DE604328C

DE604328C - Process for the production of stable bituminous dispersions

Info

Publication number: DE604328C
Application number: DED64793D
Authority: DE
Original assignee: VIALIT DEUTSCHE GmbH
Current assignee: VIALIT DEUTSCHE GmbH
Priority date: 1932-12-02
Filing date: 1932-12-02
Publication date: 1934-10-18

Description

Verfahren zur-Herstellung von stabilen bituminösen Dispersionen Die Herstellung technisch verwendbarer, wäßriger bituminöser Dispersionen leidet fast in allen Fällen unter dem Nachteil, daß. zur Erzielung praktisch haltbarer Dispersionen verhältnismäßig große Mengen von Emulgatoren verwendet werden müssen, oder daß man diesen Dispersionen Stabilisierungsmittel zusetzen muß. Da in der überwiegenden Anzahl der Fälle, wo Dispersionen technisch angewendet werden; eine Ausfällung der dispersen Phase beabsichtigt ist, wobei d lese eirkverleibt, oder wobei sie als Überzug wirken soll, ist es nicht zu vermeiden, daß die ausgefällte disperse Phase mehr oder weniger große Mengen der zur Herstellung der Dispersion benutzten Emulgatoren und Stabilisatoren enthält. Dadurch wird das chemische und physikalische Verhalten der ausgefällten dispersen Schicht ganz wesentlich b@eeinflußt. Es spielt z. B. beim -Straßenbau eine große Rolle, ob die ausgefällte Bitumenschirht viel oder wenig Emulgator und Stabilisator enthält, da diese die Gefahr einer-Reemulgiexung hervorrufen. Deshalb ist es schon lange das Bestreben der Fachleute, die Menge an Emulgator und Stabilisator nach Möglichkeit zu verkleinern; doch ist dies Bestreben bisher nicht von genügendem Erfolg begleitet gewesen, und es werden noch immer mindestens i %, auf die Emulsion gerechnet, an Emulgator allein gebraucht, wobei noch in den meisten Fällen mindesteins 1/4 % an Stabilisator hinzuzurechnen ist. Diese Nachteile können beim Arbeiten. nach der vorliegenden Erfindung überwunden- werden. Das Verfahren zur Herstellung voz, Dispersionen gemäß dieser Erfindung beruht nicht nur auf der Anwendung eines bisher unbekannten Emulgators, sondern auch darauf, daß dieser eine besonders starke umulgüerende bzw. dispexgiarende Wirkung besitzt und .äußerst geringe Mengen davon zur Erzielung stabiler Dispersionen genügen, Mengen, die nur Bruchteile- der bisher angewendeten Quantitäten ausmachen. Dazu kommt, daß Stabilisatoren nach diesem Verfahren. nicht benötigt werden, ohne daß damit gesagt sein soll, daß nicht die üblichen und bekannten Stabilisatoren beim Arbeiten nach -diesem Verfahren zugesetzt werden können. Auf diese Wise werden die in der dlispexsen Phase beim Ausfallen derselben zurÜckbleibenden Mengen an Emulgator auf -eine praktisches Mindestmaß beschränkt. Diese neuartige Wirkung wind erzielt, wenn man als Ernulgatoren die Kondensationsprodukte von Proteiden, insbesondere von Phosphorproteiden mit -Formaldehyd, oder die bei der Verwendung und Formung 'derselben entstehenden Abfälle verwendet. Es genügen bereits äußerst geringe Mengen davon, nämlich ungefähr 0,4 %, auf die Menge der Dispersion berechnet, um sehr stabile Dispersionen herzustellen, die auch ohne weiteren Zusat2 eines Stabilisators längere Lagerung und weitere- Transporte aushalten. Dabei kann. die Herstellung dieser Emulsion auf einfachste Weise geschehen, wobei; jedoch der Effekt verschieden ist, je nach der Menge des angewendeten Emulgiermittels, und vor allem, je nach der Intensität der Zerkleinerungsmaschinen, Rührwerke, Homogensierungsniaschi:-nen o. dgl. Wie bereits gesagt, genügen schon sehr geringe Mengen Emulgator zur Dispergierung. Vergrößert man dieselbe etwa auf das Doppelte, also etwa auf o,8 bis. i %, auf die Emulsion gerechnet, und benützt man rasch laufende Rührwerke, so erhält maxi Dispersionen der üblichen Teilchengröße, wobei die Durchmesser der einzelnen Teilchen der- dispersen Phase zwischen o,2 bis o,8#t liegen.Process for the production of stable bituminous dispersions Production of technically usable, aqueous bituminous dispersions almost suffers in all cases with the disadvantage that. to achieve practically durable dispersions relatively large amounts of emulsifiers must be used, or that one must add stabilizers to these dispersions. Because in the vast majority Number of cases where dispersions are used technically; a precipitation of the disperse phase is intended, with d read incorporated, or with them as If the coating is to have an effect, it cannot be avoided that the precipitated disperse phase more or less large amounts of the emulsifiers used to prepare the dispersion and contains stabilizers. This will change the chemical and physical behavior the precipitated disperse layer has a very significant influence. It plays z. B. In road construction, whether the precipitated bitumen sheeting a lot or a little plays an important role Contains emulsifier and stabilizer, as these cause the risk of re-emulsification. That is why it has long been the endeavor of professionals to reduce the amount of emulsifier and Reduce the size of the stabilizer if possible; but this endeavor has not yet been made has been accompanied by sufficient success, and there are still at least i%, counted on the emulsion, on emulsifier used alone, although still in most In some cases, at least 1/4% of the stabilizer must be added. These disadvantages can at work. be overcome according to the present invention. The procedure for the preparation of voz, dispersions according to this invention is not only based on the Application of a previously unknown emulsifier, but also that this one has a particularly strong umulgüerende or dispexgiarende effect and is extremely low Quantities of it are sufficient to achieve stable dispersions, quantities that are only fractions of the previously used quantities. In addition, stabilizers after this procedure. are not needed without saying that they are not the customary and known stabilizers when working according to this process added can be. In this way, those in the dlispex phase become when failing the same residual amounts of emulsifier to a practical minimum limited. This novel effect is achieved when the emulsifiers are used Condensation products of proteins, especially phosphorus proteins with formaldehyde, or the wastes resulting from their use and formation. Even extremely small amounts of it, namely about 0.4%, are sufficient Amount of dispersion calculated to produce very stable dispersions that too without further addition of a stabilizer, longer storage and further transports endure. Here can. the Production of this emulsion in the simplest way Way done where; however the effect is different depending on the amount of the the emulsifier used, and above all, depending on the intensity of the grinding machines, Agitators, homogenizing niaschi: -nen or the like. As already said, are enough very small amounts of emulsifier for dispersion. If you enlarge it to about twice as much, i.e. to about 0.8 bis. i%, calculated on the emulsion, and used If you use fast-running agitators, you get maxi dispersions of the usual particle size, the diameter of the individual particles of the disperse phase between 0.2 to o, 8 # t lie.

