DE695803C - Verfahren zur Herstellung von bituminoesen Bindemi - Google Patents

Description

• Verfahren zur Herstellung von bituminösen Bindemitteln, insbesondere für Straßenbauzwecke Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von bituminösen Bindemitteln aus Destillaten der Steinkohle, die gegenüber dem Steinkohlenteer bzw. den Straßenteeren, welche im Straßenbau, in der #Dachpappenindustrie u. dgl. in beträchtlichen Mengen verwendet werden, den Vorteil haben, daß sie eine bedeutend geringere Temperaturempfindlichkeit besitzen.
• Ein z. B. in eine Straßendecke eingebautes bituminöses Bindemittel ist erheblichen Temperaturschwankungen unterworfen. Im Sommer erreicht die Temperatur in der Straßendecke + 6o° C, bei welcher Temperatuf die Konsistenz des Bindemittels noch nicht tropfflüssig sein darf, da die Straßendecke sonst weich werden und.schwitzen würde, die winterliche Mindesttemperatur von - 2o° C darf das 43indemittel nicht veranlassen, spröde und daher brüchig zu werden, was ebenfalls zur Zerstörung der Straße unter den mechanischen Beanspruchungen führen würde.
• Während Asphalt und Bitumen der erwähnten Anforderung im großen und ganzen entsprechen, ist dies bei Teer bisher bei weitem nicht der Fall, @sö daß der Teer sowohl als Straßenteer als auch in Form veredelter Erzeugnisse noch nicht mit gleichem Erfolge. an Stelle von Asphalt und Bitumen, welche zum größten Teil aus dem Auslande kommen, verwendet werden konnte. Es ist ein gemeinsames Kennzeichen aller Asphaltdeckenarten, daß das Bindemittel nicht nur einen kittenden, sondern auch einen mittragenden Bestandteil der Decke darstellt; der prozentuelle Bindemittelgehalt in der Decke kann daher im Gegensatz zur Teerdecke so hoch gehalten werden, wie es für eine gute Haltbarkeit bzw. einen geringen Verschleiß der Decke günstig ist.
• Als man den Teer in den Straßenbau einzuführen begann, schlugen die Versuche, ihn in gleicher Weise wie den Asphalt bzw. das Biturnen zu verwenden, infolge seiner großen Temperaturempfindlichkeit fehl. Es wurden daher für den Teer spezielle Bauweisen entwickelt, nach. welchen der Teer nunmehr lediglich als das Mineralgerüst verkittender Bestandteil zur Verwendung gelangt.
• Ein das Verwendungsgebiet einschränkender Nachteil der Teerdecke ist der Umstand, daß sie eines steten Verkehrsdruckes bedarf, so daß eine Teerdecke nur auf Straßen verlegt werden darf, die über ihre ganze Breite gleichmäßig und durch Fahrzeuge aller Art befahren werden, so daß sie sich z. B. fitr: reine Automobilstraßen (Autobahnen) nickit', eignet. Es ist auch nach wie vor sehr schwie= rig, eine vollkommen zufriedenstellende Decke= herzustellen; je größer der Teeranteil in der Decke ist, desto eher weicht sie an warmen Sommertagen auf, je kleiner er ist, desto größer ist der Verschleiß der Straße.
• Aus diesen angeführten Gründen hat es daher nicht an Versuchen gefehlt, die Eigenschaften ,des Teeres denen von Asphalt bzw. Biturnen anzugleichen, ohne daß allerdings bisher in dieser Richtung ein nennenswerter Fortschritt bekanntgeworden wäre.
• Es wurde nun gefunden, daß man durch die bekannte Halogenierung von Straßenteer und anschließender Behandlung mit dehalogenierend wirkenden Mitteln, wie Metallen (Zink, Eisen u. dgl.), Alkalien, Erdalkalien (gehr. Kalk) oder organischen Verbindungen, wie Anilin, Pyridin u. dgl., eine bedeutende Verminderung der Temperaturempfindlichkeit erreicht.
• Ein gleiches Ergebnis wird erreicht, wenn Anthrazenöl (Straßenteer besteht aus Pech -1- Anthrazenöl) zunächst halogeniert, darauf dehalogeniert und schließlich entsprechend der gewünschten Endkonsistenz mit Steinkohlenteerpech gemischt wird.
• Schon die durch die Halogenbehandlung eingeleitete Polymerisation (Verharzung) vermindert die Temperaturempfindlichkeit, allerdings in nur geringem Maße. Durch entsprechende Wahl der Reaktionsbedingungen für die Halogenbehandlung (Temperatur, Druck) hat man es in der Hand, diese so zu leiten, wie es für die Verringerung der Temperaturempfindlichkeit am günstigsten ist. Die durch die-anschließende Dehalogenierung hervorgerufene weitere Polymerisation verläuft für die Verminderung der Temperaturempfindlichkeit sehr günstig. Auch diese läßt sich naturgemäß durch entsprechende Wahl der Reaktionsbedingungen lenken.
• -Die Halogenbehandlung wird so vorgenomiÜe@i, daß in auf 8o bis 13o° C erhitzten Teer -b^zw. auf 5o bis 9o° C erhitztes Öl einfach Halogen (Chlor oder Brom) eingeleitet wird, wobei für mechanische Mischung Sorge getragen wird. Diese wird durch Rührwerk oder durch Durchpumpen eines indifferenten Gases (Stickstoff) gegebenenfalls im Kreislauf besorgt. Zur Dehalogenierung wird der Teer bzw. das Öl bei ungefähr den gleichen Temperaturen mit dem Dehalogenierungsmittel versetzt und einige Stunden gerührt. Bei Verwendung von Metallen, gehr. Kalk u. dgl. setzen sich diese nach beendetem kühren anl-Boden ab, so daß der polymerisierte Teer bzw. das, öl schließlich einfach (solange er heiß ist). abgezogen bzw. abgegossen werden kann.
• Gemäß vorliegender Erfindung ist es nunmehr gegeben, aus Steinkohlenteer bzw. dessen Fraktionen auf eine sehr einfache Weise bituminöse Bindemittel herzustellen, die in der Temperaturfestigkeit nicht hinter Asphalt und Bitumen zurückstehen. Zerreißprüfungen ergaben, daß auch die Zugfestigkeitswerte der neuen Bindemittel im Rahmen der Zugfestigkeitswerte von Asphalten und Bitumina liegen. . Beispiel i In 30o Gewichtsteile Straßenteer 60/4o wurden bei i i o° C in beschriebener Weise in einer Zeit von 5 Stunden 22 Gewichtsteile Chlor eingeleitet. Um den gegen das Reaktionsende zu in zunehmender Menge entstehenden Chlorwasserstoff auszutreiben, wurde gegen Ende der Reaktion-zusammen mit dem Chlor Stickstoff durch den Teer geleitet (im Verhältnis 5 C12: i N2). Durch diese Behandlung wurde die- Viscosität bereits-beträchtlich erhöht, die Temperaturfestigkeit dagegen nur wenig. Eine Probe ergab:

