Procédé de préparation d'une émulsion aqueuse bitumineuse et émulsion obtenue par ce procédé. La présente invention comprend un pro cédé de préparation d'une émulsion aqueuse bitumineuse et une émulsion obtenue par ce procédé. Ce dernier permet d'obtenir une émulsion qui coule facilement, qui est mis cible en toutes proportions avec de l'eau et qui est pratiquement stable, c'est-à-dire une émulsion dont les constituants ne se séparent pas facilement les uns des autres.
Le procédé selon l'invention est carac térisé en ce que l'on mélange, à une matière bitumineuse chaude à l'état liquide, une fai ble quantité d'un agent émulseur, contenant une' huile grasse sulfonée, et en ce que l'on ajoute de l'eau chaude à ce mélange.
La quantité d'agent émulseur employée est, de préférence, d'environ 2 à. 1a '/o <B>-</B>du poids de la matière bitumineuse. L'agent émulseur peut être par exemple de l'huile de morue sulfonée, de l'huile de ricin sulfonée. On peut ajouter de préférence après incorpo ration de l'agent émulseur une solution di luée chaude d'alcali. Les matières bitumineuses qui peuvent être employées dans ce procédé sont par exemple du bitume solide, par exemple du type préparé artificiellement du pétrole (tel que l'asphalte du Mexique), du brai,
de l'as phalte natif et minéral ou du bitume natif, et des matières bitumineuses sous forme d'un liquide visqueux, tel que du goudron de houille ou autre goudron.
Lors de la mise en ceuvre du procédé, on peut employer comme agent émulseur, avec l'huile sulfonée, un agent émulseur connu tel qu'un acide gras et de cette manière le pro cédé peut être exécuté avec une quantité d'huile sulfonée plus faible que dans le cas oii l'on n'emploie pas d'acide gras.
Il est alors nécessaire d'ajouter suffisamment d'al cali, en solution diluée, pour neutraliser cet acide, mais il est entendu que lorsque l'agent émtxlseiir consiste uniquement en huile sul- fonée ou en Un mélange d'huiles sulfonées, le procédé peut, dans quelques cas (comme dé crit ci-dessous), être exécuté sans l'emploi d'alcali. Quelques exemples d'exécution de cette invention vont être décrits ci-après.
Exemple <I>1:</I> L'appareil employé est du type de celui décrit au brevet suisse no 106550, c'est-à-dire qu'il comprend un récipient cylindrique avant une chemise de chauffe externe et une pa lette rotative pour l'agitation du contenu du récipient. On introduit de l'asphalte du Mexique dans le récipient et on le fond à. une température de 102 à 107 . L'agent émul seur, qui consiste en huile de morue sulfonée, est alors ajouté, sa proportion étant de 4 calculée par rapport au poids du bitume.
Après que l'agent émulseur a été entièrement incorporé, une solution chaude à 1 à 2 % de soude caustique est versée dans le récipient, en quantité suffisante pour introduire 0,5 de NaOH calculé par rapport au bitume. Tout en maintenant l'agitation du mélange, <I>on y</I> ajoute de l'eau chaude de façon à por ter la. quantité d'eau clans l'émulsion finie à 100 parties d'eau pour 100 parties de bitume. Le chauffage et l'agitation du mélange sont maintenus jusqu'à ce que la, formation de l'émulsion ait eu lieu et l'agitation est pour suivie jusqu'à ce que l'émulsion soit froide.
Exemple <I>2:</I> Dans ce cas, la mise en oeuvre du procédé est à peu près la même que dans l'exemple précédent. L'agent émulseur est encore cette fois de l'huile de morue sulfonée, seulement, dans ce cas, la quantité en est réduite a \? %. De la potasse caustique remplace la soude, caustique et la quantité de solution incorpo rée est suffisante pour introduire 0,35 % de gOH calculé par rapport au bitume.
<I>Exemple 3:</I> Dans cet exemple, l'agent émulseur est de l'huile de morue sulfonée et de l'acide oléique dans les proportions de 3 % du premier et 1 % du second (calculé en poids par rapport au bitume). La mise en oeuvre du procédé est la même que précédemment, l'huile sul- fonée étant introduite en premier lieu dans le récipient et ensuite l'acide gras. La. soude caustique est employée en quantité équiva lente à 0,5 % de NaOH calculée par rapport au bitume. Comme précédemment, la. teneur en eau est portée à 101 parties d'eau pour 100 parties de bitume.
