CH212152A

CH212152A - Verfahren zur Herstellung eines Bindemittels, insbesondere für den Strassenbau.

Info

Publication number: CH212152A
Authority: CH
Inventors: A Dr Agthe Carl
Original assignee: A Dr Agthe Carl
Priority date: 1939-01-26
Filing date: 1939-01-26
Publication date: 1940-11-15

Description

Verfahren zur Herstellung eines Bindemittels, insbesondere für den Strassenbau. In vielen Fällen, insbesondere für den Strassenbau, wo man die Schaffung heller oder farbiger Fahrbahnen und Plätze an strebt, wäre es erwünscht, an Stelle von schwarz gefärbten bituminösen Bindemitteln, wie Asphalten oder Teeren, helle oder durch scheinende Produkte zu verwenden. Zur Her stellung solcher Bindemittel stehen jedoch nur die teuren Harze wie Cumaronharz oder Colophonium zur Verfügung. Asphalte und Teere konnten nicht verwendet werden, da die in ihnen enthaltenen, schwarz gefärbten Verbindungen vorwiegen; diese überdecken eventuell zugesetzte Farbstoffe.

Es wurde nun gefunden, dass man aus bil ligem Fichtenholzpech, das als Rückstand der Extraktion von Fichtenharz mit Lösungs- mitteln, die die abietinsäurereichen Anteile des Fichtenharzes herauslösen, gewonnen wird, ein Bindemittel mit guter Klebkraft herstellen kann, das sich insbesondere zur Herstellung heller oder farbiger Strassen- 1 Beläge eignet. Gemäss der Erfindung wird las in Frage kommende Fichtenholzpech mit einem Lösungsmittel (wie z.

B. Anthracenöl, Teeröl, auch Teer, das keinen freien Kohlen stoff oder schwarz gefärbte Verbindungen enthält) vermengt und die erhaltene Lösung durch Erhitzen mit einer basischen Verbin dung eines Erdalkalimetalles zu einem Binde mittel verdickt.

Das Fichtenholzpech, das gemäss der Er findung zur Anwendung gelangt, ist ein komplexer, harzartiger Stoff, dessen genaue Zusammensetzung unbekannt ist und das bis jetzt als wertlos angesehen und nicht ver wertet worden ist. Es ist ein Rückstand mit geringem Gehalt an Abietinsäure, wie man ihn erhält, wenn man aus Fichtenholz mit tels eines Lösungsmittels die harzartigen Stoffe auszieht und daraus die abietinsäure- reichen Teile abtrennt.

Das Fichtenholzpech, wie es zur Herstellung des Bindemittels nach vorliegender Erfindung angewendet werden soll, fällt in seinen spezifischen Eigenschaf ten wie Säurezahl, Schmelzpunkt, Petrol- ätherunlösliehkeit und Gehalt .an naphta- und toludl@löslichen Stoffen je nach der Me- thode der Gewinnung von Colophonium aus Fichtenholz verschieden an.

Bekanntlich kann Colophonium aus Fichtenholz mit einem geeigneten Lösungsmittel extrahiert werden, wie zum Beispiel mit Gasolin, Ben zol und anderem, nachdem man erst das Fichtenholz mit Dampf, zwecks Austreibung flüchtiger Öle, wie Terpentin- und Fichten- öl, behandelt hat. Anderseits können die flüchtigen Öle, wie Terpentin- und Fichten- öl, auch ohne Dampfbehandlung zugleich mit dem Colophonium extrahiert werden.

Im An schluss an die Extraktion wird der Extrakt destilliert, zwecks Entfernung des Lösungs- mittels, falls das Holz vor der Extraktion mit Dampf behandelt wurde und zwecks Ent fernung der Lösungsmittel und der flüchti gen Öle, wie Terpentinöl und Harzöl, falls das Holz ohne Dampfbehandlung direkt extrahiert wurde. Als Ergebnis der Destil lation wird ein harzartiger Stoff, derAbietin- säure und Verunreinigungen enthält, gewon nen. Dieser kann in irgendeiner bekannten Weise auf raffiniertes Colophonium mit ho hem Gehalt an Abietinsäure verarbeitet wer den.

Die alsdann zurückbleibende dunkle, harte, harzartige Masse von niedrigem Ge halt an Abietinsäure ist das in Frage kom mende Fichtenholzpech. Die genauen Eigen schaften des so gewonnenen Fichtenholz- peches hängen vom Holzegtraktionsverfahren ab. Wenn das Holz vor der Extraktion mit Dampf behandelt wurde, wird ein Fichten holzpech von etwas andern Eigenschaften er halten, als wenn das Holz ohne Dampf behandlung extrahiert wurde. Ebenso sind die Eigenschaften des Fichtenholzpeches je. nach der Reinigung des Harzes verschieden.

