CZ200028A3

CZ200028A3 - Process for preparing emulsion of bituminous binding agent and use of the bituminous binder emulsion

Info

Publication number: CZ200028A3
Application number: CZ200028A
Authority: CZ
Inventors: Jacques Samanos
Original assignee: Colas
Priority date: 1999-05-07
Filing date: 1999-05-07
Publication date: 2001-02-14

Abstract

Způsob výroby emulze živičného pojivá s vyšší viskositou, vhodné pro údržbu a stavbu silnic s větším spádem a pro stavebnictví,při kterém se a) připravuje primární koncentrovaná emulze živičného pojivá, obsahující povrchově aktivní činidlo, ve hmotnostním množství alespoň 65 % v případě aniontové emulze, případně hmotnostně alespoň 70 % v případě jiných emulzí, smísením, za působení mechanické energie smykového míšení a v přítomnosti povrchově aktivního činidla, počáteční vodné fáze a tekuté živičné fáze a b) přidává se vodná ředicí fáze do primární emulze.Process for producing a higher viscosity bituminous binder emulsion suitable for maintenance and construction of roads with greater gradient and for construction, where a) prepares primary a concentrated emulsion of a bituminous binder containing surfactant active agent, in an amount by weight of at least 65% v for anionic emulsion, optionally at least 70% by weight in the case of other emulsions, by mixing, under mechanical action shear mixing energy and in the presence of surface the active agent, the initial aqueous phase and the liquid bitumen phase a b) adding the aqueous diluent to the primary emulsion.

Description

Způsob přípravy emulze živičného pojivá a použití emulze živi čného pojiváA process for preparing a bitumen binder emulsion and using a bitumen binder emulsion

Oblast technikyTechnical field

Vynález se týká způsobu přípravy emulzí živičného pojivá použitelných ve všech aplikacích emulzí živice, včetně stavby a údržby silnic stejně jako stavebního odvětví a staveb. Vynález se týká také emulzí připravených způsobem podle vynálezu.The invention relates to a process for preparing bituminous binder emulsions useful in all bitumen emulsion applications, including road construction and maintenance as well as construction and construction. The invention also relates to emulsions prepared by the process of the invention.

Dosavadní stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION

Klasicky se emulze živičného pojivá připravují smísením ve vhodném mí s i či d i spergované fáze a dispergující fáze. Dispergovanou fázi může tvořit bud čistá živice, kterou se míní bitumen a asfalt, nebo živice smísená s tavidlem, s ztekucovad1em a/nebo s elastomerem, tedy živice módifikovanaá. Dispergující fází je zejména voda a různé emulgátory nebo povrchově aktivní činidla. Jako mísiče se používají například koloidní mlýny nebo statické mísiče. Obecně zajištují vyhovující mísiče rozstřihání smykem fází obsažených ve směsi.Conventionally, bituminous binder emulsions are prepared by mixing in a suitable blend or dispersed phase and a dispersing phase. The dispersed phase may be either a pure resin, which means bitumen and asphalt, or a resin mixed with a flux, a liquefier and / or an elastomer, i.e. a resinized resin. In particular, the dispersing phase is water and various emulsifiers or surfactants. Mixers used are, for example, colloid mills or static mixers. In general, suitable shear shear mixers provide the phases contained in the mixture.

Jako varianta je rovněž známo přidávání povrchově aktivního činidla nebo přídavného povrchově aktivního činidla do dispergované fáze.As a variant, it is also known to add a surfactant or additional surfactant to the dispersed phase.

Použije-li se povrchově aktivní kaiontové nebo neiontové činidlo k výrobě emulze, obsahuje emulze obecně hmotnostně 50 až 70 % živičného pojivá. Je-li použité povrchově aktivní činidlo aniontové, je koncentrace emulze v živičném pojivu obvykle hmotnostně 50 až 65 %. Emulse, získané s aniontovým povrchově aktivním činidlem, jsou obvykle jemnější a viskosnější v porovnání s emulzemi s kationtovým povrchově aktivním činid1 em.When a surfactant cationic or nonionic surfactant is used to make an emulsion, the emulsion generally comprises 50 to 70% by weight of bitumen binder. When the surfactant used is anionic, the emulsion concentration in the bituminous binder is usually 50 to 65% by weight. Emulsions obtained with an anionic surfactant are usually finer and more viscous compared to emulsions with a cationic surfactant.

Podle dosavadního stavu techniky je možno podle povahy a množství použitého povrchově aktivního činidla řídit stabilitu emulze, tedy stálost při skladování i stabilitu vůči rozpadu. Je známo, že zvyšováním množství emulgátoru je možno snížit rychlost rozpadu emulze a zvýšit stálost při skladování.According to the state of the art, the stability of the emulsion, i.e. storage stability and disintegration stability, can be controlled according to the nature and amount of the surfactant used. It is known that by increasing the amount of emulsifier, it is possible to reduce the rate of disintegration of the emulsion and to increase the storage stability.

Množství přidaného emulgátoru ovlivňuje rovněž jemnost výsledné emulze a její viskositu a podle dosavadního stavu techniky je třeba udělat kompromis k optimalizaci rychlosti rozpadu emulze mezi viskositou a vlastnostmi spojenými s jemností emulze.The amount of emulsifier added also affects the fineness of the resulting emulsion and its viscosity, and there is a need in the prior art to optimize the emulsion disintegration rate between viscosity and emulsion fineness properties.

Způsobem podle vynálezu se dosahuje lepšího řízení rychlosti rozpadu quasi-nezávisle na viskositě a na granulometrickém rozdělení emulze.The process according to the invention achieves better control of the quasi-disintegration rate independently of the viscosity and the granulometric distribution of the emulsion.

Emulse podle vynálezu vykazují vyšší viskositu ve srovnání s emulzemi stejného složení, připravené způsoby podle známého stavu techniky. Nebot vi skosněj ší emulze jsou obzvlášt vhodné pro určité aplikace, jako je provedení ochranných nátěrů povrchu před nanesením na silnice s velkým sklonem nebo velkým úkosem.The emulsions of the invention exhibit a higher viscosity compared to emulsions of the same composition prepared by the prior art methods. Because the more slanted emulsions are particularly suitable for certain applications, such as providing protective coatings of the surface prior to application to high-slope or high-bevel roads.

