Wässrige Dispersion auf bituminöser Grundlage
Gegenstand der Erfindung ist eine wässrige Dispersion auf bituminöser Grundlage mit nach dem Troeknen besonders hohen Gütewerten. Unter Dispersion im Sinne der Erfindung wird ein kolloides System verstanden, in welchem feste und flüssige Phasenteilchen vorhanden sind.
Schutzanstrichmittel gegen Korrosionswirkung auf der Grundlage von Steinkohlenteerpech werden häufig benutzt. Es ist bekannt, diese Kohlenteerpeche in Gegenwart von Feststoffen, wie z. B. Huminsäure, LigninsÏure, gemahlener Braunkohle, kolloidalem Ton usw., mit Wasser zu dispergieren. Wird die so erhaltene Dispersion auf eine-Flache aufgebraeht, so erfolgt eine oberflächliche Verdunstung des wässrigen Dispersionsmittels, wobei das zurückbleibende bituminöse Material zusammen mit dem mineralischen Feststoff einen harten, widerstandsfähigen Film bilden kann.
Bei vielen Anwendlmgen leidet die fertige Dispersion darunter, dass sie beim Lagern zum Absetzen neigt, wobei sich oft mineralische Bodensätze bilden, die kaum aufrühr- bar sind. Zudem ergibt das dispergierte Mate- rial wegen des harten, mineralischen Fest- stoffes beim Verstreichen häufig Pinselfurchen, die erfahrungsgemäss besondere An griffspunkte durch die korrodierenden Einfl sse darstellen. Ferner ist zu beobachten, dass mineralische Feststoffe ein und derselben Gattung und von annähernd gleicher Kornfeinheit, aber von andern Fundstätten, in ihrer Wirkung als Dispergator versagen können, obwohl ihre Benetzbarkeit durch Wasser gut ist.
Es wurde gefunden, dass die Gegenwart mehrcyclischer fester Kohlenwasserstoffe, die in den hochsiedenden Steinkohlen-Destilla- tionsproduRten enthalten sind, wie Rohnaphthalin, Naphthalin, Rohanthracen, Anthraeen, Rohphenanthren, Phenanthren, Rohkarbazol, Karbazol und dergleiehen, das sonst beobach- tete lästige Absetzen beim lÏngeren Lagern vermindern und die Pinselarbeit beim Verstreiehen erleichtert. Es sei noch bemerkt, dass Rohnaphthalin und Rohanthracen Phenanthren und Karbazol in Mengen bis etwa 30 /o enthalten können.
Die erfindungsgemässe wässrige Dispersion auf bituminöser Grundlage, die neben bitu- min¯sen Stoffen andere wasserdispergierbare Stoffe enthält, ist dadurch gekennzeichnet, dass sie mindestens 0, 5"/o wenigstens eines cyclischen festen Kohlenwasserstoffes mit höchstens drei Ringen enthält.
Nach dem Verfahren gemäss der Erfindung wird eine solche Dispersion bei höherer Temperatur hergestellt, wobei der Zusatz des cyclischen Kohlenwasserstoffes spätestens er- folgt, solange die Misehung sieh noch auf höherer Temperatur befindet.
Vorteilhaft werden in die Dispersion nach ihrer Herstellung oder in der innern oder/und äussern Phase bei der Herstellung der Dispersion bis 4"/o der genannten cyclischen festen Kohlenwasserstoffe mit höchstens drei Ringen, bezogen auf die fertige Dispersion, eingetragen. Als Träger solcher Kohlenwasserstoffver- bindungen kann auch das in der Kokereigasreinigung anfallende Gaskondensat verwendet werden oder aber der Gehalt dieses Gaskondensates an solchen cyclischen Kohlenwasser- stoffen durch den Zusatz von hochsiedenden Steinkohlenteerprodukten der oben genannten Art erhöht werden.
Diese. s Gaskondensat fallt in den Kokereien bei der Gewinnung der Kohlenwertstoffe durch Gaskühlung naeh Entfer nung des Ammoniaks an, und zwar in solchen Kokereien, bei denen das entschwefelte Gas unter Druck von Benzol befreit wird. Beim Austritt des Gases aus der Entschwefelung, die bei geringem Druek in KÏsten oder Türmen stattfindet, gelangt das mit Wasser ge sättigte Gas, das eine Temperatur von 30 bis '; 5 C aufweist, in einen Kompressor, der das Gas auf einen Druek von 7-9 Atmosphären komprimiert. Durch die Komprimierung steigt die Gastemperatur auf ungefähr 75-85 C.
