AT255958B - Verfahren zum Verbessern der Haftung von bituminösen Stoffen an festen Materialien - Google Patents

Description

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  Verfahren zum Verbessern der Haftung von bituminösen Stoffen an festen Materialien 
Der Zusatz anionogener und kationogener oberflächenaktiver Stoffe ist bereits mit dem Ziele vorgeschlagen worden, eine Verbesserung der Haftung von bituminösen Stoffen an festen Materialien zu erreichen. So ist es bereits bekannt, die Haftung von bituminösen Stoffen an feste Materialien, insbesondere an saures Gestein, dadurch zu verbessern, dass dem Bitumen und bzw. oder dem festen Material geringe Mengen hochmolekularer aliphatischer Amine, Aminsalze, Säurederivate von Polyaminen mit mehr als 8 Kohlenstoffatomen, Säureamide, Aminsalze oder Polyamide zugegeben werden. 



   Wenn Wasser vorhanden ist, können jedoch Schwierigkeiten auftreten ; einige der vorgeschlagenen Zusätze wirken nur bei Anwendung trockener Steine gut, andere nur bei Anwendung nasser Steine, aber praktisch kein einziger bei beiden. 



   Weitere Schwierigkeiten können sich durch die übliche Heisslagerung von Bitumen ergeben, während welcher Lagerung viele Haftungsverbesserungsmittel infolge einer Zersetzung unter diesen ungünstigen Bedingungen ihre Wirksamkeit verlieren. Früher wurde jedoch auf die Hitzebeständigkeit der zuzugebenden Verbindungen nur wenig oder überhaupt nicht geachtet. Spätere Erfahrungen haben gelehrt, dass die Gewährleistung von Hitzebeständigkeit bei langem Lagern in heissem Bitumen von grosser Bedeutung ist, jedoch ein grosses Problem darstellt. 



   Aus der franz. Patentschrift Nr. 1. 288. 648 ist schon die Kombination eines Amidoaminsalzes einer lipophilen Carbonsäure und eines Überschusses eines Amins als Zusatz für Bitumen bekannt. Dieses Gemisch ist stark alkalisch und wird nach kurzer Lagerung im heissen Bitumen nur noch kationaktive Eigenschaften besitzen, weil jede anfänglich gegebenenfalls noch vorhandene R-COO'-Gruppe in einem solchen Medium in kürzester Zeit in eine R-CO-NH-R'-Gruppe umgesetzt wird, womit auch jede Anionaktivität verschwindet. Dieses Produkt ist somit nur für eine Steinart geeignet. 



   In der brit. Patentschrift Nr. 812, 847 ist eine wässerige Suspension für die Vorbehandlung eines Steinschlages beschrieben. Das in dieser Patentschrift wiedergegebene Gemisch ist daher lediglich für eine Vorbehandlung des Gesteins geeignet und es ist nicht möglich, es in heissem Bitumen zu verarbeiten. Aus der Beschreibung der nach der brit. Patentschrift zu verwendenden Aminderivate (siehe die Beispiele) geht sehr deutlich hervor, dass hier immer kationaktive Amin-und Polyaminderivate gemeint sind. Neben diesen Aminderivaten können ein wenig Mineralöl, eine lipophile Carbonsäure oder eine wasserlösliche Carbonsäure oder anorganische Säure verwendet werden.

   Nur die lipophile Carbonsäure könnte anionaktive Eigenschaften besitzen ; durch die Kombination mit einem lipophilen Amin verschwinden diese Eigenschaften jedoch sofort, worauf schliesslich eine lediglich kationaktive Emulsion entsteht. 
 EMI1.1 
 chen Säure. Weiter werden eine Fettsäure und ein Hydroxylamin zugesetzt ; letztere vereinigen sich im heissen Bitumen zu einem Ester, so dass auch diese Kombination kein anionaktives Salz ergibt. 