S překvapením se totiž zjistilo, že způsobem podle vynálezu se dosahuje emulzí vykazujících užší rozmezí rozdělení kapiček dispergované fáze (dále označované jako granulometrické rozdělení) a tudíž vyšší viskosity. Přednosti způsobu podle vynálezu objasňuje následující podrobný popis.It has surprisingly been found that the process according to the invention achieves emulsions having a narrower droplet distribution range of the dispersed phase (hereinafter referred to as the particle size distribution) and hence a higher viscosity. The following detailed description illustrates the advantages of the process according to the invention.

Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION

Způsob přípravy emulze živičného pojivá podle vynálezu spočívá v tom, že seThe process for the preparation of the bituminous binder emulsion according to the invention consists in:

a) připravuje primární koncentrovaná emulze živičného pojivá obsahující povrchově aktivní činidlo ve hmotnostním množství alespoň 65 % v případě aniontové emulze, případně hmotnostně alespoň 70 % v případě jiných emulzí, smísením za působení mechanické energie smykového míšení a v přitom3(a) prepare a primary concentrated bitumen binder emulsion containing a surfactant in an amount of at least 65% by weight in the case of an anionic emulsion, or at least 70% by weight in the case of other emulsions, by mixing under the action of mechanical shear mixing energy;

nosti povrchově aktivního činidla počáteční vodné fáze a tekuté živičné fáze aInitial aqueous phase and liquid bituminous phase surfactant properties; and

b) přiidává se vodná ředicí fáze do primární emulze.b) adding the aqueous dilution phase to the primary emulsion.

Emulze, připravené způsobem podle vynálezu, mají viskositu vyšší, než je viskosita odpovídající emulze stejného složení, získané smísením vodné fáze a bituminové fáze za působení stejné mechanické energie smykového míšení jako při přípravě primární emulze. Obecně je viskosita vyšší nejméně o 20 % oproti odpovídající emulzi.The emulsions prepared by the process of the invention have a viscosity higher than that of the corresponding emulsion of the same composition obtained by mixing the aqueous phase and the bituminous phase under the same mechanical shear mixing energy as in the preparation of the primary emulsion. Generally, the viscosity is at least 20% higher than the corresponding emulsion.

Živičným pojivém se rozumí podle vynálezu živice z přímé destilace, živoce z odasfaltovávání nebo oxidované živice, v čistém stavu, ztekucené nebo tavené. Jak známo, mohou být uhlovodíková pojivá ztekucována lehkými ropnými rozpouštědly, jako je petrolej, a ztekucena oleji, pocházejícími z uhlí nebo z ropy. Jako jiný příklad živičného pojivá lze rovněž uvést kyselé živice typu odvozeného z naftenové kyseliny. Těchže pojiv je možno použít v modifikované formě přidáním jednoho nebo několika polymerů, organických pryskyřic nebo práškového recyklovaného kaučuku.By bituminous binder is meant according to the invention resins from direct distillation, bitumen from asphalting or oxidized resins, in the pure state, liquefied or fused. As is well known, hydrocarbon binders can be liquefied with light petroleum solvents such as kerosene and liquefied with oils derived from coal or petroleum. Another example of a bituminous binder is also acidic resins of the naphthenic acid type. The same binders can be used in modified form by adding one or more polymers, organic resins or recycled rubber powder.

Primární emulze se připraví známým způsobem bud smykovým míšením jedné počáteční vodné fáze s tekutou živičnou fází obsahující živičné pojivo v přítomnosti povrchově aktivního činidla.The primary emulsion is prepared in a known manner either by shear mixing one initial aqueous phase with a liquid bitumen phase comprising a bitumen binder in the presence of a surfactant.

Smykové míšení se může provádět v běžných mísičích používaných v technice přípravy živičných emulzí. Tento typ směsi se může získat pomocí koloidních mlýnů, turbin, čerpadel nebo jejich ekvivalentů nebo také pomocí statických mísičů.The shear mixing can be carried out in conventional mixers used in the bitumen emulsion preparation technique. This type of mixture can be obtained by means of colloid mills, turbines, pumps or their equivalents or also by means of static mixers.

Pokud se směs připravuje kont inuálně, přivádějí se vodná fáze a živičná fáze v poměrech umožňujících získat přímo požadovanou koncentraci pro primární emulzi. Primární emulzí může být přímá emulze (olej ve vodě) nebo inverzní emulze (voda v oleji).When the mixture is prepared continually, the aqueous phase and the bitumen phase are fed in proportions to obtain directly the desired concentration for the primary emulsion. The primary emulsion may be a direct emulsion (oil in water) or an inverse emulsion (water in oil).

• ·• ·

Směs se může připravovat také přetržitě progresivním obohacováním počáteční vodné fáze za mechanického míchání ve vhodném mísiči tekutou živičnou fází až k získání požadované koncentrace primární emulze.The composition can also be prepared by progressively enriching the initial aqueous phase with mechanical stirring in a suitable mixer with a liquid bitumen phase to obtain the desired concentration of the primary emulsion.

Primární emulzí může být přímá emulze (oleje ve vodě) nebo inversní (vody v oleji).The primary emulsion may be a direct emulsion (oil-in-water) or inverse (water-in-oil).

Teplota, při které se přivádí živičná fáze do mísiče je postačující k udržení živičného pojivá v tekutém stavu. Obvykle je nutná teplota vyšší než 100 °C. Pracovník v oboru zabrání, aby primární emulze na výstupu z mísiče vřela. Za tím účelem je třeba nastavit příslušné teploty vodné fáze a živičné fáze před zavedením do mísiče a popřípadě vytvořit směs pod tlakem. Orientačně je pro počáteční vodnou fázi obecně vhodná teplota mezi teplotou okolí a 70 °C.The temperature at which the bitumen phase is fed to the mixer is sufficient to maintain the bitumen binder in a liquid state. Typically, temperatures above 100 ° C are required. A person skilled in the art will prevent the primary emulsion from boiling at the outlet of the mixer. To this end, it is necessary to adjust the respective temperatures of the aqueous phase and the bitumen phase before introduction into the mixer and, if necessary, to form a mixture under pressure. As a guide, a temperature between ambient temperature and 70 ° C is generally suitable for the initial aqueous phase.

