DE1769804B2

DE1769804B2 - AsphaH-in-Wasser-Emulsion

Info

Publication number: DE1769804B2
Application number: DE1769804A
Authority: DE
Inventors: Sumio Arai; Tadashi Doi; Shunzo Ohtsuka
Original assignee: Kao Soap Co Ltd
Current assignee: Kao Corp
Priority date: 1967-07-19
Filing date: 1968-07-17
Publication date: 1975-01-16
Also published as: GB1237275A; FR1576697A; DE1769804A1; DE1769804C3; US3738852A

Description

45

Die Erfindung bezieht sich auf kationische Bitumenemulsionen sowie auf ein Verfahren zur Herstellung derselben. Bei den erfindungsgemäßen Emulsionen handelt es sich um Asphalt-in-Wasser-Emulsionen, die hergestellt werden, indem man Asphalt als disperse Phase und Wasser als kontinuierliche Phase unter Verwendung eines Emulgatorgemisches emulgiert, welches aus einem wasserlöslichem Salz eines langkettigen Alkyl- oder Alkenylmonoamins und einem wasserlöslichem Salz eines langkettigen Alkyl- oder Alkenyltriamins mit drei basischen Stickstoffatomen besteht. Unter langkettigen Alkyl- oder Alkenylgruppen werden in diesem Zusammenhang solche mit 8 bis 22 Kohlenstoffatomen verstanden. Die Bitumenemulsionen gemäß der Erfindung können zur Bodenfixierung und zur Wasserabsperrung verwendet werden, indem man sie in lose Böden oder Unterböden, wie Sand, einbringt; die Emulsionen brechen, nachdem sie die 6s Bodenformationen durchdrungen haben und an ihren Platz gelangt sind. Die Emulsionen für diese Zwecke werden im vorliegenden Zusammenhang als »Eindringasphaltemulsionen« bezeichnet. Die Bitunnenemulsionen gemäß der Erfindung können außerdem zur Oberfläcbenbeschichtung von Materialien verwendet werden, die beispielsweise zum Bau von Straßen, Flugplätzen und Bodenflächen dienen; bei diesem Verwendungszweck werden sie mit Zuschlägen vermischt und dienen als Bindemittel. Diese Art von Emulsionen werden nachfolgend als »Mischasphaltemulsionen« bezeichnet.

Aus der USA.-Patentschrift 2 690 978 sind wäßrige Bitumenemulsionen bekannt, die ein Reaktionsprodukt aus Äthylenoxyd und einem Amin der allgemeinen Formel

R₁-N-R₂
H

enthalten, wobei R₁ ein Alkyl mit 12 bis 20 C-Atomen und R₂ Wasserstoff oder R₁ bedeutet.

Aus der DT-AS 1 156 692 sind kationische Bitumenemulsionen bekannt, die als Stabilisierungsmittel eine geringe Menge eines aliphatischen Amins oder eines Salzes desselben und als Emulgiermittel ein Umsetzungsprodukt eines aliphatischen Amins mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen und Alkylenoxyd enthalten. Die Amine können Mono- oder Polyamine sein.

Aus dieser Druckschrift ist jedoch nicht zu entnehmen, daß die Emulsion einen Emulgator enthält, der aus einem speziellen Gemisch, nämlich aus einem Monoaminsalz und einem Triaminsalz. besteht.

Emulgatoren, die für Mischasphaltemulsionen verwendet werden sollen, sollen so beschaffen sein, daß sie leicht mit der notwendigen Menge des Zuschlagmaterials vermischt werden können, daß die erzeugte Emulsion nicht aus dem Träger fließt, während sie an den gewünschten Platz gebracht wird, daß sie dem zuschlaghaltigen Gemisch eine Viskosität geben, die ausreicht, daß eine Absetzung der feinen Zuschlagteilchen von den gröberen Zuschlagteilchen durch Vibration während des Transportes verhindert: wird, daß die Viskosität nicht zu stark durch den Wassergehalt ir, dem Zuschlagmaterial beeinflußt wird und daß sich die Emulsion in der Mischung nicht zersetzt, so daß sie ihre Verarbeitbarkeit beim Bau der Straßen verliert. Die bisher bekanntgewordenen Emulgatoren für Mischasphaltemulsionen, die weiter vorn aufgeführt worden sind, haben sich als unzulänglich erwiesen, was die Verleihung der vorstehend aufgezählten wünschenswerten Eigenschaften der Emulsionen angeht.

Durch Verwendung der erfindungsgemäßen neuen Emulgatorgemische für Eindringungs- und Mischasphaltemulsionen lassen sich die vorstehend geschilderten Nachteile vermeiden.

