Verfahren zur Herstellung eines bitumlnösen, für den Strassenbau bestimmten Bindemittels. Vorliegende Erfindung betrifft ein Ver fahren zur Herstellung eines zähflüssigen, bituminösen, für den Strassenbau bestimmten Bindemittels.
Es ist bekannt, dass durch Behandlung der Steinkohlen- und Braunkohlenpeche mit konz. Schwefelsäure in der Wärme unter Versprödung die Aufnahmefähigkeit der Pe- che für Füllstoffe vergrössert wird, wodurch nur als Hartguss verwendbare Strassenbau stoffen entstehen sollen.
Es ist ferner bekannt, dass durch Ein wirkung von Schwefelsäure in der Hitze auf geschmolzenes Fichtenharz Zusatzstoffe zu Teer entstehen, die jedoch nicht klebrig und fadenziehend, sondern bei Zimmerwärme fest und brüchig sind.
Demgegenüber bezweckt das Verfahren die Herstellung eines bituminösen, für den Strassenbau bestimmten Bindemittels, welches zähflüssig ist und beispielsweise in einer Temperaturspanne von etwa -9-0' bis über 45 knetbar bleibt. Rohteer im ursprüng lichen Zustande ist für den Strassenbau un tauglich. Das Abtreiben einer angemessenen Menge von Mittelöl führt nicht zu knet baren Erzeugnissen. Eine zu weit gehende Destillation, die eine namhafte Erhöhung der Zähigkeit anstrebt und den Ölgehalt über- mässig erniedrigt, würde zur Versprödung des Teeres führen.
Der Erfinder hat nun die Wahrnehmung gemacht, dass auch aus einem gewöhnlichen Steinkohlenteer, insbesondere einem dünn flüssigen entwässerten Rohteer, einem so genannten Strassenteer, ein zähflüssiges Stra ssenbaubindemittel erzeugt werden kann, des sen Bindekraft besser ist, als sie durch De stillation zu erzielen wäre, und zwar auf die Art und Weise, dass man Schwefelsäure und Kohlenwasserstoffe der Terpenreihe mitein ander vermischt und bei einer Temperatur von 120 bis 220 in Gegenwart einer organi schen Nitroverbindung als Reaktionsbe- schleuniger auf Steinkohlenteer einwirken lässt.
Billige, Kohlenwasserstoffe der Terpen- reihe enthaltende Produkte sind die durch trockene Destillation von Holz gewonnenen Holzteere, besonders diejenigen, die durch Destillation von Weichholz entstehen (Weich holzteer, Kienteer). Auch terpenhaltige Harzöle, gegebenenfalls in Mischung mit Holzteer, können verwendet werden. Als Ka talysator kann Nitrobenzol verwendet wer den.
Indem durch das Verfahren eine beliebig hohe Zähigkeit erzielt werden kann, wird als Ausgangsstoff mit Vorteil entwässerter Steinkohlenrohteer verwendet, welcher von den zwischen 170 bis 270 siedenden Mittel ölen nicht befreit zu werden braucht.
Es ist vorteilhaft bei der Herstellung der massen vorzugehen, dass vorerst im kalten Zu stande die Kohlenwasserstoffe der Terpen- reihe mit konzentrierter Schwefelsäure ver mischt werden und gegebenenfalls der Be- schleuniger zugesetzt wird: dieses Gemisch wird dann mit erhitztem Steinlzohlenteer in Reaktion gebracht.
Falls die Menge des Zusatzes vergrössert und besonders die Reaktionstemperatur er höht wird, wird ein Erzeugnis gewonnen, das bei gewöhnlicher Temperatur einen zäh flüssigen, festen Stoff darstellt, dessen Ei genschaften den besten Asphaltmarken gleichkommen.
<I>Beispiel 1:</I> Zu 100 kg terpenhaltigem Holzteer wer den nach und nach im ganzen 10 kg konzen trierter Schwefelsäure zugesetzt. Nach dem Durchrühren wird 1 kg Nitrobenzol beige mischt, und das Erzeugnis wird in kleinen Gaben in 1000 kg Steinkohlenrohteer, der auf eine Temperatur von l20 bis<B>150'</B> er wärmt wurde, eingetragen. Die Reaktion macht sich durch ein leichtes Schäumen be merkbar.
Der Rohteer und das Erzeugnis haben folgende Eigenschaften:
EMI0002.0018
Spez. <SEP> Gew.
<tb> Zähigkeit <SEP> Gehalt <SEP> an
<tb> Naphthalin <SEP> I <SEP> Phenolen <SEP> I <SEP> Pech
<tb> Rohteer <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> 1,13 <SEP> < <SEP> 1 <SEP> Sek. <SEP> (+) <SEP> 5 <SEP> 0/0 <SEP> 5 <SEP> /0 <SEP> 51,6 <SEP> 0/0
<tb> Neues <SEP> Erzeugnis <SEP> 1,17 <SEP> 36 <SEP> Sek. <SEP> (+) <SEP> 2,6 <SEP> ojo <SEP> 3 <SEP> 0/0 <SEP> 56,5 <SEP> /o
<tb> (-I-) <SEP> Im <SEP> DIN-Straf <SEP> enteerviskosimeter <SEP> bei <SEP> 30 <SEP> <SEP> gemessen.