Primární směs je bud aniontová (v tom případě se připravuje v přítomnosti aniontového povrchově aktivního činidla), nebo kationtová (a v tom případě je povrchově aktivní činidlo kationtové) nebo také neiontová (když je povrchově aktivní činidlo neiontové). Podle vynálezu se dává přednost kationtovým emulžím.The primary composition is either anionic (in which case it is prepared in the presence of an anionic surfactant), or cationic (and in which case the surfactant is cationic) or also nonionic (when the surfactant is nonionic). According to the invention, cationic emulsions are preferred.

Podle vynálezu je možná příprava všech ostatních typů primární emulze, například primární emulze připravené pomocí obojetně iontového povrchově aktivního činidla.According to the invention, it is possible to prepare all other types of primary emulsion, for example a primary emulsion prepared using a zwitterionic surfactant.

Povrchově aktivními činidly podle vynálezu jsou povrchově aktivní činidla obvykle používaná pro způsob přípravy živičné emulze a mohou být kationtová, aniontová, neiontová nebo obojetně iontová.The surfactants of the invention are the surfactants commonly used in the process for preparing the bitumen emulsion and may be cationic, anionic, nonionic or zwitterionic.

Povrchově aktivní činidlo se může přidávat na začátku do vodné výchozí fáze, do fáze živičné nebo do části obou těchto fází.The surfactant may be added initially to the aqueous starting phase, to the bitumen phase, or to a portion of both.

Je obecným pravidlem přidávat veškeré povrchově aktivní činidlo do výchozí vodné fáze. Nicméně přísada části nebo veškerého povrchově aktivního činidla do bituminové fáze při přípravě primární emulze vede k daleko větší jemnosti primární emulze, což znamená, že střední průměr kapiček primární emulze je menší, než když se přidá veškeré povrchově aktivní činidlo do vodné fáze.As a general rule, all surfactant is added to the starting aqueous phase. However, the addition of some or all of the surfactant to the bituminous phase in the preparation of the primary emulsion results in a much greater fineness of the primary emulsion, meaning that the mean droplet diameter of the primary emulsion is smaller than when all the surfactant is added to the aqueous phase.

Množství povrchově aktivního činidla pro přípravu primární emulze určuje pracovník v oboru v závislosti na záměrném konečném použití emulze živičného pojivá. Zpravidla postačí 20 kg povrchově aktivního činidla na tunu primární emulze. Je-li povrchově aktivní činidlo kationtové, postačí zpravidla povrchově aktivního činidla 0,5 až 10 kg/t.The amount of surfactant for preparing the primary emulsion will be determined by one skilled in the art depending upon the intended end use of the bitumen binder emulsion. Typically, 20 kg of surfactant per ton of primary emulsion is sufficient. If the surfactant is cationic, a surfactant of from 0.5 to 10 kg / t is generally sufficient.

Obecněji se se zřetelem na dávku povrchově aktivního činidla řídí pracovník v oboru vlastnostmi jako jsou žádoucí stabilita hotové emulze, žádoucí rychlost rozpadu, a povahou použitého povrchově aktivního činidla.More generally, with respect to the dosage of surfactant, one skilled in the art will control the properties such as the desired stability of the finished emulsion, the desired disintegration rate, and the nature of the surfactant used.

Připomíná se, že podle vynálezu může být povrchově aktivní činidlo začleněno přímo do samotné struktury živičného pojivá. Je tomu tak zejména v případě kyselých živic typu kyseliny naftenové, které zahrnují ve své struktuře skupiny emulgačně působící. V tomto případě není přídavné povrchově aktivní činidlo v jedné z obou fází pří přípravě primární emulze nutné. Postačí tedy přísada organické nebo minerální zásady do výchozí vodné fáze.It is noted that according to the invention the surfactant can be incorporated directly into the bituminous binder structure itself. This is particularly the case with naphthenic acid-type acid resins which include emulsifying groups in their structure. In this case, an additional surfactant in one of the two phases is not necessary to prepare the primary emulsion. Thus, the addition of an organic or mineral base to the initial aqueous phase is sufficient.

Poměrná množství výchozí vodné fáze a fáze živičné při míšení k přípravě primární emulze závisí na požadované koncentraci živičného pojivá v primární emulzi. Pokud je primární emulze kationtová, neiontová nebo obojetně iontová, je koncentrace pojivá v primární emulzi hmotnostně alespoň 70 %, s výhodou vyšší než 75 %, zejména hmotnostně 72 až 97 %, ještě výhodněji 75 až 97 %, například 80 až 95 %. Je-li primární emulze aniontová, je koncentrace pojivá v primární emulzi hmotnostně alespoň 65 %, s výhodou hmotnostně 65 až 97 %, zejména vyšší než 70 %, ještě výhodněji 70 až 95 %, například 72 až 90 %.The relative amounts of the starting aqueous phase and the bitumen phase when mixed to prepare the primary emulsion depend on the desired bituminous binder concentration in the primary emulsion. When the primary emulsion is cationic, nonionic or zwitterionic, the concentration of binder in the primary emulsion is at least 70% by weight, preferably greater than 75%, especially 72 to 97% by weight, even more preferably 75 to 97%, for example 80 to 95%. If the primary emulsion is anionic, the binder concentration in the primary emulsion is at least 65%, preferably 65-97%, especially greater than 70%, more preferably 70-95%, for example 72-90% by weight.

Podle vynálezu je nezbytné primální emulzi ředit přísadou vodné fáze. Přísada prakticky nemění granulometrické rozdělení ani střední průměr kapiček primární emulze. Vede ostatně k přímé emulzi (oleje ve vodě).According to the invention, it is necessary to dilute the primary emulsion by the addition of an aqueous phase. The additive practically does not change the particle size distribution or the mean droplet diameter of the primary emulsion. It also leads to a direct emulsion (oil in water).

Vodná fáze se může přidávat kontinuálně nebo přetržitě. Způsob podle vynálezu se provádí bud kontinuálně nebo přetržitě. Způsob ředění není pro vynález rozhodující.The aqueous phase may be added continuously or intermittently. The process according to the invention is carried out either continuously or intermittently. The method of dilution is not critical to the invention.

Jedním z jednoduchých způsobů, jak realizovat kontinuálně postupné ředění, je sdružit dva protiběžné proudy, jeden proud vodné ředicí fáze a druhý proud tvořený primární emulzí.One simple way to realize continuous sequential dilution is to combine two countercurrent streams, one aqueous dilution phase stream and a second primary emulsion stream.

