Verfahren zur Herstellung eines für die Erzeugung von wässerigen Dispersionen bituminöser Stoffe besonders geeigneten Materials. Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines für die Erzeugung, von wässerigen Dispersionen bituminöser Stoffe besonders geeigneten Materials. Als bitu minöse Stoffe kommen in Frage Bitumen, Peche, Wachse etc., insbesondere Produkte, wie sie bei der Destillation oder sonstigen Aufarbeitung von rohen Erdölen anfallen, wie auch Rückstände solcher Destillation oder sonstiger Aufarbeitungsprozesse.
Die Endprodukte des erfindungsgemässen Verfahrens sollen zur Herstellung von wäs serigen Dispersionen, deren Viskosität höher ist als die Viskosität der unter denselben Ver hältnissen mit den unbehandelten bituminösen Stoffen erzielbaren Dispersionen, Verwen clung finden.
Für manche Zwecke, zum Beispiel für die Verwendung von wässerigen Dispersionen bituminöser Stoffe zum Strassenbau, ist eine hohe Viskosität der Dispersionen oft wün- schenswert. Die übliche Erzeugung hochvis- koser Dispersionen besteht in der Erhöhung des Gehaltes an disperser Phase oder im Zu satz von Verdickungsmitteln, deren Anwesen heit sehr unerwünscht sein kann.
Es ist aber zweckmässig, das zu dispergierende Material selbst derart behandeln zu können, dass unter den üblichen Dispergierungsbedingungen eine Dispersion mit einem bestimmten Gehalt an dispergierter Phase eine bedeutend höhere Viskosität als üblich zeigt.
Es ist bekannt; dass wässerige Dispersio nen bestimmter bituminöser Materialien, wie Asphalte, hohe Viskositäten aufweisen, aber eine Erklärung hierfür hat man bisher nicht gehabt. Versuche haben nun ergeben, dass die Bildung von hochviskosen Dispersionen auf die Anwesenheit von Bestandteilen, die Wasser aus der kontinuierlichen Phase ab sorbieren können, in der disperen Phase zu rückzuführen ist.
Das nach der Absorption des Wassers aus der kontinuierlichen Phase ent standene Gleichgewicht wird durch .die osmo- tischen Drucke bestimmt, die sowohl in dem im dispergierten Material befindlichen Was ser wie in der kontinuierlichen Phase herr schen. Im Gleichgewichtszustande sind diese beiden osmötischen Drucke gleich.
Bekanntlich ist die Viskosität einer wässerigen Dispersion bei bestimmten Ver hältnissen, von der Konzentration der dis persen Phase im System abhängig. Wenn man deshalb die disperse Phase dazu bringen kann, Wasser aufzunehmen, das sonst nor malerweise in der kontinuierlichen Phase sein würde, so erhöht sich dadurch die Konzen tration der dispersen Phase, was auch eine Erhöhung der Viskosität zur Folge hat.
Gemäss dem Verfahren der Erfindung werden nun, ausgehend von der oben ge schilderten neuen Erkenntnis; den bitumi nösen Materialien zwecks Erhöhung der Vis kosität der aus ihnen zu erzeugenden Disper sionen, Substanzen einverleibt, die in den Teilchen des dispergierten Materials einen osmotischen Druck erzeugen, der grösser ist als der osmotische Druck der kontinuierlichen Phase der mit dem Material erzeugten Dis persion unmittelbar nach ihrer Herstellung,
wodurch eine Wasserabsorption von der kontinuierlichen Phase in die disperse Phase hervorgerufen wird. Die betreffenden Sub stanzen werden zweckmässig in verhältnis mässig kleiner Menge und in so weitgehend fein. verteiltem Zustande dem bituminösen Material einverleibt, dass nach einer Disper- gierim.g des letzteren diese Substanzteilchen, wie auch ihre Lösungen in den Teilchen des bituminösen Materials, wesentlich kleiner sind als die letzteren Teilchen selbst.
Substanzen, die zu diesem Zwecke ver wendet werden können, sind im allgemeinen wasserlösliche Substanzen, wie Salze, bei spielsweise Alkalichloride, -sulfate, -nitrate, -azetate usw. Säuren, Hydrogyde, oder im allgemeinen Elektrolyte, weiter organische Verbindungen, wie Kohlehydrate, zum Bei spiel Rohrzucker, oder Alkohole, wie Gly zerin oder Glykol, Phenole, wie Kresol usw.