<I>Exemple 4:</I> L'agent émulseur est de l'huile de ricin sulfonée acide, employée dans la proportion de 4%. Le procédé est exécuté exactement de la même manière que dans l'exemple 1.
<I>Exemple. 5:</I> On emploie comme agent émulseur de l'huile de ricin sulfonée alcaline. en intro duisant 10 .% de celle-ci et de la potasse caus tique en solution en quantité équivalente à 0,35 % de KOH calculée par rapport au bi tume.
<I>Exemple 6:</I> L'agent; émulseur est de l'huile de ricin sulfonée neutre, employée à raison de 6 ô par rapport au poids du bitume. Le procédé est conduit de la. même, manière que dans l'exemple 1.
On a trouvé qu'en pratique. les meilleurs résultats ont été obtenus avec des huiles sul- fonées de réaction acide. Il est néoesaaire, avec des huiles neutres ou alcalines, d'em ployer une plats forte quantité d'agent émul seur qu'avec une huile de réaction acide.
On a également trouvé qu'avec des huiles sulfonées contenant de l'ammoniaque comme agent neutralisateur ou des huiles sulfonées rendues alcalines avec de l'ammoniaque, une quantité plus petite (environ 4 %) d'huile que dans le cas d'autres produits alcalins est nécessaire pour la formation d'une émulsion satisfaisante.
Dans le cas où l'on emploie une huile sulfonée de réaction neutre ou alcaline, une plus faible quantité d'alcali est exigée eue dans le cas où l'on emploie une huile sulfo née de réaction acide, et même il est quelque fois possible d'omettre complètement. l'alcali. Cependant, afin clé produire une émulsion satisfaisante sans alcali, il est préférable d'employer un appareil du type des moulins colloïdaux comme mélangeur, dans lequel le bitume et d'autres ingrédients sont incorpo rés.
Bien qu'il soit possible de préparer une émulsion de cette manière, il est préférable dans chaque cas d'employer une solution aqueuse d'alcali en combinaison avec l'huile sulfonée. On peut employer d'autres subs tances alcalines en plus ou à la place de la soude ou de la potasse caustique, comme in diqué dans les exemples précédents, par exem ple, on peut employer en proportions équiva lentes du carbonate de sodium ou potassium, du borax ou du carbonate de soude anhydre (Na2C03).
L'émulsion préparée tel que décrit ci-des sus peut être employée comme agglomérant dans la construction des routes ou dans la fa brication des briquettes de charbon ou encore pour appliquer un revêtement préservatif à de la pierre, du bois, du métal ou autres ma tériaux employés en construction ou en clô ture. Elle peut également être employée pour imprégner du béton ou autre matière sembla ble ou encore pour préserver du feutre ou autres matières employées pour la couverture des toits.
Un important avantage de l'invention est que l'emploi de l'émulsion pour la construc tion des routes ne nécessite l'application d'au cune chaleur. L'émulsion est appliquée à froid à la surface de la route ou à, la fonda tion de la route et l'eau s'évapore de suite en laissant à la surface de la pierre une pel licule permanente, résistant à l'eau de la ma tière bitumineuse originelle avec laquelle l'é mulsion a été préparée. ,
Process for preparing an aqueous bituminous emulsion and emulsion obtained by this process. The present invention comprises a process for preparing an aqueous bituminous emulsion and an emulsion obtained by this process. The latter makes it possible to obtain an emulsion which flows easily, which is targeted in all proportions with water and which is practically stable, that is to say an emulsion whose constituents do not easily separate from each other. other.
The process according to the invention is characterized in that a small quantity of an emulsifying agent containing a sulphonated fatty oil is mixed with a hot bituminous material in the liquid state, and in that the hot water is added to this mixture.
The amount of foaming agent employed is preferably about 2% to. 1a '/ o <B> - </B> of the weight of the bituminous material. The emulsifying agent can be, for example, sulphonated cod oil, sulphonated castor oil. A hot diluted alkali solution can be added preferably after incorpo ration of the emulsifying agent. The bituminous materials which can be employed in this process are for example solid bitumen, for example of the type artificially prepared from petroleum (such as Mexican asphalt), pitch,
native and mineral asphalt or native bitumen, and bituminous materials in the form of a viscous liquid, such as coal tar or other tar.