Pokud se postupuje přetržitě, zavádí se vodná ředicí fáze do primární emulze za stálého míchání.When proceeding intermittently, the aqueous dilution phase is introduced into the primary emulsion with stirring.

Teplota vodné ředicí fáze je s výhodou nižší než 100 °C, s výhodou nižší než 50 °C, například 18 až 25 °C.The temperature of the aqueous dilution phase is preferably less than 100 ° C, preferably less than 50 ° C, for example 18 to 25 ° C.

Obzvlášt výhodné je ředit hned po vytvoření primární emulze (tedy bez mez i skiadování primární emulze); v tom případě je výhodné využít vodné ředicí fáze k případnému ochlazení primární emulze.It is particularly advantageous to dilute immediately after formation of the primary emulsion (i.e. without limiting the primary emulsion); in this case, it is preferable to use the aqueous dilution phase to optionally cool the primary emulsion.

Podle jiného provedení vynálezu je možno uskladnit primární emulzi před zředěním. Při tomto skladování je nutno se vyhnout příliš nízkým teplotám, které by mohly způsobit zgelování emulze (a tudíž její rozrušení). Je tedy vhodnou teplotou skladování teplota 70 až 95 °C nebo vyšší, za případné úpravy skladovacího tlaku k zabránění varu.According to another embodiment of the invention, the primary emulsion may be stored prior to dilution. During this storage, too low temperatures, which could cause the emulsion to gel (and therefore break up), should be avoided. Thus, a suitable storage temperature is 70 to 95 ° C or higher, possibly adjusting the storage pressure to prevent boiling.

Množství vodné ředicí fáze, které je možno přidat, závisí na koncentraci žádaného pojivá v konečné emulzi.The amount of aqueous dilution phase that can be added depends on the concentration of the desired binder in the final emulsion.

Obvykle, pokud je primární emulze kationtová nebo neion7 • · · * tová, je konečná koncentrace pojivá v emulzi hmotnostně 50 až 70 %, s výhodou 60 až 70 %. Naopak, je-li primární emulze aniontová, dává se přednost konečné koncentraci pojivá v emulzi hmotnostně 50 až 65 %.Usually, when the primary emulsion is cationic or nonionic, the final binder concentration in the emulsion is 50 to 70% by weight, preferably 60 to 70%. Conversely, when the primary emulsion is anionic, a final binder concentration in the emulsion of 50 to 65% by weight is preferred.

Pokud je záměrem připravit živičnou emulzi s vyšší rychlostí rozpadu, doporučuje se volit při provádění způsobu podle vynálezu vodnou ředicí fázi zbavenou povrchově aktivního činidla.If the intention is to prepare a bitumen emulsion with a higher rate of disintegration, it is recommended to select the aqueous diluent phase free of the surfactant in the process of the invention.

Při jiné variantě může vodná ředicí fáze obsahovat přídavné povrchově aktivní činidlo. V tom případě je rychlost rozpadu slabší.In another variation, the aqueous diluent phase may comprise an additional surfactant. In this case, the disintegration rate is weaker.

Toto povrchově aktivní činidlo může být ani ont ové, kat iontové, nei ontové nebo obojetně iontové, za předpokladu, že je kompatibilní s povrchově aktivním činidlem primární emulze.The surfactant may be either an ontone, a cationic ion, a nonionic or a zwitterionic, provided that it is compatible with the surfactant of the primary emulsion.

Je rovněž možno upravovat různé vlastnosti emulze, jako je stabilita emulze, rychlost rozpadu a viskosita, přidáváním do takto získané emulze řady jiných vodných přídavných fází, přičemž každá přídavná vodná fáze obsahuje jedno nebo několik přídavných povrchově aktivních činidel. Při tom je třeba ověřit kompatibilitu mezi různými povrchově aktivními činidly.It is also possible to adjust various emulsion properties, such as emulsion stability, disintegration rate and viscosity, by adding to the emulsion thus obtained a number of other aqueous additional phases, each additional aqueous phase comprising one or more additional surfactants. The compatibility between the different surfactants has to be verified.

Celkové množství povrchově aktivních činidel, obsažených v emulzi, je parametrem ovlivňujícím některé vlastnosti emulze, jako je její stabilita. Proto se množství přidávaných povrchově aktivních činidel nastavuje v závislosti na konečném použití emulze. Obecným pravidlem nicméně je, že celkové množství povrchově aktivních činidel nemá překračovat 20 kg na tunu emulze a v případě kationtových povrchově aktivních činidel nemá přesahovat 10 kg/t.The total amount of surfactants contained in the emulsion is a parameter affecting some properties of the emulsion, such as its stability. Therefore, the amount of surfactant added is adjusted depending on the end use of the emulsion. However, as a general rule, the total amount of surfactants should not exceed 20 kg per ton of emulsion and in the case of cationic surfactants it should not exceed 10 kg / t.

Pokud je emulze živičného pojivá určena k údržbě silnic, obsahuje konečná emulze s výhodou hmotnostně 0,05 až 1,5 %, výhodněji 0,1 až 1 % povrchově aktivního činidla.When the bituminous binder emulsion is intended for road maintenance, the final emulsion preferably contains 0.05 to 1.5% by weight, more preferably 0.1 to 1% by weight of surfactant.

Pokud jde o přídavné složky, vodná ředicí fáze, počáteční vodná fáze a/nebo tekutá živičná fáze, mohou obsahovat obvyklé v technice používané aditivy a zejména rozpouštědla a/nebo různé polymery, jako jsou aditivy zlepšující přilnavost nebo lepivost emulze, tedy schopnost emulze přilnout na plnidla jako jsou posypy a granuláty.With regard to the additional components, the aqueous dilution phase, the initial aqueous phase and / or the liquid bitumen phase may contain conventional additives used in the art and in particular solvents and / or various polymers, such as emulsion adhesion enhancers or tackifiers, i.e. the ability of the emulsion to adhere to the emulsion. fillers such as sprinkles and granulates.

