DE2105938C3

DE2105938C3 - Verfahren zur Herstellung von Bitumenemulsionen

Info

Publication number: DE2105938C3
Application number: DE19712105938
Authority: DE
Inventors: Fritz Dipl.-Chem. Dr. 6800 Mannheim Hess; Guenter Dipl.-Chem. Dr. 6900 Heidelberg Matull
Original assignee: TH Goldschmidt AG
Current assignee: Evonik Operations GmbH
Priority date: 1971-02-09
Filing date: 1971-02-09
Publication date: 1980-11-06
Also published as: DE2105938A1; DE2105938B2

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Bitiimenemulsionen unter Verwendung von Tonen als Emulgierhilfsmittel.

Die Herstellung von Bitumenemulsionen unter Verwendung von Emulgatoren oder Tonmineralen als Emulgierhilfsmittel ist seit langem bekannt So ist aus der DE-AS 12 94 868 ein Verfahren zur Herstellung von Kunststoff enthaltenden Dispersionen bituminöser Stoffe unter Verwendung von Tonen als Dispergierhilfsmittel bekannt Weiter wird in der US-PS 34 93 408 eine Dispersion von Bitumen und Kautschuklatex beschrieben, in der femer bekannten US-PS 20 53 281 wird beschrieben, daß in eine Bitumenemulsion ein Altgummimehl eingearbeitet wird. Jedoch wird hier davon abgeraten, Bitumendispersionen einzusetzen, die unter Verwendung von Tonen als Dispergierhilfsmittel hergestellt worden sind.

Mit Tonmineralen emulgierte Bitumenemulsionen und deren Mischungen mit Kunststoffdispersionen oder Kautschuklatices haben im Vergleich zu den mit üblichen Emulgatoren hergestellten Emulsionen besondere, für viele Anwendungszwecke, z. B. im Bautenschutz, günstigere Eigenschaften. Die Trockenfilme dieser Emulsionen sind bei großer Wasserdichtigkeit ausgeprägt wasserdampfdurchlässig.

Die Wasserdampfdurchlässigkeit wird aber mehr und mehr verringert, werai den mit Tonmineralen emulgierten Bitumenemulsionen zunehmende Mengen an Kunststoffdispersionen oder Kautschuklatices zugesetzt werden, wodurch gleichzeitig der Rohstoffpreis ansteigt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Bitumenemulsionen mit verbesserten Filmeigenschaften bei gleichzeitig hoher Wasserdampfdurchlässigkeit und mit niedrigen Rohstoffkosten herzustellen.

Erfindungsgemäß gelingt dies dadurch, daß man als bituminöse Phase eine durch Erhitzen homogenisierte Mischung aus Bitumen und Altgummimehl im Verhältnis 1 : 0,05 bis 1 :1 verwendet.

Das benötigte Altgummimehl fällt an, wenn alte Autoreifen maschinell pulverisiert werden. In dieser Form wird das Altgummimehl in großen Mengen zu niedrigen Preisen auf den Markt gebracht Ein Teil dieser Gummimehle wird mit Bitumen gemischt, um z. B. qualitativ hochwertige Bindemittel für den Straßenbau oder für die Fabrikation von Fugenvergußmassen herzustellen.

Die erfindungsgemäß hergestellten Emulsionen bilden Filme hoher Dampfdurchlässigkeit mit verbesserten mechanischen Eigenschaften. Sie sind wesentlich elastischer als Bitumenfilme. Da die Emulsionen ohne Verwendung von Emulgatoren im üblichen Sinne hergestellt werden, haben die hieraus gewonnenen Filme hohe Beständigkeit gegen die Einwirkungen der Atmosphäre und von Wasser. Die Trockenfilme sind deshalb auch nicht reemulgierbar und die Tonminerale, die in Form von Plättchen oder Blättchen vorliegen, erhöhen die Beständigkeit gegen Bewitterung. Die Bindemittel solcher Emulsionen umhüllen nasses und trockenes Gestein, ohne daß Haftvermittler eingesetzt werden müssen, was möglicherweise auf das thermisch behandelte Gummimehl zurückzuführen sein mag. Aus diesen Emulsionen und Gesteinzuschlägen auf kaltem Wege hergestellte Estriche bleiben unter Kraftfahrzeugverkehr mindestens zehnmal so lange in einwandfreiem Zustand wie vergleichbare Estriche, die mit bisher bekannten Bitumenemulsionen gefertigt wurden. Eine bevorzugte Verfahrensweise ist dadurch gekennzeichnet, daß man das Bitumen-Altgummimehl-Gemisch in Gegenwart von 0,2 bis 2,5 Gewichtsteilen, bezogen auf Altgummimehl, Vulkanisationshilfsmitteln 2 bis 6 Stunden bei etwa 210° C erhitzt. Beispiele solcher Vulkanisationshilfsmittel sind Diaryldisulfide, Xanthate, Dithiosäuren oder Thiophenole oder deren Salze, Dithiocarbaminate, Tetramethylthiuramidsulfide oder Mercaptobenzthiazole. Die so erhaltenen Massen sind besonders hochwertig. Dies bezieht sich besonders auf den Erhalt der elastischen Eigenschaften. Die Temperatur und die Zeit zur Homogenisierung kann niedriger bzw. kürzer gehalten werden.

