PL128241B1 - Method of manufacture of sulfur materials - Google Patents

Method of manufacture of sulfur materials Download PDF

Info

Publication number
PL128241B1
PL128241B1 PL22279380A PL22279380A PL128241B1 PL 128241 B1 PL128241 B1 PL 128241B1 PL 22279380 A PL22279380 A PL 22279380A PL 22279380 A PL22279380 A PL 22279380A PL 128241 B1 PL128241 B1 PL 128241B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
amount
sulfur
reaction product
weight
hydrocarbon
Prior art date
Application number
PL22279380A
Other languages
Polish (pl)
Other versions
PL222793A1 (en
Original Assignee
Southwest Res Inst
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Southwest Res Inst filed Critical Southwest Res Inst
Priority to PL22279380A priority Critical patent/PL128241B1/en
Publication of PL222793A1 publication Critical patent/PL222793A1/xx
Publication of PL128241B1 publication Critical patent/PL128241B1/en

Links

Landscapes

  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania tworzywa siarkowego, nadajacego sie do wyrobu powlok, nawierzchni dróg, pokryc dachowych, w tym równiez gontów i podobnych wyrobów, które zwykle zawieraja asfalt lub cement portlandzki jako istotny skladnik.Elementarna siarka jest czesto stosowana w budownictwie ladowym i wodnym oraz w prze¬ mysle budowlanym. Do tych celów czysta siarke elementarna miesza sie z niezdolnymi do reakcji wypelniaczami, róznego rodzaju kruszywem lub podobnymi produktami, przy czym, aby produkty dawaly sie obrabiac, powinny zawierac 18-30% wagowych siarki.Wynalazek umozliwia wyrabianie takich dajacych sie obrabiac produktów przy uzyciu wypel¬ niaczy, kruszyw i podobnych materialów i malych ilosci siarki, wynoszacych 4-8% wagowych tworzywa.Gdy czysta siarke elementarna ogrzewa sie do temperatury 120°C, to jest zblizonej do temperatury topnienia siarki, a nastepnie chlodzi do temperatury pokojowej, wówczas zawsze powstaje siarka jednoskosna, przeksztalcajaca sie nastepnie w siarke rombowa. Jezeli zas ogrzewa sie siarke do temperatury powyzej 159°C, wówczas stop zawiera glównie mieszanine siarki S% i siarki polimerycznej w stanie równowagi. Przy naglym ochlodzeniu takiego stopu otrzymuje sie siarke zwana siarka plastyczna, gdyz mieszanina siarki polimerycznej z „niekrystaliczna" siarka S8 ma wlasciwosci plastyczne. Tewlasciwosci zanikaja jednak szybko w zwyklach warunkach tempe¬ ratury i cisnienia i siarka staje sie krucha. Czynionojuz wiele wysilków, aby przez mieszanie siarki z dodatkami kruchosc te zmniejszyc, ale zaden ze znanych sposobów nie umozliwa wytwarzania produktów o wlasciowosciach zblizonych do wlasciwosci asfaltu, co wlasnie umozliwia sposób wedlug wynalazku.Prawie wszystkie znane dodatki, stosowane w celu modyfikowania elementarnej siarki, naleza do grupy polimerycznych wielosiarczków lub stanowia substancje, które reagujac z elementarna siarka daja in situ polimeryczne wielosiarczki. Proponowano stosowac te wielosiarczki w celu hamowania lub zapobiegania kruchosci, ale w praktyce okazalo sia, ze aby otrzymac tworzywo o wlasciwosciach podobnych do wlasciwosci kauczuku trzeba stosowac wielosiarczki w ilosci 30-40% wagowych tworzywa, podczas gdy ze wzgledów ekonomicznych tworzywo mogace w pewnej mierze konkurowac z asfaltem nie powinno zawierac wiecej niz 10% wagowych polisiarczków.2 128241 Proponowano równiez stosowac monomer styrenu jako modyfikator siarki, ale i w tym przypadku, przy stosowaniu nawet 30-50% wagowych styrenu, otrzymuje sie wprawdzie ciekle produkty, które przechlodzone sa wprawdzie podobne do asfaltu, lecz sa nietrwale. Jezeli zas produkty takie przy ich wytwarzaniu przegrzeje sie lub prowadzi reakcje skladników w ciagu zbyt dlugiego czasu, to wlasciwosci takich produktów ulegaja stalym zmianom, tworzywo staje sie kruche, rozpada sie i ma bardzo przykry zapach.Ostatnio jako modyfikator siarki proponowano dwucyklopentadien. Jednakze, weglowodór ten uzyty w wiekszych ilosciach, np. wiekszych niz 5% wagowych w stosunku do ilosci siarki, w temperaturze powyzej 150°C reaguje z siarka tak, ze wytwarza sie zel uniemozliwiajacy dalsza obróbke, poniewaz nie mozna go ponownie stopic. Z tego tez wzgledu przewaznie stosuje sie mniej niz 5% wagowych dwucyklopentadienu w stosunku do ilosci siarki i aczkolwiek otrzymuje sie produkty o wlasciwosciach lepszych od wlasciwosci siarki, to jednak twarde i kruche. Jedna z zalet sposobu wedlug wynalazku jest to, ze umozliwia on stosowanie dosc duzych ilosci dwucyklopenta¬ dienu, np. 10-20% w stosunku do ilosci otrzymanego tworzywa siarkowego, bez obawy wytwarza¬ nia sie zelu.Na rysunku fig. 1 przedstawia wykres zaleznosci lepkosci niektórych tworzyw od temperatury, a fig. 2 przedstawia krzywa wykresu rozciagania niektórych tworzyw.Cecha sposobu wedlug wynalazku jest to, ze elementarna siarke poddaje sie w okreslonych warunkach reakcji z co najmniej dwoma weglowodorami. Jako jeden weglowodór stosuje sie weglowodór polinienasycony, majacy co najmniej dwa wiazania podwójne i którego czesc nienasy¬ cona czasteczki ma zdolnosc reagowania z elementarna siarka. Gdy taki weglowodór reaguje z siarka sam, wówczas wystepuje tendencja do wytwarzania sie zelu, jak to opisano wyzej w odniesieniu do cyklopentadienu. Jezeli