Jinými aditivy jsou stabilizátory, protigelová činidla, rozlivová činidla nebo přírodní nebo syntetické latexy, které se s výhodou přidávají do počáteční vodné fáze nebo do vodné ředicí fáze.Other additives are stabilizers, anti-gel agents, flow agents or natural or synthetic latexes, which are preferably added to the initial aqueous phase or aqueous dilution phase.

Příkladem syntetických latexů jsou latex SBS (styren-butadien-styren) nebo latex SBR (kaučuk-styren-butad ien) a latex polychloroprenový. Připomíná se, že se latex do vodné fáze přidává v případě nemodifikovaného živičného pojivá.Examples of synthetic latexes are SBS (styrene-butadiene-styrene) or SBR (rubber-styrene-butadiene) latex and polychloroprene latex. It is recalled that latex is added to the aqueous phase in the case of unmodified bitumen binder.

Je-li zředění získáno přísadou jedné nebo několika přídavných vodných fází, může každá z těchto fází obsahovat takové přísady.If the dilution is obtained by adding one or more additional aqueous phases, each of these phases may contain such additives.

Vyplývá z toho přednost způsobu podle vynálezu, že v důsledku stupně ředění je možno dodávat konečné emulzi zvláštní vlastnosti přísadou vhodných aditivů. Taková volnost manipulace nebyla dosud možná u klasických způsobů přípravy, kde množství složek emulze je přidáno hned na počátku.It follows from the advantage of the process according to the invention that due to the degree of dilution it is possible to impart special properties to the final emulsion by the addition of suitable additives. Such freedom of handling has hitherto not been possible with conventional methods of preparation where the amount of emulsion components is added at the outset.

Vynález se také týká emulzí připravených způsobem podle vynálezu.The invention also relates to emulsions prepared by the process of the invention.

Vynález se týká rovněž přímé kationtové emulze určené k přípravě povrchových nátěrů obsahujících hmotnostně alespoň 70 % živičného pojivá, která vykazuje indikaci rozpadu až do skoro 90 (měřeno podle francouzské normy NFT 66-017) a granulometrické rozdělení definované středním průměrem kapiček dis9 • · ···· ·· · ·· ·* • · ···· · · « ·The invention also relates to a direct cationic emulsion for the preparation of surface coatings containing at least 70% by weight of bituminous binder, which shows an indication of disintegration of up to nearly 90 (measured according to French standard NFT 66-017) and a particle size distribution defined by mean droplet diameter dis9. ··················

pergované fáze menši než přibližně 8 pm a směrodatnou odchylku až 0,32.a phase of less than about 8 µm and a standard deviation of up to 0.32.

Emulse podle vynálezu jsou použitelné v různých průmyslových aplikacích, jako jsou stavba a údržba silnic a stavebnictví. Zejména jsou vhodné k přípravě povrchových nátěrů, kotvicích povlaků nebo vytvrzovacích povlaků, obalovaných, těžkých emulzí, ohnivzdorných živičných nátěrů, obalovaných směsí licích za studená nebo také k zajištění nepropustnosti základů.The emulsions of the invention are useful in a variety of industrial applications such as road construction and maintenance and construction. In particular, they are suitable for the preparation of surface coatings, anchoring coatings or hardening coatings, coated, heavy emulsions, fire-resistant bituminous coatings, coated casting mixtures or also to provide impermeability to foundations.

Způsobem podle vynálezu je možno nezávisle řídit jemnost emulze a viskositu (nebo granulometrické rozdělení). Ve skutečnosti závisí podle vynálezu konečná viskosita v zásadě na koncentraci primární emulze živičného pojivá, přičemž povaha a množství povrchově aktivního činidla, obsaženého v primární emulzi, ovlivňují hlavně jemnost emulze.The process according to the invention independently controls emulsion fineness and viscosity (or granulometric distribution). In fact, according to the invention, the final viscosity depends essentially on the concentration of the primary bitumen emulsion emulsion, the nature and amount of the surfactant contained in the primary emulsion mainly affecting the fineness of the emulsion.

Jinak umožňuje způsob podle vynálezu zlepšené řízení rychlosti rozpadu a to nezávisle nebo téměř nezávisle na množství a povaze emulgátoru obsaženého, na počátku v primární emulzi. Toto řízení se děje přidáváním přídavných povrchově aktivních činidel nebo stabilizátorů do vodné ředicí fáze.Otherwise, the process of the invention allows improved rate of disintegration control, independently or almost independently of the amount and nature of the emulsifier contained initially in the primary emulsion. This control is accomplished by adding additional surfactants or stabilizers to the aqueous dilution phase.

Další výhodou způsobu podle vynálezu je okolnost, že vede ke zvyšování výrobní kapacity klasických zařízení výroby emulzí v důsledku konečného zředění.A further advantage of the process according to the invention is that it leads to an increase in the production capacity of conventional emulsion production equipment due to the final dilution.

Připomíná se konečně, že způsob podle vynálezu se dá provádět na běžných zařízeních, určených k výrobě živičných emulzí, vyžadujících jen nepatrné úpravy umožňující ředění primární emulze.Finally, it is recalled that the process according to the invention can be carried out on conventional bitumen emulsion production equipment requiring only minor modifications to dilute the primary emulsion.

Emulse podle vynálezu se dá skladovat před použitím. S výhodou se uchovává při teplotách 20 až 70 °C. S výhodou se emulze konzervuje při teplotě 40 až 50 °C temperováním skladovacích prostorů.The emulsion of the invention may be stored prior to use. Preferably, it is stored at 20 to 70 ° C. Preferably, the emulsion is preserved at a temperature of 40 to 50 ° C by tempering the storage rooms.

Vynález objasňují, nijak však neomezují následující pří-The invention is illustrated by the following examples.

klady praktického provedení a přiložený diagram. Procenta jsou míněna hmotnostně, pokud není uvedeno jinak.practical features and attached diagram. Percentages are by weight unless otherwise indicated.

Seznam obrázků na výkresechList of figures in drawings

Na obr.1 je na ose y vynesen objem zaujímaný kapičkami (v procentech vůči celkovému objemu emulze) a na ose x je vynesen průměr kapiček dispergované fáze (v pm). Křivka s vyšším vrcholem platí pro příklad 1 a s nižším vrcholem pro porovnávací příklad 1.In Fig. 1, the droplet volume (in percent of the total emulsion volume) is plotted on the y-axis, and the dispersed phase diameter (in µm) is plotted on the x-axis. The curve with the higher peak applies to Example 1 and the lower peak to Comparative Example 1.