Die Erfindung betrifft nun eine Asphalt-in-Wasser-Emulsion, die aus Asphalt, Wasser und einem Emulgator, gegebenenfalls unter Zusatz von Kalziumchlorid und gegebenenfalls einem Zusatzmittel besteht, das ein Zellulosederivat, eine wasserlösliche kationische hochpolymere Verbindung oder ein nichtionisches oberflächenaktives Mittel sein kann. Kennzeichnend ist, daß der Emulgator eine Mischung aus einem wasserlöslichen Salz eines Monoamine mit einer langkettigen Alkyl- oder Alkylengruppe mit 8 bis 22 Kohlenstoffatomen und einem wasserlöslichen Salz eines Triamins mit einer langkettigen Alkyl- oder Alkylengruppe mit 8 bis 22 Kohlenstoffatomen darstellt.

Das primäre Monoamin entspricht der Formel RNH₂, das Trimain den Formeln

R'N - (CH,)„NH(CH₂)„NH₂
H

(CH₂J_nNH,

(CH₂J_nNH₂

in denen η eine ganze Zahl von 2 bis 3 und R und R' eine Alkyl- oder Alkenylgruppe mit 8 bis 22 C-Atomen darstellen.

Die Radikale R und R' leiten sich für gewöhnlich von natürlichen Fettsäuren oder Mischungen derselben ab. Beispielsweise können R und R' Tallölalkylreste sein.

Die Viskosität der erfindungsgemäßen Emulsionen wird durch den Wassergehalt des Zuschlaggemisches nicht entscheidend beeinflußt; die Emulsionen brechen selbst im Winter vollständig, lassen sich mit den Zuschlagen unabhängig von der Qualität der Steine in den Zuschlägen gut vermischen und überziehen das Zuschlagmaterial in wirksamer Weise, so daß der Asphaltfilm von dem übergezogenen Zuschlagmaterial nicht entfernt werden kann.

Als langkettige Alkyl- oder Alkenylraonoaminsalze mit 8 bis 22 C-Atomen können erfindungsgemäß beispielsweise die chlorwasserstoffsauren Salze und die essigsauren Salze von Octylamin, Laurylamin, Myristylamin, Palmitylamin,Sterrylam;-v. Oleylamin, Oleoalkylamin und Behenylamin verwendet werden. Als langkettige Alkyl- oder Alkenyltria.Tiinsalze mit drei basischen Stickstoffatomen können erfindungsgemäß beispielsweise die chlorwasserstoffsauren und essigsauren Salze von Tallölalkyldipropylen-l^o-triamin, Bisaminpropyltallölalkylamin, I - Octyldipropylen-1,3.6-triamin, Bisaminopropyloctylamin, 1-Behenyldipropylen - 1,3,6 - triamin und Bisaminopropylbehenylamin verwendet werden.

Das Mischungsverhältnis dieser Monoamin- und Triaminsalze in dem Emulgatorgemisch soll zwischen 1 :9 und 7:5, vorzugsweise zwischen 5:5 und 6:4 (Gewichtsverhältnis) liegen.

Zur Herstellung der Asphaltemulsionen stellt man zunächst eine Emulgatorlösung her, indem man eine bestimmte Menge einer Mischung aus langkcttigem Alkyl- oder Alkenylmonoamin und langkettigem Alkyl- oder Alkenyltriamin mit drei basischen Stickstoffatomen in Wasser gibt, das durch Zugabe einer passenden Säure, wie ChlorwasserstofTsäure oder Essigsäure, bis auf einen geeigneten pH-Wert neutralisiert worden ist (etwa 6,0 mit Essigsäure bzw. etwa 2,7 mit ChlorwasserstofTsäure), um die Amine in ihre wasserlöslichen Salze umzuwandeln. Die Art der Säure ist nicht entscheidend; es können auch Salpetersäure oder Phosphorsäure verwendet werden. Die Gesamtmenge der Aminmischung soll so eingestellt werden, daß sie 0,15 bis 2,0 Gewichtsprozent bzw. 0,1 bis 0,5 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gewicht der fertigen Asphaltemulsioii, beträgt.

Falls es erwünscht scheint, kann der Emulsionslösung Kalziumchlorid in Mengen von etwa 0,1 bis 0,5 Gewichtsprozent, berechnet auf das Gewicht der fertigen Asphaltemulsion, zugesetzt werden. Kalziumchlorid ist als Zusatz zur fertigen Asphaltemulsion gemäß der Erfindung günstig. Es wird häufig in kationischen bituminösen Emulatoren zur Erhöhung der Lagerbeständigkeit der Emulsion und in gewissem Umfang zur Verminderung ihrer Viskosität verwendet.

