DE1542866A1

DE1542866A1 - Waessrige Emulsion auf Erdoelbasis zum Schuetzen von landwirtschaftlichen Boeden gegen Feuchtigkeitsverlust

Info

Publication number: DE1542866A1
Application number: DE19661542866
Authority: DE
Inventors: Morris Kenneth G; Gaj Bernard J; Lynch Charles S; Blanken Louis W
Original assignee: Exxon Research and Engineering Co; Esso Research and Engineering Co
Current assignee: ExxonMobil Technology and Engineering Co
Priority date: 1965-09-16
Filing date: 1966-09-14
Publication date: 1970-07-02
Also published as: GB1095965A; DK119090B; US3323254A

Description

Wäserige Emulsion auf Erdölbasis zum Schützen von landwirtflohaftliehen Baden gegen

diese Annölüung i*irö die iPailpriorität vom 16» Septeiober 1965 aus der USA-Patairt&nmeldung Serial Ho· 48? 918 in Anspruch genommen.

Die Erfindung bezieht eich auf das Anpflanzen und die Erhaltung von Hutgpflangen in halbtrookenan Lande triciien unter Verwendung eines verbeeoerten Belages auf Erdölbaele* Die Erfindung betrifft besonders Bodenbeläge auf Brd&lbagie» die eins verbesserte Jähigkeit au» Zurückhalten des WaseeMa^pfse aufweisen und duroh Aufbringen auf Saatbettta die üi-iiei tuii^ von JTutepflanaen in Landßtriohtn ermöglichen, in dtneii norwalerwet · se nioht genügend Hegen fällt, um den Boden die für din Sa*t~ kelanmg srforderliohe Feuchtigkeit suBufünrsn« Die Bedtnbeläge

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BAD OniG!NAL

genftes der Erfindung ermöglichen das Pflanzenwachstum in kritischen SKaelingsetadiuin ohne Bewässerung* Insbesondere bezieht eich die Erfindung auf Bodenbelagisaseen auf Erdölbasis, die infolge ihres Gehaltes an Polyisobutylen in kritischen Mengen eine verbesserte Fähigkeit aufweisen» die Feuchtigkeit in dem Boden rortiekzuhalten»

Se ist bekannt, Asphaltemulsionen auf Saatbetten aufzu» tragen» um in Gregenden mit geringem Regenfall die für die Saatkeinung und das frühe Waohstumsstadium erforderliche Feuchtigkeit ssur Verfügung «u stellen» Derartige Asphaltemulsionen, die in der USA-Patentschrift 3 061 974 beschrieben sind, werden unmittelbar auf die Saatbetten aufgetragen, sohützen den Boden gegen Feuchtigkeitsverluste durch Verdampfung und ermöglichen die Ergänzung der durch das Pflanzenwachstum verbrauchten Feuchtigkeit, wenn Bogen fällt* Dies wird erreicht, indem ein Deokfilm aus einer Asphaltemuleion in bestimmter Breite auf das feuohtigkeitshaltige Saatbett so aufgetragen wird, dass awisohen den Saatreihen eine Fläche frei bleibt, die den normalen Regen aufnehmen kann« Die Emulsion wird nach dem Aussäen und voreugswelse zu einem Zeitpunkt aufgetragen, zu dem der Feuchtigkeitsgehalt des Saatbettes etwa der Feldkapazität entspricht« Als Feldkapazität wird diejenige Wassermenge bezeichnet, die in den Boden festgehalten wird, nachdem das überschüssige Wasser durch Schwerkraft abgesickert ist und die Geschwindigkeit der Abwärtsbewegung des Wassers erheblich nachgelassen hat» Zn dieeem Falle wirkt der das Saatbett bedeckende Asphaltstrelfen als eine. Art "Einwegventil"„

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Wenn genügend Hegen fällt, um die oberste Bodeüaöhioht zeitweilig zu sättigen, erfolgt die seitliche Wanderung der Feuchtigkeit verbaltnismäesig sohneil» mit einer Geschwindigkeit von mehreren Zentimetern pro Stunde mit gewissen Schwankungen in Abhängigkeit von der Bodenart. Wenn der Hegen aufhört und das Wasser aus dem Feld absickert oder anderweitig bis auf eine der Feldkapazität entsprechende oder noch niedrigere Menge entweicht, fällt die Geschwindigkeit der Wanderung in seitlicher Richtung seharf ab» bis sie sohlieselioh für praktische Zwecke zu vernachlässigen ist und als nicht vorhanden betrachtet worden kann.