When carrying out the process, a known emulsifying agent such as a fatty acid can be used as an emulsifying agent, together with the sulfonated oil, and in this way the process can be carried out with a larger quantity of sulfonated oil. weak only when no fatty acid is used.
It is then necessary to add sufficient alkali, in dilute solution, to neutralize this acid, but it is understood that when the emtxlseiir agent consists only of sulphonated oil or of a mixture of sulphonated oils, the process can in some cases (as described below) be performed without the use of alkali. Some exemplary embodiments of this invention will be described below.
Example <I> 1: </I> The apparatus used is of the type described in Swiss patent no.106550, that is to say it comprises a cylindrical container before an external heating jacket and a paddle rotary for stirring the contents of the container. Mexican asphalt is introduced into the container and melted down. a temperature of 102 to 107. The emulsifying agent, which consists of sulphonated cod oil, is then added, its proportion being 4 calculated with respect to the weight of the bitumen.
After the foaming agent has been fully incorporated, a hot 1 to 2% solution of caustic soda is poured into the container, in an amount sufficient to introduce 0.5 of NaOH calculated with respect to the bitumen. While maintaining the agitation of the mixture, <I> one </I> is added to it hot water so as to carry it. amount of water in the finished emulsion at 100 parts of water per 100 parts of bitumen. Heating and stirring of the mixture is continued until formation of the emulsion has taken place and stirring is continued until the emulsion is cold.
Example <I> 2: </I> In this case, the implementation of the method is more or less the same as in the previous example. The emulsifying agent is again this time sulphonated cod oil, only, in this case, the quantity is reduced to \? %. Caustic potash replaces caustic soda and the quantity of solution incorporated is sufficient to introduce 0.35% of gOH calculated relative to the bitumen.
<I> Example 3: </I> In this example, the emulsifying agent is sulfonated cod oil and oleic acid in the proportions of 3% of the first and 1% of the second (calculated by weight by compared to bitumen). The implementation of the process is the same as above, the sulphonated oil being introduced first into the container and then the fatty acid. Caustic soda is used in an amount equivalent to 0.5% of NaOH calculated with respect to the bitumen. As before, the. water content is brought to 101 parts of water per 100 parts of bitumen.
<I> Example 4: </I> The emulsifying agent is acid sulfonated castor oil, used in the proportion of 4%. The process is carried out in exactly the same way as in Example 1.
<I> Example. 5: </I> Alkaline sulfonated castor oil is used as the emulsifying agent. by introducing 10.% thereof and of the causative potash in solution in an amount equivalent to 0.35% of KOH calculated with respect to the bi tume.
<I> Example 6: </I> The agent; emulsifier is neutral sulfonated castor oil, used at a rate of 6% based on the weight of the bitumen. The process is carried out from there. same, way as in Example 1.
We have found that in practice. the best results have been obtained with sulphonated oils of acid reaction. It is necessary to use a large quantity of emulsifying agent with neutral or alkaline oils than with an acid reaction oil.
It has also been found that with sulfonated oils containing ammonia as a neutralizing agent or sulfonated oils made alkaline with ammonia, a smaller amount (about 4%) of oil than in the case of other products. alkalis is necessary for the formation of a satisfactory emulsion.
In the case where a sulfonated oil of neutral or alkaline reaction is used, a smaller amount of alkali is required than in the case of a sulfonated oil of an acid reaction is employed, and even it is sometimes possible to omit completely. alkali. However, in order to produce a satisfactory emulsion without alkali, it is preferable to employ a colloid mill type apparatus as a mixer, in which bitumen and other ingredients are incorporated.
Although it is possible to prepare an emulsion in this way, it is preferable in each case to employ an aqueous alkali solution in combination with the sulfonated oil. Other alkaline substances can be used in addition to or instead of soda or caustic potash, as indicated in the preceding examples, for example, sodium or potassium carbonate can be used in equivalent proportions, borax or anhydrous sodium carbonate (Na2CO3).
The emulsion prepared as described above can be used as a binder in road construction or in the manufacture of charcoal briquettes or even to apply a preservative coating to stone, wood, metal or other materials. materials used in construction or fencing. It can also be used to impregnate concrete or other similar material or to preserve felt or other materials used for roofing.
An important advantage of the invention is that the use of the emulsion for road construction does not require the application of any heat. The emulsion is applied cold to the road surface or to the road foundation and the water immediately evaporates leaving a permanent, water-resistant film on the stone surface. the original bituminous material with which the emulsion was prepared. ,