Das Gas gelangt dann mit diesem Druck in einen Drueldiühler, in welchem das Gas durch indirekte Kühlung auf etwa 20 C gekühlt wird und wobei das vorstehend erwähnte Gas kondensat anfällt. Das Gas verliert das in ihm enthaltene Wasser und Naphthalin bis auf Spuren. Dann gelangt das Gas in die Benzol wä, sehe, die ebenfalls unter dem vorerwähnten Druck vor sich geht. Von da wird das Gas. unter Beibehaltwlg des Druckes in die Verbrauchergasleitung geführt. Das Gaskondensat enthält etwa bis 0, 20 /o Naphthalin, Nebenspuren von Leiehtöl, ist milchigtrübe und weist eine Temperatur von etwa 20-23 C auf. Es besteht in der Hauptsaehe aus Kondensatwasser.
Ferner wurde festgestellt, dass für die Verwendung von Feststoffen als Dispergatoren neben der Kornfeimheit und der leichten Benetzbarkeit durch Wasser noch eine weitere Eigensehaft vorhanden sein mu¯, nämlich eine geeignete Kornform, wenn die Dispersion für Anstrichzwecke, bei denen es auf beson dere Hochwertigkeit ankommt, verwendet wird. Die Untersuchung derartiger Dispergatoren auf mineralischer Basis mit dem Rönt- genspektrometer hat ergeben, dass ein höherer Quarzgehalt für ihre Verwendung als hoch- wertiges Anstrichmittel nachteilig ist. Die z.
B. in Tonen enthaltenen Minerale besitzen eine blättchenförmige Gestalt, die sich wegen der grossen Oberfläche gut für die Herstellung von Dispersionen und für die Filmbildung nach dem Auftragen der Dispersion auf eine Fläche eignet. Dieser Aufbau von aufein anderliegendenBlättchenwirdbeimVorhan- densein von Quarzkörpern durch die eckige Form dieses Minerals gestort.
Als bituminöses Ausgangsmaterial zum Gebrauch für die innere Phase der Dispersion kommt Steinkohlenteer oder Steinkohlenteer- pech in Frage, welches aus folgenden Stoffen gewonnen sein kann : Hochtemperaturkoks- ofenteer, Tieftemperaturteer, Generatorteer, Horizontalretorten-und Vertikalretortenteer, Ölgasteer, Wassergasteer usw. Diese Teere können entweder für sich und/oder gemeinsam auf Teerpech verarbeitet werden.
Die verwendeten Peche sollen vorzugsweise einen Erweichungspunkt von höchstens 60 C nach Krämer-Sarnow aufweisen oder bei höherem Erweichungspunkt auf einen Erweichungspunkt unter 60 C nach Krämer-Sarnow gefluxt sein. Unter Erweichungspunkt naeh I < rämer-Sarnow (abgekürzt : K. S.) ist die Temperatur zu verstehen, bei der eine Queck- silbersäule mit einem Gewicht von 5 g in einem Röhrchen von 6 mm licher Weite durch eine Bitumensehieht, z. B. Teerpechschicht, von 5 mm H¯he, die sich in einem Röhrchen der gleichen lichten Weite befindet, hindureh- tritt.
Es wurde ferner festgestellt, dass mit gleich guter Wirkung statt des Steinkohlenteers oder des Steinkohlenteerpeches soge nannte Steinkohlenteer-Sonderpeche verwendet werden können, wobei unter letzteren Pro duite verstanden werden, die entweder aus Steinkohlenteer oder aus Steiniohlenteerpeeh durch Fluxen mit Teeröl in Verbindung mit einem Sohleaufscllluss oder aber durch Blasen mit Luft hergestellt worden sind.
Als Ausgangsprodukt für die Herstellung der Sonderpeche mit gesteigerten plastischen Eigenschaften werden Steinkohlenteerpeche verwendet, die einen hohen Erweichungs punît nach Krämer-Sarnow von etwa 130 bis 140 C aufweisen und deren Gehalt an freiem Kohlenstoff bei etwa 50 /o liegt. Diese Hart- peche werden mit Hilfe von hochsiedenden Teerölen gefluxt, und es werden hierdurch weichpechartige Massen erhalten, die, je nach der Menge des zugesetzten Fluxöls, auf den gewünschten Erweichungspunkt eingestellt werden können.