jednak siarka reaguje takze z drugim weglowodorem, który ma jedna lub wieksza liczbe nienasyconych grup zdolnych do reakcji z elementarna siarka, wówczas zapobiega to wytwarzaniu sie zelu i uzyskuje sie tworzywo o wlasciwosciach podobnych do wlasciwosci asfaltu i mogace zastepowac asfalt. Fakt ten jest calkowicie nieoczekiwany, gdyz w wyniku reakcji samego tylko pierwszego z wyzej wymienionych weglowodorów z siarka otrzymuje sie produkt o konsystencji zelu, a gdy reakcji z siarka poddaje sie tylko sam drugi z wymienionych weglowodorów, wówczas uzyskuje sie mase twarda i krucha. Natomiast, w wyniku reakcji obu tych weglowodorów z siarka, otrzymuje sie tworzywo o wlasciwosciach podobnych do wlasciwosci asfaltu.Ta zasadnicza zmiana wlasciwosci elementarnej siarki, wywolywana przez opisane wyzej reakcje, jest zilustrowana z jednego punktu widzenia na fig. 1, przedstawiajacej wykres zmian lepkosci w mm2/s w zaleznosci od temperatury. Krzywa odnoszaca sie do lepkosci siarki jest oznaczona przez napis „elementarna siarka". Jak wiadomo, w miare podwyzszania temperatury siarki powyzej jej temperatury topnienia, nastepuje stopniowy spadekjej lepkosci az do osiagniecia temperatury okolo 159°C, po czym dalszy wzrost temperatury powoduje szybki wzrost lepkosci stopionej siarki, przy czym lepkosc ta wzrasta wielokrotnie szybciej niz temperatura.Na figurze 1 pokazano równiez krzywe lepkosci dwóch znanych gatunków asfaltu, oznaczo¬ nych na fig. 1 symbolami AC-10 i AC-20. Na fig. 1 krzywa lepkosc korzystnej odmiany tworzywa ze zmodyfikowana siarka wedlug wynalazku jest oznaczona „Sulphlex 233". Charakterystyczne podobienstwo krzywej „lepkosci" tworzywa Sulphlex do krzywych lepkosci asfaltów i porównanie tych krzywych z krzywa lepkosci elementarnej siarki wykazuje, jak znacznie zmieniaja sie wlasci¬ wosci elementarnej siarki przy poddawaniu jej procesowi wedlug wynalazku.Jak podano wyzej, jezeli reakcji z siarka poddaje sie sam tylko jeden z opisanych wyzej dwóch weglowodorów, wówczas wytwarza sie zel. Stosowane tu okreslenie „zel" oznacza produkt, który w temperaturze pokojowej jest kruchy, chociaz podobny do kauczuku, ale jest to produkt nieodwra¬ calny, gdyz po ponownym ogrzaniu zachowuje konsystencje stala i nie przechodzi w ciecz.Przykladami takich weglowodorów polinienasyconych sa dwuolefiny i trójolefiny o 4-20 atomach wegla w czasteczce, takie jak butadien, heksadien, oktadien itp. Moga to tez byc cyklodwuolefiny lub cyklotrójolefiny o 4-20 atomach wegla, takie jak dwucyklopentadien, metylocyklopentadien, cyklooktadien-1,5, cyklododekatrien-1,5,9, myrcen, cyklooktadien-1,7 oraz cykloolefiny o zdol¬ nym do reakcji z siarka podwójnym wiazaniu w lancuchu bocznym, takim jak grupa winylowa lub allilowa, np. 4-winylocykloheksen-l. Mozna tez stosowac aryloweglowodory o dwóch lub wiekszej liczbie olefinowych lancuchów bocznych, takie jak dwuwinylobenzen, dwuallilobenzen itp.128 241 3 Korzystnie jako pierwszy weglowodór stosuje sie dwucyklopentadien. Ilosc polinienasyconego weglowodoru stosowanego zgodnie z wynalazkiem powinna wynosic 5-20%, akorzystnie 10-15% wagowych w stosunku do ilosci otrzymanego produktu reakcji. W przypadku dwucyklopentadienu korzystnie jest stosowac go w ilosci 10-20% wagowych w stosunku do ilosci produktu.Jako drugi weglowodór, majacy jedna lub wieksza liczbe nienasyconych grup zdolnych do reakcji z siarka, stosuje sie taki weglowodór, który reagujac z siara sam nie daje zelu, ale twarde i kruche tworzywo o wlasciwosciach innych niz wlasciwosci asfaltu. Weglowodór ten, poddawany reakcji z siarke razem z pierwszym weglowodorem, zapobiega wytwarzaniu sie zelu. Jako takie weglowodory stosuje sie jednoolefiny o 2-20 atomach wegla, takie jak buten, okren itp., cyklojed- noolefiny o 4-20 atomach wegla, takie jak cyklopenten, cyklookten, ot- i /3-pinen itp., aryloweglo- wodory z bocznym lancuchem olefinowym, takie jak winylobenzen, winylotoluen, allilobenzen, allilotoluen, itp., a korzystnie szosuje sie dwupenten. Równiez i ten drugi weglowodór stosuje sie w ilosci 5-20%, a korzystnie 10-15% wagowych w stosunku do ilosci produktu reakcji. Laczna ilosc obu weglowodorów powinna wynosic 25-30% wagowych w stosunku do ilosci produktu reakcji.W razie potrzeby mozna stosowac mieszaniny dwóch lub wiekszej liczby pierwszych weglowo¬ dorów i dwóch lub wiekszej liczby drugich weglowodorów. Na przyklad, korzystnie jest stosowac winylotoluen lub pinen w ilosci 5-15% wagowych w stosunku do ilosci produktu, razem z dwucy- klopentadienem i dwupentenem.Produkt wytwarzany sposobem wedlug wynalazku mozna mieszac, z innymi substancjami, w celu polepszenia okreslonych cech ostatecznego produktu. Na przyklad, barwe tworzywa wytwa¬ rzanego sposobem wedlug wynalazku, to jest barwe od kremowej przezjasnobrazowa do zóltej lub pomaranczowej, mozna przez dodawanie smoly weglowej lub asfaltu naftowego przeprowadzac w barwe czarna. Stwierdzono, ze dodatek smoly weglowej sprawia, ze ostateczny produkt jeszcze lepiej zachowuje swa elastycznosc. Ilosc dodawanej smoly weglowej moze byc rózna, ale zwykle korzystnie stosuje sie dodatek smoly weglowej w ilosci 5-25% wagowych w stosunku do ilosci produktu reakcji siarki z weglowodorami. Stwierdzono