Bei Einhaltung der weiter oben für den Emulgatorgehalt angegebenen Menge, ialso von ungefähr 0,4 %, auf die Emulsion gerechnet, und besonders bei Verwendung von langsam laufenden Rührwerken, oder beim Rühren mit der Hand, entstehen dagegen grobe Dispersionen mit einem Durchmesser der einzelnen Teilchen von etwa io bis etwa 40#L, so daß die Teilchen schon mvt bloßem Auge erkennbar sind.Provided that the values specified above for the emulsifier content are adhered to Amount, i.e. about 0.4%, calculated on the emulsion, and especially when used on the other hand, from slow-running agitators or when stirring by hand coarse dispersions with a diameter of the individual particles from about 10 to about 40 # L, so that the particles can already be seen with the naked eye.

Als solche Emulgatoren obengenannter Art kommen z. B. die unter der geschützten Handelsbezeichnung Galalith bekannten Kondensationsprodukte in Frage, welche aus Casein und Formaldehyd kondensiert werden. Vorteilhaft verwendet man die Abfälle dieses Stoffes, die sich bei der Formung desselben in Stanzstücken; Spänen, Schnitzeln und Pulver ergeben. Die Stoffe werden zwecknn,äßig, wenn nötig, unter Druck im der Wärme mit Wasser aufgequollen bzw. darin gelöst oder suspendiert; vorherige Zerkleinerung größerer Stücke erleichtert diesen Vorgang. Vorteilhaft setzt man den zerkleinerten. Galalithabfällen vor der Aufquellung oder Lösung alkalisch wirkende Substanzen, besonderes Alkalien selbst, zu, wodurch die Aufbereitung stark beschleunigt wird. Dabei soll die Menge des Alkalizusatzes keinesfalls die Menge des Emulgators selbst überschreiten. Manbraucht diese Quellungen, Lösungen oder Suspensionen dann nur mit heißem Wasser bis zur gewünschten Menge zu verdünnen und die zu dispergierenden, in Wasser unlöslichen oder schwer löslichen Stoffe unter Rühren hineinlaufen zu lassen bzw. bei Anwendung von Homogenisiermaschinen in diesen zu veieini.-gen, um je nach den oben geschilderten Arbeitsbedingungen eine feinere oder gröbere Dispersion zu erhalten.As such emulsifiers of the type mentioned above, for. B. under the protected trade name Galalith known condensation products in question, which are condensed from casein and formaldehyde. It is advantageous to use the waste of this material that results from forming it into stampings; Shavings, schnitzel and powder result. The substances are used appropriately, if necessary, swollen under pressure in the heat with water or dissolved or suspended therein; Prior shredding of larger pieces facilitates this process. Advantageous you put the crushed. Galalith waste before swelling or solution alkaline Acting substances, especially alkalis themselves, too, making the treatment strong is accelerated. The amount of alkali added should by no means be the amount of the emulsifier itself. One needs these swellings, solutions or Then only dilute the suspensions with hot water to the desired amount and the substances to be dispersed, insoluble or sparingly soluble in water Allow stirring to run in or, when using homogenizing machines, in these to veieini.-gen, in order to obtain a finer one, depending on the working conditions described above or to obtain a coarser dispersion.