Eine -andere Klasse von verwendbaren Sub- stanzen sind wasseranziehende, lyophile Kol- loide, wie Gelatine oder Agar-Agar, .die kol loidal wasserlöslich sind, oder die, während sie eigentlich nicht wasserlöslich sind, doch eine wesentliche Wasserabsorption aus der kontinuierlichen in die disperse Phase her vorrufen können,
weil sie in Wasser auf quellen oder gelatinieren. Bei Anwendung der letztgenannten Substanzen wird das erzielte osmotische Gleichgewicht nicht derselben Art wie im Fälle von wasserlöslichen Sub stanzen, wie Elektrolyten oder Kohlehydra ten, sondern mit dem als Donnan-Gleich- gewicht bekannten vergleichbar sein.
Weitere Beispiele von gemäss der Erfin dung zu verwendenden Substanzen sind solche, die löslich oder leicht dispergierbar im bituminösen Material sind und in Berüh rung mit Wasser einen wasserlöslichen Stoff bilden. Zum Beispiel spaltet Trichloräthylen in Berührung mit Wasser Salzsäure ab. So wird zum Beispiel bei Einverleibung von 1 Trichloxäthylen in bituminöse Materialien die Viskosität der mit ihnen erzeugten Disper sionen bedeutend erhöht.
Diese Substanzen können dem zu-behan- delnden Material in festem Zustande oder in Lösung einverleibt werden. Falls man diese Substanzen dem Material in Lösung einver leiben will, kann man diese Lösung einem Rohmaterial zusetzen, das man sodann einer Behandlung, wie einer Trocknung oder Destillation, ausisetzen kann., zwecks Ent fernung des Lösungsmittels oder zwecks Um wandlung des Rohmaterials in ein zu disper- gierendes Material mit den verlangten Eigen schaften.
Man kann auch die Dispergierung des behandelten Materials unmittelbar ohne Trocknung oder Destillation vornehmen.
Aus den gemäss dem Verfahren der Er findung erhaltenen Produkten können. ver hältnismässig hochviskose, wässerige Disper sionen durch Dispergierung der wie oben be schrieben behandelten Materialien nach irgend einem der bekannten Dispergierver- fahren, mit oder ohne Anwendung vo-n be kannten Dispergatoren und oder Stabilisa- toren, erhalten werden.
Versuche ergaben, dass im allgemeinen die einzuverleibende zum Beispiel wasserlösliche Substanz, um wirksam zu sein, in Teilchen solcher Grösse dispergiert werden muss, dass sie im Verhältnis zur Teilchengrösse des in der fertigen Dispersion dispergierten Mate rials klein sind.
Wenn die Teilchen der wasserlöslichen Substanz sich der Teilchen grösse des dispergierten Materials nähern, wird nach der Wasserabsorption der Durch messer der Wassertröpfchen gewöhnlich zu gross sein, um mit dem Material verbunden zu bleiben, so dass die dispergierten Teilchen sich entmischen mit darauffolgendem Eintritt der wasserlöslichen Substanz in die konti nuierliche Phase, wo sie eine Wirkung ent gegengesetzt zur verlangten Wirkung aus üben wird.
In gewissen Fällen lässt sich die wasser lösliche Substanz durch einfache Mischung in genügend feinverteiltem Zustande dem bituminösen Material einverleiben, wobei man dieses letztere wenn es normal fest ist, in flüssigen oder halbflüssigen Zustand bringen kann, zum Beispiel durch Erhitzung. Wenn aber eine genügende Feinverteilung. nicht leicht durch einfaches Mischen der wasser löslichen Substanz mit dem flüssigen oder verflüssigten Material erreicht wird, können besondere Methoden für die Einverleibung angewendet werden.
So kann man zum Bei spiel wenn man ein Öldestillationsbitumen zwecks Herstellung von hochviskosen Disper sionen vorbereiten will, eine geeignete Menge Natriumchlorid -oder einen andern Elektro lyten dem Rohöl, zum Beispiel getoptes Roh öl oder Brennöl, aus dem das Bitumen als Destillationsrückstand gewonnen wird, ein verleiben.