Während der kurzen Zeiträume der Oberfläohensättigung wandert der auf die unbeschichteten Flächen fallende Regen unter die beschichteten "helfen und ergänzt die Feuchtigkeit des Saatbettes* Wenn die im^sohicntete Fläche nicht mehr mit Feuchtigkeit gesättigt ist, * ■· die Feuchtigkeit, die unter die beschichteten Streifen gewandert 1st« eingefangen, und ihre Abwanderung durch Bewegung in seitlicher Riohtung oder duroh Oberfläohensättigung wird stark verzögert. Auf diese Welse bleibt die durch seltene und kurze Regenfälle zugeführte Feuchtigkeit genau an der Stelle erhalten, wo sie am meisten benötigt wird, so daee ein reichliohes Pflanzenwachstum auch in solchen Gegendon gewährleistet wird, in denen Nutspflanzen in unbesohiohtetsn Saatbetten nicht mit Erfolg angebaut werden können.

Es wurdo nun _._;~··:>αη3®32, dass öle Fähigkeit von Bodenbelägen auf Erdölbasis, dit BoaenfeiucJitigiroit einzufangen und ihr

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Verdampfen zu verhindern» erheblich verbessert werden kann, wenn man den Massen, aus denen die Beläge hergestellt werden, geringe kritische Mengen on Polyisobutylen zusetzt. Insbesondere wurde gefunden, dass durch den Zusatz von Polyisobutylen in Mengen von etwa 0,1 bis 5,0, vorzugsweise von 0,5 bis 2*0, insbesondere von etwa 1,0 Gewo~#, au der die Asphaltdeoksohicht bildenden Emulsion der l'euohtigkeitsverlust aus den untersuchten Böden im Vergleich asu ähnlichen, aber mit den bisher bekannten Belägen beschichteten Buden bedeutend herabgesetzt werden kann· In der vorliegenden Beschreibung beziehen eich die Angaben über Gewichtsprozente auf die ßeeamtgewichtsraenge des enulgierten Produktes·

Die erfindungegenäss geeigneten Bodenbelagnassen auf Erd-Ulbasis sind vorzugsweise saure (kationische) oder alkalische (anionische} Asphalteroulelonenj saure Emulsionen werden jedoch bevorzugt» Beide Arten von Emulsionen sind Aephalt-in-Vaseer-Emuleionen. Typische Kennwerte und Zusammensetzungen für beide Arten von Emulsionen ergeben sich aus der nachfolgenden Tabelle*

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Tabelle I

Kennwerte und Ztasaimneneetaung
von sauren und alkalischen Emulsionen

alkalisch

Kennwerte der Emulsiont

3aybolt«#urol-Tiekoaität

bei 25° 0, Set, Destillationsrückstand, Bodensatz nach 5 Sagen»

Kennwerte des Bücketandesj Penetration bei 25° 0 (tOO g, 5 Sök*) Löslichkeit in Sehwefelkohle»-

etoff, Gew«-# _ Duktilität bei 25 O₉ sb Erweichungspunkt, ⁰O

Zusammensetzung in

Wasser
Asphalt

Emulgieraiittsl (für eeure irnul« sionen vorzugsweise Polyamtee» für basische Smttlslo&an ftt säuren)

Bas»» (ai»B„ HaOH)

Säure (a«B_e 36 ^ige HCl) Polyisobutylen

Lb* suage»ii Ι? έθΙ

70-30

sauer

20-200 <vV	20-200 57-70 0-3
85-200	1'0-2OO
97+ 40+ 38-52	97+ 38-30

70-^0

0,1-0,5

Zu üta für die H Bnulgieraitteln gehJteea die Xatlonisehe Bauleieruittelt

(1) Sal&a von primBreny sektmdSvea» te»*tilür#a ^1*α i£iB Sisuin-ilielilorifl d#j? ftllgesiieiiieL. 1^}ι·

H t

Cl*

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in der R eine Alkylkette mit 16 bis 18 Kohlenstoffatomen deutet. In allgemeinen können die Alky!ketten dieser Aaine 8 bis 22 Kohlenstoffatome enthalten; Alkylketten mit 16 bis 18 Kohlenstoffatomen werden bevorzugt»

(2) Kondensationaprodukte von Aminet» wie denjenigen, die zur Herstellung der unter (1) angegebenen Salze verwendet werden, nit 1 bis 10 Hol Äthylenoxyd je Hol Arnin» wie Kondeneationeprodukte der allgemeinen Formel

JCIH OH

in der B die obige Bedeutung hat«

(3) Quartär© Ammoniumsalze der allgemeinen Formel

Γ V*]* οΓ .