   Die bekannten Zusätze haben meist entweder einen günstigen Einfluss bei Anwendung auf saure siliziumhaltige Steinarten, jedoch wenig oder keine Wirkung bei Anwendung auf alkalische Steinarten, 

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 wie Kalkstein, oder umgekehrt. Die Anwendung unterschiedlicher Zusätze für jeden Einzelfall ist jedoch in der Praxis besonders unwirksam, so dass man bestrebt sein wird, einen Zusatz oder ein Zusatzgemisch zu finden, das ungeachtet der Anwendung des Bitumens entweder unter trockenen oder feuchten Bedingungen oder auf saure oder alkalische Steinarten zu jeder Zeit die Haftfestigkeit verbessern wird, wobei der Zusatz oder das Zusatzgemisch auch ausreichend hitzebeständig sein sollen. 



   Es wurde nun gefunden, dass obige Schwierigkeiten oder Probleme überwunden oder gelöst werden können, wenn man zur Verbesserung der Haftung von bituminösen Stoffen an festen Materialien mit Hilfe anionaktiver und kationaktiver oberflächenaktiver Stoffe erfindungsgemäss dem bituminösen Stoff, den zu dessen Herstellung dienenden Bestandteilen und bzw. oder dem festen Material oder einem Teil davon eine Mischung zugibt oder darin in situ entstehen lässt, die aus folgenden Komponenten besteht :

  
A) als anionaktiver Verbindung wenigstens einer hitzebeständigen Seife eines wasserlöslichen Polyamins der allgemeinen Formel 
 EMI2.1 
 worin R = Wasserstoff oder ein Alkylrest mit   1 - 4   C-Atomen, R'= ein Alkylenrest mit   1 - 4   C-Atomen, X = ein organisch substituierter anorganischer Säurerest mit 12-24 C-Atomen, oder-nur falls alle Reste R für Alkyl stehen-auch ein organischer Carbonsäurerest mit   12 - 24   C-Atomen, 
 EMI2.2 
 
 EMI2.3 
 

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   Es ist besonders überraschend, dass die anionaktive Seife und das kationaktive Produkt einander in ihrer Wirkung verstärken. 



   Man konnte nämlich viel eher erwarten, dass von diesen beiden Stoffen, in Kombination angewendet, der eine die Wirkung des andern ganz oder teilweise aufheben würde. Zur Bestimmung der Wirksamkeit, auch im Vergleich zu andern bekannten Produkten, wurden wie folgt Versuche durchgeführt : 70 g Bitumen 80/100 Pen., das einen Zusatzstoff enthält, werden 24 h auf 1800C gehalten, dann wird bei 1200C 30 g Haushaltpetroleum zugegeben. 5%   dieses "cutback"-Bitumens   werden mit 100 g getrocknetem Schotter (10-15 mm Durchmesser), gegebenenfalls mit 2% destilliertem Wasser angefeuchtet, vermischt, bis eine vollständige Umhüllung erhalten ist. Das Gemisch wird 1/2 h an der Luft stehen gelassen, worauf destilliertes Wasser von   200C   vorsichtig bis 5 cm über dem Schotter aufgegossen wird.

   Nach 1 h wird der Prozentsatz Dauerbitumenbedeckung Visuell bestimmt. Als Stein für die Versuche wurde Kalkstein einer schwerhaftenden Art sowie auch siliziumhaltiger gebrochener Flusskies benutzt. Zum Vergleich wurde nun zunächst ein zuzugebendes Gemisch 1 nach der Erfindung dadurch hergestellt, dass verhältnismässig 1 Mol Diäthylentriamin zunächst mit 2 Mol Tetrapropylenbenzolsulfosäure und anschliessend noch mit 1/2 Mol Tallölfettsäure umgesetzt und dem Reaktionsprodukt eine Amidaminseife zugegeben wurde, welch letztere durch Reaktion von 1 Mol Diäthylentriamin mit 1 Mol Tallölfettsäure gebildet und durch Erhitzen auf 1800C kondensiert worden war, bis sich das Fettsäureamidamin gebildet hatte, und schliesslich mit 1, 5 Mol Tallölfettsäure die verbleibenden Amingruppen teilweise neutralisiert wurden. 



