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Verfahren zum Herstellen lagerfähiger Bitumenemulsionen, insbesondere
für den Straßenbau Gegenstand des Hauptpatents ist ein Verfahren zum Herstellen
lagerfähiger Bitumenemulsionen, insbesondere für den Straßenbau, in nichtflüssiger
oder zähflüssiger Form, die nach Erwärmung mit Wasser fertiggemacht werden, aus
Bitumen, Teerpech o. dgl. und Hilfsstoffen, welche die Oberflächenspannung des Bitumens
herabsetzen.
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Das Verfahren nach dem Hauptpatent ist dadurch gekennzeichnet, daß
etwa 8 % Wasser mit 8o % und mehr bituminösen Stoffen und mit höchstens 3 % Emulgatoren
emulgiert werden, wobei Stoffe zum Plastischmachen, wie Alkyltartrate oder aromatische
Alkohole, und Schutzkolloide, wie tierischer und pflanzlicher Leim, sowie Körper,
wie Gummi, Harze, zugesetzt werden. .
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Als Emulgator kommt nach dem Hauptpatent insbesondere auch Seife in
Frage. Erfindungsgemäß wird nun die Seife nicht als solche, sondern in Form ihrer
chemischen Reaktionsstoffe zugesetzt, wobei diese durch Mischung oder Bildung einer
chemischen Verbindung, sei es miteinander, sei @es mit zu gleicher oder einer anderen
Zeit in das System eingeführten Stoffen, sei es schließlich mit Stoffen, die in
dem System bereits vorlagen, zur Entstehung von Seifen oder von chemischen Körpern
mit gleichen Eigenschaften führen können.
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Es ist zwar bekannt, zu Bitumenemulsionen der Art »öl in Wasser« Seife
in Form ihrer chemischen Reaktionsstoffe zuzusetzen. Im vorliegenden Falle handelt
es sich jedoch um sogenannte inverse Emulsionen der Art »Wasser in Öl«. Die Herstellungsbedingungen
beider Arten von Emulsionen sind voneinander derart verschieden, daß die Übertragung
der an sich bekannten Maßnahme auf die Herstellung der inversen Emulsionen nicht
ohne weiteres nahelag. Es war nicht vorauszusehen, daß auch hier durch Zugabe der
Seife in Gestalt ihrer chemischen Reak-. tionsstoffe die emulgierende Wirkung der
Seife ,erzielbar war.
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Zur Bildung der Seife oder gleichwirkender Körper können erfndungsgemäß
entweder kaustisches Alkali oder andere Alkallverbindungen in Form von Salzen oder
alkalihaltige Abfallstoffe (z. B. Sulfatablaugen, Carbonate, Sulfite, Alkaliborate)
verwendet werden.
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Wie bereits ausgeführt, ist die Emulsion nach dem Hauptpatent insbesondere
für den Straßenbau bestimmt. Um nun die Emulsion den jeweiligen Erfordernissen der
zu behandelnden Straßen anzupassen, ,insbesondere so
wohl- für Kraftfahrzeuge
mit Gummibereifunf wie für gewöhnliche Fahrzeuge mit Eisen Bereifung in gleicher
Weise einen Gleitschur: zu erzielen, werden erfindungsgemäß die zui Herstellung
der Emulsionen erforderlicher. Stoffe (z. B. Produkte der Verarbeitung vor Petroleum,
Steinkohle oder Braunkohle) entweder für sich. allein oder in Mischung miteinander
oder anderen Stoffen verwendet, so daß das Enderzeugnis die guten Eigenschaften
jedes einzelnen Mischungsstoffes aufweist.
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Endlich können erfindungsgemäß den Emulsionen sogenannte inerte Stoffe
organiAcher (tierischer oder pflanzlicher) Herkunft, z. B. Holzabfälle u. dgl.,
ohne vorherige Trocknung entweder in unveränderter Beschaffenheit oder. nach einer
geeigneten Vorbehandlung zugesetzt werden.
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Die Erfindung bezieht sich also auf die weitere Ausbildung des Gegenstandes
des Hauptpatents in verschiedenen Richtungen.