Příklady provedení vynálezuDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Příklad 1Example 1

Způsobem podle vynálezu se připraví emulze se 65 % živičného pojivá. Použitým mísičem je koloidní mlýn (označený dále A).An emulsion with 65% bitumen binder is prepared by the process of the invention. The mixer used is a colloid mill (hereinafter referred to as A).

Primární emulze se připraví přímým smísením 800 kg živice 180/220 při teplotě 130°C a počáteční vodné fáze o teplotě 50 °C obsahující 1,85 kg emulgátoru typu alkyltri methy1endiaminu loje (DIN0RAM^R S), 1,6 kg 32% kyseliny chlorovodíkové a 200 kg vody.The primary emulsion is prepared by directly mixing 800 kg of 180/220 resin at 130 ° C and an initial 50 ° C aqueous phase containing 1.85 kg of tallow alkyltrimethylenediamine type emulsifier (DIN0RAM ^R S), 1.6 kg of 32% hydrochloric acid and 200 kg of water.

Po výstupu z koloidního mlýna se primární emulze zředí 230 kg vody při teplotě okolí (přibližně 20 °C).After exiting the colloid mill, the primary emulsion is diluted with 230 kg of water at ambient temperature (approximately 20 ° C).

Výsledná emulze obsahuje 1,5 kg emulgátoru na tunu emulze a 1,3 kg kyseliny chlorovodíkové na tunu emulze.The resulting emulsion contains 1.5 kg of emulsifier per ton of emulsion and 1.3 kg of hydrochloric acid per ton of emulsion.

Vlastnosti zředěné výsledné emulze jsou uvedeny v tabulce I, přičemž indikace rozpadu se měří podle francouzské normy NFT 66-017 a viskosita STV se měří podle francouzské normy NFT 66-005 za použití recipientu s otvory o průměru 4 mm. Granulometrické rozdělení kapiček dispergované fáze se získá přímo použitím počítače COULTER.The properties of the diluted resulting emulsion are shown in Table I, wherein the disintegration indication is measured according to the French standard NFT 66-017 and the viscosity STV is measured according to the French standard NFT 66-005 using a recipient with 4 mm diameter holes. The particle size distribution of the dispersed phase is obtained directly using a COULTER counter.

11

Srovnávací příklad 1Comparative Example 1

K porovnání se připraví emulze se 65 % živičného pojivá z těchže složek za použití klasického způsobu sestávajícího ze zavedení živičné fáze (živice 180/220) do koloidního mlýna při teplotě 130 °C a vodné fáze o teplotě 50 °C v poměrech umožňujících získat přímo požadovanou koncentraci pojivá. Použitým mlýnem je koloidní mlýn typu A, použitý v příkladu 1.For comparison, an emulsion with 65% bitumen binder of the same components is prepared using a classical method consisting of introducing a bitumen phase (bitumen 180/220) into a colloid mill at 130 ° C and an aqueous phase at 50 ° C in proportions to obtain directly the desired concentration binders. The mill used is a type A colloid mill used in Example 1.

Uvádí se poměrná množství složek emulze;The relative amounts of the components of the emulsion are given;

živice 180/220 resin 180/220 650,00 kg 650,00 kg Dl NORÁM*D Dl STANDARDS * D 1,50 kg 1,50 kg 32% HC1 32% HCl 1,30 kg 1,30 kg voda water 347,20 kg 347.20 kg

Celkem 1000,0 kgTotal 1000.0 kg

Vlastnosti takto připravené emulze se měří za hodnotí za stejných podmínek jako v příkladu 1 a jsou uvedeny v tabulce I.The properties of the emulsion thus prepared are measured under the same conditions as in Example 1 and are shown in Table I.

Tabulka ITable I

VIast nostVIast nost

EmulzeEmulsion

Příklad 1 Example 1 Srovnávací příklad 1 Comparative Example 1 zbytek na 630 pm (%)¹ residue at 630 pm (%) ¹ 0,01 0.01 0,07 0.07 zbytek na 160 pm (%)² residue at 160 pm (%) ² 0,02 0.02 0,13 0.13 obsah vody (%) water content (%) 34,10 34.10 34,20 34.20 PH PH 2,80 2.80 2,80 2.80 ukazatel rozpadu decay indicator 71,00 71,00 78,00 78.00 viskosita STV (s) viscosity STV (s) 21,00 21,00 9,00 9.00 střední průměr kapiček mean droplet diameter dispergované fáze dispersed phase 4,00 4.00 4,90 4.90 směrodatná odchylka³ ³ standard deviation 0,32 0.32 0,38 0.38

2 ·· · · · · ···· ·· ··· ·· ··· ·· ··2 ·········································

¹ Zbytek na ¹ at rest 630 630 pm pm je procento částic is the percentage of particles zachycených captured na sítu on the sieve o průměru about average 630 630 pm pm nebo vyšším. or higher. ² Zbytek na ² Rest on 1 60 1 60 pm pm je procento částic is the percentage of particles zachycených captured na sítu on the sieve o průměru about average 1 60 1 60 pm pm nebo vyšším. or higher.

³ Směrodatná odchylka je charakteroistikou granul ometrického rozdělení. Vypočte se podle rovnice DS - -0,5 log (Die/De-»), kde DS je směrodatná odchylka. Di6 je průměr kapiček se 16 % průchozích a Ds 4 je průměr kapiček s 84 % průchozích. ³ The standard deviation is a characteristic of the ometric distribution granules. It is calculated according to the equation DS - -0,5 log (Die / De- »), where DS is the standard deviation. Di6 is the droplet diameter with 16% through and Ds 4 is the droplet diameter with 84% through.

Granul ometrické rozdělení získané podle příkladu 1 a podle srovnávacího příkladu 1 je zobrazeno na obr. 1. Na tomto obr. 1 je na ose y vynesen objem zaujímaný kapičkami (v procentech vůči celkovému objemu emulze) a na ose x je vynesen průměr kapiček dispergované fáze (v pm). čím je saměrodatná odchylka granul ometrického rozdělení nižší, tím je rozdělení širší.The granular ometric distribution obtained according to Example 1 and Comparative Example 1 is shown in Fig. 1. In this Fig. 1, the volume taken by the droplets (in percent of the total emulsion volume) is plotted and the x-axis is the diameter of the dispersed phase (in pm). the lower the self-fertility deviation of the ometric distribution granules, the wider the distribution.