Anschließend wird die Emulgatorlösung zusammen mit Asphalt durch eine Emulgiervorrichtung, z. B. eine Kolloidmühle, geleitet, um die fertige Asphalt-Emulsion zu erzeugen. Zum Zeitpunkt der Emulgierung sollten die Temperaturen des Asphalts vorzugsweise 110 bis 150⁰C und diejenige der Emulgierlösung vorzugsweise40 bis 80°C betragen. Noch besser ist es, wenn die Temperatur des Asphalts 120 bis 140° C und die Temperatur der Emulgierlösung 60 bis 70" C beträgt.

if Die fertige Asphaltemulsion enthält etwa 50 bis 70 Gewichtsprozent Asphalt. Sie besteht also in der Hauptsache aus folgenden Bestandteilen:

Asphalt: 50 bis 70 Gewichtsprozent
Aminmischung: 0,15 bis 2,0 Gev/idusprozent
Wasser: Rest bis 100%.

Zusätzlich kann die fertige Asphaltemulsion 0,1 bis 0,5 Gewichtsprozent Kalziumchlorid und 0,1 bis 10 Gewichtsprozent der untenerwähnten wasserlöslichen nichtionischen oder kationischen Polymeren oder nichtionische obeiflächenaktive Mittel enthalten.

Normale Asphalte haben einen Penetrationsgrad in der Größenordnung von 40 bis 300 bis 25° C unter einer Belastung von 100 g während der Dauer von 5 Sekunden. Diese eignen sich gut für die Zwecke der Erfindung.

Die Asphaltemulsionen, die gemäß der Erfindung hergestellt worden sind, können mit den Zuschlagen nach üblichen Betriebsmischverfahren vermischt werden. Da die Geschwindigkeit des Brechens der erfindungsgemäßen Asphaltemulsion variiert werden kann, indem man die Konzentrationen der Emulsionen einstellt (wie sich aus dem folgenden Beispiel ergibt), können die Emulsionen sehr gut ^ur Herstellung von Straßenpflastermassen nach dem Straßenmischverfahren herangezogen werden; bei diesem Verfahren ist es günstig, wenn die Emulsion in der Mischung verhältnismäßig schnell bricht.

Erscheint es andererseits erforderlich, das Brechen der Emulsion in der Mischung zu verzögern, so kann man 0,1 bis 10 Gewichtsprozent, bezogen auf die Emulsion, eines wasserlöslichen nichtionischen oder kationischen hochpolymeren Materials, z. B. ein Cellulosederivat wie Methylcellulose oder Hydroxyäthylcellulose, Polyvinylalkohol, Polyäthylenglykol, Polyvinylpyridin oder Polythioharnstoff oder auch ein nichtionisches oberflächenaktives Mittel, z. B. Polyoxyäthylenalkyläther oder Mischungen aus diesen Substanzen zusetzen.

Aus den folgenden Beispielen erkennt man. daß die erfindungsgemäßen Emulgalorgemische selbst bei Verwendung in kleineren Mengen als handelsübliche Emulgatoren bei Eindringlingsasphaltemulsionen eine zufriedenstellende Wirkung haben und zur Herstellung

ausgezeichneter und wirtschaftlicher kationischer Bitumenemulsionen dienen können.

Die Erfindung wird an Hand der folgenden Beispiele weiter erläutert.

Beispiel 1

Ein gehärtetes Tallö]alkyldipropylen-l,3,6-triamin

und ein gehärtetes Oleoalkylamin wurden im Gewichtsverhältnis 6:4 vermischt; zu verschiedenen

Mengen der wäßrigen Lösungen dieses Amingemisches wurde dann Chlorwasserstoffsaure bis zu einem pH-Wert von etwa 2,7 gegeben, so daß die Amine im wesentlichen neutralisiert wurden. Die zum Emulgieren verwendeten Lösungen wurden hergestellt, indem man zu dieser wäßrigen Emulgatorlösung einmal Kalziumchlorid zusetzte und das andere Mal den Zusatz unterließ.

Die Asphaltemulsionsproben wurden hergestellt, indem man gleichzeitig 45 Teile der auf 70⁰C erwärmten emulgierenden Lösung und 55 Teile geschmolzenen Asphalt mit einer Temperatur von 120° C durch eine Kolloidmühle leitete. Die Eigenschaften der erzeugten Emulsionen wurden geprüft und mit denen von Emulsionen verglichen, die unter denselben Bedingungen aber mit verschiedenen anderen handelsüblichen Emulgatoren hergestellt worden waren. Die Ergebnisse sind in Tabelle I zusammengestellt.

