DE1642929A1 - Verfahren zur Herstellung von hydrophobierten Feststoffen - Google Patents

Description

• Verfahren zur Herstellung von hydrophobierten Feststoffen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von hydrophobierten Feststoffen durch Überziehen der Feststoffoberfläche mit einem Hydrophobierungsmittel, Es ist bekannt Feststoffe durch Überziehen mit Fetten ode Ölen zu hydrophobieren. Hierzu müssen die Feststoffe jedoch vollständig trocken sein3 da sich feuchte Feststoffe nicht oder nur schlecht mit dem Hydrophobierungsmittel benetzen lassen Das erfindungsgemä#e Verfahren besteht darin daß der in der gewünschten Teilchengröße vorliegende Feststoff in Cegenwart von Wasser mit einem in Wasser löslichen oder dispergierbarenn Netzmitteleigenschaften aufweisenden Ammonium-. salz vermischt wird, worauf däs Ammoniumsalz durch Erhitzen der Mischung in ein hydrophobes Amid umgewandelt wird, nach dem erfindungsgemäßen Verfahren könnenin einfacher Welse auch feuchte und nasse Feststoffe hydrophobiert-werden0 Das Ammoniumsalz lagert sich aufgrund seiner Netzmitteleigenschaften gleichmäßig an der Oberfläche der Feststoffe an und bildet bei der Erhitzung einen feinen, sehr beständigen Amidfilm auf dem Feststoff aus0 Für eine gleichmä#ge Eenetzung des Feststoffes mit dem Ammoniumsalz reichen bereits geringe Mengen an Wasser aus, doch kann das Vermischen des Ammcniumsalzes mit dem Feststoff auch in Gegenwart gröberer Wassermengen durchgeführt werden Beim erfindungsgemäßen Verfahren können als katicnenaktive oder als anionenaktive Netzmittel wirkende Ammoniumsalze verwendet werden; so z.B. Ammoniumsalze von Fettaminen mit zur Amidbildung geeigneten Säuren, wie ein- cder mehrwertigen, vorzugsweise wasserlöslichen Carbonsauren Besonders vorteilhaft ist die Verwendung von als anionenakeive Netzmittel wirkenden Ammoniumsalzen. so wird bei einer kevorzugten Ausführungsform der Erfindung als Ammcniumsalz ein Salz aus einer einen lipophilen Rest aufweisenden CarUcnsaure und Ammoniak oder einem zur Carbonsaureamidbildung befähigten Amin verwendet. Das Ammoniumsalz kann dem zu hydrophobierenden Feststoff in Form einer wäßrigen Lösung cde Dispersicn zugesetzt werden0 Saure und Base können aber auch getrennt zugesetzt werden, so daß die Salzbildung erst in Gegenwart des Feststoffes erfolgt Zur Umsetzung des Ammoniumsalzes in das entsprechende hydrophobe Amid wird die Mischung auf Temperaturen von mindestens 120°C erhitzt. Der im einzelnen gewählte Temperaturbereich hängt von der tiitzebeständigkeit. des Feststoffes und der Reaktionsfähigkeit des Ammoniumsalzes abO Im allgemeinen ist eine Erhitzung auf Temperaturen über 230°C nicht erforderlich Ein bevorzugter Temperaturbereich liegt zwischen 150 und 180000 Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren kann eine Vielzahl von Feststoffen, die in sehr fein verteilter Form aber auch in großstUckiger Form vorliegen können, hydrophobiert werden Beispiele für solche Feststoffe sind mineralische Feststoffe wie feinstteilige Füller, Sande, Splitte oder Kies und Scliotter, Feststoffe aus cellulosehaltigem Material wie Zellstoff, Stroh, Torf, Holzmehl oder Sägespäne, sowie Metalle, wie MetallFulver oder -späne. Diese Feststoffe lassen sich nach ihrer Hydrophobierung durch das erfindungsgemäße ihrer fahren auch in Gegenwart von Wasser leicht mit oleophilen, flüssigen bis zähflüssigen Stoffen vermischen. Die Erfindung ist daher besonders wertvoll zur Herstellung von hydrtophobierten Füllern, die im Straßenbau mit bituminösen Massen vermischt werden sollen. Während bisher nur ganz bestimmte mineralische Feststoffe als feinstteilige Füller im Straßen bau verwendet werden konnten, können nach ihrer