Diese Massen können noch zur weiteren Erhöhung der plastisehen Eigensehaften mit einem Kohleaufschluss kombiniert werden. Bei einem Kohleaufschluss werden z. B. 80 /o der wie vorstehend erhaltenen Masse mit 10-20% Kohlenstaub aus einer vitritischen Kohle wäh- rend mehrerer Stunden (z. B. 6 Stunden) in einem Gefäss bei Atmosphärendruck unter R hren bei etwa 200 C behandelt. Die auf diese Weise erhaltenen hochplastischen Peche können durch Zusatz von hochsiedenden Teer ölen auf den gewünschten Erweichungspunkt eingestellt werden.
Weiterhin können Sonderpeche mit erweitertem Plastizitätsbereich durch sogenanntes Blasen von Teer oder Teerpechen mit Luft erhalten werden ; die Temperatur, bei der das Durehblasen erfolgt, liegt bei etwa 200-300 C. Hierbei tritt eine Erhöhung des Erweichungspunktes ein. Die erhaltenen geblasenen Massen können durch Zugabe von hochsiedenden Teerölen auf einen gewünschten Erweichungspunkt eingestellt werden.
Auch andere bituminöse Ausgangsmate- rialien aromatischer Natur können in Frage kommen, nämlich z. B. Wasch¯lpech, das wie folgt entsteht : Für die Auswasehung des Benzols und seiner Homologen aus dem Koksofen- gas wird ein von Earbolöl befreites und weit- gehend naphthalinfreics Tceröl verwendet, welches zwisehen 200--300 C siedet und nur wenig Wasser enthalten darf. Dieses Waschöl wird nach der Anreicherung mit den im Koks ofengas enthaltenen Benzolkohlenwasserstof- fen von diesen durch Abtreiben mit Dampf befreit und im Kreislauf wieder zum Auswaschen der Benzolkohlenwasserstoffe ben tzt.
Im Laufe der Zeit erleidet das Wasehöl eine Verdickung, welche durch im Gas gleichzeitig vorhandenen Sehwefelwasserstoff und Sauerstoff hervorgerufen wird. Ist die Verdickung zu weit fortgeschritten, so wird das dickflüssige Waschöl durch Destillation wieder regeneriert, wobei in der Destillationsblase ein Rückstand, das Wasehölpech, verbleibt.
Durch die Erfindung ist es also möglich, neben den bisher gebrauchten Steinkohlenteerpechen von versehiedener Herkunft auch andere Peche, wie die durch Fluxen mit Teeröl in Verbindung mit einem Kohleauf- sohluss oder aber durch Blasen mit Luft hergestellten Sonderpeche sowie das aus Waschöl gewonnene Waschölpech, zu verwenden. Die wegen eines zu hohen Quarzgehaltes zur Er reichung eines zusammenhä. ngenden und einheitlichen Films nngeeigneten mineralischen Dispergatoren sind nicht verwendbar.
Lagerbeständigkeit und Verstreichbarkeit des di spergierten Materials werden durch Verarbei tung des zusätzlich mit Naphthalin und dergleichen versehenen Gaskondensates wesentlich verbessert.
Beispiel 1
3, 0 kg Gaskondensat (welchem bis zu einem Betrag von 2 Gewichtsprozent, bezogen auf die fertige Dispersion, Naphthalin oder Anthracen zugegeben wird) werden in einem mit Heizung versehenen Mischwerk mit 3, 9 kg geschlämmtem Kaolin innig verarbeitet und dazu allmählich 7, 5 kg eines aufgeschmolze nen Steinkohlenteerpeches' (Erweiehungspunkt nach Kra, mer-Sarnow 35-40 C) unter guter Vermischung zufliessen gelassen. Die Temperatur des Mischwerkes wird dabei auf 60 bis 80 C gehalten. Während und nach Beendigung der Zugabe des Steinkohlenteerpeches werden noch weitere 6 kg des Gaskondensates zugefügt. Als Mischwerk eignet sich am besten eine Misch-Knetmaschine. Deren Trog zur Aufnahme der Dispersionspartner ist dabei heizbar und kühlbar.
Die innige Durelimen- gung der Stoffe erfolgt mit Hilfe von breiten Flügeln, die ebenfalls beheizbar bzw. zur Kühlung eingerichtet sind. Diese Flügel kön- nen in ihrer Umdrehungsgeschwindigkeit durch eine Stufenregelung veränderlich gehal ten werden. Mit Hilfe eines. pneumatisch be tätigten Pressstempels wird das Dispersionsmaterial im Wirkungsbereich der Knetflügel gehalten und durch Erhöhung der Knetkräfte der Prozess beschlexmigt.