Aus Tabelle I erkennt man, daß das erfindungsgemäße Emulgatorgemiscb bei Verwendung in sehr viel kleineren Mengen als handelsübliche Emulgatoren ausgezeichnete Ergebnisse liefert.

Die bei den Kontrollversuchen verwendeten Emulgatoren waren folgende:

Kontrollversuch A: l-Aminoäthyl-2-heptadecenylimidazolin,

Kontrollversuch B: Stearyl-trimethyl-ammoniumchlorid,

Kontroll versuch C: Tallölalkyl-propylen-diamin,

Kontrollversuch D: Tallölalkyl-dipropylentriamin,

Kontrollversuch E: Mischung aus Tallölalkylpropylen-diamin und Tallölalkyl-dimethylamin im Mischungsverhältnis 6:4
(Gewichtsteile),

Kontroll versuch F: Dodecyl-tetraoxyäthylaminobuttersäure,

Kontrollversuch G: Dodecyl-trioxyäthyl-aminopropyl-trioxyläthylaminobuttersäure,

Kontr jllversuch H: Mischung aus Laurylbenzyldiäthyl-äthanolammoniumchlorid und Stearyltrimethylammoniumchlorid im Mischungsverhältnis 4:6 (Gewichtsteile),

Kontrollversuch J: Taliölalkylamin.

Beispiel 2

Eine Lösung eines Amingemisches wurde durch Vermischen eines gehärteten Bisaminopropyltallöl- »Ikylamins mil einem gehärteten Taliölalkylamin im uewichtsverhältnis 6:4 gewonnen. Dieser Lösung wurde Essigsäure zur Einstellung des pH-Wertes auf etwa 6,0 und außerdem Kaliumchlorid zugesetzt.

Unter Verwendung dieser emulgierenden Lösung wurde in der im Beispiel 1 beschriebenen Weise wiederum eine Asphaltemulsion hergestellt. Das Verhalten der Aspbaltemulsion, die so gewonnen worden war, entsprach im wesentlichen der gemäß Beispiel 1 erhaltenen

to Emulsion.

Beispiel 3

Eine emulgierende Lösung wurde hergestellt, indem man Kalziumchlorid, Metbylcellulose, Polyvinylalkohol, Polyvinylpyridin und Polyoxyäthylennonylphenyläther jeweils in den in Tabelle II angegebenen Mengen zu einer wäßrigen Lösung gab, die hergestellt worden war, indem man eine bestimmte Menge eines Amingemisches, in dem lgehärtetes Tallölalkyldipropylen-l,3,6-triamin und gehärtetes Taliölalkylamin im Gewichtsverhältni? 6:4 vermischt sind. mit Hilfe von Chlorwasserstoffsaure auf einen pH-Wert von etwa 2,7 einstellte. Eine Asphaltemulsion wurde hergestellt, indem man gleichzeitig 43 Teile dieser emulgierenden Lösung, die auf 70⁰C angewärmt war. und 57 Teile eines flüssig gemachten Asphaltes Jaus einem Kuwait-Rohöl mit einer Eindringung von 180—200), der eine Temperatur von 120° C aufwies.

durch eine Kolloidmühle leitete. Die Brauchbarkeit der so erzeugten Emulsion wurde geprüft und mit der von Emulsionen verglichen, die unter gleichen Bedingungen jedoch unter Verwendung handelsüblicher Emulgatoren hergestellt worden waren. Die Ergebnisse sind in Tabelle II zusammengestellt. Bei den in den Kontrollversuchen benutzten Emulgatoren handelte es sich um folgende:

Kontrollversuch 1: Tallölalkylpropylrndiamin.
Kontrollversuch 2: Stearyltrimethylammonium-

chlorid,
Kontrollversuch 3: N'-Dipolyäthenoxy-,

N-Polyäthenoxy- und N-gehärtetes Tallöl-

alkylpropylendiamin (P = 10),
Kontrollversuch 4: N'-Dipolyäthenoxy-,

Ν,Ν'-Polyäthenoxy-, N-gehärtetes Tallölalkyldipropykn-l,3,6-triammoniumtrichlorid

(P = 10),
Kontrollversuch 5: aminiertes Lignin.

Tabelle I Art des Asphaltes

Eindringungs-•sphalt
130—200
(Kuwait-Rohöl)

Art des (imulgalors

Emulgatorgemisch im
Beispiel 1 ..