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Was den Zusatz von Seifen als Emulgator in Gestalt ihrer Reaktionskomponenten
anlangt, so ist zunächst darauf hinzuweisen, daß die zu emulgierenden Stoffe (Bitumen,
Teere verschiedener Herkunft, Öle) oft selbst schon eine gewisse Menge von Stoffen
enthalten, die Seifen bilden oder an der Bildung @ der Seifen teilnehmen. So genügt
es nach der hier beschriebenen Erfindung, wenn man nur einen Teil der zur Bildung
der genannten Seifen erforderlichen Stoffe zufügt, z. B. Alkali, das in kaustischer
Formoder in Form einer anderen chemischen Verbindung zugefügt werden kann. Zum Beispiel
wurde gefunden, daß der Zusatz verschiedener Salze oder alkalihaltiger Abfallstoffe,
wie Sulfatablaugen und auch Carbonate, Sulfhe, Alkaliborate und anderer ähnlich
wirkender Stoffe, in vielen Fällen ausreicht, um bereits eine Emulsion zu erzielen,
teils durch die direkte Einwirkung dieser Erzeugnisse auf die Oberflächenspannung
der anwesenden Phasen, teils durch die Reaktion, die sie unter sich und ganz oder
teilweise mit den Körpern einleiten, die in die Zusammensetzung des Systems oder
des Stoffes mit eingehen, der in eine Emulsion übergeführt werden s,pll.
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Die Erfindung besteht darin, daß die in dem Hauptpatent erwähnten
Systeme oder Mischungen derart zusammengesetzt werden können, daß das erzielte Erzeugnis
die Vorteile jedes der Einzelsysteme, für sich allein betrachtet, aufweist. Zum
Beispiel wurde gefunden, daß im Falle der Straßenbeläge die mit den Derivaten der
Steinkohle hergestellten Erzeugnisse im allgemeinen Kraftfahrzeuge nicht zum Gleiten
bringen. Vielmehr wirken sie bemerkenswerterweise für diese Fahrzeuge gleichsam
als Gleitschutz. Besonders trifft das für die zu, welche auf Pneu matiks oder Gummireifen
laufen.
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Es wurde bereits hervorgehoben, daß die Emulsion nach der Erfindung
insbesondere für Straßenheläge bestimmt ist. Werden solche aus den Derivaten der
Steinkohle erzeugt so gewähren sie im allgemeinen für Kraft fahrzeuge einen Gleitschutz,
insbesondere füg die übliche Gummibereifung der Kraftfahr zeuge: Indessen sind die
Vorteile diese: Straßenbelages für von Tieren gezogene Fahr zeuge geringer, denn
diese haben eine Nei. gung, darauf auszugleiten, sobald @er eine: glatte Oberfläche
zeigt.
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Andererseits bieten die Straßenbeläge au: Petroleumrückständen (z.
B. aus Bitumina, Teeren, Ölen) geringere Nachteile für solche Fahrzeuge. Jedoch
verhalten sie sich wiederum weniger gut als die Straßenbeläge aus Steinkohlendestillationsrückständen
gegenüber Kraftfahrzeugen, die in diesem Falle die Neigung haben, auf ihnen zu gleiten.
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Die Erfinder haben erkannt, daß durch die Vereinigung der im Hauptpatent
definierten Emulsionen aus Erdölrückständen, Stein- oder Braunkohlendestillationserzeugnissen
man zu einem Überzug kommt, der die gleichen Vorteile in bezug auf Gleitschutz ebensowohl
für Kraftfahrzeuge als auch für von Tieren gezogene Fahrzeuge aufweist. Zum Beispiel
zeitigen Erzeugnisse mit einem Gehalt von 8o Teilen halbfettem Steinkohlenteer und
2o Teilen flüssigem Petroleumteer oder 3o Teilen Steinkohlenteer und 7o Teilen Petroleumteer
in dieser Hinsicht ausgezeichnete Ergebnisse.
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Die Mischung dieser verschiedenen Stoffe kann in Verhältnissen, die
mit jedem besonderen Fall geändert werden können, ausgeführt werden, aber die Verhältniszahl
muß so gewählt sein, daß, die Mischung im wesentlichen homogen bleibt. Das gilt
für den Fall, daß es sich um Stoffe handelt, die nicht in jedem Verhältnis mischbar
sind.
