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Verfahren zum Veredeln bituminöser Stoffe durch Zusatz von Harzen
Gegenstand vorliegender Erfindung ist ein Verfahren zum Veredeln bituminöser Stoffe
durch Zusatz von Harzen.
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Es ist bekannt, daß Teer aus einer Lösung von Pechen, meistens in
Anthrazenöl, besteht. Ein solcher Teer wird wohl für den Straßenbau verwendet, weist
aber nicht gleich gute Eigenschaften wie Spramex, Mexphalt, Ebanoasphalt usw. (die
bekanntlich aus künstlichen Petrolasphalten durch 'Zufügen von Asphaltölen mehr
oder weniger zäher Konsistenz erhalten werden) auf.
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Es wurde nun gefunden, daß es möglich ist, dem Teer physikalische
Eigenschaften zu geben, die denen der natürlichen Asphalte ähnlich sind, wenn man
ihn mit beständigen Harzen, insbesondere Phenolkondensationsprodukten, zusammenschmilzt
oder diese Harze aus den im Teer befindlichen Phenolen durch Zusatz von Formaldehyd
oder anderen Aldehyden in der Masse selbst erzeugt. Bisher war nicht bekannt, daß
sich Phenolformaldehydharze in Teer lösen und mit den bituminösen Stoffen eine homogene
Substanz bilden, deren Festigkeit und Zähigkeit derjenigen bekannter Petrolasphalte
ähnlich ist. Wie bekannt ist, bilden sich beim Erhitzen von Phenol mit Aldehyden
unter Zusatz eines Kondensationsmittels, z. B. Salzsäure, Phenolkondensationsharze.
Dieselben -werden sich zuerst in der dickflüssigen A-Form bilden. Die Phenolkondensationsharze
können durch weiteres Erhitzen in die feste, aber noch in Alkohol und Aceton lösbare
B-Form übergeführt werden. Durch lange Oxydation, Polymerisation oder insbesondere
durch die Einwirkung von Druck geht dann die B-Form in die unlösliche C-Form über.
Für die Zwecke dieser Erfindung werden die Substanzen nur in die A- oder B-Form
verwandelt und in dem Teer dispergiert. Außerdem können auch verschiedene Naturharze,
wie Acroid-, Kopal- und Damarharze, im Teer bei erhöhter Temperatur, gegebenenfalls
unter Einwirkung von erhöhtem Druck, mitdispergiert werden. Es genügt schon ein
Zusatz von 5010 Kunstharz, um die Aufnahme größerer Mengen Pech usw. zu ermöglichen.
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Die Teer-Kunstharz-Mischungen lassen sich auch als Makadam und im
Gemisch mit Sand als Walzasphalt verwenden.
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Der Vorteil bei Verwendung von Phenolkondensationsharzen in A- oder
B-Form gegenüber Naturharzen besteht darin, daß dem Teer--ein Stoff zugeführt -wird,
der erstens die Beständigkeit erhöht und zweitens in Dispersionsform und gequollenem
Zustand die Fähigkeit besitzt, die Anthrazenöle stark zu binden, so daß die Abdunstung
dieser Öle erheblich erschwert wird. Das ist ein sehr wichtiger Faktor für Teerstraßen,
da die Elastizität der Teerschicht erhöht wird, während bei gewöhnlichen Teermischungen
abdunstbare öle, wie z. B. Anthrazenöl u. dgl., sich verflüchtigen und der Pechrest
als brüchige Substanz als Bindemittel für Straßendecken wertlos wird. Außerdem unterstützt
der kolloidale Dispersionszustand -der Phenolkondensationsharze
die
Verteilung der Teerpeche in dem Teeröl und .erhöht gleichzeitig die Viskosität des
Peches. Wenn das im Teer befindliche Phenol direkt mit Formaldehyd oder anderen
Aldehyden zur Reaktion gebracht wird, können phenolartige Teere kondensiert werden,
wobei die im Teeröl befindlichen ungesättigten Kohlenwasserstoffe gleichfalls mitkonden=
siert werden. Es werden dabei die leicht v erdunstbaren öle in höher siedende Substanzen
übergeführt, wodurch dem Teer eine erhöhte Konsistenz und Elastizität gegeben wird.
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Durch die folgenden Beispiele wird das Verfahren näher erläutert.
Beispiel i ioo Teile Steinkohlenteer werden mit Teilen billigen Phenolkondensationsharzen
der A- oder B-Form (am besten jedoch im B=Zustand) zusammengeschmolzen. Anfangs
schäumt die Masse sehr stark; bei fortschreitender Erhitzung auf i i o° C beruhigt
sich die Schmelze, und das Phenolkondensationsharz wird vollkommen im Teer dispergiert,
wodurch nicht nur die Konsistenz erhöht wird, sondern auch die Elastizität des Teeres
sowie die Aufnahmefähigkeit der Zusatzpeche usw. " Zusätze von 'weiteren Mengen
Hart-oder Weichpech als Härtungsmittel des veredelten Teeres sind zulässig. Man
kann durch richtige Auswahl der Zusätze zu obigem Teer verschiedene Konsistenzen
des Teeres -bis zur spramesähnlichen Festigkeit erzielen. Weitere Zusätze von o,
5 bis 3 % ölen, Faktisölen und Kautschuklösungen, die bekanntlich die Zähigkeit
bituminöser Massen erhöhen, sind zulässig, jedoch dürfen diese Zusätze erst nach
dem Auflösen der Kunstharze zugefügt werden. Beispiel a Ein paraffinfreier Teer,
in dem Phenol enthalten ist, wird unter Zusatz von 3 bis 15 Teilen Formaldehyd,
auf i oo Teile Teer berechnet (je nach dem Phenolgehalt), und etwas Salzsäure oder
einem anderen bekannten sonstigen Kondensationsmittel erhitzt, bis die Reaktion
eingetreten ist und die Phenolkondensationsprodukte sich im Teer gebildet haben.
-Man entfernt dann das überschüssige Wasser durch Abdampfen und erhitzt unter weiterem
Umrühren bis auf i5o bis iSo@ C (am besten im Vakuum). Anstatt Formaldehyd kann
man auch ein anderes Aldehyd nehmen, z. B. Furfurol, Paraldehyd usw. Auch diese
durch Kondensation gebildeten Harzverbindungen geben einen guten. veredelten Teer,
zu dem die im Beispiel i genannten Zusätze als Verdickungsmittel gewünschter Konsistenz
und Schmelzpunkt zugegeben werden können.
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Durch das beschriebene Verfahren ist es möglich, phenolhaltige Teere
für Straßenbauzwecke verwendbar zu machen, was bisher noch nicht gelungen ist. In
gleicher Weise können- auch sogenannte Urteere verarbeitet werden, wenn geeignete
Mengen Aldehyde und Kondensationsmittel zugefügt werden.
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Die oben angegebenen Teer- und Kunstharzmischungen können auch in
bekannter Weise in Emulsionen umgewandelt und dann nach dem Kaltverfahren im Straßenbau
verwendet werden.