  Tropfpunkt (Ubbelohde) ............................... q.1,2° C,

  Erweichungspunkt (Krämer-Sarnow) ................... 2o,9° C,

  Temperaturspanne somit ................................. 2o,3° C.

  Nun wurden unter weiterem Rühren bei 5stündigem Rühren wurde absitzen gelassen der gleichen Temperatur 25 Gewichtsteile und darauf der behandelte Teer abgezogen, wel-Eisenpulver allmählich eingetragen. Nach cher nun folgende Konsistenzpunkte aufwies:

  Tropfpunkt (Ubbelohde) ............................... 58,2° C,

  Erweichungspunkt (Krämer-Sarnow) ................... 29,o° C,

  Spanne Tropfpunkt-Erweichungspunkt .................. 2g,2° C.

  Brechpunkt (Fraas) ............ . ....................... -1q.,0° C,

  Spanne Tropfpunkt-Brechpunkt ........................ 72,2° C.

  Beispiel: 3oo Gewichtsteile Straßenteer 60/4o wurden bei i oo° C in oben geschilderter Weise init 18 Gewichtsteilen Brom. behandelt. Konsistenzpunkte nach der Behandlung:

  Tropfpunkt (Ub b e 1 o h d e) ............................... ¢6,2°- C,

  Erweichungspunkt (Krämer-Sarnow) ................... 22,2° C,

  Temperaturspanne...................................... 2q.,3° C.

  Darauf wurde wie in Beispiel i mit 2o Gewichtsteilen Eisenpulver behandelt:

  Tropfpunkt (Ubbelohde) ...... .......................... -6z,3° C,

  Erweichungspunkt (Krämer-Sarnow) ................... 3o,2° C,

  Temperaturspanne ..........".......................... 31,1° C.

  0

  Brechpunkt (Fraas) ...................................... -13,g° C,

  Spanne Tropfpunkt-Erweichungspunkt .................. 7q.,8° C.

  Beispiel 3 30o Gewichtsteile Straßenteer 60/q.0 wurden wie in Beispiel@i mit Chlor und darauf mit 26 Gewichtsteilen gebr. Kalk behandelt. Die Konsistenzpunkte des Endproduktes waren folgende: -

  Tropfpunkt (Ubbelohde)............................... 5o,6° C,

  Erweichungspunkt (Krämer-Sarnow) ................... 26,q.° C,

  Spanne ................................................ ......................................... 2q-,2° C:

  Brechpunkt (Fraas) .................................... -11,5° C,

  Spanne Tropfpunkt-Erweichungspunkt .................. 62,1° C.

  Be-ispiel4 In 30o Gewichtsteile Anthrazenöl wurde bei 8o° C Chlor eingeleitet, bis das Öl 6o Gewichtsteile Chlor aufgenommen hatte. Darauf wurde mit 54 Gewichtsteilen Eisenpulver behandelt. Die Viscosität des Öles hatte den i8fachen Wert der Viscosität vor der Eisenbehandlung. Nun wurde das behandelte Anthrazenöl im Verhältnis 4o : 6o mit Steinkohlenteerpech gemischt, so daß schließlich ein Bindemittel mit folgenden Kennzahlen vorlag:

  Tropfpunkt (Ubbelohde) ............................... 6#,9° C,

  Erweichungspunkt (Krämer=Sarnow) ..................... q.1,6° C,

  Temperaturspanne ...................................... 2q.,3° C.

  Brechpunkt (Fraas) ..................................... + 2,o° C,

  Spanne Tropfpunkt-Erweichungspunkt .................. 63,9°-C.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Herstellung von bituminösen Bindemitteln, insbesondere für Straßenbauzwecke, dadurch -gekennzeichnet, daß halogenierte Destillate der Steinkohle -mit dehalogenierend wirkenden Mitteln behandelt werden.