Das erhaltene Produkt besitzt folgende Eigenschaften : Es ist schiefergrau und von sahniger Konsistenz. Die Auslaufzeit im Stra ssenteerviskosimeter (5 mm Düse/20 C) beträgt 12-14 Sekunden. Selbst nach monatelanger Lagerung in einem verschlossenen Gefäss findet sich nur ein geringer leicht auf rührbarer Bodensatz. Durch den Zusatz von Naphthalin wird das Dispersionsmaterial fetter , das Anstreichen geht flotter und zügiger vor sich, der Farbton des aufgestri chenen und getrockneten Materials ist heller als ohne Verwendung von Naphthalin.
Beispiel 2
41, 5 kg Gaskondensat, welchem 2, 0 kg Rohnaphthalin feinverteilt zugesetzt wurde, werden'bei 60-80 C mit 19, 5 kg geschlämm- tem Kaolin (mit 10 /o) Quarzgehalt) intensiv gemischt und alsdann werden 37, 0 kg Steinkohlenteerpech (Erweichungspunkt nachKrä- mer-Sarnow 35-40 C) in heissem Zustand (Temperatur bis 120 C) dem Mischwerk zugesetzt. Es resultiert eine homogene Dispersion, die nach dem Aufstreichen und Trocknen einen Film von gleichmässiger Beschaffenheit hinterlässt.
Beispiel 3 38, 0 kg Gaskondensat, welches mit 2, 0 kg Naphthalin versetzt worden ist, werden bei 60 bis 80 C mit 20, 7 kg geschlämmtem Kaolin gut durchmischt und bei dieser Wärme mit 39, 3 kg Sonderpech, welches vorher aufgeschmolzen worden war, in heissem Zustand vermischt.
Es resultiert eine gleichmässige, gut verstreichbare Dispersion.
Beispiel 4 41, 0 kg Gaskondensat, zu welchem 2, 0 kg Rohanthracen zugesetzt worden sind, werden bei einer Temperatur von 60-80 C mit 19, 0 kg geschlämmtem Kaolin gut durchge- mischt und mit 40, 0 kg aufgeschmolzenem, heissem Waschölpech innig gemiseht. Es ergibt sich eine homogene Dispersion von dun kelgrauer Farbe.
Beispiel 5
19, 0 kg eines durch Schlämmen gewonnenen Kaolins mit wenig freier Kieselsäure werden mit 39, 5 kg Wasser innigst vermischt und bei 60-80 mit einem heissen Gemisch von 39, 5 kg eines wie oben beschriebenen Sonderpeehes und 2, 0 kg Naphthalin unter gutem Rühren zusammengebracht. Das erhaltene Produkt ist von durch und durch gleichmässiger Beschaf fenheit und ergibt ein hochwertiges Anstrich- mittel.
Die nach den beschriebenen Beispielen hergestellten Dispersionen enthalten an Stelle der bei der Herstellung von Anstriehmitteln üblichen Losungsmittel einen hohen Gehalt an Wasser (etwa 40 /o), welches als Dispersionsmittel dient. Dadurch wird die Dispersion in den Herstellungskosten verbilligt und in der Handhabung wegen der herabgesetzten Feuersgefahr verbessert. Es besteht aber die Gefahr, dass bei Vorliegen eines eisernen Untergrundes dieser nach dem Aufstreichen der Dispersion mit dem darin befindlichen Wasser reagiert, bevor das Wasser verdunstet ist.
Dadurch wird eine Unterrostung hervorge rufen,waszum Abplatzen des Anstriches führt. Diese Gefahr kann aber vermieden werden, wenn der Untergrund vor dem Aufbrin- gen der Dispersion mit einem Voranstrich (z. B. mit einem geeigneten Pechlack) versehen wird.
Die Verwendung von Gaskondensat für die Herstellung der Dispersion ist, wie das Beispiel 5 zeigt, nieht unbedingt notwendig.
Man kann durchaus auch so vorgehen, dass man die notwendige Menge Naphthalin der gesehmolzenen Teerpechmasse kurz vor der Herstellung der Dispersion zufügt, wobei das Naphthalin rasch gelöst wird.
Die Dispersionen auf der Grundlage von Steinkohlenteerpechen lmd Sonderpechen ls : ön- nen gegebenenfalls im Verein mit Mineralstoffen als Verguss-, Mörtel-und Spachtelmassen oder als Schlämme für Strassenbeläge oder als Masse zum Verfügen von Mauerwerk verwendet werden. In diesen FÏllen ist es nicht erforderlich, hochwertigen Ton als festen Bestandteil der Dispersion zu verwenden.