takze, ze smola weglowa i asfalt mozna mieszac w dowolnym stosunku z tworzywem otrzymanym zgodnie z wynalazkiem. Wprawdzie mozna bylo oczekiwac, ze smola weglowa bedzie sie dobrze mieszac z tym tworzywem, poniewaz, jak wiadomo, miesza sie ona dobrze z siarka, dajac produkt jednofazowy, ale nie mozna sie bylo spodziewac, ze równiez i asfalt bedzie sie dobrze mieszal, poniewaz siarka i asfalt nie mieszaja sie latwo i rozpuszczalnosc siarki w asfalcie zwykle wynosi tylko do okolo 20% wagowych.Zgodnie z wynalazkiem, elementarna siarke i weglowodory miesza sie razem i inicjuje reakcje przez ogrzanie mieszaniny do temperatury 120-200°C, po czym nastepuje egzotermiczna reakcja.Zwykle wystarcza ogrzanie do temperatury okolo 150-160°C i dalsze ogrzewanie staje sie zbyte¬ czne, a niekiedy trzeba nawet chlodzic mieszanine reakcyjna, aby nie dopuscic do ogrzania sie do temperatury, w której zachodzi zbyt silne wytwarzanie piany lub nadmierne utlenianie sie nieprze- reagowanych zwiazków organicznych, jezeli proces prowadzi sie w otwartym naczyniu. Stwier¬ dzono, ze po rozpoczeciu sie reakcji egzotermicznej korzystnie jest utrzymywac mieszanine w temperaturze okolo 150-175°C. Oczywiscie, jezeli proces prowadzi sie w naczyniu zamknietym, to mozna zezwolic na ogrzanie sie mieszaniny do wyzszej temperatury, bez obawy utleniania sie zwiezków organicznych. Czas trwania reakcji zalezy od temperatury, ale zwykle wynosi 1-8 godzin.Mozna tez ogrzewac siarke do stopienia sie i nastepnie dodawac weglowodory przy równo¬ czesnym ogrzewaniu jak podano wyzej. W takim przypadku korzystniejest dodawac oba weglowo¬ dory równoczesnie lub najpierw drugi weglowodór, a nastepnie pierwszy, gdyz przy odwróceniu tej kolejnosci zachodzi mozliwosc, ze przy dodaniu najpierw pierwszego weglowodoru w ilosci wiek¬ szej niz 5% wagowych zacznie sie wytwarzac zel, co utrudni dodawanie drugiego weglowodoru i rozrywanie zelu.Niekiedy w celu przyspieszenia reakcji korzystnie jest dodawac do mieszaniny reakcyjnej mala ilosc katalizatora. Odpowiednimi katalizatorami sa wielosiarczki. Szczególnie korzystnie jest prowadzic proces w naczyniu, w którym byl onjuz uprzednio prowadzony, gdyz wówczas pozosta¬ losci wytworzonego produktu dzialaja jak katalizator.Szczególnie korzystnymi preparatami wytwarzanymi sposobem wedlug wynalazku sa Sul- phlex 230 i Sulphlex 233. Pierwszy z nich zawiera w stosunku wagowym 70% siarki, 15% dwucyklo¬ pentadienu i 15% dwupentenu, a drugi 70% siarki, 8% winylotoluenu, 12% dwucyklopentadienu i 10% dwupentenu. Oba te produkty wytarza sie ogrzewajac skladniki do temperatury okolo 150°C,128241 5 Tworzywo to nadaje sie nie tylko do wytwarzania nawierzchni drogowych, ale takze moze byc stosowane jako spoiwo i kit w budownictwie, do uszczelniania i sklejania, do smolowania dachów, do impregnowania rur i pokrywania dachów filcem, do wiazania gontów, do wytwarzania powlok i uszczelniec emulsyjnych i do wyrobu powlok ochronnych i wodoszczelnych. Glówna zaleta two¬ rzywa jest jednak to, ze moze ono zastepowac asfalt. Zalta tego tworzywa jest tez to, ze jego masa wlasciwa jest 1,5-1,7 raza wieksza niz asflatu i w odróznieniu od asfaltu, którego masa wlasciwa jest równa masie wlasciwej wody, powloki z tego tworzywa stosowane pod woda, zwlaszcza morska, nie maja tendencji do wyplywania.Powazna zaleta omawianego tworzywa jest tez jego odpornosc na dzialanie weglowodorów parafinowych, takich jak benzyna, olej gazowy i olej silnikowy.Tworzywowytwarzane sposobem wedlug wynalazku, zwlaszcza zawierajace dwucyklopentadien, ma te istotna wyzszosc nad asfal¬ tem, ze jest samogasnace. Próby zapalania za pomoca plomienia propanowego tworzywa zawiera¬ jacego w stosunku wagowym 61% siarki, 13% winylotoluenu, 13% dwucyklopentadienu i 13% smoly weglowej wykazaly, ze natychmiast po odsunieciu palnika na powierzchni tworzywa pow¬ staje zweglona warstwa powodujaca gasniecie. Próby przeprowadzone w takich samych warun¬ kach z asfaltem AC-10 wykazaly, ze asfalt pali sie i po usunieciu palnika i proces ten trwa az do calkowitego spalenia sie asfaltu. Ta cecha tworzywa wytwarzanego sposobem wedlug wynalazku ma szczególne znaczenie przy stosowaniu tego twarzywa na pokrycia dachów.Zastrzezenia patentowe . 1. Sposób wytwarzania tworzywa siarkowego mogacego zastepowac asfalt lub cement port¬ landzki, znamienny tym, ze elementarna siarke miesza sie z jednym weglowodorem, takim jak dwucyklopentadien, metylocyklopentadien, dwuwinylobenzen, cyklooktadien, cyklododekatrien, oktadien lub myrcen oraz z drugim weglowodorem, takim jak dwupenten, styren, winylotoluen, pinen albo okten, stosujac jeden i drugi weglowodór w ilosci 5-20% wagowych w stosunku do ilosci siarkowego produktu reakcji, po czym mieszanine ogrzewa sie do temperatury co najmniej 120°C, to jest do temperatury dostatecznie wysokiej do wywolania egzotermicznej reakcji skladników mieszaniny. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze stosuje sie winylotoluen w ilosci 5-15% wagowych w stosunku do ilosci siarkowego produktu reakcji. 3. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze stosuje sie pinen w ilosci 5-15% wagowych w stosunku do ilosci siarkowego produktu reakcji. 4. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze reakcje prowadzi sie w obecnosci malej ilosci organicznego wielosiarczku jako katalizatora. 5. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze do produktu reakcji dodaje sie smole weglowa w ilosci 5-15% wagowych w stosunku do ilosci produktu reakcji.128241 mm2/s 200000. 20000. 2381. 1833.W. 336- 202" 100- 10. 1 W \\ \ \ \AC-20 SULPHLEX 2^^^^ ^^^s*^ ' 1 1 1 1 cc °°/ **/ zz 5 z/ Lu Ii/ —-tyj 1 A r ^43 |4000 66 93 121 0p25U Q0508 OJ0762 cm Rg.1 Fig.2 Pracownia Poligraficzna UP PRL. Naklad 100 egz.Cena 100 zl PLThe subject of the invention is a process for the production of sulfur material, suitable for the production of coatings, road surfaces, roofing, including shingles and similar products, which usually contain asphalt or Portland cement as an essential ingredient. Complementary sulfur is often used in civil engineering and hydraulic engineering, and in the construction industry. For these purposes, pure elemental sulfur is mixed with non-reactive fillers, various types of aggregates or similar products, but in order for the products to be workable, they should contain 18-30% by weight of sulfur. The invention makes it possible to produce such workable products using fillers. Aggregates, aggregates and similar materials and small amounts of sulfur, 4-8% by weight of the material. When pure elemental sulfur is heated to a temperature of 120 ° C, which is close to the melting point of sulfur, and then it cools to room temperature, it always forms monoclinic sulfur, which then transforms into rhombic sulfur. If the sulfur is heated to a temperature above 159 ° C, then the alloy consists mainly of a mixture of sulfur S% and polymeric sulfur at equilibrium. Upon sudden cooling of such an alloy, a sulfur called plastic sulfur is obtained, as the mixture of polymeric sulfur with "non-crystalline" sulfur S8 has plastic properties. These properties, however, disappear quickly under ordinary conditions of temperature and pressure and the sulfur becomes brittle. mixing sulfur with additives will reduce these brittleness, but none of the known methods makes it possible to produce products with properties similar to those of asphalt, which is what makes the method according to the invention possible. Almost all known additives, used to modify elemental sulfur, belong to the group of polymeric polysulfides or are substances which react with elemental sulfur to produce polymeric polysulfides in situ It has been proposed to use these polysulfides to inhibit or prevent brittleness, but in practice it has turned out that in order to obtain a material with properties similar to those of rubber, polysulfides must be used in an amount 30-40% by weight of the material, while for economic reasons, the material, which to some extent could compete with asphalt, should not contain more than 10% by weight of polysulfides.2 128241 It was also proposed to use styrene monomer as a sulfur modifier, but also in this case, when using even 30 -50% by weight of styrene, although liquid products are obtained, which when cooled are similar to asphalt, but are unstable. If such products are overheated during their production or the ingredients react for too long, the properties of such products change constantly, the material becomes brittle, disintegrates and has a very unpleasant odor. Recently, dicyclopentadiene has been proposed as a sulfur modifier. However, when this hydrocarbon is used in greater amounts, e.g. more than 5% by weight of the amount of sulfur, it reacts with sulfur at temperatures above 150 ° C so that it forms a gel which prevents further processing because it cannot be re-melted. For this reason, less than 5% by weight of dicyclopentadiene based on the amount of sulfur is usually used, and although products with properties better than sulfur are obtained, they are nevertheless hard and brittle. One of the advantages of the process according to the invention is that it allows the use of relatively large amounts of bicyclopentadiene, e.g. 10-20% of the amount of sulfur material obtained, without the risk of gel formation. Figure 1 shows a diagram of the relationship. the viscosity of some materials versus temperature, and Fig. 2 shows the tensile curve of some materials. A feature of the method according to the invention is that elemental sulfur is reacted under certain conditions with at least two hydrocarbons. As one hydrocarbon, a polyunsaturated hydrocarbon having at least two double bonds and the unsaturated part of the molecule is capable of reacting with elemental sulfur is used. When such a hydrocarbon reacts with sulfur on its own, there is a tendency to form a gel, as described above for cyclopentadiene. However, if the sulfur also reacts with the second hydrocarbon, which has one or more unsaturated groups capable of reacting with elemental sulfur, this prevents the formation of a gel and produces a material with properties similar to those of asphalt and able to replace asphalt. This fact is completely unexpected, because the reaction of only the first of the above-mentioned hydrocarbons with sulfur produces a gel-like product, and when only the second of the above-mentioned