DE1172596B

DE1172596B - Process for the production of a stable emulsion for road construction purposes

Info

Publication number: DE1172596B
Application number: DEB61763A
Authority: DE
Inventors: Jean Fort
Original assignee: BP PLC
Current assignee: BP PLC
Priority date: 1960-03-21
Filing date: 1961-03-20
Publication date: 1964-06-18

Description

Verfahren zur Herstellung einer stabilen Emulsion für Straßenbauzwecke Die Erfindung bezieht sich auf Emulsionen, die eine wäßrige geschlossene Phase und eine disperse Phase enthalten, die Bitumen, Pech oder einen anderen Kohlenwasserstoff als Bindemittel und ein natürliches oder synthetisches Elastomeres enthält.Process for the preparation of a stable emulsion for road construction purposes The invention relates to emulsions that have an aqueous closed phase and contain a disperse phase, the bitumen, pitch or another hydrocarbon as a binder and a natural or synthetic elastomer.

Diese Emulsionen können insbesondere für Straßenbauzwecke mit Vorteil eingesetzt werden. These emulsions can be particularly advantageous for road construction purposes can be used.

Emulsionen dieser Art, in denen die wäßrige geschlossene Phase alkalisch ist (d. h. einen pa-Wert über 7 aufweist), sind bekannt. Das in diesenEmulsionen enthaltene Bindemittel haftet gut an bestimmten Splittsorten, z. B. solchen, die weniger als etwa 52 Gewichtsprozent Kieselsäure enthalten, wie Basalt, Kalkstein, Calcit und Marmor, jedoch wird eine wenigel gute Bindung an anderen Splittsorten, z. B. Emulsions of this type in which the aqueous closed phase is alkaline (i.e., has a pa value greater than 7) are known. That in these emulsions The binder it contains adheres well to certain types of grit, e.g. B. those that contain less than about 52 percent by weight silica, such as basalt, limestone, Calcite and marble, but a little good bond with other types of grit, z. B.

Granit, Porphyr, Sandstein, Kiesel und Quarzit erzielt. Es wurde vorgeschlagen, bei den letztgenannten Splittsorten Bitumen-in-Wasser-Emulsionen zu verwenden, die eine saure oder neutrale geschlossene Phase (d. h. eine solche mit einem pH-Wert von nicht mehl als 7) enthalten, jedoch ergaben sich Schwierigkeiten in der Herstellung von Kohlenwasserstoffe als Bindemittel und Elastomere enthaltenden Emulsionen die eine wäßrige geschlossene Phase enthalten, deren px-Wert nicht über 7 liegt. Die Erfindung betrifft ein verbessertes Verfahren zur Herstellung solcher Emulsionen.Granite, porphyry, sandstone, pebbles and quartzite are obtained. It was suggested to use bitumen-in-water emulsions for the latter types of grit, which an acidic or neutral closed phase (i.e. one with a pH contained no flour than 7), but difficulties arose in its manufacture of emulsions containing hydrocarbons as binders and elastomers contain an aqueous closed phase whose px value does not exceed 7. the The invention relates to an improved method for making such emulsions.