Beispiel 6
Als Zwischenlage zwischen Fundament und BehÏlter, z. B. einem Tank für Teerole, wird eine Dispersion, nach einem der Beispiele 1 bis 5 hergestellt, kurz vor der Verwendung mit feinem Sand (Korngrosse 0 bis 0, 2 mm) im Verhältnis 1 Gewichtsteil Dispersion zu 4 Gewichtsteilen Sand gut gemischt.
Dieser hergestellte, als Zwischenlage dienende Mörtel erstarrt zu einer festen, jedoch geschmeidigen Unterlage, die auch nach Be lastung durch den gefüllten Tank keine Rissbildung aufweist.
Beisptel 7
Bei der Verwendung als Masse zum Verfugen von Mauerwerk wird eine Dispersion, nach einem der Beispiele 1 bis 5 hergestellt, zunächst unter gutem Umrühren durch Zugabe von etwa 5 Gewichtsprozent Eisenoxyd- rot als Pigment angefärbt zur Angleichung an die rote Farbe des Mauerwerks. Sodann wird diese rot angefärbte Dispersion mit feinem Sand (Korngrösse 0-0, 2 mm) im Ge wichtsverhältnis 1 : 5 gut durchgemischt. Das so erhaltene Material lässt sich gut zum Verstreichen der Mauerfugen verwenden und gibt nach Abdunsten des Wasseranteils der Dispersion eine widerstandsfähige Masse, welche keine Feuchtigkeit mehr aufnimmt und gegen Säuren, Alkalien und Öle unempfindlich ist.
Beispiel 8
Zwecks Verwendung als Belagsmaterial f r Strassen, Fabrikflure, PlÏtze und dergleichen wird eine Dispersion, hergestellt unter Vermischung lmd Erwärmung aus 38 /o Weichpeeh (35 K. S.), 2 /o Rohanthraeen, 19 /o Lehm, Rest Wasser, mit Zement oder Kalk oder mit einem Kalkzementgemisch, eventuell in Verbindung mit feinem'Sand, je nach der gewünschten Härte, versetzt. Die zur Dispersion hinzugefügte Menge an diesen Stoffen muss unter 30 Gewichtsprozent, bezogen auf die Gesamtmasse, bleiben.
In den so hergestellten Belag kann vor seiner Erhärtung feinkörniges Gestein eingewalzt werden, wenn eine rauhe Oberfläehe gewünscht wird.
Die beschriebenen Dispersionen zeichnen sich unter anderem dadurch aus, dass sie sich gut verstreichen lassen, dass sie nach dem Trocknen eine Härte ohne. Sprödigkeit auf- weisen und dass sie eine hohe Thermostabilität und eine hohe Wasserfestigkeit besitzen. Beim Aufbringen der Dispersion erfolgt keine Ausflockung. Der Abbindevorgang vollzieht sich vielmehr durch Verdunstung des Wassers an der Oberfläche und ist beendet, wenn das gesamte Wasser aus der Dispersion durch Aus- trocknung entfernt ist.
Es hat sich herausgestellt, dass sich bei Anwesenheit der mehreyelischen Kohlenwas serstoffe ausgezeichnete Dispersionen auf der Grundlage von aromatischen Pechen ergeben, wenn. die als Dispergator fungierenden, was serdispergierbaren, tonartigen Stoffe teilweise oder ganz durch bestimmte andere Stoffe ersetzt werden. Zu diesen Stoffen gehören grundsätzlich alle wasserbenetzbaren oder wasseraufnahmefähigen Stoffe, die zweckmässig mit einer Körnung von Staubfeinheit vorliegen können. Weiterhin gehören hierzu alle die Stoffe in der vorgenannten Grosse, die durch Benetzungsmittel wasserbenetzbar gemacht werden können. Zu der erstgenannten Klasse gehören z.
B. Gichtstaub, Kiesab- brÏnde, Erze, gebrauehte Gasreinigungsmasse, Kalk und Acetylenschlämme, F'lugasche und ähnliche Stoffe. Zu der zweitek Klasse ge hören beispielsweise Graphit, Russ und Koh lenstaub. Diese Dispersionen können eine mannigfaltige Verwendung finden. Sie eignen sich beispielsweise zur Herstellung von Auf tragschichten, z. B. auf Beton, Mauerwerk oder Strassenflä. ehen, Metall, Glas oder als Verguss und Spachtelmasse.
