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Verfahren zur Herstellung von Emulsionen aus wasserunlöslichen Stoffen
bituminöser oder öliger Natur, wie Asphalt, Teer, Pech o. dgl. Es ist bereits versucht
worden, die Verseifung pflanzlicher Fette innerhalb der sie in natürlichem Zustand
umgebenden Fruchtsubstanzen, also ohne vorherige Isolierung der Fette, durchzuführen.
Nach der deutschen Patentschrift 21 585 wurde nach der Verseifung eine Abtrennung
der Seife von den unverseiften Anteilen vorgenommen. Es wurde auf diese Weise eine
reine Fettseife unmittelbar aus Ölfrüchten, d. h. ohne Pressung oder Extraktion
derselben, gewonnen.
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Es hat ferner nicht an Versuchen gefehlt, an Stelle von reinen Fettseifen
das gemeinsame Reaktionsprodukt von Fettstoffen und den sie in den Ölfrüchten begleitenden
Pflanzenstoffen, wie Proteinen, Kohlehydraten, Cellulose usw., mit konzentrierten
Alkalilösungen als Waschmittel zu benutzen (vgl. die brit. Patentschrift 23 54.6).
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Es ist weiterhin in der deutschen Patentschrift 239 828 vorgeschlagen
worden, daß bei der Behandlung von vegetabilischen, möglichst fettfreien Proteinstoffen,
wie Ölkuchen, mit Alkalien in konzentrierter Lösung erhältliche Produkt an Stelle
von Seife als Emulsionsträger bei der Herstellung bituminöser Emulsionen zu benutzen.
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Bei allen diesen Verfahren, von denen keines in der Emulsionstechnik
eine Rolle zu spielen berufen war, wurde das Ausgangsprodukt in Form von Ölfrüchten,
Ölkuchen oder ölkuchenmehl durch die Behandlung mit hochkonzentrierten Alkalilösungen
einer tiefgreifenden Veränderung unterzogen, wodurch teils bewußt, teils unbewußt,
die kolloidalen Eigenschaften des Materials zerstört und damit seine emulgierende
Wirkung in bezug auf Bitumen herabgesetzt wurden.
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Demgegenüber wird bei der vorliegenden Erfindung, die sich auf die
Herstellung von bituminösen Emulsionen, insbesondere für Straßenbauzwecke, unter
Verwendung von Ölkuchen, vorzugsweise in gemahlenem Zustand, bezieht, durch die
Aufquellung derselben in Wasser und darauffolgenden Zusatz möglichst geringer Mengen
Alkali die Erhaltung der kolloidalen Eigenschaften der Pflanzenstoffe angestrebt
und damit erreicht, daß sehr viel bessere Emulgatoren für bituminöse oder ölartige
Stoffe erhalten werden als bei den oben skizzierten älteren Verfahren.
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Die günstigere Wirkung dieser Arbeitsweise besteht darin, daß das
ölkuchenmehl nicht zusammenklumpt, wie das bei der Anwendung von starker Lauge der
Fall ist, sondern eine gleichmäßige Quellung und Auflockerung des Materials in Wasser
eingetreten ist, bevor die Lauge zugesetzt wird. Dadurch wird nicht nur erreicht,
daß- man mit nur der halben Menge Alkali als bei Anwendung konzentrierter Lauge
auskommt, sondern auch, daß die erhaltenen Emulsionen für eine Verwendung als Straßenbaustoff
geeignet werden, weil für diesen Zweck ein möglichst geringer Gehalt an Alkali in
den Emulsionen erwünscht ist. Mit Hilfe von ölkuchenmehl nach dem Verfahren der
vorliegenden Erfindung hergestellte bituminöse Emulsionen
zeichnen
sich durch schnelles Brechen und unbedingte Irreversibilität auf der Straßendecke
und gleichzeitig durch große Lagerbeständigkeit aus. Besonders muß hervorgehoben
werden, daß selbst große Kälteeinwirkung in keiner Weise eine Zerstörung der Emulsionen
herbeiführen kann. Es ist ferner möglich, anstatt wie bisher Teer und Bitumenemulsionen
herzustellen, die fast durchweg aus 5o % Teer oder Bitumen und 5o % Wasser bestanden,
jetzt zu wässerigen Emulsionen zu kommen, die 8o % und darüber bituminöse Substanzen
enthalten. Es liegt darin der große Vorteil, daß die Emulsionen erst an der Verwendungsstelle
stärker verdünnt zu werden brauchen, und nicht 50 0%, sondern 30 % oder nur 2o %
darin befindliches Wasser verfrachtet werden muß.