Falls erwünscht, kann man die in das bituminöse Material einzuverleibende Sub stanz einem Teil des Materials zusetzen und dieses Gemisch mit dem unbehandelten Teil mischen. Zum Beispiel kann man, wenn man eine Dispersion von Bitumen mit einer Pene tration =<B>300</B> durch Mischen von Fluxöl mit härterem Bitumen erzeugen will, das Flugöl oder einen Teil desselben mit der be treffenden Substanz behandeln und dann mit dem harten Bitumen oder mit dem bereits mit dem andern Teil des Flugöls behandel ten harten Bitumen mischen.
Ferner kann man eine geeignete Menge eines bituminösen Materials mit einem ver hältnismässig hohen Gehalt an den osmoti- schen Druck erhöhenden Bestandteilen, mit einem solche Bestandteile nicht enthaltenden bituminösen Material vermischen.
Zur Erzielung einer genügenden Feinver teilung der wasserlöslichen Substanz im bituminösen Material kann man diesem letz teren ausserdem vor seiner Dispergierung in Wasser eine geringe Menge eines Dispergier- mittels zur Erzeugung einer Wasser-in-Öl Dispersion zusetzen, wodurch es möglich wird, in das Material eine geringe Menge wasserlöslicher Substanz in der Form einer Wasser-in-01-Dispersion einzuverleiben.
Mit andern Worten : das Material enthält dann, wenn es schliesslich in Wasser -dispergiert wird, infolge des Zusetzens eines Mittels, das die Erzeugung einer Wasser-in-01-Dispersion der wasserlöslichen Substanz befördert, die wasserlösliche Substanz in dispergiertem Zu stand.
Beispiele solcher Mittel sind wasser unlösliche Seifen, wie Aluminium-, Magne sium- oder Kalziumoleate, -resinate, -sulfo- nate und ähnliche Stoffe, welche im behan delten Material löslich oder dispergierbar sind.
In der praktischen Ausbildung dieser Ausführungsform der Erfindung können die wasserlösliche Substanz und das Wasser-in- Öl-Dispergiermittel dem bituminösen Mate rial gesondert- zugesetzt werden; oder man kann zuerst, eine Dispersion der wasserlös lichen Substanz im betreffenden Dispergier- mittel bereiten und diese Dispersion dem be handelten Material zusetzen, das gegebenen falls noch weiter behandelt; wie getrocknet oder destilliert, werden kann, bevor es disper- giert wird.
Wie oben erwähnt, kann die wasserlös liche Substanz ihre viskositätserhöhende Wirkung nur solange ausüben, als sie den dispergierten Teilchen des Materials einver leibt bleibt, während sie beim Uebergang in die kontinuierliche Phase die entgegengesetzte Wirkung haben wird. Mit Rücksicht darauf ist es in der praktischen Ausführung der Er findung sehr wichtig, dass die Dispersion der wasserlöslichen Substanz in den Teilchen des Materials während einer wesentlichen Zeit unberührt bleibt.
Durch die Verwendung der Produkte, wie sie gemäss dem- Verfahren der Erfindung er halten werden, wird eine sehr wertvolle Regelung der in den fertigen Dispersionen zu erzielenden Viskositäten ermöglicht. Zum Beispiel bei der Herstellung von bitiuninösen Dispersionen nach bekannten Verfahren, wie für Anwendung im Strassenbau, wird es in manchen Fällen möglich sein, die Viskosität der fertigen Dispersion auf das 2- bis -3-, oder sogar 5- bis 6-fache derjenigen Viskosität zu erhöhen, welche im normalen Verfahren ohne Anwendung der Erfindung erzielt wird.
Wässerige Dispersionen, welche aus den gemäss dem Verfahren der Erfindung erhal tenen Produkten hergestellt werden, zeigen in der Zeit, die unmittelbar auf ihre Herstel lung folgt, eine gewisse Viskositätserhöhung. Die Viskosität steigt dann bis auf ein Maxi mum und fällt darauf wieder auf einen etwas niedrigeren Wert, der mehr oder weniger kon stant bleibt.
Bei geeigneter Ausführung des erfin dungsgemässen Verfahrens wird die Viskosi tät der aus den erhaltenen Produkten her gestellten Emulsion verhältnismässig bestän dig sein, das heisst die Dispersion wird wäh rend der normalen Lagerungsdauer kein,3n abnormalen Viskositätsrückgang zeigen. Es wurde gefunden; dass der Rückgang, wenn überhaupt, geringer sein kann als derjenige, der normal in hochviskosen Dispersionen auftritt, die ohne Anwendung der Produkte gemäss der Erfindung hergestellt worden sind.