Aqueous dispersion on a bituminous basis
The invention relates to an aqueous dispersion on a bituminous basis with particularly high quality values after drying. For the purposes of the invention, dispersion is understood to mean a colloidal system in which solid and liquid phase particles are present.
Corrosive protective paints based on coal tar pitch are widely used. It is known that these coal tar pitches in the presence of solids, such as. B. humic acid, lignin acid, ground brown coal, colloidal clay, etc., to disperse with water. If the dispersion obtained in this way is sprayed onto a surface, the aqueous dispersion medium evaporates from the surface, and the bituminous material that remains can form a hard, resistant film together with the mineral solid.
In many applications, the finished dispersion suffers from the fact that it tends to settle on storage, with mineral sediments often forming which can hardly be stirred up. In addition, because of the hard, mineral solid matter, the dispersed material often results in brush furrows when it is spread, which experience has shown represent particular points of attack due to the corrosive influences. It can also be observed that mineral solids of the same type and of approximately the same grain fineness, but from other sites, can fail in their effect as a dispersant, although their wettability by water is good.
It has been found that the presence of multicyclic solid hydrocarbons contained in the high-boiling hard coal distillation products, such as crude naphthalene, naphthalene, crude anthracene, anthraea, crude phenanthrene, phenanthrene, crude carbazole, carbazole and the like, cause the annoying settling that is otherwise observed Reduce long periods of storage and make brushing easier when spreading. It should also be noted that crude naphthalene and crude anthracene can contain phenanthrene and carbazole in amounts of up to about 30%.
The aqueous dispersion according to the invention on a bituminous basis which contains other water-dispersible substances in addition to bituminous substances is characterized in that it contains at least 0.5% of at least one cyclic solid hydrocarbon with at most three rings.
According to the process according to the invention, such a dispersion is produced at a higher temperature, the cyclic hydrocarbon being added at the latest as long as the mixture is still at a higher temperature.
Advantageously, up to 4 "/ o of said cyclic solid hydrocarbons with at most three rings, based on the finished dispersion, are introduced into the dispersion after its preparation or in the inner and / or outer phase during preparation of the dispersion. bonds, the gas condensate obtained in the coke oven gas cleaning can also be used, or the content of such cyclic hydrocarbons in this gas condensate can be increased by adding high-boiling coal tar products of the type mentioned above.
This. s Gas condensate occurs in the coking plants during the extraction of the carbon materials by gas cooling after removal of the ammonia, in such coking plants in which the desulphurized gas is freed from benzene under pressure. When the gas emerges from the desulphurisation, which takes place at low pressure in coasts or towers, the gas is saturated with water and has a temperature of 30 to '; 5 C, into a compressor that compresses the gas to a pressure of 7-9 atmospheres. The compression rises the gas temperature to around 75-85 C.
At this pressure, the gas then passes into a Drueldiühler, in which the gas is cooled to about 20 C by indirect cooling and the gas condensate mentioned above is obtained. The gas loses the water and naphthalene it contains, except for traces. Then the gas enters the benzene tank, which is also going on under the aforementioned pressure. From there the gas. while maintaining the pressure in the consumer gas line. The gas condensate contains about up to 0.20 / o naphthalene, minor traces of borrowed oil, is milky and has a temperature of about 20-23 C. It consists mainly of condensate water.
Furthermore, it was found that, in addition to graininess and easy wettability by water, a further property must be present for the use of solids as dispersants, namely a suitable grain shape, if the dispersion is used for painting purposes where high quality is important, is used. The investigation of such mineral-based dispersants with the X-ray spectrometer has shown that a higher quartz content is disadvantageous for their use as a high-quality paint. The z.
The minerals contained in clays, for example, have a flaky shape which, because of the large surface area, is well suited for the production of dispersions and for film formation after the dispersion has been applied to a surface. If quartz bodies are present, this structure of sheets lying on top of one another is disturbed by the angular shape of this mineral.
The bituminous starting material used for the inner phase of the dispersion is coal tar or coal tar pitch, which can be obtained from the following materials: high-temperature coke oven tar, low-temperature tar, generator tar, horizontal retort and vertical retort tar, oil gas, water gas, etc. These tars can either processed individually and / or together on tar pitch.
The pitches used should preferably have a softening point of no more than 60 C according to Krämer-Sarnow or, if the softening point is higher, they should be fluxed to a softening point below 60 C according to Krämer-Sarnow. The softening point near Rämer-Sarnow (abbreviated: K. S.) is to be understood as the temperature at which a mercury column weighing 5 g in a tube 6 mm wide looks through a bitumen, e.g. B. tar pitch, 5 mm high, which is located in a tube of the same clear width, enters.
