PL26867B1 - Sposób wytwarzania trwalych wodnych rozproszyn materialów bitumicznych. - Google Patents

Description

Wynalazek niniejszy dotyczy sposobu wytwarzania trwalych wodnych rozproszyn materialów bitumicznych o tak duzej trwa¬ losci, iz przy stosowaniu ich do budowy dróg mozna je mieszac z bardzo rozdrob¬ nionymi materialami mineralnymi.Bardzo trwale wodne rozproszyny ma¬ terialów bitumicznych otrzymywano do¬ tychczas w rozmaity sposób, np. zai pomo¬ ca materialów bialkowych, weglowodanów lub podobnych substancji albo tez za po¬ moca nieorganicznych, koloidalnych lub bardzo rozdrobionych emulgatorów.Materialy bialkowe lub weglowodany, stosowane jako emulgatory lub srodki u- trwalajace, d&ja rozproszyny, w których bitumy znajduja sie w stanie dostatecznie rozdrobionym, jednakze wskutek tego', ze emulgator wykazuje sklonnosc do wytwa¬ rzania stalych zeli lub bardzo1 lepkich roz¬ tworów, trudno jest owe rozproszyny sto¬ sowac, przy czym z reguly nie daja sie one przechowywac w normalnych warunkach, poniewaz wspomniane emulgatory latwo gnija.Emulgatory nieorganiczne, takie jak glinka koloidalna lub zele wodorotlenków metali wielowartosciowych, daja wodne rozproszyny bitumiczne, które naj ogól w porównaniu z normalnymi rozpros^ynaini, otrzymanymi za pomoca roztworów mydla1, sa zbyt malo rozdrobione; poza tynu roiz-proszyny te posiadaja zwykle gesta, pasto¬ wala konsystencje lub sa tiksotropowe.Rozproszyn tego rodzaju nie mozna wsku¬ tek powyzszego stosowac w taki sam spo¬ sób jak normalnych uzywanych do budowy dróg rozproszyn wodnych, które sa rzad¬ kie, daja sie z latwoscia przepompowywac i rozprowadzac cienka warstwa. Poza tym niedostateczne rozproszenie bitumu powo¬ duje nieprzydatnosc tych rozproszyli do pewnych celów, chociaz rozproszone czast¬ ki bitulmu sa tej samej wielkosci lub wiek¬ sze od drobnych czastek mineralnych, do¬ kola których bitum ma wytworzyc ciagla blonke.Wszystkie powyzej wzmiankowane e- mulgatory sa nierozpuszczalne w bitumach nawet wówczas, gdy sa one suche, przy czym wysuszona blona wytworzona z tych rozproszyn zawiera te emulgatory w posta¬ ci szkieletu, usztywniajacego blone i czy¬ niacego ja nielepka.Kazdy ze znanych rodzajów trwalych bitumicznych rozproszyn wodnych wyka¬ zuje tedy jedna lub kilka z nastepujacych wad: sklonnosc dti gnicia, niezwykle wla¬ sciwosci rozplywania sie, niedostateczne rozproszenie bitumu oraz nierozpuszczal- nosc emulgatora w bitumie.Stosunkowoi bardzo trwale wodne roz¬ proszyny bitumiczne, otrzymywane wedlug wynalazku za pomoca obojetnego lub za¬ sadowego roztworu mydla zasadowego ze stalej zywicy, sa znamienne obecnoscia od¬ powiedniej ilosci wapniowego mydla stalej zywicy lub podobnego nierozpuszczalnego w wodzie mydla stalej zywicy, wywieraja¬ cego odpowiedni wplyw na rozproszyne.Wedlug wynalazku korzystny sposób o- trzymywania bardzsoi trwalych wodnych rozproszyli bitumicznych polega na, doda¬ waniu do bitumu odpowiedniej ilosci wap¬ niowego lub innego podobnego nierozpusz¬ czalnego w wodzie mydla stalej zywicy, o- trzymanego oddzielnie, i nastepnie na roz¬ proszeniu potraktowanego w ten sposób bi¬ tumu w obojetnym lub zasadowym roztwo¬ rze zasadowego (potasowego lub sodowego) mydla1 z zywicy stalej. Wodne rozproszy- ny bitumicznie, otrzymane w ten sposób, o- znaczono ponizej w opisie nazwa ,,typ I".Powyzej wzmiankowane rozproszyny bitumiczne mozna nastepnie traktowac przez dodanie do nich roztworu chlorku wapnia, najkorzystniej w ilosci, która jest chemicznie równowazna ilosci zasadowego mydla zywicowego,, uzytego jako emulga¬ tor. Zamiast chlorku wapnia mozna równiez dodawac w odpowiedni sposób i innych, normalnie koagulujacych roztworów elek¬ trolitu, takiego jak chlorek glinu, które mo¬ ga dzialac na zasadowe mydlo zywicowe.Bitumiczne rozproszyny, otrzymane w ten sposób, oznaczono ponizej w opisie nazwa „typ II".Zywicowe mydlo wapniowe otrzymuje sie przez; ogrzewanie mieszaniny stalej zy¬ wicy i palonego lub gaszonego wapna, przy czym stosuje sie ilosc wapna dostateczna do zobojetnienia kwasów zywicy. Material ogrzewa sie tak dlugo, by po ochlodzeniu nie zawieral wapna niezwiazanego. Ponie¬ waz pewne, znajdujace sie na rynku zywi- czany wapnia lub zywice utwardzone wap¬ nem niezbyt nadaja sie do wykonywamia sposobu wedlug wynalazku, nalezy wiec dobierac odpowiednia stala zywice, aby u- zyskac zadana trwalosc rozproszyny bitu¬ micznej. Na ogól dó tego celu nadaja sie najlepiej zywice otrzymywane z drzewa, chociaz w pewnych przypadkach mozna stosowac i inne rodzaje zywic badz do o- trzymywaaiia1 zasadowego mydla zywicowe¬ go sluzacego jako emulgator, badz do wy¬ twarzania wapniowego mydla zywicowego, lecz nie nalezy ich stosowac jednoczesnie do obydwóch celów.W praktyce przy wykonywaniu sposobu niniejszego otrzymano dobre wyniki uzywa¬ jac specjalnego gatunku stalej zywicy, któ¬ ra, jak wiadomo, otrzymuje sie z drzewa przez lugowanie furfurolem, jako zywice — 2 —odpadkowa. Tego rodzaju zywica jest np. tak .zwany gatunek zywicy „B" firmy Her¬ cules Powder Company. Jednakze sposób wedlug wynalazku nie ogranicza sie jedy¬ nie do uzywania tego szczególnego gatun¬ ku zywicy, gdyz mozna uzywac równiez innych zywic tego* rodzaju i tego samego pochodzenia, które umozliwiaja uzyskanie znacznej trwalosci rozproszyn bitumicz¬ nych.Wapniowe mydlo zywicowe, otrzymane w powyzszy sposób z zywicy „B" firmy Hercules, posiada temperature topnienia o~ kolo 135° i z trudnoscia rozpuszcza sie w bitumach lub w ciezkim oleju w tempera¬ turze 140*0, która jest zwykle najwyzsza ze stosowamych temperatur roboczych. Sko¬ ro jednak wapniowe mydlo zywicowe roz¬ cienczy sie dalsza iloscia zywicy lub gdy w celu otrzymania wapniowego mydla zy¬ wicowego uzyj,e sAa mniejszej ilosci wapna, wówczas powstaje latwiej rozpuszczalny produkt o nizszej temperaturze topnienia.Te ostatnio wymienione wapniowe mydla zywicowe, które w opisie nazwano „zywica utwardzona wapnem", rozpuszczaja sie bezposrednio w bitumach, albo tez dla wie¬ kszej dogodnosci