Nachfolgend sind zum Vergleich die Eigen schaften von 3 Fichtenholzpechen in einer Tabelle angeführt. Pech A ist ein Fichten- holzpeeh, das durch Extraktion des Holzes mit heissen Petrolkohlenwasserstoffen erhal ten wird. Nachdem die flüchtigen Öle durch Dampfdestillation entfernt wurden, wird mit Furfurol raffiniert, hierauf das Furfurol ver dampft und schliesslich durch Extraktion mit Lösungspetrol das Pech A als Niederschlag ausgeschieden.

Pech B ist ein Fiehtenharz- pech, das durch Benzoleatraktion des nicht mit Dampf behandelten Holzes erhalten wird. Es erfolgt Abdestillation des Benzols, Lösen des Rückstandes in nieder siedenden Petrol- kohlenwasserstoffen, Niederschlagen des Pe- ches B durch Waschen mit kaltem Wasser und dann Entfernung des Niederschlages durch Filtrieren.

Pech C wird erhalten bei der Benzoleatraktion von Fichtenholz. Nach Abdestillieren des Benzols wird das rohe Harz in Gasölin gelöst und mit. Furfurol behandelt.

Die sich bildende Furfurolschicht wird ab getrennt und das Furfurol abdestilliert.
EMI0002.0052

Pech <SEP> A <SEP> Pech <SEP> B <SEP> Pech <SEP> C
<tb> Schmelzpunkt <SEP> (Hercules <SEP> Tropfmethode) <SEP> 910 <SEP> C <SEP> 115 <SEP> <SEP> C <SEP> 102 <SEP> <SEP> C
<tb> Säurezahl <SEP> 100 <SEP> 105 <SEP> 116
<tb> LTnverseifbares <SEP> - <SEP> 5 <SEP> % <SEP> 8 <SEP> %
<tb> In <SEP> Naphta.

<SEP> unlöslich <SEP> 89,5% <SEP> 90% <SEP> 83%
<tb> In <SEP> Toluol <SEP> löslich <SEP> - <SEP> 40% <SEP> 98%
<tb> In <SEP> Petroläther <SEP> unlöslich <SEP> 92% <SEP> 99% <SEP> 95%
<tb> Verseifungszahl <SEP> - <SEP> 169 <SEP> 140
<tb> Asche <SEP> - <SEP> 0.036% <SEP> 0,022 Als Lösungsmittel für das Fichtenholzpech eignen sich beim vorliegenden Verfahren Teeröle, Anthracenöle usw., vor allem aber auch die Teere, die keinen freien Kohlenstoff oder schwarz gefärbte Verbindungen enthal ten,

wie zum Beispiel gewisse Braunkohlen- oder Holzteere oder andere Flüssigkeiten, in denen das Fichtenholzpech löslich ist. Als basische Verbindungen der Erd- alkalimetal'le kommen vor allem Calcium-, lragnesium- und Bariumoxyd, die entspre chenden Hydroxyde oder basische Gesteins- inateria.lien, zweckmässig in zerkleinerter Form als Filler oder Pulver in Frage.

Die grosse Veränderung, die die Lösungen der Fichtenholzpeehe durch das Erhitzen mit den basischen Erdalkaliverbindüngen er fahren, ist sehr überraschend. Schon durch geringe Mengen werden grosse Viskositäts- steigerungen hervorgerufen; es Milden sich viskose bis feste Massen von ausgezeichneter Klebkraft.

So erhält man zum Beispiel beim Auflösen von 40 Gewichtsteilen eines Fich- tenholzpeches in 60 Gewichtsteilen Anthra- cenöl ein dünnflüssiges Präparat, das schon durch längeres Erhitzen mit nur 2 % Magne- siumoxyd eine feste bitumenartige Masse lie fert. Die Viskositäts.steigerung ist von der Dauer des Erhitzens abhängig, je länger er hitzt wird, um so viskoser wird die Masse.

Die Menge der anzuwendenden Stoffe und die Dauer des Erhitzens richtet sich je nach dem Flüchtigkeitsgrad des Lösungs mittels und je nach dem Viskositätsgrad, den das fertige Bindemittel haben soll. Falls Teeröle oder Anthracenöle als Ausgangsma terial dienen, wird man auf 70 Gewichtsteile dieser Öle etwa 30 Gewichtsteile der Fich- tenholzpeche nehmen. Für gewisse Zwecke kann deren Menge noch wesentlich gesteigert werden.

Liegt ein dickflüssiger Braunkoh lenteer als Ausgangsmaterial vor, so werden auch geringere Mengen der Fichtenholzpeche genügen, um ein Bindemittel mit guter Kleb kraft und Witterungsbeständigkeit zu erhal ten. Für die Menge der basischen Erdalkali- verbindungen, die gemäss der Erfindung an gewendet werden sollen, hat sich 1/2% CaO oder äquivalente Mengen der andern Erd- alkalioxyde, berechnet auf das Fichtenholz pech, gut bewährt; doch können auch grössere oder kleinere Prozentsätze verwendet werden.

