelzen des bi tuminösen Stoffes in einem einzigen Arbeits gang erfolgt.
Die neue Asphaltemulsion kann als As phaltdecke für Strassen verwendet werden und ferner als Isolator gegen Wasserfeuchtigkeit für Zementwaren, Holz, Metall und Mauern irgendwelcher Art. Ferner kann sie aus gezeichnete Verwendung finden beim Strassen bau, indem Hartschotten damit behandelt und dann eingestampft werden kann. Aber auch zum Auftragen auf fertige Strassenzüge, wie zur Imprägnierung von sandigen Fusswegen usw. kann sie direkt angewendet werden und gute Dienste leisten.
Die Mengen der Zusätze, wie z. B. Wasser, können in beiden Richtungen verändert werden. Statt einer Kolloidmühle und dergleichen Ap paraten kann auch ein mit gewöhnlichem Dampfmantel versehener Rührkessel zur Enrul- gierung angewendet werden. Beispiel <I>1:</I> 100 Teilen Fischtran werden unter star ker Kühlung langsam 15 bis 20 Teile Chlorschwefel zugeführt und zwar unter be ständigem Umrühren. Man lässt den Chlor schwefel so lange einwirken, bis sich ein dickes viskoses Öl gebildet hat, welches, auf eine Glasplatte ausgegossen, in einigen Stun den wie Firnis eintrocknet.
Zu 100 kg Mexasphalt, der auf 100 0 bis 110 0 C erhitzt ist, werden 3 bis 5 kg des erhaltenen viskosen Öles zugefügt, tüchtig umgerührt und zu dieser Mischung eine Lö sung 1 bis 1,5 kg Natrium- oder Kalium karbonat in 10 kg Wasser portionenweise zu gefügt.
Diese Mischung, sowie eine Lösung von 0,5 bis 2 kg kohlensaurem Kali oder Natron in 40 bis 60 Teilen Wasser werden nun in zwei getrennten Strahlen einer Schlag mühle System Plauson, oder einer ähnlich wirkenden Schlagmühle oder einem andern Emulgator zugeführt und emulgiert. Es bildet sich so eine 30 bis 50%ige Emulsion, je nach der Wasserzugabe, die nicht nur gut hält, sondern sich auch verdünnen lässt, ent weder mit Wasser selbst oder mit Wasser,
das kleine Mengen von Alkalien oder Seifen enthält. Die so erhaltene Emulsion bildet nach dem Anstreichen oder Ausgiessen auf eine Oberfläche und nach dem Trocknen eine feste Masse, die eine ausgezeichnete Zähigkeit und Wetterbeständigkeit aufweist. <I>Beispiel 2:</I> 100 kg Spramex werden bei 100 bis 110 0 C geschmolzen, dann werden 2 kg vul kanisierte Oleinsäure und 2 kg geschwefeltes Harzöl in der geschmolzenen Masse aufgelöst.
Es werden nun 1 kg Ätzalkali und 1 kg Pottasche in 10 % iger Lösung langsam zu- gefügt und das Ganze bei 102 bis<B>1100</B> C bis zur Homogenität gemischt.
Nun werden 20 bis 50 kg Wasser, in welchem 0,1 bis 0,5 kg eines Schutzkolloids wie Seife oder lysoalbinsaures Natrium oder Verseifungs- produkte der hochmolekularen Aminofettsäu- ren gelöst wurde, zugesetzt und diese Masse langsam bis auf zirka 50 0 C, am besten in einem Rührgefäss, das mit einem Kühlmantel versehen ist, abgekühlt.
Die erhaltene Emul sion kann sofort als fertige Ware verwendet werden; sie kann aber auch durch weiteren Zusatz von auf 80 bis 90 0 erwärmtem Wasser verdünnt und in einer Kolloidmühle, System Plauson, oder ähnlichen Apparaten, weiter behandelt werden. <I>Beispiel 3:</I> 100 Teile Mexasphalt, 3 bis 5 Teile Lein ölfirnis oder Rohleinöl und 5 Teile Schwefel werden auf 150 bis 1800 C erhitzt. Während dieser Erhitzung nimmt das Leinöl eine er hebliche Menge von Schwefel auf und wird dadurch zu Faktisöl vulkanisiert.
Nun wird, wie in Beispiel 1, 1 bis 1,5 kg Ätzalkali in 20 % iger wässeriger Lösung zugesetzt und nun das Ganze, wie in Beispiel 1,
emulgiert. Vermehrt man die zugesetzte Leinöl- wie Schwefelmenge bis auf 20 bis 50 % der Menge des angewendeten Mexasphaltes und führt man die Behandlung des Gemisches mit dem Alkali derart durch, dass etwa 4 bis 5% des Leinöls verseift werden,
so erhält man eine Mexasphaltemulsion, welche nach Auf bringen auf Strassen eine ganz neue und eigenartige, kautschukartige Elastizität auf weist. Das nichtverseifte .Paktisöl wird durch den anwesenden Überschuss von Schwefel unter Einwirkung von Sonne und Luft durch Autopolymerisationsprozess zu einem un- schmelzbaren Faktisasphalt umgewandelt. Dadurch ist die Möglichkeit an die Hand gegeben, Resultate zu erreichen, die kein bisher bekanntes Verfahren zu erzielen im stande ist.