It was also found that so-called coal tar special pitches can be used with the same good effect instead of coal tar or coal tar pitch, the latter being understood to mean products made either from coal tar or from coal tar peh by fluxing with tar oil in conjunction with a sole infusion or but made by blowing with air.
As the starting product for the production of special pitches with increased plastic properties, coal tar pitches are used which have a high level of softening according to Krämer-Sarnow of around 130 to 140 C and whose free carbon content is around 50%. These hard pitches are fluxed with the aid of high-boiling tar oils, and this results in soft pitch-like masses which, depending on the amount of flux oil added, can be adjusted to the desired softening point.
These masses can be combined with a coal digestion to further increase the plastic properties. In a coal digestion z. B. 80 / o of the mass obtained as above is treated with 10-20% coal dust from a vitritic coal for several hours (e.g. 6 hours) in a vessel at atmospheric pressure with stirring at about 200.degree. The highly plastic pitches obtained in this way can be adjusted to the desired softening point by adding high-boiling tar oils.
Furthermore, special pitches with an extended plasticity range can be obtained by so-called blowing tar or tar pitch with air; the temperature at which the blow-through takes place is around 200-300 C. This increases the softening point. The blown masses obtained can be adjusted to a desired softening point by adding high-boiling tar oils.
Other bituminous starting materials of an aromatic nature can also be used, namely e.g. B. Washing oil, which is produced as follows: For the leaching of benzene and its homologues from the coke oven gas, an earbol oil and largely naphthalene-free cerium oil is used, which boils between 200-300 C and contains only a little water may. After being enriched with the benzene hydrocarbons contained in the coke oven gas, this washing oil is freed from these by being driven off with steam and used again in the circuit to wash out the benzene hydrocarbons.
In the course of time, the washing oil undergoes a thickening, which is caused by the presence of hydrogen sulfide and oxygen in the gas. If the thickening has progressed too far, the viscous wash oil is regenerated by distillation, whereby a residue, the wasehoil pitch, remains in the distillation still.
The invention also makes it possible, in addition to the previously used coal tar pitches of various origins, to use other pitches, such as the special pitches produced by fluxing with tar oil in conjunction with a coal infusion or by blowing with air, as well as the washing oil pitch obtained from washing oil . Because of too high a quartz content to achieve a coherent Mineral dispersants that are unsuitable for a uniform film cannot be used.
Storage stability and spreadability of the dispersed material are significantly improved by processing the gas condensate, which is additionally provided with naphthalene and the like.
example 1
3.0 kg of gas condensate (to which naphthalene or anthracene is added up to an amount of 2 percent by weight, based on the finished dispersion) are intimately processed in a mixer equipped with 3. 9 kg of slurried kaolin and gradually 7.5 kg a melted coal tar pitch '(elevation point according to Kra, mer-Sarnow 35-40 C) allowed to flow in with good mixing. The temperature of the mixer is kept at 60 to 80 C. During and after the addition of the coal tar pitch, a further 6 kg of the gas condensate are added. A mixer-kneading machine is best suited as a mixer. Their trough for receiving the dispersion partners can be heated and cooled.
The intimate proportioning of the fabrics takes place with the help of wide blades, which can also be heated or set up for cooling. These blades can be kept variable in their speed of rotation by a step control. With help of a. pneumatically operated press plunger, the dispersion material is kept in the area of action of the kneading blades and the process is clouded by increasing the kneading forces.
The product obtained has the following properties: It is slate gray and has a creamy consistency. The flow time in the road tar viscometer (5 mm nozzle / 20 C) is 12-14 seconds. Even after months of storage in a closed vessel there is only a small amount of sediment that can easily be stirred. The addition of naphthalene makes the dispersion material richer, painting is faster and faster, and the color of the painted and dried material is lighter than without using naphthalene.
Example 2
41.5 kg of gas condensate, to which 2.0 kg of crude naphthalene was added in finely divided form, are intensively mixed at 60-80 C with 19.5 kg of slurried kaolin (with 10 / o quartz content) and 37.0 kg of coal tar pitch are then added (Softening point according to Kramer-Sarnow 35-40 C) when hot (temperature up to 120 C) added to the mixer. The result is a homogeneous dispersion which, after brushing on and drying, leaves a film of uniform consistency.