A

B

C

D

E

Emulgatorkonzentration*):	Engle--	Ver	0.15%
Kalziumchloridkonzcntralion:	Viskositäl	dampfungs-	0.3%
		rückstand
!setztest	2,8	in %	Siebtest
in %	2,0	56,0	in %
	2,6	55,2
2,5	2,5	55,8	0
30,2	2,2	55,9	0
20,3	2,0	55,2	0
19,2	55.4	0
17,2	0
29,1	0,6

	0,20%	Ver
	0,3%	dampfungs-
		rückstand
Absetztest	Engler-	in %
in %	Viskosität	55,7
		56,1
1,2	4,6	56,2
28,3	2,1	55,9
13,6	2,8	55,1
14,7	2,5	56,4
12,2	2,3
15,4	2,3

Sieblest

in ⁰O

0
0
0
0
0
0

·) In Gewichtsprozent, bezogen auf die Asphaltemulsion.

Fortsetzung

Art des Asphaltes

Eindringungsasphalt
130—200
(Kuwait-Rohöl)

Eindringungsasphalt
180—200
(Kafuji-Rohöl)

An des

F
G
H
I.,

Emulgatorgemisch im Beispiel 1 .. C

Emulgalorkonzentration*): Kalziurnchloridkonzentratian:

Absetztest

in %

28,6 30,4 28,0

3,5 7,8

	Vi:r-
l.nglcr-	dampfunts-
Viskosiliil	riicksland
	in %
2,0	55,6
2,0	55,4
2,1	55,3

0.15% 0.3%

Siebtest
in "·»

3,0
4,0
0

Absetztest

in "n

20,4
24,3
16,5

0.20%	Ver-	Siebtest
0,3%	dampfungs-	in %
	rucksland
Fnglcr-	in %	2,0
Viskosilät	55,8	3,0
	55,3	0
2,0	55,8
2,0
2,2

	i	57,0	»ibt keine	Emulsion	4,8	55,5
3,2	55,4	0	0,3	2.5	55,5
2,8	0	6.7

*) In Gewichtsprozent, bezogen auf die Asphaltemulsion.

Fortsetzung Tabelle I

Art des Asphaltes

Eindringungsasphalt
130—200
(Kuwait-Rohöl)

Eindringungsasphalt
180—200
(Kafuji-Rohöl)

Art des l.mulgators

Emulgatorgemisch im Beispiel 1 ..

A

B

C

D

E

F

G

H

I

Emulgatorgcmisch im Beispiel t ..

C

*Emulgatorkon/cntration):**	Engler-	Ver-	0.25%	Absetztest
Kalziumchloridkonzentration:	Viskosität	dampfungs-	0.3%	in %
		rückstand
Absetztest	6,4	in %	Siebtest	1,0
in %	2.1	56,2	in %	—
	2,9	56.1		—
0,5	2.4	56.2	0	—
21.0	2,8	56,6	0	—
10.2	2.3	55,6	0	■ —
8.7	2,!	55,3	0	—
5.2	2.0	55,7	0
10.2	2.3	55,3	0	—
14.3	55.4	0
16,5	0
12,6	0

0.25% 0%

Englcr · Viskosität

6,2

Ver-

dampfuncs-

rückstand

in %

56.4

0 4,5

	56.2	gibt keim	: Emulsion	5,4	56,3
5.6	55,8	0	0.1	—	—
Z6	0	—

Siebtes in %

*l In CiewichtsproTent. bezogen auf die Asphattemulsion

Tabelle II Art des Emulgator*

Konzentrationen der Emulgatoren und Zusätze*)

Calciumchlorid

Methylcellulose

Polyvinylalkohol

Polyvinylpyridin

Polyoxyäthylennonylphenyläther

•I In Gewichtsprozent bezogen auf die Asphaltemulsion

	U	ι mulgatorgemisch im Beispiel 3	0,9	0,9	0.9
1.3	0	0,9	0.1	0,1	0,1
0,1		0.1	0.3
				0,3
					0.3

Art des Emulgator

Fortsetzung

Eigenschaften der Emulsionen

Absetztest (1) in %

Eigler-Viskosität (2)

Verdampf.-Rückst. (3) in % ....