In der Praxis würde gefunden, dass die Stoffe, welche zur Bildung einer der wasserlöslichen Substanz im behandelten Material angewendet werden, auch die Erzeugung einer sehr beständigen Viskosität fördern.
In besonderen Fällen kann es zweckmässig sein, dem Material einen Stoff zuzusetzen, der speziell als Viskositätsstabi- lisator dient, was vorzugsweise -zusammen mit der Einverleibung der wasserlöslichen Substanz in das zu dispergierende Material geschehen kann. Beispiele solcher Stabilisa toren sind Alkalisulfonate, Damm argummi und andere ähnlich wirkende Stoffe.
Die folgenden Beispiele dienen zur nähe ren Erläuterung der Erfindung: 1. Einem asphaltischen Rohöl, getopten Rohöl oder Brennöl, werden 1,7.5% seines Gewichtes einer 0,57%igen wässerigen Lö sung von Natriumchlorid durch mehrmaligen Durchgang durch einen schnellaufenden Desintegrator öder eine golloidmühle einver leibt.
Das derart behandelte 01 wird einer normalen Destillation ausgesetzt, um einen Rückstand zu erhalten, der eine Penetration von 200, gemessen nach der Standard methode, hat. Dieses Bitumen kann dann bei spielsweise mit Hilfe einer 1.,5 %igen Kalium oleatlösung in einer sogenannten Hurrell- mühle dispergiert werden. Bei -5tg%igem Bitumengehalt der Dispersion beträgt ihre Viskosität 0,37 Poise.
Eine für Vergleichszwecke unter den selben Bedingungen hergestellte Dispersion aus einem aus demselben Rohmaterial er haltenen Asphaltrückstand derselben Pene tration, zeigt dagegen eine Viskosität von 0,25 Poise.
2. Einem Erdöldestillationsbitumen vene- zolanischen Ursprunges, das bis zu einer Penetration von 300 abdestilliert ist, werden nach Verflüssigung durch Erhitzung auf 90 bis 120 C 3,4% seines Gewichtes einer <B>0,517%</B> Natriumchlorid enthaltenden Lösung wie im. Beispiel 1, einverleibt, dieses Bitumen kann dann, wie im Beispiel 1 angegeben, dis pergiert werden.
Die fertige Dispersion hat bei einem Bitumengehalt von<B>5,8%</B> eine Vis kosität von 0,44 Poise.
Eine ähnliche Dispersion, hergestellt mit demselben unbehandelten Bitumen, zeigt eine Viskosität von 0;12 Poise. 3. Unter denselben allgemeinen Bedin gungen wie oben wird 0,2% einer 20%igen wässerigen Lösung von Natriumnitrat unter innigem Verrühren in das zu dispergierende Material einverleibt. Letzteres kann in einer gleichen Menge einer 1 % Kaliumoleat und <B>0,05%</B> Kaliumhydroxyd enthaltenden Lö sung dispergiert werden.
4. Unter denselben allgemeinen Bedin gungen wie oben wird<B>0,1%</B> einer konzen trierten Salzsäurelösung in das zu dispergie- rende Material einverleibt. Das so erhaltene Produkt kann in der ungefähr gleichen Menge einer 1 % Kaliumoleat und 0,1 Kaliumhydroxyd enthaltenden Lösung dis pergiert werden.
5. Ein Öldestillationsbitumen venezola- nischen Ursprunges wird mit einem vorbe reiteten, homogenen Gemisch von 0,2% Alu miniumoleat oder -stearat, 0,05 % Kalium- ehlorid, 0,1 bis 0,5 % Kerosin oder anderem Mineralöl und 4 % Wasser, berechnet auf Bitumengewicht, behandelt. Das behandelte Material kann dann hierauf in einer gleichen Menge einer 1 % Kaliumoleat und 0;05 % Kaliumhydroxyd enthaltenden wässerigen Lösung dispergiert werden.
6. Dasselbe Material wie im Beispiel 5' wird mit 0;6 Gewichtsprozent eines homoge nen Gemisches von 50% Magnesiumsulfonat (aus den bei der Sulfonierung von Schmieröl oder dergleichen Ölfraktionen entstandenen öllöslichen Sulfonsäuren herrührend), 25 Spindelöl, <B>10%</B> Natriumchlorid und 15 Wasser behandelt. Die Dispergierung kann darauf wie im Beispiel 5 erfolgen.