EXAMPLE 3 38.0 kg of gas condensate to which 2.0 kg of naphthalene has been added are thoroughly mixed at 60 to 80 ° C. with 20.7 kg of slurried kaolin and at this heat with 39.3 kg of special pitch which had previously been melted , mixed while hot.
The result is a uniform, easily spreadable dispersion.
Example 4 41.0 kg of gas condensate, to which 2.0 kg of crude anthracene have been added, are thoroughly mixed with 19.0 kg of slurried kaolin at a temperature of 60-80 ° C. and thoroughly mixed with 40.0 kg of melted, hot washing oil pitch missed. A homogeneous dispersion of dark gray color results.
Example 5
19.0 kg of a kaolin obtained by sludging with little free silica are mixed intimately with 39.5 kg of water and at 60-80 with a hot mixture of 39.5 kg of a special speed as described above and 2.0 kg of naphthalene with thorough stirring brought together. The product obtained is of a uniform quality through and through and results in a high-quality paint.
The dispersions prepared according to the examples described contain, instead of the solvents customary in the preparation of paints, a high content of water (about 40%), which serves as a dispersant. This makes the dispersion cheaper in terms of production costs and improves its handling because of the reduced risk of fire. However, there is a risk that, if there is an iron substrate, it will react with the water in it after the dispersion has been spread before the water has evaporated.
This causes under-rusting, which leads to the paint flaking off. However, this risk can be avoided if the substrate is given a primer (eg with a suitable pitch varnish) before the dispersion is applied.
The use of gas condensate for the preparation of the dispersion is, as Example 5 shows, not absolutely necessary.
It is entirely possible to proceed in such a way that the necessary amount of naphthalene is added to the molten tar pitch mass shortly before the dispersion is prepared, the naphthalene being rapidly dissolved.
The dispersions based on coal tar pitches and special pitches can optionally be used in combination with minerals as grouting, mortar and leveling compounds or as slurries for road surfaces or as a compound for joining masonry. In these cases it is not necessary to use high quality clay as an integral part of the dispersion.
Example 6
As an intermediate layer between the foundation and the container, e.g. B. a tank for tar oil, a dispersion prepared according to one of Examples 1 to 5, shortly before use with fine sand (grain size 0 to 0.2 mm) in a ratio of 1 part by weight of dispersion to 4 parts by weight of sand mixed well.
This mortar produced, serving as an intermediate layer, solidifies to form a firm, but pliable base that does not show any cracking even after loading through the filled tank.
Example 7
When used as a mass for grouting masonry, a dispersion is prepared according to one of Examples 1 to 5, initially colored with thorough stirring by adding about 5 percent by weight of iron oxide red as a pigment to match the red color of the masonry. This red-colored dispersion is then thoroughly mixed with fine sand (grain size 0-0.2 mm) in a weight ratio of 1: 5. The material obtained in this way can be used to smooth the wall joints and, after the water content has evaporated, gives the dispersion a resistant mass which no longer absorbs moisture and is insensitive to acids, alkalis and oils.
Example 8
For use as a covering material for streets, factory corridors, squares and the like, a dispersion is produced by mixing and heating 38 / o soft peel (35 KS), 2 / o raw anthraea, 19 / o clay, the rest of water, with cement or lime or with a lime cement mixture, possibly in connection with fine sand, depending on the desired hardness. The amount of these substances added to the dispersion must remain below 30 percent by weight, based on the total mass.
Fine-grained rock can be rolled into the surface produced in this way before it hardens if a rough surface is desired.
The dispersions described are distinguished, among other things, by the fact that they can be easily spread and that, after drying, they have a hardness without. Have brittleness and that they have high thermal stability and high water resistance. When the dispersion is applied, there is no flocculation. Rather, the setting process takes place through evaporation of the water on the surface and is ended when all the water has been removed from the dispersion by drying out.
It has been found that the presence of the Mehreyelischen hydrocarbons results in excellent dispersions based on aromatic pitches, if. acting as a dispersant, what water-dispersible, clay-like substances are partially or wholly replaced by certain other substances. These substances basically include all water-wettable or water-absorbent substances that can usefully be present with a grain size of dust fineness. This also includes all the substances in the aforementioned size that can be made water-wettable by wetting agents. The former class includes, for.
B. gout dust, gravel burns, ores, used gas cleaning mass, lime and acetylene sludge, fly ash and similar substances. The second class includes, for example, graphite, soot and coal dust. These dispersions can find a wide variety of uses. They are suitable, for example, for the production of layers on such. B. on concrete, masonry or street surface. marriage, metal, glass or as a potting compound and filler.