hydrocarbons is reacted with sulfur, then a hard and brittle mass is obtained. On the other hand, the reaction of both of these hydrocarbons with sulfur produces a material with properties similar to those of asphalt. This fundamental change in the elemental properties of sulfur, caused by the reactions described above, is illustrated from one point of view in Fig. 1, which presents a graph of changes in viscosity in mm2 / s depending on temperature. The curve relating to sulfur viscosity is marked with the inscription "elemental sulfur". As it is known, as the temperature of sulfur increases above its melting point, its viscosity gradually decreases until it reaches a temperature of about 159 ° C, then a further increase in temperature causes a rapid increase in viscosity of molten sulfur, the viscosity increasing many times faster than the temperature. Figure 1 also shows the viscosity curves of two known grades of asphalt, denoted in Figure 1 by the symbols AC-10 and AC-20. Figure 1 shows the viscosity curve of a preferred type of material. that the modified sulfur according to the invention is designated "Sulphlex 233". The characteristic similarity of the Sulphlex "viscosity" curve to bitumen viscosity curves and the comparison of these curves with the elemental sulfur viscosity curve shows how significantly the elemental sulfur properties change when subjected to the process according to the invention. As stated above, if sulfur reacts by itself only one of the two hydrocarbons described above, then a gel is produced. The term "gel" as used herein means a product which is brittle at room temperature, although similar to rubber, but is an irreversible product, as it retains a solid consistency after reheating. Examples of such polyunsaturated hydrocarbons are diolefins and trolefins with 4-20 carbon atoms in the molecule, such as butadiene, hexadiene, octadiene, etc. These may also be cyclodiolefins or cyclottrolefins with 4-20 carbon atoms such as methylcyclopentadiene, dicyclopentadiene , cyclooctadiene-1,5, cyclododecatriene-1,5,9, myrcene, cyclooctadiene -1.7, and cycloolefins having a sulfur-capable side chain double bond such as a vinyl or allyl group, for example 4-vinylcyclohexene-1. It is also possible to use aryl hydrocarbons having two or more olefinic side chains, such as divinylbenzene, diallylbenzene and the like. 128 241 3 Preferably, dicyclopentadiene is used as the first hydrocarbon. The amount of polyunsaturated hydrocarbon used in the invention should be 5-20%, preferably 10-15% by weight, based on the amount of the reaction product obtained. In the case of dicyclopentadiene, it is preferable to use it in an amount of 10-20% by weight based on the amount of the product. As the second hydrocarbon having one or more unsaturated groups capable of reacting with sulfur, it is a hydrocarbon which, by reacting with colostrum, does not gel by itself. but a hard and brittle material with properties other than those of asphalt. This hydrocarbon, reacted with the sulfur together with the first hydrocarbon, prevents the formation of a gel. As such hydrocarbons used are mono-olefins with 2-20 carbon atoms such as butene, ocrene and the like, cycloidonoolefins with 4-20 carbon atoms such as cyclopentene, cyclooctene, ot- and β-pinene etc., aryl hydrocarbons with an olefin side chain such as vinylbenzene, vinyltoluene, allylbenzene, allyltholuene, etc., and preferably dipentene is used. The latter hydrocarbon is also used in an amount of 5-20%, preferably 10-15% by weight relative to the amount of the reaction product. The total amount of both hydrocarbons should be 25-30% by weight of the amount of the reaction product. Mixtures of two or more first hydrocarbons and two or more second hydrocarbons may be used if desired. For example, it is preferable to use vinyl toluene or pinene in an amount of 5-15% by weight based on the amount of the product together with bicyclopentadiene and dipentene. The product of the invention may be mixed with other substances to improve certain characteristics of the final product. For example, the color of the material according to the invention, that is, a translucent cream color to a yellow or orange color, can be made black by adding coal tar or petroleum asphalt. It was found that the addition of coal tar makes the final product even better retaining its elasticity. The amount of coal tar added may vary, but it is usually preferred to use a coal tar addition of 5-25% by weight based on the amount of sulfur-hydrocarbon reaction product. It has also been found that the coal tar and asphalt can be mixed in any ratio with the material obtained according to the invention. While one could expect that coal tar will blend well with this material, as it is known to mix well with sulfur to form a single-phase product, but it was not expected that the asphalt would also mix well because sulfur and asphalt do not mix easily, and the solubility of sulfur in asphalt is usually only up to about 20% by weight. According to the invention, elemental sulfur and hydrocarbons are mixed together and the reaction is initiated by heating the mixture to 120-200 ° C, followed by an