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Steinkohlenteerweichpech-Produkt Die Erfindung bezieht sich auf die
Verwendung eines Weichpechproduktes zum Mischen mit Erdölbitumen und auf Weichpech-Bitumen-Gemenge.
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Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe ist die Schaffung eines
Steinkohlenteerweichpech-Produktes, das mit Bitumen, und zwar auch mit weicherem
Bitumen, homogen in praktisch allen Mengenverhältnissen mischbar ist.
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Die Mischbarkeit von Teer und Bitumen, worunter kein Spezialbitumen,
sondern. das Bitumen im eigentlichen Sinn, nämlich der Rückstand der normalen Erdöldestillation,
verstanden wird, ist begrenzt. Zwar lassen sich kleine Mengen Teer mit großen Mengen
Bitumen und umgekehrt große Mengen Teer mit kleinen Mengen Bitumen homogen mischen,
jedoch sind die praktisch. in Betracht kommenden Verhältnismengen nicht miteinander
homogen mischbar. Die Entmischungsgrenzen liegen je nach den Bitumensorten undTeersorten
ein wenig anders, z. B. liegt die Entmischungsgrenze auf der Seite des Teers üblicherweise
bei einem Bitumengehalt von etwa 200/0 Um Entmischungserscheinungen nach Möglichkeit
auszuschalten, ist in den Normen für bituminöse Bindemittel für den Straßenbau (DIN
1995) für Straßenteere mit Bitumenzusatz ein Bitumengebalt (n 45) von 15e/o vorgeschrieben.
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Ein solcher Bitumengehalt ist zu gering, als daß er die Eigenschaften
des in den Bitumenteeren enthaltenen Weichpech in nennenswerter Weise beeinflussen
könnte. Eine Erhöhung des Bitumengebalts war nach dem bisherigen Stand der Kenntnisse
nicht möglich. So mußte gerade in jüngster Zeit wieder vor versehentlichen Mischungen
von Straßenteeren und Verschnittbitumen hzw. Weichbitumen gewarnt werden, da es
auf Grund derartiger Vorkommnisse infolge eingetretener Entmischung zu Mißerfolgen
bei Straßenbauvorhaben gekommen war (H. Mal 1 i s on, VfT-Mitteilungen, »Straßenbau
und Bautenschutz mit Steinkohlenteer«, 1953, H. 1, S. 8).
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Es wurde nun. gefunden, daß ein Teelrprodukt dann in allen Mengenverhältnissen
mit Bitumen, und zwar auch mit weicherem Bitumen, homogen mischbar ist, wenn das
Teerprodukt mit einem Erweichlungspunkt von unter etwa 400 C aus Steinkohlenteerpech
mit einem Erweichungspunkt zwischen 60 und 800 C und einer aus einem Gemisch vierkerniger
Aromaten hestehenden oder sie in wesentlicher Menge entbaltendenTeerölfraktionen
zusammengesetzt ist. Die Mischbarkeit besteht auch mit mittelbartem Bitumen, z.
B. B 45.
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Das Teeröl soll frei von Stoffen sein, die sich nach dem Mischen
mit dem Steinkohlenteerpech kristallin ausscheiden. Es wird also ein Öl verwendet,
dessen Inhaltsstoffe sich im eutektischen Gleichgewicht befinden. was erforderlichenfalls
durch Auskühlung des
Öls und Abschleudern der auskristallisierten Festsubstanz bewirkt
werden kann.
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Das zu verwendende Steinkohlenteerpech ist zweckmäßig ein Pech, das
durch kontinuierliche Destillation unter thermisch schonenden Bedingungen gewonnen
wurde. Es können auch Peche aus diskontinuierlicher Destillation eingesetzt werden,
nur soll die destillative Aufarbeitung des Steinkohlenteers nicht unter krackenden
Bedingungen erfolgt sein, da die Bitumenverträglichkeit des Steinkohlenteers um
so geringer wird, je höher der Gehalt an Krackrückständen (hochmolekularen rußartigen
Verbindungen) ist.