Hydrophobierung durch das erfindungsgemäße Verfahren praktisch alle feinteiligen mineralischen Feststoffe im Straßenbau eingesetzt werden, unabhänig davon, ob es sich um eine Kaltbauweise oder Heißbauweise handelt, Nach dem erfindungsgemä#en Verfahren hydrophobierte Feststoffe lassen sich aber auch als Streckmittel für Kunststoffe, zur Herstellung yon feuchtiglceitsfesten Wärme- und Schallisolationen und zum Aufsaugen von Öl verwenden Beim erfindungsgemäßen Verfahren können verschiedenartige Carbcnsäuren verwendet werden. Sollen die Feststoffe nach ihrer Hydrophobierung mit bituminösen Massen vermischt werden, dann werden bevorzugt Säuren mit einem steriseh sEerrigen Aufbau oder einem möglichst hohen Molekulargewicht eingesetzt, da die aus diesen Säuren gebildeten Amide eine erhebliche Stabilisierung des bituminösen Bindemittels bewirken Sollen die hydrophobierten Feststoffe als Streckmittel für Kunststoffe verwendet werd-en dann werden für ihre Hydrophobierung zweckmä#igerweise solche Sauren e eingesetzt, die aufgrund von Doppelbindungen oder anderen funktionellen Gruppen mit den Kunststoffvorprodukten reagieren können Für die Hydrophobierung von grö#eren Feststoffmengen sind Säuren oder säurehaltige Produkte, die beigroßtechnischen-Verfahren als Abfallprodukte oder Destillationsrückstände anfallen, wie Harzsäuren, Harzstocköle, Wurzelharze, Naphtehensäuren und Naphthensäuregemische mit fnteilen an hochmolekularen Naphthensäuren sowie Fettpeche bevorzugte Insbesondere mit Fettpechen, wie Fettpech Cotton R 6 oder Fettpech MRZ, werden sehr gute Hydrophobierungen erhalten Auch stellen die Fettpechseifen sehr wirksame oberflächenaktive Mittel dar Wird das Fettpech zu dem zu hydrophobierenden Feststoff getrennt von der Ammoniumkoponente zugegebene dann kann die Zugabe in einem organischen Lösungsmittel und vorzugswiese in warmverflüssigtem Zustand erfolgen Wie schon erwänht, können als Ammoniumkomponente Ammoniak oder zur Amidbildung befähigte Amine verwendet werden, wobei wasserlösliche Amine. bevorzugt sind, Durch den Einsatz mehrwertiger Amine können in Verbindung mit mehrwertigen Carbonsäuren hochmolekulare Polyamide erhalten werden, die eine außerordentlich be-ständige Hydrophobierung ergeben Weiterhin kann durch einengegebenengalls angewendeten Amin-Überschuß des mehrwertigen Amins der Grad der Hydrophobierung der Feststoffteilchen beeinflußt werden Im allgemeinen werden von tertiären Aminogruppen freie. Amine eingesetzt Bevorzugte Polyamine sind die Polyalkylenpolyamine mit 4 bis 10 Aminogruppen, so z.B Pentaäthylenhexamin Die Menge des verwendeten ammoniumsalzes kann in weiten Grenzen variieren. Die genauen Mengen hängen von der Art des Ammoniumsalzes und von der Oberfläche des zu hydrophobierenden Feststoffes abO Soll eine gute Hydrophobierung des Feststoffes erreicht werden, dann sollte das Ammoniumsalz in einer solchen Menge eingesetzt werden, die ausreicht, mindestens einen erheblichen Bereich der Feststoffoberfläche, vorzugsweise die gesamte Feststoffoberfläche mit einer Amidschicht zu belegen. Selbst bei feinstkörnigen mineralischen Feststoffen reichen hierzu im allgemeinen 0,1 bis 5 Gew.-% des Ammoniumsalzes aus0 Werden Carbonsäure und Ammoniak bzw. Amin getrennt zugegeben, dann werden im allgemeinen äquivalente Mengen eingesetzt, da hlerbei die beste Hydrophobierung erreicht wird Das erfindungsgemäße Verfahren kann in konventionellen Mischanlagen. beispielsweise in Wirbelmischern oder den im Straffen bau verwendeten Mischern, durchgeführt werden. Das ammoniumsalz bzw. die Amn;oniumkomponente und die Säure werden vorzugsweise auf den Feststoff aufgedüst, da hierbei bereits schon eine recht gute Verteilung dieser Stoffe erreicht wird.