7. Ein durch Erhitzung auf 90-120' C verflüssigtes Bitumen der im Beispiel 2 er wähnten Art wird mit 0,3#-0,5% Glyzerin innig vermischt. Das derart behandelte Ma terial kann wie im Beispiel 5 dispergiert werden. <B>8.</B> Im Beispiel 7 wird ein Teil des Gly zerins durch ein Alkalisalz ersetzt, zum Bei spiel 0;2% Glyzerin und 0,02% Natrium chlorid (bezogen auf das Gewicht des zu be handelnden Materials) und diese Stoffe wer- den vor ihrer Einverleibung in das zu behan delnde Material innig miteinander vermischt.
9. Im Beispiel 7 oder 8 wird das Gly zerin, mit zugesetztem Salz oder ohne solches mit einer Menge öllöslichen Natriumsulfo- nates im Verhältnis von 0;01 Gewichtsprozent des zu dispergierenden Materials gemischt.
10 Gleiche Mengen einer 20,%igen wäs serigen Natriumazetatlösung und einer 4%igen Dammarharzlösung in Mineralöl werden miteinander emulgiert und 1 % dieses Gemisches wird unter innigem Rühren einem auf 90-120' C erhitzten Öldestillations- bitumen zugesetzt, der darauf wie im Bei spiel 5 dispergiert werden kann.
11. 1 % einer 20 % igen Gelatinelösung in Wasser wird in verflüssigtes bituminöses Material einverleibt. Die Masse kann darauf hin in bekannter Weise dispergiert werden.
Process for the production of a material particularly suitable for the production of aqueous dispersions of bituminous substances. The invention relates to a process for the production of a material which is particularly suitable for the production of aqueous dispersions of bituminous substances. Bitumen, pitch, wax, etc., in particular products such as those obtained in the distillation or other processing of crude petroleum, as well as residues of such distillation or other processing processes, come into question as bituminous substances.
The end products of the process according to the invention should be used for the production of aqueous dispersions whose viscosity is higher than the viscosity of the dispersions which can be achieved under the same conditions with the untreated bituminous substances.
For some purposes, for example for the use of aqueous dispersions of bituminous substances for road construction, a high viscosity of the dispersions is often desirable. The usual production of highly viscous dispersions consists in increasing the content of disperse phase or in the addition of thickeners, the presence of which can be very undesirable.
However, it is expedient to be able to treat the material to be dispersed itself in such a way that under the usual dispersion conditions a dispersion with a certain content of dispersed phase exhibits a significantly higher viscosity than usual.
It is known; that aqueous dispersions of certain bituminous materials, such as asphalt, have high viscosities, but an explanation for this has not yet been had. Tests have now shown that the formation of highly viscous dispersions can be traced back to the presence of constituents in the dispersed phase which can sorb water from the continuous phase.
The equilibrium that arises after the absorption of the water from the continuous phase is determined by the osmotic pressures that prevail both in the water in the dispersed material and in the continuous phase. In the state of equilibrium these two osmotic pressures are equal.
It is known that the viscosity of an aqueous dispersion in certain conditions depends on the concentration of the disperse phase in the system. Therefore, if the disperse phase can be made to absorb water that would otherwise normally be in the continuous phase, this increases the concentration of the disperse phase, which also increases the viscosity.
According to the method of the invention, based on the new knowledge described above; the bituminous materials for the purpose of increasing the viscosity of the dispersions to be produced from them, incorporated substances that generate an osmotic pressure in the particles of the dispersed material that is greater than the osmotic pressure of the continuous phase of the dispersion generated with the material directly after their manufacture,
thereby causing water absorption from the continuous phase into the disperse phase. The substances in question are expediently in a relatively small amount and so largely fine. In a distributed state incorporated into the bituminous material, after dispersing the latter, these substance particles, as well as their solutions in the particles of the bituminous material, are much smaller than the latter particles themselves.
Substances that can be used for this purpose are generally water-soluble substances, such as salts, for example alkali chlorides, sulfates, nitrates, acetates, etc., acids, hydroxides, or in general electrolytes, further organic compounds such as carbohydrates, For example, cane sugar, or alcohols such as glycerine or glycol, phenols such as cresol, etc.
Another class of substances that can be used are water-attracting, lyophilic colloids, such as gelatin or agar-agar, which are colloidal water-soluble, or which, while they are actually not water-soluble, have substantial water absorption from the continuous into the can bring about a disperse phase,
because they swell or gelatinize in water. When using the last-mentioned substances, the osmotic equilibrium achieved will not be of the same type as in the case of water-soluble substances, such as electrolytes or carbohydrates, but rather be comparable to what is known as the Donnan equilibrium.