Process for the production of long-lasting emulsions of bituminous substances of all kinds. It is known that bituminous substances, especially petroleum sphalt, such as megasphalt, Sprameg, can be processed into emulsions when they are mixed with fatty acids in the presence of caustic alkalis or other alkaline substances emulsified by heat with water. It is also known to use proteins (casein), amines, naphthenic acids, starch and gum, or glycerine instead of fatty acids.
The aim of all these processes and a number of others is to obtain emulsions with a water content of around 30% (at most 40-0%) so that they can be used for paving roads. If you want to add larger amounts of water to get these emulsions thin, then all of these processes fail or the emulsions are not durable.
The present invention enables the production of emulsions of bituminous substances which not only have better stability but also a greater capacity for water absorption. In addition, these emulsions can be given completely new properties through special additives. According to the method, a fact-forming substance, for example an oil or a fatty acid, is vulcanized to the extent that it forms a viscous oil that is fused with bituminous substance, whereupon the resulting mixture is mixed with alkalis and water and emulsified. Vulcanizing can be done either with sulfur or with chlorosulfur.
It has been shown that the addition of sulfurized resins to the vulcanized factice-forming substances are extremely advantageous, since the emulsions obtained using these substances offer greater resistance to the effects of solar radiation than the previously known asphalt emulsions.
The present process can be used to produce emulsions which are also more viscous than the known emulsions, especially when using an excess of factice-forming oil and sulfur and treating the mixture with alkalis in such a way that only about 2-6% of the factifying oil is saponified.
If such an emulsion is then applied to a street, for example, the non-saponified oil is converted into an infusible mass by the excess sulfur due to the influence of light and air.
The process can also be carried out in such a way that the vulcanization of the fact-forming substance and the melting of the bi tuminous substance take place in a single operation.
The new asphalt emulsion can be used as an asphalt pavement for roads and also as an insulator against water moisture for cement goods, wood, metal and walls of any kind. It can also be used in road construction by treating hard bulkheads with it and then crushing it. But it can also be applied directly to finished streets, such as impregnating sandy footpaths, and can be of great service.
The amounts of additives, such as. B. water, can be changed in both directions. Instead of a colloid mill and similar apparatus, a stirred kettle provided with a conventional steam jacket can also be used for rectification. Example <I> 1 </I> 100 parts of fish oil are slowly added to 15 to 20 parts of chlorosulphur with strong cooling, with constant stirring. The chlorine sulfur is allowed to act until a thick, viscous oil has formed which, poured onto a glass plate, dries up like varnish in a few hours.
To 100 kg Mexasphalt, which is heated to 100 0 to 110 0 C, 3 to 5 kg of the viscous oil obtained are added, stirred vigorously and a solution of 1 to 1.5 kg of sodium or potassium carbonate in 10 kg to this mixture Water added in portions.
This mixture, as well as a solution of 0.5 to 2 kg of carbonate of potash or sodium bicarbonate of soda in 40 to 60 parts of water are now fed in two separate jets to a Plauson impact mill or a similar impact mill or another emulsifier and emulsified. A 30 to 50% emulsion is thus formed, depending on the addition of water, which not only lasts well but can also be diluted, either with water itself or with water,
Contains small amounts of alkalis or soaps. The emulsion obtained in this way, after painting or pouring onto a surface and after drying, forms a solid mass which has excellent toughness and weather resistance. <I> Example 2: </I> 100 kg Spramex are melted at 100 to 110 0 C, then 2 kg vulcanized oleic acid and 2 kg sulphurized resin oil are dissolved in the melted mass.
1 kg of caustic alkali and 1 kg of potash in 10% solution are now slowly added and the whole is mixed at 102 to 1100 C until homogeneous.
20 to 50 kg of water, in which 0.1 to 0.5 kg of a protective colloid such as soap or sodium lysoalbinic acid or saponification products of the high molecular weight amino fatty acids has been dissolved, are now added and this mass is slowly added to about 50 ° C. ideally cooled in a stirred vessel equipped with a cooling jacket.
The emulsion obtained can be used immediately as a finished product; However, it can also be diluted by further adding water heated to 80 to 90 ° and treated further in a colloid mill, Plauson system, or similar apparatus. <I> Example 3: </I> 100 parts Mexasphalt, 3 to 5 parts of linseed oil varnish or crude linseed oil and 5 parts of sulfur are heated to 150 to 1800.degree. During this heating process, the linseed oil absorbs a considerable amount of sulfur and is thereby vulcanized into factice oil.
Now, as in Example 1, 1 to 1.5 kg of caustic alkali in 20% aqueous solution is added and now the whole thing, as in Example 1,
emulsified. If the amount of linseed oil and sulfur added is increased to 20 to 50% of the amount of Mexasphalt used and the mixture is treated with the alkali in such a way that about 4 to 5% of the linseed oil is saponified,
the result is a Mexasphalt emulsion which, when placed on the street, has a completely new and peculiar, rubber-like elasticity. The non-saponified .paktis oil is converted into non-meltable factice asphalt by the presence of excess sulfur under the action of sun and air through the auto-polymerisation process. This makes it possible to achieve results that no previously known method is able to achieve.