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Besondere Maßnahmen bei dem Vermengen des Weichpechproduktes mit
dem Bitumen brauchen nicht angewendet zu werden. Das Vermischen läßt sich vorteilhaft
durch Rühren mit Druckluft beschleunigen.
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Nach einer bevorzugten Ausführungsform enthält das Weichpech-Bitumen-Gemenge
gemäß der Erfindung ein phenolreiches Öl in geringem Anteil, da, wie gefunden wurde,
die Eigenschaften des Weichpechi3itumen-Gemisches günstig beeinflußt werden, wenn
dem Gemisch 1 bis 6°/o, vorzugsweise etwa 2 0/o eises phenol reichen Öls zugesetzt
werden. Solche phenolreichen Öle können z. B. durch Destillation von Phenolpech
(Rückstand der Destillation von Rohphenol) und Anthracenöl, z. B. im Verhältnis
von 1:1, bis zur Erreichung eines Rückstandes vom Erweichungspunkt eines Normalpechs
(etwa 60 bis 700 C) erhalten werden.
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Die Art des verwendeten Bitumen ist beliebig. Mit Vorteil läßt sich
ein Bitumen verwenden mit einer Penetration von 35 bis 50 (100 g, 5 Sekunden, 250
C) und zweckmäßig einer Dichte bei 200 C von über 1,03; auch Bitumensorten mit geringerer
Dichte eignen sich.
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Das Weichpech-Bitlumen-Gemisch gemäß der Erfindung eignet sich für
alle die Zwecke, bei denen Pech
oder Bitumen oder Gemenge von Pech
und Bitumen verwendbar sind.
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Es kann als solches verwendet oder mit leichten Steinkohlenteerölen
gemischt und so auf die Viskosität des Straßenteers bzw. des Verschnittbitumens
gebracht werden.
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Ein Weichpech-Bitumen-Gemenge mit einer Viskosität von Straßenteer
oder Verschnittbitumen liegt dann vor wenn in dem Gemenge etwa gleiche Teile Steinkohlenteerpech
und Bitumen oder gleiche Teile Weichpech gemaß der Erfindung und Bitumen sowie außer
der Teerölfraktion nach der Erfindung noch Fluxöl, insbesondere leichtes Teeröl,
enthalten sind. Ein solches niederviskoses Gemenge vereinigt die charakteristischen
vorteilhaften Eigenschaften dies Straßenteers und des Bitumen und ist sowohl mit
Straßenteer als auch mit Verschnittbitnmen in jedem Verhältnis homogen mischbar.
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Die britische Patentschrift 506 577 schlägt ein Verfahren zur Herstellung
von homogenen Gemischen aus Erdölbitumen und Kohlenteeren vor, wobei die Mischbarkeit
von Teer und Bitumen - im Gegensatz zu dem von der Erfindung vorgeschlagenen NVeg
- von der Bitumenseite her erreicht wird,, nämlich durch Verwendung von unter Hochvakuum
destilliertem oder oxydiertem Bitumen an Stelle des ühlicherweise verwendeten normalen
destillierten Bitumens, das aus wirtschaftlichen Gründen in den meisten Fällen vorzuziehen
ist oder allein in Frage kommt. Die Erfindung dagegen schlägt zu.r Lösung des Problems
der homogenen N,lischbarkeit von Teerprodukten mit Bitumen, und zwar mit normalerweise
verwendetem destilliertem Bitumen, vor, das Problem von der Teerseite her zu lösen
durch Verwendung eines Weichpechnrodluktes, das aus Steinkohlenteerpech und einem
Teeröl besteht, das im Gegensatz zu dem als Zusatzmittel bekannten Anthracenöl die
dreikernigen aromatischen Kohlenwasserstoffe, die den Hauptteil des Anthracenöls
bilden, nicht enthält, sondern aus vierkernigen Aromaten besteht oder sie in wesentlicher
Menge enthält. Bei Verwendung eines solchen Zusatzmittels zu Pech nämlich entsteht,
wie gefunden wurde, ein Weichpechprodukt, das s.ich mit dem üblichen destillierten
Bitumen in jedem Mengenverhältnis homogen vermischen läßt, wobei also auch Bitumenmengen
oberhalb 20<)/o mit dem Teerprodukt homogen vermischt werden können, z. B. zu
einem Weichpech-Bitumen-Gemenge mit einem Gehalt an Pech zu Bitumen von 1:1, während
solche homogenen Bitumengemenge bisher unter Verwendung des üblichen Bitumens nicht
hergestellt werden konnten.