Siebtest (4)

Ladung der Teilchen

Wirkungsweise der Emulsionen Vermischen mit Zuschlagen mit

dichtem Gefüge (5)

Pugmillmischungstest (6) in % Quarz* Porphyr
Wassergehalt in %

2

4

Kalkstein
Wassergehalt in %

2

4

Emulgatorgemisch im Beispiel 3

positiv

brauchbar

0,1

15,4

59,0

positiv

brauchbar

Δ O

Δ Δ

0,1

10,6

59,0

positiv

brauchbar

Δ Δ

0,1

26,3

59,2

positiv

brauchbar

O O

0,1

20,1

59,0

positiv

brauchbar

O O

0,1
17,2
59,4

0
positiv

brauchbar

O O

positiv

brauch bar

Fortsetzung Tabelle II

Art des Emulgator.«:

Konzentrationen der Emulgatoren und Zusätze*)

Emulgator

Calciumchlorid

Methylcellulose

Polyvinylalkohol

Polyvinylpyridin

Polyoxyäthylennonylphenyläther Eigenschaften der Emulsionen

Absetztest (1) in %

Engler-Viskosität (2)

Verdampf.-Rückst. (3) in %

Siebtest (4)

Ladung der Teilchen

Wirkungsweise der Emulsionen Vermischen mit Zuschlagen mit

dichtem Gefüge (5)

Pugmillmischungstest (6) in % Quarz-Porphyr
Wassergehalt in %

2

4

Kalkstein
Wassergehalt in %

2

4

Kontrolle I	0,9	Kontrolle 2	Kontrolle 3	Kontrolle 4
1,3	0,1	1,3	1,3	1,3
0,1	0,3	0,1	0,1	0,1
	0,1
0,2	12,0	0,2	0,2	0,2
2,8	59,6	4,0	3,8	3.2
59,0	0	59,4	59,6	59.5
0	positiv	0	0	0
positiv	brauchbar	positiv	positiv	positiv
un		brauchbar	un	brauchbar
brauchbar	X		brauchbar
X	X	X	X	X
X	X	X	X	X
X	X	X	X	X
X	X	X	X

Kontrolle

59.3

positiv

brauchbar

*) Ir Gewichtsprozent, bezogen auf die Asphaltemulston.

Die Messungen (1) zum Absetztest, (2) zur Engler-Viskosität, (3) zum Verdampfungsrückstand und (4) zum Siebtest, die in den Tabellen I und II zusammengestellt sind, wurden nach den Methoden ermittelt, die in JIS (Japanese Industrial Standard) K 2208,1967 (emulgierter Asphalt) aufgeführt sind. Sie wurden wie folgt durchgeführt:

Wärme zugeführt. Man setzt das Erhitzen anschließend noch etwa 1 Minute bei 160⁰C fort, nachdem fast das gesamte Wasser der Emulsion abgedampft ist. Der Verdampfungsrückstand (g) wird nach dem Erhitzen S gewogen; die Menge wird in Prozent des ursprünglich festgestellten Gewichtes der Probe (g) angegeben und auf ganze Zahlen abgerundet.

(1) Absetztest (4) Siebtest

Mit diesem Test soll die Beständigkeit der Emulsion io Mit diesem Test soll bestimmt werden, ob die Aswährend der Lagerung geprüft werden. phaltteilchen in der Emulsion grob oder klumpig sind.

1) Apparatur

1. Zylinder für den Absetztest: 2SOmI Glaszylinder, die mit zwei Auslaßrohren und einer Markierungslinie bei 2S0 ml versehen sind.

2. Behälter für den Verdampfungsrückstand: Metallverdampfungsbehälter mit einem inneren Durchmesser von etwa 90 mm, einer Höhe von etwa 120 mm und einer Wandstärke von 0,5 bis 1 mm.

2) Durchführung und Angabe der Versuchsergebnisse

Man gießt 250 ml der Probe in den Zylinder und läßt bei Raumtemperatur 5 Tage stehen, wobei der Zylinder mit einem Gummi- oder Korkstopfen verschlossen ist. Nach dieser Zeitspanne werden etwa 50 g der Probe aus dem oberen Auslaßrohr entnommen ohne das Gleichgewicht des Inhaltes zu stören; die Probe wird in den oben beschriebenen Behälter gegeben. Anschließend wird die mittlere Schicht der Probe durch das untere Auslaßrohr abgezogen und verworfen. Die untere im Zylinder verbleibende Probe wird sorgfältig gerührt und anschließend in einen weiteren Behälter entleert, wobei der Zylinder geneigt wird. Anschließend wird jeder Behälter genau bis auf 0,2 g ausgewogen. Danach werden die Verdampfungsrückstände (%) der oberen Schicht und der unteren Schicht der Probe bestimmt; die Differenz zwischen den Ergebnissen für die Bodenschicht und die obere Schicht wird als Maß für die Absetzung (%) genommen.

(2) Engler-Viskosität

Mit diesem Test soll geprüft werden, ob die Emulsion eine ausreichende Viskosität besitzt, wenn sie auf Zuschlagmaterial gesprüht oder mit solchem vermischt wird; die Viskosität der Emulsion wird in einem Engler-ViskosimeteT gemessen.