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Endlich betrifft die Erfindung die Hinzufügung inerter Stoffe organischer
Herkunft zu den Emulsionen, z. B. Kieselgur, Infusorienerde, Holzabfälle, Sägemehl,
Pflanzenfasern, entweder in natürlichem Zustande oder nach vorbereitender Behandlung
(vornehmlich die bei der Vergärung von pflanzlichen Erzeugnissen anfallenden Rückstände
usw.), Knochenmehl und andere Erzeugnisse mineralischer, tierischer oder pflanzlicher
Herkunft in gepulvertemoder nichtgepulvertem Zustande usw. und ganz allgemein jeden
Stoffes, der die mechanischen Eigenschaften des Erzeugnisses (z. B. seine Elastizität
oder -seine Zähigkeit) verbessert, wobei .es leichter oder schwerer, dichter oder
poröser gemacht werden kann. Es sei auch hervorgehoben, daß diese
inerten
Zusatzstoffe, gegebenenfalls während der Vorbehandlung, mit einem oder mehreren
derjenigen Stoffe imprägniert aoder überzogen werden können, die im Hauptpatent
als notwendig zur Bildung der Emulsion genannt worden sind. Es ist ferner ein Merkmal
des hier angegebenen Verfahrens, daß die Mischung der genannten oder anderen inerten
Stoffe mit den Emulsionen nach dem Hauptpatent in jedem Verhältnis entweder am Herstellungsort
in den dazu verwendeten besonderen Apparaturen oder am Verwendungsort der so erhaltenen
Mischungen selbst hergestellt werden können. Dabei ist hervorzuheben, daß jene Stoffe
ohne vorherige Trocknung zusetzbar sind.
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Ausführungsbeispiele Nachstehend werden zur Erläuterung der Beschreibung
fünf Ausführungsbeispiele gegeben. Diese Beispiele sollen indes keine Beschränkung
darstellen. Die Beispiele i, 2, 3 und ¢ richten sich auf verschiedene Mischungen
von Kohlenwasserstoffen aus Destillationsprodukten von Steinkohlen- oder Bitumenölen
und das Emulgieren mittels alkalischer Verbindungen oder Abfallstoffe (sulfatische
Laugen, Soda). Das Beispiel s bezieht sich auf den Zusatz inerter Stoffe zu den
emulgierenden oder emulgierbaren Produkten, die nach den Beispielen i, 2, 3 oder
¢ erhalten werden.
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Es wird besonders-auf das Beispiel ¢ hingewiesen, das sich auf eine
Grundmischung bezieht, die aus Petroleumteer und Steinkohlenteer besteht.
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Beispiel i Steinkohlenteer .......... 50 Tierfett .................
i Anthracenöl .......... .., io Schweres Steinkohlenöl ... 7 Sulfatische
Lauge ... . .... 2 Butyltartrat . . . . . . . . . . . . . . 0,i Wasser ..................
5o Beispiel 2 Mexikanisches Bitumen ... 50 Steinkohlenöl ............ 2 Tierpech
................ 5 Soda .................. «. 2 Wasser ..................
5o Beispiel- 3 #eein'hri4er .......... 40 Flüssiger PetrdleVmteer .. io Tierpech
........'4...... 2 Anthracenöl ............. 8 Schweres Steinkohlenöl ... 3 Soda
.................... 2,5 Wasser.................. 5 . Bei spi,el-4 Steinkohlenteer
.......... 15 Flüssiger Petroleumteer .. 3 5 Tierpech ................ i Anthracenöl
............. 2,5 Schweres Steinkohlenöl ... o,5 Soda ....................
47 Wasser.................. 5.
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Bei den Beispielen 3 und 4 werden im Augenblick der Anwendung nach
dem Schmelzen der konzentrierten festen Mischung 5o bis 70 1 Wasser je ioo kg des
Konzentrats zugefügt, um eine Emulsion der Art »Wasser in öl«, wie sie oben beschrieben
ist, zu erhalten.
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Beispiel 5 2o Teile des nach den Beispielen 3 und 4 erhaltenen Erzeugnisses
werden mit i oo Teilen einer der folgenden Mischungen gemischt: a) Durch ein 5 mm-Sieb
gesiebter Flußsand ............. ioo b) Porphyrsand .............. ioo c) Gemahlene
Hochofenschlacke ioo d) Pulverisierter Asbest ...... ioo Infusorienerde .............
ioo ,e) Tonpulver ............:.... io Holzspäne ................. 5 Sägemehl .
. . . . . . . . . . . . . . . . . 5 Flußsand .................. 30 Porphyraussiebsel
. . . . . . . . . . 5o Hochofenschlacke .......... ioo Die ' Mischung wird folgendermaßen
hergestellt: .
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In sein mit einer beliebigen Rührvorrichtung versehenes Kochgefäß,
in dem die erforderliche Menge des durch die Anwendungsb:eispiele 3 und 4 gegebenen
Kohlenwasserstoffproduktes, die in Fässern an Ort und Stelle herangeschafft werden
kann, sofern man sie nicht unmittelbar am Verwendungsort fertig herstellt, schmilzt,
werden in kleinen Mengen die erwähnten festen Bestandteile zugegeben. ,