Further examples of substances to be used according to the invention are those which are soluble or easily dispersible in the bituminous material and form a water-soluble substance in contact with water. For example, trichlorethylene splits hydrochloric acid in contact with water. For example, when 1 trichloxethylene is incorporated into bituminous materials, the viscosity of the dispersions produced with them is significantly increased.
These substances can be incorporated into the material to be treated in a solid state or in solution. If you want to incorporate these substances into the material in solution, you can add this solution to a raw material, which can then be subjected to a treatment such as drying or distillation, for the purpose of removing the solvent or for converting the raw material into a dispersing material with the required properties.
The treated material can also be dispersed directly without drying or distillation.
From the products obtained according to the method of the invention can. Relatively highly viscous, aqueous dispersions can be obtained by dispersing the materials treated as described above by any of the known dispersing processes, with or without the use of known dispersants and / or stabilizers.
Tests have shown that in general, in order to be effective, the substance to be incorporated, for example water-soluble, has to be dispersed in particles of such a size that they are small in relation to the particle size of the material dispersed in the final dispersion.
When the particles of the water-soluble substance approach the particle size of the dispersed material, the diameter of the water droplets will usually be too large to remain attached to the material after the water absorption, so that the dispersed particles separate with subsequent entry of the water-soluble substance in the continuous phase, where it will exert an effect opposite to the required effect.
In certain cases, the water-soluble substance can be incorporated into the bituminous material by simple mixing in a sufficiently finely divided state, whereby the latter can be brought into a liquid or semi-liquid state if it is normally solid, for example by heating. But if a sufficient fine distribution. not easily achieved by simply mixing the water-soluble substance with the liquid or liquefied material, special methods of incorporation can be used.
For example, if you want to prepare an oil distillation bitumen for the production of highly viscous dispersions, a suitable amount of sodium chloride or another electrolyte can be added to the crude oil, for example topped crude oil or fuel oil, from which the bitumen is obtained as distillation residue abide.
If desired, the substance to be incorporated into the bituminous material can be added to part of the material and this mixture can be mixed with the untreated part. For example, if you want to create a dispersion of bitumen with a penetration = <B> 300 </B> by mixing flux oil with harder bitumen, you can treat the fly oil or part of it with the substance in question and then with the Mix hard bitumen or with the hard bitumen already treated with the other part of the flying oil.
Furthermore, a suitable amount of a bituminous material with a relatively high content of components which increase the osmotic pressure can be mixed with a bituminous material which does not contain such components.
To achieve a sufficient fine distribution of the water-soluble substance in the bituminous material, this latter can also be added a small amount of a dispersant to produce a water-in-oil dispersion before dispersing it in water, which makes it possible to add a to incorporate a small amount of water-soluble substance in the form of a water-in-oil dispersion.
In other words, when the material is finally dispersed in water, due to the addition of an agent which promotes the creation of a water-in-oil dispersion of the water-soluble substance, the water-soluble substance is in a dispersed state.
Examples of such agents are water-insoluble soaps such as aluminum, magnesium or calcium oleates, resinates, sulfonates and similar substances which are soluble or dispersible in the material being treated.
In the practical development of this embodiment of the invention, the water-soluble substance and the water-in-oil dispersant can be added separately to the bituminous material; or you can first prepare a dispersion of the water-soluble substance in the relevant dispersant and add this dispersion to the treated material which, if necessary, is treated further; such as dried or distilled, before it is dispersed.
As mentioned above, the water-soluble substance can exert its viscosity-increasing effect only as long as it remains incorporated into the dispersed particles of the material, while it will have the opposite effect on transition into the continuous phase. With this in mind, it is very important in the practice of the invention that the dispersion of the water-soluble substance in the particles of the material remain unaffected for a substantial time.
By using the products as they are obtained according to the method of the invention, very valuable control of the viscosities to be achieved in the finished dispersions is made possible. For example, in the production of bituminous dispersions by known processes, such as for use in road construction, it will in some cases be possible to reduce the viscosity of the finished dispersion to 2 to 3 or even 5 to 6 times that viscosity to increase which is achieved in the normal procedure without using the invention.
Aqueous dispersions which are produced from the products obtained by the process of the invention show a certain increase in viscosity in the time immediately following their production. The viscosity then rises to a maximum and then falls again to a somewhat lower value, which remains more or less constant.
