190691. lajstromszámú szabadalom • Eljárás termoplasztikus anyagok előállítására
2 190691 9 A találmány termoplasztikus anyagoknak ásványolaj-lepárlási mai-dákokból és pirolízis nehézgyantából történő előállítására alkalmas eljárásra vonatkozik. Ismeretes, hogy a bitumeneket különböző eredetű nyersolajmaradékokból desztillációval, extrakcióval, oxidációval állítják elő. Ezek az anyagok az alkotó szénhidrogének típusaiban és arányában egyaránt nagyon különbözők. A bitumen szerkezeti felépítését tekintve általánosan elfogadottnak tekinthető az, hogy a legbelső, erősen kondenzált szerkezetű építőelemekből (aszfaltének) álló micellamagokat fokozatosan kisebb molekulanagyságú aromás szénhidrogének, majd aromás-nafténes és paraffinos jellegű olajos fázis veszi körül. Ez utóbbi alkotja a micellák diszperz fázisát, azaz a bitumen folytonos fázisát. A diszperz fázis és a diszperziós közeg között határfelület nélküli folytonos átmenet van. A diszperz fázis az olaj jellegű diszperziós közeggel együtt biztosítja a bitumen termoplasztikus jellegét, plaszticitását. A bitumen tulajdonságait döntően befolyásolja egyrészt a folytonos közeget alkotó komponensek kémiai jellege, másrészt a nagymolekulájú diszperz fázis tulajdonsága, eloszlásának gyakorisága, jellege. A pirolízis nehézgyanta az ásványolaj-feldolgozás primer termékeinek hőbontásakor keletkező 180-200 °C felett forró folyékony melléktermék, az úgynevezett pirolízisolaj stabilizációjakor - így például a 170 032 számú magyar szabadalmi leírás szerint foganatosított termooxidatív stabilizációjakor - kapott bitumenszerű anyag. A bitumen és a pirolízis nehézgyanta eltérő kémiai jellegű anyagok. Míg a bitumen a nyersolaj eredetétől függően paraffin-, naftén- és aromás szénhidrogének különböző arányú kombinációja, addig a pirolízis nehézgyanta főleg többgyűrűs egyedi aromás szénhidrogéneket (mint például pírén, krizén, koronán, perilén) tartalmaz. A pirolízis nehézgyantában ezek mellett jelentős mennyiségű polimer jellegű, nagy molekulasúlyú komponensek is jelen vannak. Ezek a polimer anyagok elsősorban aromás molekularészekből épülnek fel, és a kisebb molekulasúlyú komponensek polimerizációja, illetve kondenzációja révén keletkeznek. Az egyedi aromás szénhidrogének és a polimer jellegű anyagok rendszerét olyan polimer oldatnak tekinthetjük, amelyben a nagy molekulasúlyú, nagymértékben kondenzált szerkezetű alkotóelemek a polimerek, a kisebb molekulasúlyú komponensek elegye pedig az oldószer. A polimer (amely a pirolízis nehézgyanta diszperz fázisa) és az oldószer (amely a diszperziós közeg) együtt a pirolízis nehézgyanta termoplasztikus tulajdonságainak a hordozói. A pirolízis nehézgyanta tulajdonságai - a bitumenhez hasonlóan - tehát a folytonos közeg és a diszperz fázis egymáshoz viszonyított arányától függenek. A bitumen igen széles körben kerül felhasználásra a lakk, festék, gumi, építő- és szigetelőanyag és hasonlók gyártásában (F.M. Depke: Bitumen- und Teerlacke Verlag W.A. Colomb Stuttgart-Berlin 1970.: dr. Beleznay Géza: Korszerű tetőszigetelések, 1975. Budapest, BMETI). Hasonló területeken használható fel a pirolizis nehézgyanta is (Popl-Havel-Mostechka: Chem. Prumysl: 25/50 469. 1975.: Csikós-Farkas: Pirolizisolaj komplex hasznosítása IV. Magyar Kémikusok Lapja, 1977). Alkalmazhatóságukat azonban sok esetben gátolja a kémiai összetételük és az azokkal összefüggő fizikai tulajdonságuk. (A titumentartalmú anyagok ásványolaj-termékekkel, például benzinnel, gázolajjal vagy baktérumokkal szemben kevésbé ellenállóak, viszont a pirolízis nehézgyanta ilyen anyagukkal szemben lényegesen ellenállóbb, azonban sokkal ridegebb a bitumennél.) A bitumen hőérzékenysége [azaz viszkozitásváltozása a hőmérséklet függvényében (kisebb) dr, Csikós-Farkas L.P.: MÁFKI Közlemény 16. 183. 1975.], mint a pirolizis nehézgyantáé, így a pirolizis nehézgyanta nedvesitöképessége, pórusokra repedésekbe való vándorlási képessége lényegesen nagyobb mint az azonos lágyuláspontú bitumené. A találmány szerinti eljárás alapját az *a felismerés képezi, hogy a pirolizisolaj stabilizációjakor keletkező pirolízis nehézgyantából és bitumenből az alapanyagoktól eltérő tulajdonságú termoplasztikus anyagok állíthatók elő. A találmány szerinti termoplasztikus anyagok előállítása a pirolizis nehézgyanta és a bitumen megfelelő hőmérsékleten történő összekeveréséből áll. Azt találtuk, hogy a magasabb lágyuláspontú komponens (gyűrűs-golyós módszer szerinti lágyuláspontmérés) lágyulás pontjánál 20 °C-kal, célszerűen 50- -70 l,C magasabb hőmérsékleten a pirolízis nehézgyantét és a bitument összekeverve olyan termoplasztikus anyagok állíthatók elő, melyik tulajdonságai nem az additivitás szabályai szerint változnak. A tulajdonság-változásban szinergetikus hatás érvényesül. A találmány szerinti eljárásban célszerűen úgy járunk el, hogy az egyik komponensként a pirolizisolaj stabilizációjakor keletkező pirolízis nehézgyantét, melynek lágyuláspontja (gyűrűs-golyós) 40-120 °C, másik komponensként 2-95 tömeg%-ban a kőolajt kidolgozás során képződő vákumdesztillációs maradékot, vagy belőle desztillációval, extrakcióval, oxidációval előállított bituneriL keverünk össze 20-200 °C-kal, célszerűién 50-80 °C-kal a magasabb lágyuláspont i komponens lágyulási hőmérséklete felett. A termoplasztikus anyagok előállításához alkalmazhatunk 40 °C feletti lágyuláspontú pirolízis nehézgyantákat, valamint az ásvány-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