Es ,empfiehlt sich, die Lösung, Quellung oder Suspension der genannten Emulgatoren erst unmittelbar vor ihrer Verwendung vorzunehmen, um eine Zersetzung zu vermeiden, und der Eraulgatorlösung oder der fertigere Dispersion sehr geringe Mengen solcher Stoffe hinzuzufügen, die eine Zersetzung verhindern, wie z. B. Carbolsäure, Formaldehyd o. dgl.It is recommended to use the solution, swelling or suspension of the above Do not use emulsifiers until immediately before they are used to ensure that they decompose to avoid, and the Eraulgatorlösung or the finished dispersion very low Add quantities of substances that prevent decomposition, such as: B. carbolic acid, Formaldehyde or the like

Es ist bereits bekannt, die aus sauren Lösungen. von Gelatine oder Eiweiß mit Stoffen gerbenden Charakters der aliphatischen oder aromatischen Reihe ausgefällten, in Wasser unlöslichen Niederschläge in 2lkalischer Lösung als Emulsionsvermittler zu benutzen; doch unterscheiden sich sowohl die Verfahren dar Emulsionshersrellung mit den so gewonnenen Stoffe. als auch die danach hergestellten Emulsionen selbst wesentlich von dem Verfahren gemäß der vorhegeniden Erfindung und den danach gewonnener. Emulsionen, wie Vergleichsversuche bewiesen haben. Nach dem beschriebenen Verfahren besitzen die darin beschriebenen Stoffe die Fähigkeit, sich Öle, Wachse, Peche, Harze o. dgl. eInzuverleiben, dementsprechend werden nach diesem Verfahren Emulsionen, vom Typ Wasserin-Öl erhalten, . während das Verfahren gemäß der-Erfindung Emulsionen vom ausgesprochenen Typ öl-in-Wasser liefert. Ferner liegt ein grundlegender Unterschied insofern vor, daß die Mengenverhältnisse von Emulgator zu dem emulgi,erten Stoff in dem früheren Verfahren in eine ganz andere Größenordnung fallen als das vorliegende sie vorsieht. Der Prozentsatz an Emulgator beträgt in dem bekannten Verfahren 5o bzw. ioo % des zu dispergierenden Stoffes, ist also ioomal so groß und darüber hinaus als bei der vorliegenden Erfindung. Mit den in der vorliegenden Erfindung genannten,. als Charakterstikum dieser Erfindung geltenden, sehr geringen Prozentsätzen an Emulgator lassen sich bei Verwendung der in dem bekannten Verfahren beschriebenen Emulsionsträger überhaupt keine praktisch brauchbaren, stabilen Emulsionen, hexstellen. Endlich fehlt dem bekannten, Verfahren ein wesentliches Merkmal der vorliegenden Erfindung insofern, als sich danach nicht Emulsionen verschiedener Teilchengröße durch Verminderung des Emulgatorgehaltes und der Rührwerksintensiität herstellen lassen.It is already known that from acidic solutions. of gelatin or Egg white with substances of a tanning nature of the aliphatic or aromatic series precipitated, water-insoluble precipitates in alkaline solution as emulsifying agents to use; however, both the emulsion preparation methods differ with the substances obtained in this way. as well as the emulsions themselves produced afterwards substantially different from the method according to the present invention and those obtained thereafter. Emulsions, as comparative tests have shown. According to the procedure described the substances described in it have the ability to absorb oils, waxes, pitch, To incorporate resins or the like, accordingly emulsions, obtained of the water-in-oil type,. while the method according to the invention emulsions of the pronounced oil-in-water type. There is also a fundamental difference to the extent that the proportions of emulsifier to the emulsifier, erten substance in the earlier proceedings are of a very different order of magnitude than the present one it provides. The percentage of emulsifier in the known method is 50 or 100% of the substance to be dispersed, is therefore 100 times as large and beyond than in the present invention. With those mentioned in the present invention. as a characteristic of this invention, very low percentages of emulsifier can be obtained when using the emulsion carriers described in the known process absolutely no practically usable, stable emulsions, hexstellen. Finally the known method lacks an essential feature of the present invention insofar as emulsions of different particle sizes are not then reduced by reduction the emulsifier content and the agitator intensity.