Beispiel 2: <I>'</I> Zu 200 kg einer Mischung von Weich holzteer (gienteer) und Hartholzteer werden unter ständigem Rühren 20 kg Schwefelsäure und 2 kg -Nitrobenzol zugesetzt; das Ge misch wird nach und nach in 1000 kg eines wasserfreien Steinkohlenrohteers, welcher auf eine Temperatur von über<B>170',</B> je nach dem, wie es die Destillationsverluste erlau ben (gewöhnlich genügen 180 bis<B>190),</B> er wärmt ist, eingetragen. Der Steinkohlenteer kann auch auf diese oder eine höhere Tem peratur erst nach dem erfolgten Zusatz er wärmt werden.
Die Eigenschaften des er haltenen Erzeugnisses sind folgende: Schmelzpunkt nach Krämer-Sarnow 34', Penetration<B>180,</B> Streckbarkeit (Fadenlänge) über 100 cm, Brechpunkt nach Fraase unter -15 0.
Process for the production of a bituminous binder intended for road construction. The present invention relates to a method for the production of a viscous, bituminous binder intended for road construction.
It is known that by treating the hard coal and brown coal pitches with conc. Sulfuric acid in the heat with embrittlement increases the absorption capacity of the pitch for fillers, so that road building materials that can only be used as chilled cast iron are to be produced.
It is also known that the action of sulfuric acid in the heat on molten spruce resin produces additives to tar, which, however, are not sticky and stringy, but rather solid and brittle at room temperature.
In contrast, the method aims to produce a bituminous binder intended for road construction, which is viscous and remains kneadable, for example, in a temperature range from about -9-0 'to over 45. Raw tar in its original state is unsuitable for road construction. Stripping off an adequate amount of middle oil does not result in kneadable products. Too extensive a distillation, which aims to increase the toughness significantly and reduce the oil content excessively, would lead to the embrittlement of the tar.
The inventor has now made the perception that a viscous road construction binder can also be produced from an ordinary coal tar, in particular a thinly liquid, drained raw tar, a so-called road tar, whose binding power is better than that which could be achieved by distillation, namely in the way that sulfuric acid and hydrocarbons of the terpene series are mixed together and allowed to act on coal tar at a temperature of 120 to 220 in the presence of an organic nitro compound as a reaction accelerator.
Inexpensive products containing hydrocarbons of the terpene series are the wood tars obtained by dry distillation of wood, especially those produced by the distillation of soft wood (soft wood tar, pine tar). Resin oils containing terpenes, optionally mixed with wood tar, can also be used. Nitrobenzene can be used as a catalyst.
Since the process can achieve any degree of toughness, dehydrated raw coal tar is advantageously used as the starting material, which does not need to be freed from the oil which has between 170 and 270 boiling points.
When preparing the compounds, it is advantageous to first mix the hydrocarbons of the terpene series with concentrated sulfuric acid in the cold state and, if necessary, add the accelerator: this mixture is then reacted with heated coal tar.
If the amount of the additive is increased and, in particular, the reaction temperature, a product is obtained which, at normal temperature, is a viscous, liquid, solid substance whose properties are equivalent to the best brands of asphalt.
<I> Example 1: </I> To 100 kg of terpene-containing wood tar, a total of 10 kg of concentrated sulfuric acid are gradually added. After stirring, 1 kg of nitrobenzene is mixed in, and the product is added in small doses to 1000 kg of raw coal tar which has been warmed to a temperature of 120 to 150 '. The reaction becomes noticeable through slight foaming.
The raw tar and the product have the following properties:
EMI0002.0018
Spec. <SEP> wt.
<tb> Toughness <SEP> content <SEP> on
<tb> Naphthalene <SEP> I <SEP> Phenols <SEP> I <SEP> Pitch
<tb> raw tar <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP> 1.13 <SEP> <<SEP> 1 <SEP> sec. <SEP> (+) <SEP> 5 <SEP> 0/0 <SEP> 5 <SEP> / 0 <SEP> 51.6 <SEP> 0/0
<tb> New <SEP> product <SEP> 1.17 <SEP> 36 <SEP> sec. <SEP> (+) <SEP> 2.6 <SEP> ojo <SEP> 3 <SEP> 0/0 < SEP> 56.5 <SEP> / o
<tb> (-I-) <SEP> Measured in the <SEP> DIN-Straf <SEP> duck viscometer <SEP> at <SEP> 30 <SEP> <SEP>.
Example 2: 20 kg of sulfuric acid and 2 kg of nitrobenzene are added to 200 kg of a mixture of soft wood tar and hardwood tar, with constant stirring; the mixture is gradually converted into 1000 kg of an anhydrous raw coal tar, which is heated to a temperature of over <B> 170 ', </B> depending on how the distillation losses allow it (180 to <B> 190 are usually sufficient) , </B> he is warming. The coal tar can also be heated to this or a higher temperature only after the addition has been made.
The properties of the product obtained are as follows: Melting point according to Krämer-Sarnow 34 ', penetration <B> 180, </B> stretchability (thread length) over 100 cm, breaking point according to Fraase below -15 0.