(4) Salze von dimethylierten Aminen.

(5) Salze von aromatischen Aminen und von cyclischen Aminen«

(6) 2-Imidaeolin.

Anionisohe Emulgiermittelι Alkalische Stoffe, wie Alkalisalee von Fettsäuren der allgestei--

nen Formel

0 H-O-O^-Ka⁺ ,

in der R eine Alkylkette mit 8 bis 22, vorzugsweise U bis 18 Kohlenstoffatomen bedeutet· Auch die Kaliumsalee können vsrmr.

det werden· Das Emulgiermittel br&uoht nloht aus einer einsigau Verbindung au bestehen* sondern kann ein Seaisöli au® Sal-Ken Tim

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vk% B#ntonl1ij

ü&n >&*feüiit£s©hem und

Fettsäuren sein, bei denen die Beste R verschiedene Kettenlängen aufweisen können. Beispiele hierfür sind d**e Hatrlumsale von Kiefernholzlignin und ein SaIs Q±&m laagfcettigfSL sauren Harssee, das durch abbauende Destillation fern stumpfen gewonnen wird. Auch feinkernige können verwendet werden·

Die als eigentliche Emulgiermittel i anionischen !Emulsionen wirkenden Salze ν ren werden gewöhnlich in d^r wässrigen K*. β et sung des betreffenden Amine mit eint?. ©der torch Ums«tsung der betreffenden 3:'-». wie 2fatrcslau£ _t '-e^ges teilt * Sie können au^h dtsr*.'
kann man stati -.
oder Salpetersäü;;
1® von
preiswerter ist.

Anstelle Ύύΐι Asphalt kömion ei lei oder .-ilg nieät-emilgierfs ϊ ■■ · a■'# mxt «ine i'üar da« k$.<'

in diesen

50 000t Torsugsweise τοη 600 bis 1200» Polyaerisate mit höhertn Molekulargewichten Ton 7500 bis 15 000, Torsugsweise τοη 8700 bis 10 000» können ebenfalls verwendet werden« Sie hier angegebenen Molekulargewichte sind Molekulargewiohte nach Stau« dinger. Sin geeignetea Polyisobutylen wird unter den Warenseiohen "Yistanex" (IM-MS) τοη der Sn jar Chemioal Company in den Handel gebrachtj ein anderes» besondere geeignetes Polyisobutylen ist unter der Beseiohnung "Indopol H-100" erhältlioh.

Bei der Herstellung der erfindungegeB&esen Emulsionen wird die gewünschte Menge Polyieobutylen mit den Erdölprodukt, wie Asphalt* gesiecht» beror das letztere in Wasser emulgiert wird« Durch Zusats geringer Mengen (s.JEU 3 Gew.-^) Ton Erdöldestillaten als Lösungsmittel (s*B· V er schneide benzin) kann die Herstellung der Emulsion erleichtert werden· Die Eoulsionen können durch Teroischen der Bestandteile in an sich bekannter Art, SoBo durch Rühren» Veraahlen, Hoaogenisieren und dergleichen» hergestellt werden·

Beispiel 1

Sin BodenbesohiohtungsBittel bisher bekannter Art auf Erdölbasis wird durch Yersisohen der folgenden Bestandteile hergestellt*

50 £ Asphalt (Penetration 85-100)

0,3 £ Anin (BBHOH₂ ⁹CH₂]IH₂I B » τοη Talg abgeleiteter Eohlenwasserstoffrost) ("Duoaeen T*)

0,47 £ konsentrierte Salsstture

3 * Erdöldestillat als Lueungenittel 46,23 * Wasser

"* ™ ** Qb

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Beispiel 2

Sine Emulsion wird nach Beispiel 1 mit dem Unterschied hergestellt» dass die Bestandteile ausserdea nooh 1»0 Gew.-^ Polyisobutylen tob Molekulargewicht 8700 bis 10 000 ("Tistane* Di-MS") und dementsprechend nur 49*23 £ Wasser tnthalten.