rozpuszcza sie je najpierw w pleju ciezkim (oleju paliwowym), a o- trzymanego roztworu uzywa sie nastepnie do rozcienczania bitumu, az do uzyskania pozadanego stopnia zmieszania* W odmianie wykonania sposobu powyz¬ szego w celu otrzymania roztworu utwar¬ dzonej wapnem £ywicy w ciezkim oleju do¬ daje sie do roztworu zywicy w oleju ciez¬ kim wapna w ilosci wystarczajacej do cze¬ sciowego zobojetnienia zywicy, mieszanine ogrzewa sie tak dlugo, az roztwór po ochlo¬ dzeniu! stanie sie jednorodnym. Ten roz¬ twór oleju mozna nastepnie stosowac do rozcienczenia bitumów twardych.W odmiennej postaci wykonania wyna¬ lazku rozproszyny bitumiczne tego samego trwalego rodzaju otrzymuje sie w taki spo¬ sób, iz do rozproszyny bitumu, wytworzo¬ nej przez rozproszenie bitumu w roztworze mydla potasowego lub sodowego ze stalej zywicy, dodaje sie wodhej zawiesiny wap¬ niowego mydla zywicowego lub.podobnego nierozpuszczalnego w wodzie mydla zywi¬ cowego. Zawiesine te otrzymuje sie przez czesciowy rozklad roztworu potasowego lub sodowego mydla ze stalej zywicy za pomoca roztworu np. chlorku wapnia.Jeszcze inna odknialia sposobu wykona¬ nia wynalazku polega na tym, ze do roiz- proszyny bitumicznej, wytworzonej za po¬ moca zasadowego mydla1 ze stalej zywicy, dodaje sie roztworu soli metalu, która przez podwójna wymiane z mydlem zywi¬ cowym tworzy zywiczali nierozpuszczalny, przy czym stosuje sie (najkorzystniej) taka ilosc i takie stezenie owego roztworu soli, iz nastepuje calkowity rozklad zasaldbwego mydla zywicowego. Przy wykonywaniu tej odmiany sposobu stosuje sie wyjsciowa rozpiroszyne bitumiczna o takiej mocy oraz roztwór soli o takim stezeniu, aby w tem¬ peraturze roboczej nie nastapilo skiawale- nie sie bitumu. Na ogól w nizszych tempe¬ raturach mozna stosowac bardziej stezone rozproszyny bitumiczne i mocniejsze roz¬ twory soli. W wielu przypadkach istnieje pewna temperatura najwyzsza, powyzej której1 nastepuje juz przy dodawaniu roz- tworu soli metalu koagulacja. Temperature te nalezy w kazdym poszczególnym przy¬ padku okreslic droga doswiadczalna.Rozproszyny bitumiczne otrzymane we¬ dlug wynalazku poisiad&ja zalety nastepu¬ jace.Ani emulgator z mydla, ani wapniowe mydlo zywicowe nie ulegaja gniciu.Rozproszyny bitumiczne, oznaczone ja¬ ko „typ I", nie róznia sie zasadniczo swy¬ mi notmalnymi wlasciwosciami, to znaczy budowa mikroskopowa, wlasciwosciami rozplywania sie i trwaloscia przy przecho^ wywaniu, od zwyklej dobrej zawiesiny, u- zywaliej do budowy dróg, a otrzymanej za pomoca mydla jako emulgatora, - '9 —Jednakie trwalosc rozproszyli, naleza¬ cych do typu I, w porównaniu z trwaloscia mieszaniny (zawierajacej bardzo rozdrobio¬ ne materialy mineralne, jest znacznie wie¬ ksza niz normalnych rozproszyn uzywa¬ nych do budowy dróg i da sie porównac z trwaloscia rozpfroszyn, wytwarzanych za pomoca bialka, weglowodanów lub emul¬ gatorów nieorganicznych. Rozproszyna ty¬ pu I jest równiez odporna na dzialanie nie¬ ograniczonych ilosci umiarkowanie stezo¬ nych roztworów rozmaitych elektrolitów, z wyjatkiem kwasów mineralnych; jednakze po dostatecznym rozcienczeniu woda roz- proszyna ta staje sie równiez odporna i na dzialanie kwasów mineralnych.Rozproszymy bitumiczne typu II, które otrzymuje sie z rozproszyn typu I przez dodanie do nich roztworu chlorku wapnia w ilosci wystarczajacej do rozkladu zywi¬ cowego mydla emulgatora, róznia sie od rozproszyn typu I tym, ze poczatkowo wy¬ kazuja wlasciwosci tiksotropiczne. Jednak¬ ze po krótkim staniu rozproszyna ta prze¬ chodzi w postac ciekla, w której zawieszo¬ ne sa w wodnym osrodku skupienia czastek w postaci klaczków. Te skupienia czastek daja sie ponownie z latwoscia rozproszyc, a roizproszyna daje sie calkowicie zmieszac z materialami mineralnymi w stanie dobre¬ go ich rozdrobienia. Rozproszyna typu II jest trwalsza od rozproszyny typu I i juz w tej postaci, badz tez po rozcienczeniu woda, jest odporna na dzialanie nieograni¬ czonych ilosci bardzo stezonych roztworów elektrolitu i kwasów mineralnych o duzym stezeniu.Poniewaz rozpuszczalnosc wapniowego mydla zywicowego w bitumach jest cecha istotna kazdego typu danych rozproszyn, wobec tego tez emulgator nie tworzy szkie¬ letu w suchej blonie, co stanowi wade in¬ nych trwalych rozproszyn bitumicznych.Przyklad. — Typ L Zywice utwardzo¬ na wapnem otrzymuje sie przez ogrzanie do 140°C mieszaniny o skladzie: 100 czesci zywicy stalej {wylugowanej za pomoca furfurolu), 3,75 czesci wapna gaszonego, w ciagu tak dlugiego okresu czasu, ze mie¬ szanina po ochlodzeniu staje sie jednorod¬ na.Otrzymany material rozpuszcza sie W równej ilosci wagowej ciezkiego oleju o lepkosci 600 sec RedWooda i w temperatur rze 140°C. Cztery dzesei tego roztworu do¬ daje sie do 100 dzesoi bitumu o liczbie prze¬ nikania 200, po czym mieszanine rozpra¬ sza sie w zwykly sposób w obojetnym roz¬ tworze — wapniowego mydla zywicowego w celu otrzymania 57%-owej rozproszyny bitumicznej. Rozproszyna otrzymana w ten sposób nalezy do typu L Typ II. Odpowiednia ilosc 10%-owego roztworu chlorku wapnia dodaje sie do zimnej zawiesiny typu I w celu rozlozenia zawartego^ w niej mydla emulgatora; db te¬ go celu wystarcza w przypadku typowym 1,18 czesci 10%-owego roztworu chlorku wapnia na 100 czesci rozproszyny bitu¬ micznej. PL

Claims (1)

Zastrzezenia patentowe,

1. Sposób wytwarzania trwalych wod¬ nych rozproszyn materialów bitumicznych, znamienny tym, ze do rozproszyny bitu¬ micznej, otrzymanej za pomoca obojetnego lub zasadowego wodnego roztworu mydla zasadowego z zywicy stalej, dodaje sie od¬ powiednia ilosc nierozpuszczalnego w wo¬ dzie wapniowego mydla zywicowego. 2, Odmiana sposobu wedlug zastez. 