Der zu verwendende Ton soll aus 1 bis 60 Gew.-°/o, vorzugsweise 40 Gew.-%, Kaolin, 30 bis 98 Gew.-%, vorzugsweise 50 Gew.-%, Montmorillonit und 1 bis 25 Gew.-%, vorzugsweise 10 Gew.-%, Gangart bestehen.

Die erfindungsgemäß hergestellten Dispersionen eignen sich insbesondere für Bautenschutz- und Straßenbauzwecke.

Im folgenden ist das erfindungsgemäße Verfahren in Form zweier Beispiele näher erläutert Dabei wird in Beispiel 1 der zweckmäßige Einsatz des Zinksalzes des Pentachlorthiophenols als Vulkanisationshilfsmittel und bei der Herstellung der Emulsion der Einsatz von Oxalsäure als zweckmäßiges Dispergierhilfsmittel gezeigt.
In Beispiel 2 fehlen die Zusätze des Zinksalzes des Pentachlorthiophenols als Vulkanisationshilfsmittel und der Oxalsäure als Dispergierhilfsmittel. Erhalten wird zwar eine durchaus brauchbare Bitumenemulsion, die jedoch qualitativ der Emulsion des Beispiels 1 unterlegen ist.

Beispiel 1

A) Herstellung des Bindemittels

1455,0 kg Bitumen

(Erweichungspunkt:
Penetration:

30° C

205 1/10 mm

3 4

Brechpunkt; -23° C _R . . .

bestimmt nach DIN 1996) Beispiel ί

368,0 kg Gummimehl A) Herstellung des Bindemittels 4,6 kg Zinksalz des Pentachiorthiophenols wer- . . _,. , „.

A^r^fV* ²¹⁰°^{C SerÖhrL 5} (ErTefchungspunkt: 30°C

Anschließend werden ^v„ * · „nc,,, _n

456,0 kg Bitumen B 200 hinzugegeben. Das ferti- Penetration: 205 1/10 mn.

ge Bindemittel hat folgende Eigenschaf- Brennpunkt: -Ii C

j bestimmt nach DIN 1996)

368,0 kg Gummimehl werden 6 Stunden bei

230° C gerührt Anschließend werden 456,0 kg Bitumen B 200 hinzugegeben. Das Bindemittel hat folgende Eigenschaften:

Erweichungspunkt	59° C
Penetration:	173 1/10 mm
Brechpunkt:	-32°C

B) Hers_tenungderEmu,ion „

2283,6 kg Bindemittel B) Herstellung der Emulsion

91,0 kg Torimineral 2283,6 kg Bindemittel

(40% Kaolin 91,0 kg Tonmineral

50% Montmorillonit (40% Kaolin

10% Gangart 20 50% Montmorillonit

spezifische Oberfl. 60 m²/g) 10% Gangart

1427,0 kg Wasser spezifische Oberfl. 60 mVg)

1,9 kg Oxalsäure 1427,0 kg Wasser

werden bei einer Temperatur von 85° C emulgiert werden bei einer Temperatur von 85° C emulgiert.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von Bitumenemulsione:n unter Verwendung von Tonen als Emulgierhilfsmittel, dadurch gekennzeichnet, daß man aLi bituminöse Phase eine durch Erhitzen homogenisierte Mischung aus Bitumen und Altgummimehl im Verhältnis 1 :0,05 bis 1 :1 verwendet

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man das Bitumen-Altgummimehl-Geminch in Gegenwart von 0,2 bis 2$ Gewichtsteilen, bezogen auf Altgummimehl, Vulkanisationshilfsmitteln 2 bis 6 Stunden bei etwa 210° C erhitzt

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man Tonminerale verwendet, weiche aus 1 bis 60 Gew.-%, vorzugsweise 40 Gew.-%, Kaolin, 30 bis 98 Gew.-°/o, vorzugsweise 50 Gew.-°/o, Montmorillonit und 1 bis 25 Gew.-°/o, vorzugsweise 10 Gew.-%, Gangart bestehen.