   Ein anderer Zusatz 2 wurde gemäss der niederländischen Patentschrift Nr. 65678 gebildet, nach dem auch eine Polyaminseife mit einer kationaktiven Amidaminseife vermischt wird. Dabei wurde verhältnismässig 1 Mol Diäthylentriamin mit 2, 5 Mol Tallöl verseift. Ein Teil dieses Produktes wurde durch Erhitzen auf 180 C teilweise in Amidaminseife   übergeführt,   worauf es mit dem Rest der ersten Seife vermischt wurde. 
 EMI3.1 
 hältnismässig 1 Mol Dimethylpropylendiamin mit 2 Mol Talkfettsäure umgesetzt wurde und durch Erhitzen auf   160 C   kondensiert wurde, bis die Amidaminseife sich vollständig gebildet hatte. 



   Der Zusatz 5 wurde durch Vermischen von Oleylamin mit Cetylalkohol gebildet. 



   Bei dem vorbeschriebenen Versuch verhielten sich die unterschiedlichen vorbeschriebenen Zusätze auf nassem Stein wie folgt : 
 EMI3.2 
 
<tb> 
<tb> Zusatz <SEP> Prozentsatz <SEP> des <SEP> Art <SEP> des <SEP> Prozentsatz, <SEP> der <SEP> nach
<tb> Zusatzes <SEP> auf"cutback"nassen <SEP> Steines <SEP> 1 <SEP> h <SEP> bedeckt <SEP> bleibt
<tb> 1) <SEP> 0, <SEP> 50 <SEP> Kalkstein <SEP> 97
<tb> Flussstein <SEP> 95
<tb> 0,75 <SEP> Kalkstein <SEP> 100
<tb> Flussstein <SEP> 100
<tb> 2) <SEP> 0, <SEP> 50 <SEP> Kalkstein <SEP> 10
<tb> Flussstein <SEP> 20
<tb> 1 <SEP> Kalkstein <SEP> 20 <SEP> 
<tb> Flussstein <SEP> 30
<tb> 3) <SEP> 0,50 <SEP> Kalkstein <SEP> 60
<tb> Flussstein <SEP> 50
<tb> 0,75 <SEP> Kalkstein <SEP> 90
<tb> Flussstein <SEP> 90
<tb> 
 

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 EMI4.1 
 
<tb> 
<tb> Zusatz <SEP> Prozentsatz <SEP> des <SEP> Art <SEP> des <SEP> Prozentsatz,

   <SEP> der <SEP> nach
<tb> Zusatzes <SEP> auf"cutback"nassen <SEP> Steines <SEP> 1 <SEP> h <SEP> bedeckt <SEP> bleibt
<tb> 4) <SEP> 0, <SEP> 50 <SEP> Kalkstein <SEP> 65
<tb> Flussstein <SEP> 85
<tb> 0,75 <SEP> Kalkstein <SEP> 85
<tb> Flussstein <SEP> 90
<tb> 5) <SEP> 0,50 <SEP> Kalkstein <SEP> 30
<tb> Flussstein <SEP> 40
<tb> 0,75 <SEP> Kalkstein <SEP> 55
<tb> Flussstein <SEP> 70
<tb> 
 
 EMI4.2 

Claims (1)

1. <Desc/Clms Page number 5> EMI5.1 worin R = Wasserstoff oder ein Alkylrest mit 1-4 C-Atomen, R'= ein Alkylenrest mit 1-4 C-Atomen, X = ein organisch substituierter anorganischer Säurerest mit 12 - 24 C-Atomen, oder-nur falls alle Reste R für Alkyl stehen-auch ein organischer Carbonsäurerest mit 12-24 C-Atomen, EMI5.2 EMI5.3 n = 0 - 4 darstellen, und B) als kationaktiver oberflächenaktiver Verbindung einem lipophilen Amin und bzw. oder Polyamin und bzw. oder einem Amid und bzw. oder Imidazolin aus einer lipophilen organischen Carbonsäure und einem wasserlöslichen oder lipophilen Amin und bzw. oder Polyamin und bzw. oder den Seifen dieser Amide und Imidazoline.