DE893702C

DE893702C - Verfahren zur Herstellung von lagerbestaendigen waesserigen Bitumenemulsionen

Info

Publication number: DE893702C
Application number: DEN937D
Authority: DE
Inventors: Willem Frederik Jense
Original assignee: Bataafsche Petroleum Maatschappij NV
Current assignee: Bataafsche Petroleum Maatschappij NV
Priority date: 1944-04-06
Filing date: 1944-05-14
Publication date: 1953-10-19

Description

Verfahren zur Herstellung von lagerbeständigen wässerigen Bitumenemulsionen Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von lagerbeständigen Bitumenemulsionen aus in wässerigen alkalischen Lösungen nicht oder schlecht emulgierbaren Bitumina.
Unter Bitumina werden gemäß der Erfindung verstanden: Asphaltbitumina, Teerbitumina, Teerpeche u. dgl.
Es ist bekannt, daß gewisse Asphaltbitumina in wäs£erigem alkalischem Medium, wie in einer wässerigen Lösung von Lauge, Soda, basischen Salzen, Ammoniak, organischen Basen u. dgl., als solche gut emulgierbar sind und Emulsionen mit hohem Dispersionsgrad und hoher Lagerbeständigkeit liefern. Diese Eigenschaft ist auf die in diesen Bitumina von Natur aus bereits vorhandene ausreichende Menge hochmolekularer Naphthensäuren zurückzuführen. Andere Asphaltbitumina enthalten viel weniger von diesen Säuren. Ihre Säurezahl beträgt beispielsweise o,5 oder weniger. Sie sind in wässerigem alkalischem Medium nicht emulgierbar oder lassen sich schwer emulgieren und liefern dann Emulsionen, die grob dispers sind und eine schlechte Lagerfähigkeit aufweisen. Man hat bereits versucht, diese nicht emulgierbaren Bitumina emulgierbar zu machen und die Emulgierbarkeit schlecht emulgierbarer Bitumina zu verbessern durch Zusatz einer Menge höhermolekularer Säuren, wie Fettsäuren, Naphthensäuren und Harzsäuren.
Es wurde nunmehr festgestellt, daß der Zusatz dieser Stoffe nicht immer die gewünschte Wirkung hat. Namentlich lassen sich in dieser Weise oft keine fein dispersen und lagerbeständigen Emulsionen erzielen. In Fällen, in denen dies wohl möglich war, konnte das gewünschte Resultat nur durch Emulgierung in Wasser mit relativ hohen Konzentrationen an alkalischem Stoff erzielt werden.
Die Erfindung liefert nun ein Verfahren, wonach in wässerigem alkalischem Medium. nicht oder schlecht emulgierbare Bitumina in Bitumina umgewandelt werden, die fein disperse und lagerbeständige Emulsionen liefern, ohne daß zu diesem Zweck die Emulgierung in einem wässerigen Medium mit relativ hoher Konzentration an alkalischer Substanz zu erfolgen braucht. Das Verfahren nach der Erfindung besteht darin, daß durch Kondensation unter Anwendung höhermolekularer Oxycarbonsäuren erhaltene Säuren zugesetzt werden.
Zur Herstellung der Kondensationsprodukte geht man zweckmäßig von Oxymonocarbonsäuren der-aliphatischen Reihe aus, die mehr als 15 Kohlenstoffatome im Molekül enthalten und die sowohl gesättigt als ungesättigt sein können. Als Beispiele für in Betracht kommende Säuren seien Oxystearinsäure, Oxypalmitinsäure, Oxybehensäure und Ricinolsäure genannt. Auch kommen Gemische dieser Säuren mit Carbonsäuren, die keine Hydroxylgruppen enthalten, wie ein Gemisch von Oxystearinsäure und Ölsäure, in Betracht. Die Kondensation dieser Säuren kann in jeder bekannten Art und Weise erfolgen, z. B. durch Erhitzung, gegebenenfalls unter Anwendung von Katalysatoren (wie Borfluorid), ferner durch Voltolisation usw. Die Kondensationsbehandlung wird vorzugsweise nicht weiter fortgesetzt als bis zur Entstehung von Säuren, die aus 2 oder 3 Molekülen der Ausgangssäuren aufgebaut sind.
Das Verfahren gemäß der Erfindung wird durch nachstehendes Beispiel erläutert: Es wurde versucht, ein irakisches Asphaltbitumen, Penetration bei 25° = i5o, Schmelzpunkt (Ring- und Kugelmethode) = 42° und Säurezahl = o,ii, in einer KOH-Lösung zu emulgieren. Verwendet wurden K GH-Lösungen mit Konzentrationen von o,2 bis 2 Gewichtsprozent K OH. Es konnten keine Emulsionen erzielt werden.
Dem Bitumen wurde nun so viel Ölsäure zugesetzt, daß die Säurezahl 1,3 betrug. Die Emulgierung erfolgte in wässerigen Lösungen mit verschiedenen, zwischen o,8 und 2 Gewichtsprozent liegenden K 0 H-Konzen-'trationen. Emulsionen mit der kleinsten Teilchengröße wurden bei Konzentrationen von 2 Gewichtsprozent K 0 H erhalten. Die mittlere Teilchengröße betrug dabei 8,u; keine der Emulsionen war demnach lagerbeständig.
Ein Zusatz von Schmierölnaphthensäuren (Molgewicht 2oo), bis das Bitumen eine Säurezahl von 1,3 hatte, führte bei Emulgierung in wässerigen Lösungen mit zwischen o,8 und 2 Gewichtsprozent liegenden K 0 H-Konzentrationen zu ungenügend stabilen Emulsionen. Die kleinste durchschnittliche Teilchengröße, und zwar 6,u, hatten diejenigen Emulsionen, deren Emulgierung in 2o/oigem KOH stattgefunden hatte.
Dagegen lieferte der Zusatz des durch Erhitzung von Stearinsäure während i Stunde auf i8o°, worauf die Säurezahl 7o betrug, erhaltenen Kondensationsproduktes in einer solchen Menge, daß die Säurezahl des Bitumens 1,3 betrug, ein Asphaltbitumen, das bei Emulgierung in o,8o/oigem KOH eine Emulsion mit Teilchengröße von i,5,u lieferte. Diese Emulsion blieb bei Lagerung während sehr langer Zeit stabil.
Es ist jedoch auch -möglich, mit einer bedeutend geringeren Menge dieses Kondensationsproduktes genügend fein disperse Bitumenemulsionen zu erhalten. So entsteht bei Zusatz des Kondensationsproduktes in einer solchen Menge, daß die Säurezahl des Gemisches o,5 beträgt, bei Emulgierung in o,6o/oigem K OH eine beständige Emulsion mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von 2,4,u.

Claims

PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Herstellung von lagerbeständigen wässerigen Bitumenemulsionen aus in wässerigen alkalischen Lösungen nicht öder schlecht emulgierbaren Bitumina, dadurch gekennzeichnet, daß das Emulgieren mit wässerigen alkalischen Lösungen unter -Zusatz von durch Kondensation höhermolekularer Oxycarbonsäuren, wie Oxystearinsäure, erhaltenen Säuren erfolgt.