exothermic reaction Heating to a temperature of about 150-160 ° C is usually sufficient and further heating becomes unnecessary, and in some cases it is even necessary to cool the reaction mixture to prevent it from heating to a temperature at which too much foaming or excessive oxidation occurs. - organic reactants, if the process is carried out in an open vessel. After the beginning of the exothermic reaction it has been found advantageous to keep the mixture at a temperature of about 150-175 ° C. Of course, if the process is carried out in a closed vessel, the mixture can be allowed to warm up to a higher temperature without the risk of organic compounds oxidizing. The reaction time depends on the temperature, but is usually from 1 to 8 hours. It is also possible to heat the sulfur until it melts and then add hydrocarbons with simultaneous heating as described above. In this case, it is preferable to add both hydrocarbons simultaneously, or first the second hydrocarbon and then the first, since if this sequence is reversed, it is possible that when first adding more than 5% by weight of the first hydrocarbon, a gel will start to form, which will make the addition difficult. second hydrocarbon and breaking the gel. Sometimes it is advantageous to add a small amount of catalyst to the reaction mixture to speed up the reaction. Suitable catalysts are polysulfides. It is particularly advantageous to carry out the process in a vessel in which it has already been carried out, since then the residues of the product produced act as a catalyst. Particularly preferred preparations according to the invention are Sulflex 230 and Sulphlex 233. The first of these contains 70 by weight % sulfur, 15% dicyclopentadiene and 15% dipentene, the other 70% sulfur, 8% vinyltoluene, 12% dicyclopentadiene and 10% dpentene. Both of these products are produced by heating the ingredients to a temperature of around 150 ° C, 128241 5 This material is suitable not only for the production of road surfaces, but can also be used as a binder and putty in construction, for sealing and gluing, for tarred roofs, for impregnation pipes and felt roofing, for binding shingles, for the production of emulsion coatings and seals and for the production of protective and waterproof coatings. The main advantage of plastic, however, is that it can replace asphalt. The advantage of this material is also that its specific mass is 1.5-1.7 times greater than that of asphalt and, unlike asphalt, whose specific mass is equal to the specific mass of water, coatings made of this material are not suitable for underwater use, especially sea water. A significant advantage of the material in question is its resistance to the action of paraffinic hydrocarbons such as gasoline, gas oil and engine oil. The plastics produced by the method according to the invention, especially containing bicyclopentadiene, also have a significant advantage over asphalt in that it is self-extinguishing. Attempts to ignite with a propane flame a material containing a weight ratio of 61% sulfur, 13% vinyltoluene, 13% dicyclopentadiene and 13% coal tar showed that immediately after the torch is moved away, a charred layer is formed on the surface of the material causing the fading out. Tests carried out under the same conditions with AC-10 asphalt have shown that the asphalt burns after removal of the burner and the process continues until the asphalt is completely burnt. This feature of the material produced by the method according to the invention is of particular importance when this face is used for roofing. Patent claims. 1. A method of producing a sulfur material that can replace asphalt or portland cement, characterized in that elemental sulfur is mixed with one hydrocarbon, such as dicyclopentadiene, methylcyclopentadiene, divinylbenzene, cyclooctadiene, cyclododecatriene, octadiene or myrcene, and with a second hydrocarbon, such as , styrene, vinyltoluene, pinene or octene, using both hydrocarbons in an amount of 5-20% by weight of the amount of sulfuric reaction product, and the mixture is heated to a temperature of at least 120 ° C, i.e. a temperature high enough to develop exothermic reaction of the mixture components. 2. The method according to claim The process of claim 1, wherein vinyl toluene is used in an amount of 5-15% by weight based on the amount of sulfur reaction product. 3. The method according to p. The process of claim 1, wherein the amount of pinene is 5-15% by weight based on the amount of the sulfuric reaction product. 4. The method according to p. The process of claim 1, wherein the reactions are carried out in the presence of a small amount of organic polysulfide catalyst. 5. The method according to p. 5. A method as claimed in claim 1, characterized in that coal tar is added to the reaction product in an amount of 5-15% by weight in relation to the amount of the reaction product. 128,241 mm 2 / s 200,000, 20,000, 2381, 1833 W. 336- 202 "100- 10. 1 W \\ \ \ \ AC-20 SULPHLEX 2 ^^^^ ^^^ s * ^ '1 1 1 1 cc °° / ** / zz 5 z / Lu Ii / - -ti 1 A r ^ 43 | 4000 66 93 121 0p25U Q0508 OJ0762 cm Rg.1 Fig. 2 Printing House of the PRL. Circulation 100 copies Price PLN 100