(3) Verdtickstand

Mit diesem Test soll der Rückstand bestimmt werden, der beim Abdampfen des Wassers aus der Emulsion zurückbleibt

1) Apparatur

1. Verdampfungsbehälter: Eine Metalldose mit einem Durchmesser von etwa 100 mm, einer Höhe von etwa 180 mm und einer Wandstärke von 0,5 bis 1 mm.

2. Thermometer: Maximale Ablesung 360°C; Unterteilung in Einzelgrade.

2) Durchführung aod Angabe der Versuchsergebnisse

Es werden etwa 200geiner Probe bis auf 1 g genau in das Verdampfungsgefäß eingewogen; anschließend wird elektrisch oder mit HHTe eines Gasbrenners

1) Apparatur

1. Sieb: Ein Drahtgazesieb mit 1190μ, dessen Rahmen einen Durchmesser von etwa 75 mm und eine Tiefe von 20 mm aufweist.

2. Platte: Die Platte besteht aus Metall oder Glas und weist einen Durchmesser auf, der größer ist als der des Siebbodens.

2) Durchführung und Angabe der Versuchsergebnisse

Sowohl Sieb als auch Platte bis auf 0,5 g genau gewogen. Das Siebnetz wird sorgfältig mit destilliertem Wasser angefeuchtet; anschließend werden 500 ± 5 g der Probe in einen Becher eingewogen und aus diesem auf das Sieb gegossen. Sowohl der Becher als auch der Rückstand auf dem Sieb werden sorgfältig mit destilliertem Wasser gewaschen, bis die Farbe der Emulsion nicht mehr feststellbar ist, wobei die Waschwässer aus dem Becher ebenfalls auf das Sieb gegossen werden. Anschließend wird das Sieb mit dem Rückstand auf die Platte gesetzt und 2 Stunden in einem Luftofen bei 105 bis 110⁰C getrocknet; anschließend läßt man auf Raumtemperatur abkühlen und wiegt. Das Gewicht des Siebs und der Platte werden von dem Gesamtgewicht aus Sieh, Platte und Rückstand auf dem Sieb abgezogen; die Differenz ist der »Rückstand auf dem Sieb (gK Die Menge des Rückstandes rfird in Prozent berechnet; der prozentuale Wert wird bis auf die erste Dezimalstelle abgerundet.

(5) Vermischen mit Zuschlägen mit dichtem Gefüge

Mit diesem Test soll die Vermischbarkeit der Emulsion mit Zuschlägen mit dichtem Gefüge bei Ver wendung als Pflastermaterial untersucht werden.

1) Apparatur

1. Gefäß: Metallgefäß mit rundem Boden und einem Fassungsvermögen von I KX) ml.

2. Spatel: Metallspatel mit einer Länge von etws 220 mm.

2) Durchführung und Angabe der Versuchsergebniss«

in das Gefäß werden 250 ± 1 g zerkleinertes Ge stein (5 bis 24 mm Korngröße), 180 ± 1 g Flußsam (der ein Sieb mit 590 μ passiert und von einem Siel nut 149 μ zurückgehalten wird) und 15 ± 04 g Kalk

pulver (welches ein Sieb mit 74 μ passiert) eingewogen Dieses Gemisch wird mit 20 ± 04 g Wasser zu eine homogenen Masse verarbeitet Unmittelbar daran werden 55 ± 0,5 g der Probe bei Raumtemperatu zugesetzt und mit dem Spatel 3 Minuten mit eine

Geschwindigkeit von etwa 60mal pro Minute ver mischt Danach wird der Zustand des Gemisches unter sucht Ist die Mischung homogen, so wird festgestell daß die Probe den Versuch bestanden hat.

(6) Pugmill-Mischtest

Teilchengröße des Zuschlagmaterials

in mm

20—13 13—5 5—2,5 2,5-0,6 0,6-0,3 0,3—0,15 0,15—0,07 weniger als 0,07

in Gewichtsprozent

17,5 35 17,5 13.5

6,3

3.5

2,5

9 Gewichtsprozent jede» Emulsion wurden mit jedem der Aggregatmaterialien mit der in der vorstehend gezeigten Tabelle angegebenen Teilchengrößenverteilung unter Verwendung einer Pugmill-Apparatur vermischt. Der für die Versuche benutzte Sand stammte von dem Yoshino-Fluß.

O: Verarbeitbarkeit bis 6 Stunden nach dem Vermischen,

Δ: Verarbeitbarkeit bis 3 Stunden nach dem Vermischen,

χ : die Emulsion zersetzte sich, so daß ein Vermischen unmöglich war oder, falls ein Vermischen möglich war, die Verarbeitbarkeit schnell verlorenging.