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Dies gelingt auch nicht nach einem anderen bekannten Vorschlag, der
dahin geht, zur Herstellung von Straßendecken Ausgangsbitumen einer bestimmten Eindringungstiefe
mit Industrie-Rohteer zu mischen, wobei der Pechgehalt nach den Angaben dieses Vorschlags
höchstens bis etwa 15 °/o steigen kann, also innerhalb des Bereichs liegt, in dem
die Mischbarkeit von Pech und Bitumen vorhanden ist.
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Zu den Teerölen, die aus vierkernigen Aromaten bestehen bzw. diese
in wesentlicher Menge enthalten, gehören. die Fluoranthren-Fraktion, Pyren-Frakti
on, Benzofluoren-Fraktion, Cbrysen-Fraktion (vgl. Brennstoff-Chemie, 1953, S. 38;
1955, S. 14 bis 16).
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Die folgenden Beispiele veranschaulichen bevorzugte Ausführungsformen
der Erfindung.
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Beispiel 1 35 Teile Steinkohlenteerpech (Brikettpech) mit einem Erweichungspunkt
von 700 C nach. K r ä m e r -
Sarnow werden unter Rühren in der Wärme mit 30 Teilen
einer aus vierkernigen Aromaten bestehenden Teerölfraktion vermischt und in das
Gemisch anschließend 35 Teile Bitumen mit einer Penetration 45 (100 g, 5 Sekunden,
250 C) eingerührt. Es resultiert ein völlig homogenes, auch bei Betrachtung unter
dem Mikroskop bei 500facher Vergrößerung keine Entmischungserscheinung zei gen.des
ÄVeichpecll-Bitumen'-Gemisch mit einem Erweichungspunkt von 280 C, das im Straßenbau,
zur Dachpappenherstellung und als Grundlage für die Erzeugung von Anstrichmitteln
Verwendung finden kann.
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Wird dagegen normales Weichpech (Mischung aus Brikettpech und Anthracenöl)
mit Bitumen versetzt, so gelingt es nicht, aus den beiden Komponenten eine homogene
Mischung herzustellen.
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Beispiel 2 22 Teile Steinkohlenteerpech (Brikettpech) mit einem Erweichungspunkt
von 70 C nach Krämer-Sarnow werden mit der gleichen Afenge einer aus vierkernigen
Aromaten bestehenden Teerölfraktion vermischt, der Mischung 43 Teile Bitumen (B
45) hinzugefügt und das Weichpech-Bitumell-Gemisch anschließend mit 11 Teilen eines
niedrigsiedenden Steinkohlenteeröls und 2 Teile eines phenolreichen Öls hergestellt
durch Destillation gleicher Teile Phenolpech und Anthracenöl, geftuxt. Es resultiert
eine völlig homogene WeichpechBitumen-Lösung mit einer Viskosität von 115 Sekunden
hei 30° C im Straßenteer-Viskosimeter, die vorzugsweise im Straßenbau Verwendung
finden kann.
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Wird zur Herstellung der Mischung normales Steinkohlenteerweichpecb
(Mischung aus Brikettpech und Anthracenöl) verwendet, so gelingt es nicht, eine
homogene Weichpecll-Bitumen-Lösung herzustellen.