Obgleich die gemäss der Erfindung her gestellten Bindemittel eine gute Klebkraft besitzen, können sie durch Zusatz von geeig neten Stoffen noch verbessert oder dem Zweck, für den sie angewandt werden sollen, noch besser angepasst werden. So hat sich insbesondere der Zusatz von etwa 1/2-2 Paraffin als vorteilhaft erwiesen, um die Beständigkeit - des Bindemittels gegenüber Feuchtigkeit und Wasser zu erhöhen und eine lang anhaltende Klebkraft zu erzeugen. Statt Paraffin können auch entsprechende Mengen paraffinhaltiger, nicht schwarz ge färbter Stoffe verwendet werden.

Eine ge wisse Geschmeidigkeit erhalten die Binde mittel durch Zusatz von Ricinusöl, von dem sich bereits 2 % günstig bemerkbar machen; doch kann der Gehalt auf 10 % und mehr ge steigert werden. Besonders helle Bindemittel werden durch Zusatz von Harzen, wie Colo- phonium oder Cumaronharz erhalten. Schliess lich ist in vielen Fällen, besonders wenn es sich um die Herstellung hochwertiger Binde mittel handelt, der Zusatz von Chlorkaut schuk oder ähnlicher Verbindungen zu emp fehlen.

Der Chlorkautschuk wird am besten nach der Herstellung des Bindemittels zuge setzt, und zwar in Form von Lösungen, zum Beispiel in Orthodichlorbenzol oder Anthra- cenöl.

Nach dem vorliegenden Verfahren kön nen Bindemittel von verschiedenster Konsi stenz, vom flüssigen Produkt bis zur festen Masse, hergestellt werden. Trotzdem die be treffenden Bindemittel als Masse dunkel ge färbt erscheinen, lassen sich mit ihnen gleichwohl helle oder farbige Effekte erzie len. So entsteht zum Beispiel bei Anwen dung von hellem Splitt ein heller Teermaka- dam, der entsprechend helle Strassenbeläge gibt, die durch Zusätze von organischen oder . anorganischen Farbstoffen gefärbt werden können.

Selbstverständlich können auch die erfin dungsgemäss hergestellten Bindemittel direkt gefärbt werden. Beispiel 1: In 70 kg eines Holzteeres werden unter Erhitzen 30 kg Fichtenholzpech aufgelöst. Hierauf wird 1,5 kg Magnesiumoxyd zuge setzt und unter Umrühren im geschlossenen Gefäss mit Rückflusskühler 24 Stunden lang auf etwa.130' C erhitzt.

Beispiel 2: In 70 lug Anthracenöl werden 30 kg Fich- tenhölzpech unter Erhitzen aufgelöst, hier auf 2 kg Calciumoxyd zugesetzt und das Ganze in einem geschlossenen Gefäss mit. Rückflusskühler mehrere Stunden auf 150 C erhitzt. Man lässt das Reaktionsgemisch auf 100' C abkühlen und löst noch 1 kg Paraf fin darin auf. Es entsteht ein Produkt von der Konsistenz eines Strassenteeres, das für Oberflächenbehandlungen geeignet. ist und in Verbindung mit. hellem Splitt helle Strassen decken gibt.

Beispiel 3: Zu 50 kg Steinkohlenteeröl gibt. man 5 kg Ricinusöl und löst in diesem Gemisch 45 kno Fichtenholzpech auf. Hierauf setzt man 2,5 kg Bariumoxyd zu und erhitzt. das Ge misch unter Rühren am Riickflusskühler, bis eine asphaltähnliche Masse entstanden ist. Diese kann als solche oder mit etwas Anthra- cenöl gefluxt zum Beispiel im Strassenbau zur Herstellung von Belägen angewandt werden.

Beispiel 4: 60k- Anthracenöl werden mit 30kgFich- tenholzpech und 10 kg Colophonium unter Erhitzen zu einer homogenen Masse ver schmolzen. Diese wird mit 3 kg Calcium- oxyd im geschlossenen Gefäss unter Rück fluss einige Stunden lang auf etwa130' C erhitzt.

Man lässt am Schluss das Reaktions- gemisch auf etwa.100' C abkühlen und ver teilt unter Umrühren darin 10 kg einer 10%igen Chlorkautschuklösung in Anthra- cenöl. Es entsteht eine Masse von grosser Klebkraft.

Claims

PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Herstellung eines Binde mittels, insbesondere für den Strassenbau, da durch gekennzeichnet, dass man Fichtenholz- pech, das als Rückstand der Extraktion von Fichtenharz mit Lösungsmitteln, die die abietinsäurereichen Anteile herauslösen, ge wonnen wird, mit einem Lösungsmittel ver mengt und die erhaltene Lösung durch Er hitzen mit einer basischen Verbindung eines Erdalkalimetalles zu einem Bindemittel ver dickt. UNTERANSPRüCHE: 1.

Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass man noch paraffin- haltige Stoffe zusetzt. 2. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass man noch Ricinusöl zusetzt. 3. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass man noch Chlorkaut schuk zusetzt. 4. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass man noch Colopho- nium zusetzt. 5. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet. dass man noch Cumaron- ha.rz zusetzt.