Gegenstand der Erfindung ist demgemäß ein Verfahren zur Herstellung einer stabilen Emulsion für Straßenbauzwecke mit pH-Werten nicht über 7 zum Binden von Gesteinsstoffen, bei welcher eine Emulsion von Bitumen, Pech oder einem anderen Kohlenwasserstoffbinder mit einer Emulsion eines natürlichen Elastomeren, z. B. Kautschuk, oder eines synthetischen Elastomeren, z. B. 2-Chlor-1,3-butadien, vermischt wird, wobei diese Emulsionen eine geschlossene wäßrige Phase aufweisen, das dadurch gekennzeichnet ist, daß die pR-Werte der geschlossenen Phasen der einzelnen Emulsionen vor dem Vermischen auf etwa den gleichen Wert nicht über 7, insbesondere zwischen 2 und 4, eingestellt werden und dann durch Vermischen von zwei Emulsionen eine stabile Emulsion mit einem Gehalt von 50 bis 70 Gewichtsprozent des Kohlenwasserstoffbinders, bezogen auf die Gesamtmischung, und 0,1 bis 12°/o eines Elastomeren, bezogen auf den Kohlenwasserstoffbinder, gewonnen wird. The invention accordingly provides a method for production a stable emulsion for road construction purposes with pH values not exceeding 7 for binding of rock, in which an emulsion of bitumen, pitch or another Hydrocarbon binder with an emulsion of a natural elastomer, e.g. B. Rubber, or a synthetic elastomer, e.g. B. 2-chloro-1,3-butadiene, mixed is, these emulsions have a closed aqueous phase, which thereby is characterized in that the pR values of the closed phases of the individual emulsions before mixing to about the same value not above 7, especially between 2 and 4, and then a stable one by mixing two emulsions Emulsion with a content of 50 to 70 percent by weight of the hydrocarbon binder, based on the total mixture, and 0.1 to 12% of an elastomer, based on the hydrocarbon binder, is obtained.

Auf dem geschilderten Weg gelingt es in einfacher Weise, stabile Mischemulsionen zu erhalten. Die Emulsion des als Bindemittel dienenden Kohlenwasserstoffs in Wasser kann erfindungsgemäß bevorzugt dadurch hergestellt werden, daß ein Emulgator für Öl-in-Wasser-Emulsionen vorzugsweise bei einer Temperatur zwischen 110 und 120° C im geschmolzenen Kohlenwasserstoff gelöst wird. Zweckmäßig wird der gleiche Emulgator auch zusätzlich im Wasser gelöst, so daß er zur Emulsionsherstellung sowohl im Kohlenwasserstoff als auch im Wasser gelöst vorliegt. On the path outlined, it is possible in a simple manner to make stable To obtain mixed emulsions. The emulsion of the hydrocarbon used as a binder in water can, according to the invention, preferably be prepared by using an emulsifier for oil-in-water emulsions preferably at a temperature between 110 and 120 ° C is dissolved in the molten hydrocarbon. The same emulsifier is useful also additionally dissolved in water, so that it can be used for emulsion production both in hydrocarbons as well as dissolved in water.

Die Emulgierung kann durch Rühren in einer Homogenisiervorrichtung gefördert werden. Als Emulgator eignet sich zur Herstellung dieser Emulsion besonders ein Diamin mit 18 C-Atomen im Molekül. The emulsification can be carried out by stirring in a homogenizer be promoted. This emulsion is particularly suitable as an emulsifier a diamine with 18 carbon atoms in the molecule.

Der pR-Wert der Emulsion kann durch Zugabe einer Mineralsäure, vorzugsweise zur Lösung des Emulgators in Wasser vor dem Mischen eingestellt werden. Eine geeignete Mineralsäure ist Salzsäure.The pR value of the emulsion can be adjusted by adding a mineral acid, preferably to dissolve the emulsifier in water before mixing. A suitable one Mineral acid is hydrochloric acid.

Die Emulsion von Elastomeren kann hergestellt werden, indem ein Emulgator für Öl-in-Wasser-Emulsionen, z. B. ein durch Kondensation von Äthylenoxyd und Octylphenol hergestellter Emulgator, einem Latex, der eine alkalische wäßrige geschlossene Phase enthält, zugegeben und der pH-Wert dui ch Zugabe einer Mineralsäure, beispielsweise Salzsäure, eingestellt wird. The emulsion of elastomers can be prepared by adding an emulsifier for oil-in-water emulsions, e.g. B. one by condensation of ethylene oxide and octylphenol manufactured emulsifier, a latex, which is an alkaline aqueous closed phase contains, added and the pH dui ch addition of a mineral acid, for example Hydrochloric acid.

Die Herstellung von zwei Bitumen-Elastomer-Emulsionen gemäß der Erfindung wird nachstehend als Beispiel beschrieben. Zuerst wird auf die Herstellung der gesonderten Bitumen- und Elastomeremulsionen eingegangen. The preparation of two bitumen-elastomer emulsions according to the invention is described below as an example. First, on making the separate Bitumen and elastomer emulsions entered.