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Vorteilhaft ist es ferner, daß das Ölkuchenmehl in handelsüblicher
Beschaffenheit, also ohne Vortrocknung, zur Anwendung kommt. Durch Auswahl der verschiedenen
Sorten hat man es in der Hand, die Emulsionen in ihren verschiedenen Eigenschaften
zu beeinflussen, z. B. dünn- oder dickflüssige Emulsionen, herzustellen. Anzuwenden
ist z. B. Sojabohnenmehl, Rapskuchenmehl, Leinkuchenmehl, Erdnußkuchenmehl usw.,
jedes allein oder verschiedene Sorten zusammen.
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Zweckmäßig wird das ölkuchenmehl mit der ganzen Menge Wasser, die
zur Herstellung der Emulsionen benötigt wird, in der Wärme aufgeschlämmt und mit
den erforderlichen geringen Mengen Alkalien versetzt. Dazu wird der Teer oder das
Bitumen gegeben, wobei das Bitumen, wenn nötig, durch geeignete Öle flüssig gemacht
ist. Man kann auch die Aufschlämmung des ölkuchenmehls zum Teer oder Bitumen laufen
lassen.
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Unter Teer sind Kohlenteere jeder Art zu verstehen, z. B. destillierte
Teere oder präparierte Teere, aus Pech und schweren Steinkohlenteerölen in jedem
Mischungsverhältnis, mit oder ohne Zusatz von Bitumen, hergestellt, wie solche zum
Straßenbau Verwendung finden.
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Unter Bitumen sind alle künstlichen und natürlichen Asphalte gemeint,
z. B. Erdölbitumen, Trinidadasphalt usw.
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Unter Alkalien sind außer Ätznatron und Ätzkali auch Ammoniak und
die Carbonate, Borate, Silikate, Phosphate und Sulfide des Kaliums, Natriums und
Ammoniums zu verstehen.
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Bewährte Herstellungsverfahren obiger Emulsionen sind beispielsweise
folgende: Beispiel I i o kg Sojabohnenmehl werden mit 488 kg Wasser aufgekocht und
2 kg Ätznatron hinzugegeben. Zu dieser Mischung gibt man 50o kg Bitumen in flüssigem
Zustande. Die Masse :wird kräftig gerührt, bis eine Emulsion entstanden ist.
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Beispiel II t o kg Rapskuchenmehl werden mit q.86 kg Wasser erhitzt
und mit 4 kg calc. Soda versetzt. Diese heiße Brühe wird zu 50o kg Anthracenölteer
60/q.0 gegeben und die Mischung so lange gerührt, bis die entstehende Emulsion den
gewünschten Verteilungsgrad aufweist.
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Beispiel III io kg Leinkuchenmehl, die mit 470 kg Wasser unter Rühren
auf 8o bis 9o" C erhitzt sind, werden mit 50o kg Straßenteer I von 9o bis ioo' C
vereinigt und unter Rühren ,>o kg konz. Ammoniak der Mischung zugesetzt. Weiterbehandlung
durch Rühren wie bei Beispiel II.
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Beispiel IV 5 kg Leinkuchenmehl und i o kg Erdnußkuchenmehl
werden mit 382k- Wasser aufgekocht und mit 3 kg Ätznatron versetzt.
Dann werden unter kräftigem Rühren 60o kg Anthracenölteer 65/35 hinzugegeben und
die Mischung, wie bei Beispiel II angegeben, weiterbehandelt.
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Beispiel V 5 kg Leinkuchenmehl und i o kg Erdnußkuchenmehl werden
mit 282 kg Wasser aufgekocht und mit 3 kg Ätznatron versetzt. Diese Aufschlämmung
wird zu 70o kg erwärmten Straßenteer, der i o % asphaltisches Bitumen enthält, hinzulaufen
gelassen.
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terbehandlung erfolgt wie bei Beispiel II. Beispiel VI 5 kg
Leinkuchenmehl und i 5 kg Erdnußmehl werden mit i 5o kg Wasser aufgekocht und mit
3o kg Natronlauge, enthaltend 5 kg
Na-OH, versetzt. Unter Rühren läßt man
80o kg Teer langsam hinzufließen. Weiterbehandlung erfolgt wie bei Beispiel II.