If the method according to the invention is carried out appropriately, the viscosity of the emulsion produced from the products obtained will be relatively stable, that is to say the dispersion will not show any abnormal decrease in viscosity during the normal storage period. It was found; that the decrease, if any, may be less than that which normally occurs in highly viscous dispersions which have been prepared without using the products according to the invention.
In practice it would be found that the substances which are used to form one of the water soluble substances in the treated material also promote the creation of a very stable viscosity.
In special cases, it can be expedient to add a substance to the material which specifically serves as a viscosity stabilizer, which can preferably be done together with the incorporation of the water-soluble substance into the material to be dispersed. Examples of such stabilizers are alkali sulfonates, dam argummi and other similar substances.
The following examples serve to explain the invention: 1. An asphaltic crude oil, topped crude oil or fuel oil, 1.7.5% of its weight of a 0.57% aqueous solution of sodium chloride by repeated passage through a high-speed disintegrator or a golloid mill incorporated.
The oil thus treated is subjected to normal distillation to obtain a residue having a penetration of 200 as measured by the standard method. This bitumen can then be dispersed in a so-called Hurrell mill, for example with the aid of a 1.5% potassium oleate solution. If the dispersion has a bitumen content of -5% by weight, its viscosity is 0.37 poise.
A dispersion prepared for comparison purposes under the same conditions from an asphalt residue of the same penetration obtained from the same raw material, on the other hand, shows a viscosity of 0.25 poise.
2. A petroleum distillation bitumen of Venezuelan origin, which is distilled off to a penetration of 300, is liquefied by heating to 90 to 120 ° C. 3.4% of its weight of a solution containing 0.517% sodium chloride as in . Example 1, incorporated, this bitumen can then, as indicated in Example 1, be dispersed.
The finished dispersion has a viscosity of 0.44 poise with a bitumen content of <B> 5.8% </B>.
A similar dispersion made with the same untreated bitumen shows a viscosity of 0.12 poise. 3. Under the same general conditions as above, 0.2% of a 20% strength aqueous solution of sodium nitrate is incorporated into the material to be dispersed with thorough stirring. The latter can be dispersed in an equal amount of a solution containing 1% potassium oleate and <B> 0.05% </B> potassium hydroxide.
4. Under the same general conditions as above, <B> 0.1% </B> of a concentrated hydrochloric acid solution is incorporated into the material to be dispersed. The product thus obtained can be dispersed in approximately the same amount of a solution containing 1% potassium oleate and 0.1% potassium hydroxide.
5. An oil distillation bitumen of Venezuelan origin is mixed with a prepared, homogeneous mixture of 0.2% aluminum oleate or stearate, 0.05% potassium chloride, 0.1 to 0.5% kerosene or other mineral oil and 4% Water, calculated on the weight of bitumen. The treated material can then be dispersed thereon in an equal amount of an aqueous solution containing 1% potassium oleate and 0.05% potassium hydroxide.
6. The same material as in Example 5 'is mixed with 0.6 percent by weight of a homogeneous mixture of 50% magnesium sulfonate (from the oil-soluble sulfonic acids formed during the sulfonation of lubricating oil or similar oil fractions), 25 spindle oil, <B> 10% </ B> sodium chloride and 15 treated water. The dispersion can then take place as in Example 5.
7. A bitumen of the type mentioned in Example 2, liquefied by heating to 90-120 ° C, is intimately mixed with 0.3-0.5% glycerine. The material treated in this way can be dispersed as in Example 5. <B> 8. </B> In example 7, part of the glycerine is replaced by an alkali salt, for example 0; 2% glycerine and 0.02% sodium chloride (based on the weight of the material to be treated) and these substances are intimately mixed with one another before being incorporated into the material to be treated.
9. In example 7 or 8, the glycerin, with or without added salt, is mixed with an amount of oil-soluble sodium sulfonate in a ratio of 0.01 percent by weight of the material to be dispersed.
10 equal amounts of a 20% aqueous sodium acetate solution and a 4% dammar resin solution in mineral oil are emulsified with one another and 1% of this mixture is added to an oil distillation bitumen heated to 90-120 ° C. with thorough stirring, which is then added as in the example 5 can be dispersed.
11. 1% of a 20% gelatin solution in water is incorporated into liquefied bituminous material. The mass can then be dispersed in a known manner.