Es liegt also ein neuer technischer Effekt gegenüber dem Bekannten einmal darin, daß in wohldefinierten Grenzen und mit regelbaren Maßnahmen feinköraüge oder grobkörnige Emulsionen erzielt werden können und ferner darin, daß nur der hundertste Teil an Emulgator und noch weräger zur Emulgierung genügt, gemessen an den Mengen, die in dem bekannten Verfahren verwendet werden.So there is a new technical effect compared to the familiar once in the fact that fine grains within well-defined limits and with controllable measures or coarse-grained emulsions can be achieved and further in that only the One hundredth part of emulsifier and more is sufficient for emulsification, measured against the amounts used in the known process.

Die bekannten, Verfahren. sind ferner erheblich unwirtschaftlicher als das vorliegende und darüber hinaus könnten Emulsionen mit .einem so hohen Emulgatorgehalt, z. B. für Straßenbauzwecke, wegen der bekannten Reemulgierungsgefahr überhaupt nicht verwendet werden..The known, procedures. are also considerably less economical than the present and beyond, emulsions with such a high emulsifier content, z. B. for Road construction purposes because of the known risk of re-emulsification not used at all ..

Durch das Verfahren gemäß der Erfindung werden nicht,nur die geschilderten Vorteile bei der Dispersionsherstellung erreicht, sondern es wird auch ein bisher großenteils unverwendbarer und wohlfeiler Stoff in; den Dienst der Technik gestellt mit bisher unbekannten, und nicht zu erwartenden Wirkungen.The method according to the invention does not, only those described Advantages achieved in the preparation of the dispersion, but it is also one so far largely unusable and cheap material in; put the service of technology with previously unknown and unexpected effects.

Beispiel i 5o g gepulverte Galalithabfälte werden in iooog Wasser unter Druck gelöst, dem man Sog festes Ätzkali zugesetzt hat. Diese Lösung wird auf eine Temperatur von, etwa 8o° C abgekühlt und alsdann zusammen mit iooo g Petrolasphalt, der auf etwa i io° erhitzt ist, durch eine rasch laufende Homogenisiermaschine gegeben. Es entsteht eine Bitumenemulsien, deren disperse Phase die übliche feine Teilchengröße von o,2 bis o,8 1, Durchmesser aufweist.Example i 50 g of powdered Galalithabfälte are in 10000 of water dissolved under pressure to which suction solid caustic potash has been added. This solution will cooled to a temperature of about 80 ° C and then together with 100 g petrol phalt, which is heated to about 10 °, given by a rapidly running homogenizing machine. The result is a bitumen emulsion whose disperse phase has the usual fine particle size from 0.2 to 0.81 in diameter.

Beispiel 2 2o g Galalithabfälle werden mit 2o g festem Ätzkali in Wasser aufgequollen und danach in :einem Autaklaven bei, etwa i1/2 Atm. Druck behandelt. Die so erhaltene auf i 5oo g aufgefüllte Lösung wird auf etwa 8o' C abgekühlt; darauf werden unter langsaurem Rühren i 5oo g Asphaltbitumen nach und nach einfließen gelassen. Es - entsteht eine grobkörnige Asphaltdispersion, deren ekzelne Teilchen bereits mit dem bloßen Auge erkennbar sind. Diese Dispersion ist zum Unterschied von der nach Beispiel i erhaltenen feinkörnigen, dunkelbraunen Dispersion schwarz gefärbt.Example 2 20 g of galalith waste are mixed with 20 g of solid caustic potash in Water and then in: an autoclave at, about i1 / 2 atm. Pressure treated. The resulting solution, which is made up to 1500 g, is cooled to about 80 ° C .; thereon i 500 g of asphalt bitumen are gradually poured in with slow acidic stirring. It creates a coarse-grained asphalt dispersion, the individual particles of which are already present can be seen with the naked eye. This dispersion is different from the fine-grained, dark brown dispersion obtained according to Example i colored black.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Process for the production of stable bituminous; Dispersions of various particle sizes, especially for road construction purposes, characterized in that the condensation products of proteins, especially of phosphorus proteins with formaldehyde, e.g. B. under the; protected Designation Galalith products known or those involved in the use and shaping waste generated from the same can be used, depending on the amount of waste used Emulsifiers and, depending on the intensity of the dispersing machines used, fine-grained ones or coarse-grained dispersions are obtained.

2. The method according to claim i, characterized characterized in that the emulsifiers mentioned therein in alkaline solution, swelling or suspension.