1, znamienna tym, ze db bitumu dodaje sie odpowiednia ilosc nierozpuszczalnego w wodzie wapniowego mydla zywicowego, po czym w ten sposób potraktowany bitum rozprasza sie w obojetnym lub zasadowym wodnym roztworze mydla zasadowego z zywicy stalej. — 4 —3, Sposób wedlug zastrz, 1 i 2, zna¬ mienny tym, ze rozproszyny bitumiczne u- trwala sie nastepnie przez dodanie do nich normalnie koagulujacego roztworu elektro¬ litu, najkorzystniej w ilosci równowaznej ilosci zasadowego mydla zywicowego, 4, Sposób wedlug zastrz, 3, znamienny tym, ze jako normalnie koagulujacego roz¬ tworu elektrolitu uzywa sie chlorku wap¬ nia, 5, Sposób wedlug zastrz, 1 — 4, zna¬ mienny tym, ze uzywa sie wapniowego lub innego nierozpuszczalnego w wodzie mydla zywicowego, otrzymywanego przez ogrze¬ wanie mieszaniny stalej zywicy i swiezego lub gaszonego wapna wzglednie innego od- powiedneigo wodorotlenku, dodanego do niej w ilosci dostatecznej do zobojetnienia kwasów zywicy, 6, Sposób wedlug zastrz, 5, znamienny tym, ze otrzymane wapniowe lub podobne nierozpuszczalne w wodzie mydlo zywico¬ we rozciencza sie dalsza iloscia zywicy i bezposrednio potem dodaje sie go do ma¬ terialu bitumicznego', który ma byc rozpro¬ szony, 7, Odmiana sposobu wedlug zastrz, 5, znamienna tym, ze wapniowe lub podobne nierozpuszczalne w wodzie mydlo zywico¬ we wytwarza sie przez dtodanie do zywipy wapna lub innego odpowiedniego wodoro¬ tlenku w ilosci mniejszej od ilosci niezbed¬ nej doi calkowitego zobojetnienia zywicy, po czym mydla tegoi dodaje sie bezposred¬ nio dto materialu bitumicznego, który ma byc rozproszony, 8, Sposób wedlug zastrz, 5 — 7, zna¬ mienny tym, ze zywice rozpuszcza sie w ciezkim oleju i dodaje do roztworu pewna ilosc wapna lub innego odpowiedniego wo¬ dorotlenku w celu czesciowego zobojetnie¬ nia zywicy, przy czym mieszanine ogrzewa sie tak dlugo, az po ochlodzeniu stanie sie ona jednorodna, po czym otrzymany roz¬ twór olejowy wprowadza sie do bitumu, który ma byc rozproszony, 9, Sposób wedlug zastrz, 1, znamienny tym, ze wodnej zawiesiny wapniowego lub podobnego nierozpuszczalnego w wodizie mydla zywicowego dodaje sie do rozpro¬ szyny bitumicznej, otrzymanej przez roz¬ proszenie bitumu w roztworze zasadowego mydla z zywicy stalej. 10, Odmiana sposobu wedlug zastrz, 5 — 7, znamienna tym, ze wapniowe lub podobne nierozipuszazalne w wodzie mydlo otrzymuje sie przez czesciowy roJzklaJd roz¬ tworu zasadowego mydla z zywicy stalej. 11, Odmiana sposobu wedlug zastrz. 5, 7 i 10, znamienna tym, ze wapniowe lub podobne nierozpuszczalne w wodzie mydlo zywicowe otrzymuje sie przez dodanie do rozproszyny bitumicznej oddzialywajacego koagulujaco roztworu elektrolitu, nip, roz¬ tworu chlorku wapnia, przy czym dobiera sie najkorzystniej taka jego ilosc i takie stezenie roztworu, by zasadowe mydlo zy¬ wicowe zostalo rozlozone calkowicie, 12, Sposób wedlug izastrz, 1 — 11, zna¬ mienny tym, ze uzywa sie emulgaitora z mydla zasadowego stalej zywicy otrzymy¬ wanej z drzewa, 13, Sposób wedlug zastrz, 1 — 11, zna¬ mienny tym, ze uzywa sie wapniowego lub podobnego nierozpuszczalnego w wodzie mydla zywicowego, wytworzonego przy za¬ stosowaniu zywicy z drzewa, N a am 1 aoz e V e n n o o t s c h a p de B ataaf sche Petroleum M aatschap pi j. Zastepca: Inz, J< Wyganowski, rzecznik patentowy. Druk L. Boguslawskiego i Ski, Warszawa. PL