DE607770C - Verfahren zur Herstellung von bituminoesen Massen - Google Patents

Description

• Verfahren zur Herstellung von bituminösen Massen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von hochwertigen bituminösen Massen.
• Erfindungsgemäß erhitzt man phenolhaltige Teere oder deren phenolhaltige teerige Abkömmlinge, wie z. B. phenolhaltige Teerpeche von Steinkohle, Braunkohle, Ligniten und Holz, ferner auch ölschieferprodukte, einzeln oder gemischt mit pflanzlichen Ölen, Fetten, Fettsäuren u. dgl. und mit Schwefelsäure, bis zur Bildung einer homogenen Masse. Die noch geschmolzene Kunstmasse kann vor oder nach Einverleibung beliebiger Füllstoffe durch Pressen geformt werden.
• Im Laufe der Erhitzung, welche je nach Art der verwendeten Rohstoffe sich in Temperaturgrenzen von rzo bis 3oo° und darüber bewegen kann, tritt eine Periode deutlich in Erscheinung, bei welcher oft unter Aufschäumen Gase und Dämpfe entwickelt werden. Es handelt sich hierbei in erster Linie um Schwefeldioxyd, aber auch um leichtsiedende Kohlenwasserstoffe und Phenole. Man arbeitet zweckmäßig während dieser Gasentwicklungsperiode, die der Bildung der homogenen Masse vorangeht, unter Unterdruck und gegebenenfalls nach dieser Periode unter Überdruck. Man erzielt so einen glatten und raschen, die Qualität fördernden Reaktionsverlauf. Die während der Gasentwicklungsperiode entweichenden Gase und Dämpfe, wie schweflige Säure, Kohlenwasserstoffe, Phenole, Kresole tt. dgl., werden aufgefangen und getrennt weiterverarbeitet, wodurch die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens günstig beeinflußt wird. Die so erzielten Nebenprodukte können auch direkt oder indirekt dem Verfahren wieder zugeführt werden.
• Zur Abstimmung der physikalischen Eigenschaften (Festigkeit, Härte, Zähigkeit usw.) der erzeugten bituminösen Massen kann man erfindungsgemäß, vorzugsweise nach der Gasentwicklungsperiade, der Reaktionsmasse kondensierend wirkende Stoffe, wie Aldehyde, Sikkative, ferner Harze, Harzöle oder solche enthaltende Abfallstoffe, insbesondere sogenanntes Tallöl, außerdem Bitumina; Teere u. dgl., zusetzen, wobei die dabei entweichenden Gase wieder aufgefangen und getrennt gewonnen werden können.
• Von den pflanzlichen Ölen bzw. Fetten eignen sich besonders z. B. Sonnenblumenöl, Rizinusöl und Leinöl, Hanföl, Sojabohnenöl und Holzöl. Es sind auch die Abfälle, so z. B. ranzig gewordene Öle, wie auch die sauren Raffinationsrückstände von Pflanzenölen und Fetten verwendbar.
• Die Schwefelsäure kann konzentriert oder verdünnt angewendet werden. Man kann auch die Abfallsäuren, welche z. B. aus Säureharzen durch Auslaugen gewonnen werden, verwenden.
• In der Hitze treten die einzelnen Komponenten miteinander in Reaktion. Die Schwefelsäure wirkt hierbei vermutlich oxydienend und polymerisierend. Um unerwünschte Reaktionen zu vermeiden, mischt man die phenolhaltigen Teere mit Pflanzenfetten zusammen und rührt erst dann die Schwefelsäure zu.
• Durch geeignete Wahl von Art und Mange der Ausgangsstoffe, ferner auch durch entsprechende Einhaltung der Verfahrensbedingungen, insbesondere der Temperatur und der Zeitdauer der Erhitzung, gelingt es, eine außerordentliche Mannigfaltigkeit an hochw ertigen bituminösen Kunstmassen mit den verschiedensten Eigenschaften zu erzeugen. Allen jedocr. gemeinsam ist die Möglichkeit der Schmelzung, wodurch ihr Anwendungsgebiet außerordentlich vielseitig ist.