Z tabulky I a z obr. 1 vyplývá, že emulze, připravená způsobem podle vynálezu (příklad 1), má granul ometrické rozdělení zúžené oproti emulzi srovnávacího příkladu 1 (viz směrodatnou odchylku v tabulce I).From Table I and Figure 1 it follows that the emulsion prepared by the process of the invention (Example 1) has a granular ometric distribution tapered from that of Comparative Example 1 (see standard deviation in Table I).

Stejně je patrno, že emulze podle vynálezu se vyznačuje významnější viskositou a menším středním průměrem (aritmetický průměr). Kromě toho je patrno, že procento velkých kapiček je sníženo způsobem podle vynálezu (víz hodnoty zbytku). Jinak lze snadno konstatovat, že v případě emuluse podle vynálezu je ukazatel rozpadu nižší.It can also be seen that the emulsion according to the invention is characterized by a significant viscosity and a smaller mean diameter (arithmetic diameter). In addition, it can be seen that the percentage of large droplets is reduced by the method of the invention (see residual value). Otherwise, it can easily be stated that in the case of the emulsion according to the invention the disintegration indicator is lower.

Příklad 2Example 2

Stejným způsobem jako podle příkladu 1, avšak za použití jiného modelu koloidního mlýna (označeného dále jako mlýn typu B) a s výchozími látkami v následujícím množství, se připraví emulze se 65 % živičného pojivá způsobem podle vynálezu.In the same manner as in Example 1, but using another model of a colloid mill (hereinafter referred to as the Type B mill) and starting materials in the following amounts, an emulsion with 65% bitumen binder was prepared according to the method of the invention.

• · • » · ·• • •

- 13 a) Primární emulze živičná fáze o teplotě 125 °C tavená živice 180/220 (obsahující 2,3 % tavidla) počáteční vodná fáze o teplotě 37 °C emulgátor typu alky1amidoaminu 32% kyselina chlorovodíková voda- 13 a) Primary emulsion bitumen phase at 125 ° C fused bitumen 180/220 (containing 2,3% flux) initial aqueous phase at 37 ° C emulsifier type alkylamidoamine 32% hydrochloric acid water

b) Zředěná emulze ředicí voda o teplotě 20 °Cb) Dilute emulsion dilution water at 20 ° C

900,00 kg900,00 kg

2,10 kg 1,94 kg2.10 kg 1.94 kg

96,00 kg96,00 kg

384,70 kg384.70 kg

Obsah emulgátoru této emulze je 1,5 kg na tunu emulze a jeho obsah 32% kyseliny chlorovodíkové je 1,4 kg na tunu emulze.The emulsifier content of this emulsion is 1.5 kg per ton of emulsion and its content of 32% hydrochloric acid is 1.4 kg per ton of emulsion.

Srovnávací příklad 2Comparative Example 2

Stejným způsobem jako podle příkladu 1, avšak za použití koloidního mlýna typu B se připraví emulze se 65 % živičného pojivá z následujících složek tavená živice 180/220 (obsahující 2,3 % tavidla) 650,0 kg emulgátor typu alkylamidoaminu 1,5 kg 32% kyselina chlorovodíková 1,4 kg voda 347,1 kgIn the same manner as in Example 1, but using a type B colloid mill, an emulsion with 65% bitumen binder was prepared from the following components 180/220 fused resin (containing 2.3% flux) 650.0 kg alkylamidoamine type emulsifier 1.5 kg 32 % hydrochloric acid 1,4 kg water 347,1 kg

Celkem 1000,0 kgTotal 1000.0 kg

Příklad 3Example 3

Stejným způsobem jako podle příkladu 2 se připraví emulze se 69 % živičného pojivá podle vynálezu z následujících složek:In the same manner as in Example 2, an emulsion with 69% bitumen binder according to the invention was prepared from the following components:

a) Primární emulze živičná fáze o teplotě 125 °C tavená živice 180/220 (obsahující 2,17 % tavidla) 850,00 kg Počáteční vodná fáze o teplotě 37 °C emulgátor typu alkylamidoaminu 2,09 kg ·(a) Primary emulsion 125 ° C resin phase 180/220 fused resin (containing 2,17% flux) 850,00 kg Initial 37 ° C aqueous phase alkylamidoamine emulsifier 2,09 kg ·

**

44

32% kyselina chlorovodíková 1,85 kg voda 146,10 kg32% hydrochloric acid 1.85 kg water 146.10 kg

b) Zředěná emulze ředicí voda o teplotě 20 °C 231,80 kg(b) Dilute emulsion Dilution water at 20 ° C 231,80 kg

Příklad 4Example 4

a) Primární emulze živičná fáze o teplotě 125 °C(a) Primary bitumen emulsion at 125 ° C

tavená živice 180/220 (obsahující 2,17 % tavidla) fused resin 180/220 (containing 2,17% flux) 900,00 900.00 kg kg počáteční vodná fáze o teplotě 37 °C initial aqueous phase at 37 ° C emulgátor typu alky1amidoaminu an alkylamidoamine type emulsifier 2,22 2.22 kg kg 32% kyselina chlorovodíková 32% hydrochloric acid 1 , 95 1, 95 kg kg voda water 95,80 95.80 kg kg b) Zředěná emulze b) Dilute emulsion ředicí voda o teplotě 20 °C Dilution water at 20 ° C 304,4 304.4 kg kg

Obsah emulgátoru emulzí podle příkladu 3 a 4 je 1,7 kg na tunu emulze a jeho obsah 32% kyseliny chlorovodíkové je 1,5 kg na tunu emulze.The emulsifier emulsion content of Examples 3 and 4 is 1.7 kg per ton of emulsion and its 32% hydrochloric acid content is 1.5 kg per ton of emulsion.