Herstellung der Bitumenemulsion 32,4 kg eines Diamins mit 18 C-Atomen im Molekül wurden in 600 kg eines Bitumens 180/220 gelöst. Production of the bitumen emulsion 32.4 kg of a diamine with 18 carbon atoms 180/220 were dissolved in 600 kg of a bitumen in the molecule.

Ferner wurden 10,8 kg des gleichen Diamins in 400 1 Wasser gelöst, das 1,924 kg HC1 enthielt.Furthermore, 10.8 kg of the same diamine were dissolved in 400 l of water, which contained 1.924 kg HC1.

Das Bitumen wurde auf 120cd und die saure Lösung auf 85° C erhitzt. Die beiden Lösungen wurden gemischt und in einer Homogenisiervorrichtung gerührt. Als Produkt wurde eine Bitumen-in-Wasser-Emulsion erhalten, die 60 Gewichtsprozent Bitumen, bezogen auf die Gesamt-Emulsion, enthielt, und einen pH-Wert von 2,3, einen mittleren Teilchendurchmesser von 3,35 u und eine Viskosität von 30 cSt bei 20 C aufwies. (Bitumen 180/220 ist ein Produkt, das eine Penetration zwischen 180 und 220 bei 25"C aufweist, gemessen nach der Prüfmethode IP 29/58, beschrieben in »Standard Methods for Testing Petroleum and its products« [herausgegeben durch das British Institute of Petroleum). The bitumen was heated to 120cd and the acidic solution to 85 ° C. The two solutions were mixed and stirred in a homogenizer. The product obtained was a bitumen-in-water emulsion that was 60 percent by weight Bitumen, based on the total emulsion, and a pH of 2.3 mean particle diameter of 3.35 u and a viscosity of 30 cSt at 20 ° C exhibited. (Bitumen 180/220 is a product that has a penetration between 180 and 220 at 25 "C, measured according to the test method IP 29/58, described in» Standard Methods for Testing Petroleum and its products «[published by the British Institute of Petroleum).

Herstellung der Emulsion von natürlichen Elastomeren 52,5 kg eines stabilisierten natürlichen Kautschuklatex wurden mit 0,5 kg HCI gesäuert, wobei eine Emulsion mit einem pu-Wert von 4 erhalten wurde Herstellung der Emulsion eines synthetischen Elastomeren Diese Emulsion wurde aus 100 kg eines 2-Chlor-1 ,3-butadien-Latex hergestellt, der eine alkalische geschlossene Phase aufwies und 6001o Neopren enthielt. Zu dem Latex wurden 5 kg einer Verbindung, die durch Kondensation von 9 Mol Äthylenoxyd mit 1 Mol Octylphenol erhalten worden war, und 0,365 kg HCl gegeben. Erhalten wurde eine Emulsion, deren pH-Wert 3,5 betrug.Preparation of the emulsion of natural elastomers 52.5 kg of one stabilized natural rubber latex were acidified with 0.5 kg HCl, whereby an emulsion with a pu value of 4 was obtained. Preparation of the emulsion of a synthetic elastomers This emulsion was made from 100 kg of a 2-chloro-1,3-butadiene latex which had an alkaline closed phase and contained 60010 neoprene. To the latex were 5 kg of a compound obtained by condensation of 9 moles of ethylene oxide with 1 mole of octylphenol and given 0.365 kg of HCl. Was received an emulsion whose pH was 3.5.

Herstellung einer Mischemulsion A Die Mischemulsion A wurde hergestellt, indem 1000 kg der Bitumenemulsion mit der Emulsion der natürlichen Elastomeren gemischt wurden, wobei ein Produkt erhalten wurde, das etwa 60 Gewichtsprozent Bitumen und 2,5 Gewichtsprozent Kautschuk, jeweils auf die Gesamtmasse bezogen, enthielt. Die MischemulsionA hatte einen pH-Wert von 3,5, einen mittleren Teilchendurchmesser von 3,35 p und eine Viskosität von 25,4cSt bei 20"C. Nach Stehenlassen für 48 Stunden hatte sich kein weißer Kautschukschaum abgeschieden. Preparation of a mixed emulsion A The mixed emulsion A was prepared by mixing 1000 kg of bitumen emulsion with the emulsion of natural elastomers a product was obtained which contained about 60 percent by weight bitumen and 2.5 percent by weight rubber, based in each case on the total mass. the Mixed emulsion A had a pH of 3.5, an average particle diameter of 3.35 p and a viscosity of 25.4 cSt at 20 "C. After standing for 48 hours no white rubber foam had deposited.