• Die Schmelzpunkte können sich beispielsweise von 3o bis zu 2oo° und darüber erstrecken. Die erzielten Kunstmassen können gummi-, wachsartig, plastisch, elastisch, weich bis sehr hart sein. Sie können in geschmolzenem Zustand oder in gewissen organischen Lösungsmitteln, wie z. B. Benzol, Chloroform, Tetrachlorkohlenstoff usw., gelöst zur Imprägnierung, beispielsweise von Papier, Faserstoffen u. dgl., als überzugsmasse, Straßenbaustoffe und Kunstmasse für die Herstellung von Baukörpern Verwendung finden; sie können durch Pressen, Gießen oder auch mechanische Bearbeitung verformt werden. Es können Füllstoffe beliebiger Art, insbesondere organische Füllstoffe, wie Holzmehl, Fasern u. dgl., ferner Asbest, Zement, Metalleinlagen usw., der geschmolzenen oder knetbaren Masse einverleibt werden.
• Bemerkenswert ist die chemische Indifferenz dieser bituminösen Massen. Als wasserunlösliche Massen eignen sie sich gut als Isolatoren. Besonders auffallend ist ihre Elastizität. Manche Produkte besitzen auch noch bei o° eine merkbare Duktilität.
• Für die wirtschaftliche Durchführung des neuen Verfahrens ist :es von besonderer Bedeutung, daß reine Nebenprodukte gewonnen werden können. Dies gilt besonders von der schwefligen Säure, welche in hoher Konzentration anfällt. Auch die während der Gasentwicklungsperiode entweichenden Phenole und Kohlenwasserstoffe stellen verhältnismäßig reine Produkte dar, welche durch Fraktionierung o. dgl. voneinander und von der schwefligen Säure getrennt und einer weiteren Verwertung zugeführt werden können.
• In der französischen Patentschrift 68o538 ist ein Verfahren beschrieben, nach welcher aus trocknenden Ölen durch Oxydation mittels Schwefelsäure eine linoleumähnliche Masse gewonnen wird. Es wird zu diesem Zwecke auch schwefelsäur ereiches Säureharz angewendet. Bei diesem Verfahren wird so viel Schwefelsäure angewendet, wie zur Bildung des Linoxyns nötig ist. In diesem Falle sind keine Phenole zugegen, welche bekanntlich reaktionsfähige Stoffe darstellen und das Endprodukt wesentlich beeinflussen. Nach dem vorliegenden Verfahren werden phenolhaltige Teere und außer trocknenden Pflanzenölen hauptsächlich nichttrocknende Pflanzenöle in verhältnismäßig geringen Mengen angewendet, so daß das Endprodukt wesentlich von dem nach der französischen Patentschrift erhaltenen verschieden ist. Beispiel I Es wurden genommen: r. Braunkohlenschwelteer von folgender Zusammensetzung: spez. Gewicht o,98, Stockpunkt 37°, Wasser 2%, Paraffin 11 °'o, Benzolunlösliches 2%, Kreosot 25 %, Phenol 2o %, 2. rohes Sojabohnenöl, 3. konzentrierte Schwefelsäure.
• Es werden 1 ooo g Braunkohlenschwelteer mit roo g Schwefelsäure versetzt und verrührt. Man gibt nun loog Sojabohnenöl zu und erwärmt die Masse bei fortwährendem Umrühren. Bei 15o bis 16o° wird die Reaktion heftig, und das Erhitzen wird unterbrochen; trotzdem steigt die Temperatur. Bei 200° wird weitererhitzt, und es werden nun weitere 700 g Teer bei starkem Umrühren zugemischt. Bei 230° wird die Masse homogen.