Claims (10)

Zastrzezenia patentowe 1. . 1. Sposób wytwarzania tworzywa siarkowego mogacego zastepowac asfalt lub cement port¬ landzki, znamienny tym, ze elementarna siarke miesza sie z jednym weglowodorem, takim jak dwucyklopentadien, metylocyklopentadien, dwuwinylobenzen, cyklooktadien, cyklododekatrien, oktadien lub myrcen oraz z drugim weglowodorem, takim jak dwupenten, styren, winylotoluen, pinen albo okten, stosujac jeden i drugi weglowodór w ilosci 5-20% wagowych w stosunku do ilosci siarkowego produktu reakcji, po czym mieszanine ogrzewa sie do temperatury co najmniej 120°C, to jest do temperatury dostatecznie wysokiej do wywolania egzotermicznej reakcji skladników mieszaniny.Patent claims 1.. 1. A method for the production of sulfur material that can replace asphalt or portland cement, characterized in that elemental sulfur is mixed with one hydrocarbon, such as dicyclopentadiene, methylcyclopentadiene, divinylbenzene, cyclooctadiene, cyclododecatriene, octadiene or myrcene, and with a second hydrocarbon, such as , styrene, vinyltoluene, pinene or octene, using both hydrocarbons in an amount of 5-20% by weight of the amount of sulfuric reaction product, and the mixture is heated to a temperature of at least 120 ° C, i.e. a temperature sufficiently high to develop exothermic reaction of the mixture components. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze stosuje sie winylotoluen w ilosci 5-15% wagowych w stosunku do ilosci siarkowego produktu reakcji.2. The method according to claim The process of claim 1, wherein vinyltoluene is used in an amount of 5-15% by weight based on the amount of sulfuric reaction product. 3. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze stosuje sie pinen w ilosci 5-15% wagowych w stosunku do ilosci siarkowego produktu reakcji.3. The method according to p. The process of claim 1, wherein the amount of pinene is 5-15% by weight based on the amount of sulfuric reaction product. 4. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze reakcje prowadzi sie w obecnosci malej ilosci organicznego wielosiarczku jako katalizatora.4. The method according to p. The process of claim 1, wherein the reactions are carried out in the presence of a small amount of organic polysulfide catalyst. 5. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze do produktu reakcji dodaje sie smole weglowa w ilosci 5-15% wagowych w stosunku do ilosci produktu reakcji.128241 mm2/s5. The method according to p. The process of claim 1, characterized in that coal tar is added to the reaction product in an amount of 5-15% by weight in relation to the amount of the reaction product. 128241 mm2 / s 6. 200000.6,200,000. 7. 20000.7.20,000. 8. 2381.8,2381. 9. 1833. W. 336- 202" 100-9. 1833. W. 336- 202 "100- 10. 1 W \\ \ \ \AC-20 SULPHLEX 2^^^^ ^^^s*^ ' 1 1 1 1 cc °°/ **/ zz 5 z/ Lu Ii/ —-tyj 1 A r ^43 |4000 66 93 121 0p25U Q0508 OJ0762 cm Rg.1 Fig.2 Pracownia Poligraficzna UP PRL. Naklad 100 egz. Cena 100 zl PL10. 1 W \\ \ \ \ AC-20 SULPHLEX 2 ^^^^ ^^^ s * ^ '1 1 1 1 cc °° / ** / zz 5 z / Lu Ii / —--tyj 1 A r ^ 43 | 4000 66 93 121 0p25U Q0508 OJ0762 cm Rg.1 Fig. 2 Printing workshop of the People's Republic of Poland. Mintage 100 copies. Price PLN 100 PL
PL22279380A 1980-03-18 1980-03-18 Method of manufacture of sulfur materials PL128241B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL22279380A PL128241B1 (en) 1980-03-18 1980-03-18 Method of manufacture of sulfur materials