Beispiel 3

Sine Emulsion wird nach Beispiel 1 alt des Unterschied hergestellt» dass die Ausgangsbestandteile 1*0 &ew«-0t des in Beispiel 2 verwendeten Polyisobutylene, ferner 0,1 3βν.-# eines oberflächenaktiven Mittels ("Triton X-45^W) und dement» sprechend nur 45,13 Sew·«^ Wasser enthalten»

Beispiel 4

Es werden Versuche durchgeführt, um das Waseitrsurüc.tfi&l" tungavermugen von feuchtem Boden unter gesteuerten Badlngungen BU ermitteln. Der Boden wird in Schellen (23 om χ Z3 ea) tob» diohtet» und EmQsionen .g#»lssg Beispitl 1 oaw, B#ispi^l 2 w*rden in einer Aufvvagdieht9» eatepraohtad 5_$6 m^/Mf, m£ i©a den gesprüht· Sann wix%! £@i? fe^chtlg%:«itev@rli?jit mm i'S» S lon als Ftmktion um ieit f»a ^gestellt· B'aoh kl4 fa^m ädig mit dem (PolyiaobutyleB t^.t&al^tMea) 2e©kfe©lag geis&ic. B»l spiel 2 bseoiiioht<»ti. B&{!$m rtem «a 6O₉? keltsrerluet als der %il äM» Cteelit
Deekbelag a^flsM«» τι*·< «*ϊνΐ ί»"ί ι

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Beispiel 5

Se werden Versuche sur Srnittlung dee VaeeersurÜekhaltung·- Ternögen* unter Verwendung der in Beispiel 1 und Beispiel 3 be- »ohriebetien Bnuleionen unter den auf des offenen feld in CaIifornlen herrschenden Bedingungen durchgeführt* Die Ergebnisse finden sich in Tabelle II.

tabelle II

1 2,43 β

1 4_#86 12

5 2,43 12

* Ansa&l ¹VOn lagen vom Aufbringen dee Deoktolagea bis eu den Zeitpunkt, au den der Peuohtigkeitegehalt dee Boden» für dae Pflaneenwacnetun nicht sehr ausreicht·

Tabelle II zeigt, dass der aus der Smuleion nach Beispiel 3 hergestellte Seokbelag das Wasser in den Boden bedeutend besser «urtiokhält als der mm der ^sulsion genäse Beispiel 1 hergestellte Belag ο

Beispiel 6

MIt den nach Beispiel 1 und 2 hergestellten Emulsionen «erden Vergleiohe-rereuche nach Beispiel 5 durchgeführt· Hierbei ergibt 8loh» dass die Snulsion genäss Beispiel 2 in einer Diohte Ton 2« 34 dt/ha den Boden dae gleiche Waaeer«urtU>khaltunge~ TeraOgen -verleiht wie die Bnuleion genäse Beispiel 1 in einer Sichte Ton 4f68 n^/ha.

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Beispiel 7

Sine !Deokbelageaulslon wird in LaboratoriuB aus 50 Asphalt, 46» 4 Gew*-$fc Wasser, 5 Gew.-^ Benein, 0*3 öew.·^ des in Beispiel 1 verwendeten iains und 0,3 Gew.-fl* 36 £lger Salss&ure hergestellt· Drei weitere Proben der gleichen ZueenoBeneeteung enthalten ausserdea Polyisobutylen tob Molekulargewicht 900 ("Indopol H-IOO*)* Biesen drei Proben wird da* Polyisobutylen in Mengen Tön 0,5t 1*0 bsv· 2 Gew.-^ tinter entspredhender Ter* ninderang der Wasseraenge sogesetst· Schalen (25 de χ 23 <«) werden ait feuchten Boden gefüllt und alt den obigen Saulsionen in einer Dichte, entsprechend 4*21 B³Aa* besprüht* Die Schalen werden ia Laboratorium stehen gelassen und in regdlnäseigen Zeitabstenden gewogen, um den feuchtigkeiteröfeliuri; su bestiasen» Die !Ergebnisse finden sich in dar totgmtm l

tfatersuohte Emulsion «JL «£ „1 «£,„, „A- -ß— 9,

Emuleion ohne Polyiöobutylen 31 65 93 120 172 217 235

Saulsion + 0_r5 £ Polyisobutylen 18 37 54 72 109 146 164

Emulsion + 1 Ji Polyisobutylen 11 30 44 58 86 114 130 Saulsion + 2 1> Polyisobutylen 24 52 75 101 149 186 205

Die obigen Ergebnisse Beigen, dass das ZurtioldhaltungsTeraögen für feuchtigkeit durch Zusats einer geringen Menge Polyisobutylen von niedriges Molekulargewicht verbessert wird·