Herstellung einer Mischemulsion B Die Mischemulsion B wurde hergestellt, indem 920 kg der Bitumenemulsion mit 80 kg der Emulsion des synthetischen Elastomeren gemischt wurden, wobei ein Produkt erhalten wurde, das 55,2 Gewichtsprozent Bitumen und 4,8 Gewichtsprozent 2-Chlor-1,3-butadien, jeweils auf die Gesamtmasse bezogen, enthielt und einen mittleren Teilchendurchmesser von 3,26 u aufwies. Das Bindemittel der Mischemulsion B haftet gut an Silex und Porphyl. Preparation of a mixed emulsion B The mixed emulsion B was prepared, adding 920 kg of the bitumen emulsion to 80 kg of the emulsion of synthetic elastomer were mixed to give a product that was 55.2 percent by weight bitumen and 4.8 percent by weight of 2-chloro-1,3-butadiene, each based on the total mass, and had an average particle diameter of 3.26 µ. The binder the mixed emulsion B adheres well to flint and porphyl.

Patentanspi üche: 1. Verfahren zur Herstellung einer stabilen Emulsion für Straßenbauzwecke mit pH-Werten nicht über 7 zum Binden von Gesteinsstoffen, bei welcher eine Emulsion von Bitumen, Pech oder einem anderen Kohlenwasserqtoffbinder mit einer Emulsion eines natürlichen Elastomeren, z. B. Patent claims: 1. Process for producing a stable emulsion for road construction purposes with pH values not exceeding 7 to bind rock materials, in which an emulsion of bitumen, pitch or another hydrocarbon binder with an emulsion of a natural elastomer, e.g. B.

Kautschuk, oder eines synthetischen Elastomeren, z. B. 2-Chlor-1,3-butadien, vermischt wird, wobei diese Emulsionen eine geschlossene wäßrige Phase aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß die pH-Werte der geschlossenen Phasen der einzelnen Emulsionen vor dem Vermischen auf etwa den gleichen Wert nicht über 7, insbesondere zwischen 2 und 4, eingestellt werden und dann durch Vermischen der zwei Emulsionen eine stabile Emulsion mit einem Gehalt von 50 bis 70 Gewichtsprozent des Kohlenwasserstoffbinders, bezogen auf die Gesamtmischung, und 0,1 bis 12°/o eines Elastomeren, bezogen auf den Kohlenwasserstoffbinder, gewonnen wird. Rubber, or a synthetic elastomer, e.g. B. 2-chloro-1,3-butadiene, is mixed, these emulsions having a closed aqueous phase, characterized in that the pH values of the closed phases of the individual Emulsions before mixing to about the same value not above 7, in particular between 2 and 4, and then by mixing the two emulsions a stable emulsion with a content of 50 to 70 percent by weight of the hydrocarbon binder, based on the total mixture, and 0.1 to 12% of an elastomer, based on the hydrocarbon binder, is obtained.

Claims

2. The method according to claim 1, characterized in that an emulsifying agent of the oil-in-water type, in particular a diamine with 18C atoms per molecule, both in the molten bituminous material, preferably at 110 to 120 "C, as well dissolved in water and then the emulsion is completed.

References considered: U.S. Patent No. 2,550 371; Canadian Patent No. 370,280; British Patent No. 453 299; Bitumen, Teere, Asphalt, Peche and related substances, 1958, pp. 181 to 186; 1956, P.267 to 271; W e i ß, The use of plastics in textile technology, 1949, Pp. 86 to 87.