• Das so erzielte Produkt, also das nach Abgang von anorganischen und organischen Gasen und Dämpfen homogene Endprodukt, @erinnert an Guttapercha. Durch 8tägiges Lagern in 8o%iger Flußsäure wurde das Produkt, ähnlich wie Guttapercha, nicht angegriffen. Ebensowenig übt konzentrierte Salzsäure, außer daß sie etwas verhärtend wirkt, eine Wirkung aus. r o %ige Schwefelsäure hat das Produkt innerhalb r o Tagen nicht angegriffen. Das Produkt ist weder in kaltem noch in heißem Wasser löslich, was ein Beweis dafür ist, daß die Phenole gebunden sind. Beispiel II 15o g Leinöl werden bis auf 18o° unter Umrühren erhitzt und dem Öl langsam und allmählich rooog Braunkohlenschwelteer, mit r 5o g konzentrierter Schwefelsäure vermischt, zugesetzt. Unter stetigem Umrühren wird die Temperatur, .erhöht. Bei etwa r 5o° tritt starkes Schäumen und Gasentwicklung, insbesondere von Schwefeldioxyd, ein. Die nicht gebundenen, also überschüssigen Phenoldämpfe beginnen bei etwa i 8o' mit überzugehen. Die entweichenden Gase können gesammelt, gereinigt, kondensiert, verflüssigt und die etwa zugleich :entweichenden Plhenole und Kohlenwasserstoffe ;auch fraktioniert werden. Bei etwa 25o° hört die Gasentwicklung, jedenfalls die des Schwefeldioxyds, auf. Es tritt nun Ruhe ein. Bei etwa 275 bis 28o° findet plötzlich die Homogenisierung statt. Die Heizung wird sofort abgestellt, damit eine Temperaturerhöhung und in der Folge eine Zerzetzung und Verkokung der .schon fertigen Masse vermieden wird. Man zieht nun die Masse ab. Das Produkt zeigt nachstehende Eigenschaften: Erweichungspunkt (Ring und Kugel) 61,5', Erweichungspunkt nach K r ä -m e r - S a r n o w 41,j', Tropfpunkt nach U b b ,e l o h d e 64,4', Spanne zwischen Tropfpunkt und Erweichungspunkt nach K r ä -mer-Sarnow 23°, Penetration bei 25° i2,5 mm, Duktilität bei 25° ioicm, Duktilität bei o° o,5 cm, Flammpunkt 235°, Löslichkeit in Chloroform, Benzol usw. 99,5%. Es riecht nicht nach Phenolen und ist in Wasser unlöslich.
• Eine mit der Masse ausgegossene Glasschale, während 6 Tage in konzentrierte Flußsäure gelegt, wurde nicht angegriffen.
• Es handelt sich um ein Produkt, das rein, vorzüglich jedoch gefüllt für Dachbedeckung, Straßenbau, Isolierzwecke usw. geeignet ist.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren. zur Herstellung von bituminösen Massen aus phenolhaltigen Teeren, dadurch gekennzeichnet, daß man phenolbaltige Teere oder deren phenolhaltige teerige Abkömmlinge und pflanzliche öle, Fette, fette öle, Fettsäuren, u. dgl. mit Schwefelsäure bis zur Bildung einer homogenen Masse erhitzt.
2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die während des Erhitzensentweichenden Stoffe aufgefangen, die anorganischen Gase von den organischen Dämpfen getrennt und für sich weiterverarbeitet werden, wobei gegebenenfalls während der Gasentwicklungsperiode, welche der Bildung der homogenen Masse vorangeht, Unterdruck und gegebenenfalls nach jener Periode Überdruck angewandt wird.
3. 3. Verfahren nach den Ansprüchen i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man während oder am Ende des Erhitzens bituminöse Stoffe, Kondensationsmittel, Harze, Harzöle :oder solche enthaltende Abfallstoffe, einzeln oder miteinander gemischt, zufügt.