Bei der Anwendung der erfäsdungsgaaäsesa Emulsionen etui Beschichten τοη Saatbetten soll der Deokbelag eine begrenste

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Die Brei"*· des t®Xag«.e ma»» einerceiti * vas ' Boden unaittclfeex über und in. dichter «•haft dts Saatgutes oder der SfXssiseissflirseln τογ verdampfung «ti ^ohUtstn» suee tfbtr andererseits gering ■•in_t dejKit d^T legen swieonen &m. Streifen in den Bodes driisgen und «Slir^nd der 2mrs«n Z«£t#n der Cb@rflS^hea^ät·- in leitlioaer Eiohtttag i» Beden ¥imdem fe«xa. so äse® eer »Öatliehe Stellen unsittelMsf ast*.? Cm. Belag Dies hangt m eiaem geviseen Atu^aate τοώ der Meng;· keit der Eeg^ifäll^ wüir@nd der des Bodens s%» !tear Büiag tOi@r hfingender Mim vo-ü, mld&m Di@kt jtmgen fflitasem oder S&sliüg® uui. .. Um Die das Peljrisoliutylesi enthe3Lt®ad«

auf 3vdollMMi8 kmm aaehi tellejbig^. Netbodein anfgetrmg»^ bei '.«ήβη #la Stlunesr suasaanenfeiiisfiids^ ?ils «sf den Saatbett

Nitb«£* äs» lisjftragene ist

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Claims

Dr. Karl Th. Hegel

Poatscheckkonto: Hamburo 2SOO 24 Bank: Dresdner Bank AG., 82 076/10,

Depositenkasse Esplanade Teieoramm-Adresse: Döllnerpatent

Eseo Research and Eng· Co*

Patentansprüche

PatantanaprtLoha

1. Wässrige Emulsion auf Erdölbasis «um Schützen τοη landwirteohaf tlichen Buden gegen Peuohtigkeitererluat, dadurch, gekennaeiohnet, daea sie eine geringe Menge Polyisobutylen enthält.

8« Baulaion nach Anspruch 1» dadurch gelcennaeiohnet, daaa sie eine Erdölprodulrt-in-WaeBer-Eaiulßion let und auaaerdea ein Baulgiernittel enthält·

3· Enulalon nach Anspruch 2, dadurch gelcejinseichnet, dass sie eine saure Emulsion ist*

4· Enuleio» naoh Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass da* Polyisobutylen ein Molekulargewicht τοη etwa $00 bis 1200 aufweist«

5* Emulsion nach Anspruch 1 Ma 4, gekennzeichnet duroh einen Asphaltgehalt von 30 lii 70 Oew·-^» einen Wassergehalt

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το» 70 W.· 30 Gev.-$C und einen Polyieobutylengehalt τοη O₉I bis 5»0

6. Evulsion naoh Anspruch 5» dadurch gekennetiohnet» dass dft· Polyisobutylen ein Molekulargewicht τοη et«» 7500 bio 15 000» insbesondere τοη 8700 bis 10 00O₉ aufweist»

7« Saulsion nach Anspruch 6, dadurch gekennmeiohnet» daee •ie da· Polyisobutylen in »iner Eoneentration τοη etwa 1,0 enthält*

8» Terfehren bob Sohütaen landwlrtachaftlicher Buden gegen yeuohtlgjceitererluet durch Auftragen eine· seiner Dioke und Koneieten» naoh für die jungen S&aXinge durondringbaren Deolcbelagee aus einer Brdölprodiifet^ i»-WaeBer-Keulsion auf die beeäten Plftohen, daduroh gekemis6lohnet, dass eine Evulsion rerwendet wird, die eine geringe Menge Polyisobutylen enthält»

9« Verfahren naoh Anspruch 8_r daduroh gekennBeiohnet da·· eine Enulsion verwendet wird» die Polyisobutylen ' nen Holekulargewioht τοη 600 bis 1200 enthält·

10. Verfahren naoh Anspruch 8 oder 9, daduroh gekennieiohnet» dass eine Boulsion verwendet wird, die etwa 50 Öew,-£ Asphalt, 0,3 Gew·-^ BaulgieriHittel, 0_f47 Gew.-J* konientrierte aalzsäure, 3,0 Gewo-5t Brdüldestillat al· LÖBungBaittel und I₉O Gew.~* Polyisobutylen ait einen Holekulargewioht τοη etwa 8700 bis 10 000 enthält.

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