Srovnávací příklad 3Comparative example

Stejným způsobem jako podle příkladu 1, avšak za použití koloidního mlýna typu B se připraví emulze se 69 % živičného pojivá z následujících složek:In the same manner as in Example 1, but using a Type B colloid mill, an emulsion with 69% bitumen binder was prepared from the following components:

tavená živice 180/220 (obsahující 2,17 % tavidla) fused resin 180/220 (containing 2,17% flux) 690,0 690.0 kg kg emulgátor typu alkylamidoaminu an alkylamidoamine type emulsifier 1 ,7 1, 7 kg kg 32% kyselina chlorovodíková 32% hydrochloric acid 1,5 1.5 kg kg voda water 306,8 306.8 kg kg Celkem Total 1000,0 1000.0 kg kg

5 • · ·· · ♦ »» • · » · ·5 • · ··· »

Tabulka II obsahuje vlastnosti emulzi připravených podle příkladů 2 až 4 a podle srovnávacích příkladů 2 a 3.Table II contains the properties of the emulsions prepared according to Examples 2 to 4 and Comparative Examples 2 and 3.

Jednotlivé parametry se měří za stejných podmínek jako podl e přikladu 1.Individual parameters are measured under the same conditions as in Example 1.

Tabulka IITable II

Vlastnost PříkladyProperty Examples

Příkl. 2 Ex. 2 P ř i k 1 . 2 * Example 1. 2 * Příkl.3 Example 3 Příkl .4 Ex .4 Příkl.3* Example 3 * obsah vody kg water content kg 353,00 353,00 353,00 353,00 312,00 312.00 315,00 315,00 311,00 311,00 ukazatel rozpadu decay indicator 69,00 69,00 81 ,00 81, 00 89,00 89.00 69,00 69,00 83,00 83.00 viskosita STV (s) viscosity STV (s) 21,00 21,00 8,00 8.00 375,00¹ 375,00 ¹ 554,00¹ 554,00 ¹ 133,00 133.00 střední průměr mean diameter kapiček disper- dispersion droplets gované fáze (pm) phase (pm) 6,20 6.20 8,80 8.80 7,50 7.50 5,90 5.90 8,50 8.50 směrodat ná direct us odchylka deviation 0,29 0.29 0,33 0.33 0,30 0.30 0,28 0.28 0,33 0.33 Příklady označené Examples marked * j sou * j sou srovnávací comparative

¹ Viskosita STV se měří podle francouzské normy NFT 66-005 za použiti recipientu o půměru otvoru 10 mm. ¹ STV viscosity is measured according to French standard NFT 66-005 using a recipient with a 10 mm hole diameter.

Tabulka potvrzuje, že při stejné koncentraci živičného pojivá v konečné emulzi vykazuji emulze podle vynálezu užší granulometrické rozděleni a tudíž vyšší viskositu. To vyplývá zejména z porovnáni emulze podle přikladu 2 s emulzi podle srovnávacího přikladu 2 stejně jako z porovnáni emulze podle srovnávacího přikladu 3 s emulzemi podle přikladu 3 a 4 podle vynálezu.The table confirms that at the same bitumen binder concentration in the final emulsion, the emulsions of the invention exhibit a narrower particle size distribution and thus a higher viscosity. This results in particular from comparing the emulsion of Example 2 with the emulsion of Comparative Example 2 as well as comparing the emulsion of Comparative Example 3 with the emulsions of Examples 3 and 4 of the invention.

Průmyslová využitelnostIndustrial applicability

Bituminové směsi s vyšší viskositou a lepším granulometrickým rozdělením kapiček emulze pro údržbu a stavbu silnic s větším spádem a pro stavebnictví.Bituminous mixtures with higher viscosity and better granulometric distribution of emulsion droplets for maintenance and construction of roads with higher gradients and for construction.

Claims

What is claimed is: 1. A method for preparing a bitumen binder emulsion comprising:

(a) prepare a primary concentrated bitumen binder emulsion containing a surfactant in an amount of at least 65% by weight for an anionic emulsion, or at least 70% by weight for other emulsions, by mixing under mechanical shear mixing energy and in the presence of an initial aqueous phase surfactant; liquid bituminous phases; and

b) adding an aqueous dilution phase to the primary emulsion.

2. The process according to claim 1, wherein in step a) all the surfactant is contained in the initial aqueous phase.

3. The process according to claim 1, wherein all or part of the surfactant is present in the liquid bituminous phase in step a).

A process according to any one of claims 1 to 3, wherein the surfactant in step a) is cationic.

The process according to claim 4, characterized in that in step a) the amount of the initial aqueous phase results in a primary emulsion containing 75 to 97% by weight, preferably 80 to 95% of bitumen binder.

6. The process according to claim 4, wherein in step b) the amount of the aqueous dilution phase of the primary emulsion results in an emulsion containing 50 to 70% by weight of bitumen binder.

7. The method according to claim 1, wherein the initial aqueous phase additionally comprises natural or synthetic synthetic phases. latex, wherein the bituminous binder is unmodified.

8. A process according to any one of claims 1 to 7, wherein step b) is carried out without limiting the primary emission.

9. Method according to claim 1 to 8, v y from us c í se t í m, that in grade (b) is water dilution simple phase surface active agent. 10. Method according to claim 1 to 9, v y from us c í se t i m, that in grade (b) water diluent phase contains when ancient

a surfactant compatible with the surfactant used in the preparation of the primary emulsion.

11. The method of claim 1 to 10; n a č u .mu.Ci s e t í Deň: 32 ° C. m) in step b) is water temperature dilution phase 20 to 50 1 2. The method of claim 1 to 11; n a č u .mu.Ci s e t í m, comprising an additional degree consisting of new dilution

the emulsions obtained by adding one or more additional aqueous diluent phases.

13. The method of claim 12, wherein each additional aqueous diluent phase comprises one or more additional surfactants.

14. The method of claims 11 and 12, wherein each additional aqueous diluent phase comprises one or more additives such as anti-gel agents, stabilizers, thickeners or natural or synthetic latexes.

A method according to any one of claims 1 to 14, characterized in that the resulting emulsion has a higher viscosity than the corresponding emulsion. > ·· · ·

The emulsion of the same composition is obtained by applying the same shear mixing energy to the aqueous phase and the bituminous phase.

A bituminous binder emulsion prepared by the process of claims 1 to 15.

17. A cationic emulsion intended directly for the preparation of surface coatings, containing by weight at least 70% of bituminous binder, characterized in that it has a disintegration indicator of up to approximately 90 (measured according to French standard NFT 66-017), a particle size distribution defined by mean droplet diameter. dispersed phase, less than about 8 µm and a standard deviation of up to 0.32.