• Insbesondere dann, wenn das Ammoniumsalz in Form einer wä#rigen Lösung oder Suspension eingedüst wird, kann der zu hidrophobierende Feststoff bereits in ausreichend erhitzter Form in die Mischanlage eingeführt werden Es ist aber auch rr:öglicht den Mischvorgang. in der Kälte durchzuführen oder eine Erwärmung erst im Laufe des Vermischens vorzunehmen. Die zu einer ausreichenden Eenetzung des zu hydrophobierenden Feststoffes durch das Ammoniumsalz erforderliche Zeit liegt bei einer geeigneten Mischanlage unter 1 Minute. Da die Amidbildung innerhalb dieser kurzen Zeit noch nicht abgeschlossen ist3 wird die Mischung zweckmäßigerweise bis zur Beendigung der Amidbildung in einem wärmeisolierten bzw beheizten Silo gelagert 13eisniel 1 Eine Tonne Korallithmehl mit einer Teiichengröße bis 90 µ wird in einem Wirbelmischer. aufgewirbelt. Es werden 600 g Pentaäthylenhexamin in,wäßriger Lösung eingedUst und hierauf 15 kg warmverflüssigtes Fettpech MRZ ebenfalls eingedUst Die Mischung wird aur 1600C erhitzt und dann bei dieser Temperatur in einem isolierten Silo. gelagert, bis die Amidierung beendet ist Das erhaltene hydrophobierte Korallithmehl ist ein frei fließendes Pulver, Beispiel 2 Sägespäne werden in einer Mischanlage auf 1500C erhitzt worauf eine wäßrige Dispersion von äquivalenten Mengen Fett pech und Pentaäathylenhexamin in die Mischung eingesprüht wird Die nach Beendigung der Amidbildung erhaltenen h:drophobierten Sägespäne sind feuchtigkeitsunempfindlich und stellen ein gutes Isolationsmaterial dar

Claims (5)

1. P a t e n t-a n s D r ü c h e 1) Verfahren zur Herstellung von hydrophobierten Feststoffen durch Überziehen der Feststoffoberfläche mit einem Hydrophlbierungsmittel, dadurch gekennzeichnet daß der in der gewünschten Teilchengröße vorliegende Feststoff in Gegenwart von Wasser mit einem in Wasser löslichen oder dispergierbaren. Netzmitteleigenschaften aufweisenden Ammoniumsalz vermischt wird worauf das Ammoniumsalz durch Erhitzen der Mischung in ein hydrophobes Amid umgewandelt wird.
2. 2) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet. da# als Ammoniumsalz ein Salz aus einer einen lipophilen Rest aufweisenden Carbonsaure und ammoniak oder einem zur Carhonsäureamidbildung befähigten Amin verwendet wird
3. 3) Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Säure eine ungesättigte Fettsäure verwendet wird.
4. 4) Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet2 daß eine mehrwertige Säure verwendet wird.
5. 5) Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Saure eine Naphthensäure oder ein Nchthensäurgegmisch, insbesondere ein Naphthensäuregemisch mit hochmolekularen Anteilen verwendet wird0 6) Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet. daß als Säure Harzsäuren verwendet werden* 7j Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet. d2ß als Säure Fettpeche verwendet werden0 8) Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet daß als Amin ein wasserlösliches Amin stelwendet wird 9) Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet3 daß als Amin ein mehrwertiges Amin, insbesondere ein von tertiären Aminogruppen freies Amin verwendet wird0 10) Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß als Amin ein Polyalkylenpolyamin, insbesondere ein Polyäthylenimin mit 4 bis 10 Aminogruppen verwendet wird0 11) Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein mineralischer Feststoff mit wesentlichen Anteilen an Feinstkorn mit Teilchengrößen unter 90»i durch Zugabe von ca 0,1 bis 5 Gew.-% Ammoniumsalz, bezogen auf das Gewicht des Feststoffes, vermischt und durch Erhitzen hydrophobiert wird