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL22279380A PL128241B1 (en) 1980-03-18 1980-03-18 Method of manufacture of sulfur materials

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL222793A1 PL222793A1 (en) 1981-10-02
PL128241B1 true PL128241B1 (en) 1984-01-31

Family

ID=20001956

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL22279380A PL128241B1 (en) 1980-03-18 1980-03-18 Method of manufacture of sulfur materials

Country Status (1)

Country Link
PL (1) PL128241B1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
PL242831B1 (en) 2019-12-31 2023-05-02 Seco/Warwick Spolka Akcyjna Method and device for directional crystallization of castings with a directed or monocrystalline structure

Also Published As

Publication number Publication date
PL222793A1 (en) 1981-10-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA1138597A (en) Sulfur compounds and method of making same
JP5286617B2 (en) Modified sulfur binder and method for producing the same, hydraulic modified sulfur material composition containing the same, and method for producing the same, or combustible modified sulfur material composition and method for producing the same
US20140261078A1 (en) Modified toner based additive for asphalt-based compositions
US3090764A (en) Intumescent mastic coating
MX9703503A (en) Procedure to inhibit or to delay hydrates formation or agglomeration in a production effluent.
USRE31575E (en) Sulfur compounds and method of making same
PL128241B1 (en) Method of manufacture of sulfur materials
US5393811A (en) Composition and method for improving the storage stability of polymer modified asphalts
US5549744A (en) Pavement Binder
US3465064A (en) Adhesive plasticised sulphur containing an olefine polymer
US5929144A (en) Plasticized styrene ethylene butylene styrene (SEBS) copolymer rubber modified asphalt mixture
Berger et al. Chemistry of polybutadiene—iron carbonyl systems
US3422053A (en) Paving compositions
US3883404A (en) Method for making sulfur dioxide-treated asphalt binders
JP2000516969A (en) Pavement binder and method of manufacturing the same
US9309441B2 (en) Sulfur asphalt in roofing, damp-proofing and water proofing
SU660965A1 (en) Composition for heat- and water-proofing
Al-Dobouni et al. Modification of asphalt by chemical treatment with sulphur
KR830002618B1 (en) Manufacturing method of asphalt substitute
US255041A (en) William sleepbe
JPS5814478B2 (en) Manufacturing method of high quality blown asphalt
SU808438A1 (en) Concrete mix
SU973503A1 (en) Waterproofing composition
SU1010093A1 (en) Composition for making insulating materials
SU857064A1 (en) Polymer-concrete mix