Aus Tabelle II geht hervor, daß die erfindungsgemäßen Emulsionen weit bessere Eigenschaften als Mischasphaltemulsionen aufweisen als Emulsionen, die mit handelsüblichen Emulgatoren hergestellt worden sind.

Beispiel 4

Eine Asphaltemulsion wurde hergestellt, indem man den pH-Wert einer Amingemischlösung — hergestellt durch Vermischen eines gehärteten Bisaminopropyloleoalkylamins mit gehärtetem Oleoalkylamin im Gewichtsverhältnis 6:4 — mit Essigsäure auf 6,0 einstellte und dann die Lösung in der im Beispiel 1 beschriebenen Weise emulgierte. Die Eigenschaften und Verwendbarkeit der Emulsion waren im wesentlichen dieselben wie die der Emulsion, die im Beispiel 3 beschrieben ist.

Beispiel 5

Eine Reihe von Versuchen wurde zum Vergleich von Mischungen von Alkylmonoamin und Alkyltriamin mit Mischungen aus Alkylmonoamin und Alkyldiamin als Emulgatoren bei der Herstellung von Asphaltemulsionen durchgeführt

Die Art der verwendeten Emulgatoren

a) Mischungsverhältnisse in Gewichtsteilen von Monoamin und Triatnin

Monoamin (If) Triamin (11)*) ..

10 0

0 IO

¹I Monoamin (Π: Gehärtetes TaHölalkylamm.

') TriaminfH)? GchärteresTallölancyldipropylentriamrn

b) Mischungsverhältnis in Gewichtsteilen von Monc amin und Diamin

Monoamin (Ulf)

Diamin (IV)*)

IO 0

3 4

• ') Monoamin (III): Tallölaikylamin.

⁴) Diamin (IV): Tallölalkylpropylendiamin.

Herstellung der Asphaltemulsion

Zusammenstellung der Asphaltemulsion in Ge wichtsteilen

Asphalt (Penetration 180—200) .. .. 55

Wasser 45

Emulgator 0.3

35%ige Salzsäure 0.25

CaCl₂ · 2H₂O 0.3

Der hierbei verwendete Asphalt wurde durcl Schmelzen bei 120⁰C verflüssigt. Die Emulsionslö sungen wurden hergestellt durch Vermischen von Was ser, der obenerwähnten Emulgatoren, der 35%iger Salzsäure und des Kalziumchlorids in den oben ange

gebenen Mengen. Die Herstellung der Asphaltemul sionen erfolgte in einer Kolloidmühle, wobei die ent sprechenden Emulgierlösungen auf 70° C und de obenerwähnte, geschmolzene Asphalt auf 12O⁰C er hitzt worden waren.

Versuchsmethode Das Absetzen und die Engler-Viskosität wurden

wie oben angegeben, getestet. Zusätzlich wurde eir

Ausfriertest durchgeführt, um die Beständigkeit der Emulsion beim I agem bei Temperaturen unter O^ C

in der kalten Jahreszeit festzustellen.

Vorrichtung

Der Versuchsbehälter bestand aus einem dicht schließbaren, metallischen Gefäß mit einem inneren Durchmesser von etwa 45 mm, einer Höhe von etwa 70 mm und einer Wanddicke von 0,5 bis 1 mm.

Die Kühlvorrichtung war m der Lage, eine Tei-.^eraiur von -5°C innerhalb einer Genauigkeit von ± 0,5" C aufrechtzuerhalten.

Weiterhin wurde noch ein Sprühtest durchgeführt, um die Verarbeitbarkeit der Emulsion zu prüfen.

180 kg der Asphaltemulsion wurden mit Hilfe einer Emulsionsspfühvorrichtung versprüht, die mit einer 2-PS-Motorpnmpe ausgerüstet war. Die Verarbeitbarkeit der Emulsion wurde nach der Zeit bewertet, die zum vollständigen Versprühen der 180 kg Emulsion erforderlich war. Je länger diese Zeit dauert, um so schlechter ist die Verarbeitbarkeit der Emulsion.

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Versuchsergebnisse

An den Asphaltemulsionen, die unter Verwendung der aus verschiedenen Monoamin-Triamin- und Monoamin - Diamin - Mischungen emulgiert waren, worden die verschiedenen Eigenschaften der Emulsionen gemessen. Die Versuchsergebnisse sind aus der folgenden Tabelle ersichtlich.

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a) Monoamin und Triamin

Emulgatoren
Monoamin (I) . ,, Triamin (II)

Abgesetzt in % .....

Engler-Viskosität ... Gefriertest

Sprühtest in Minuten

10 0 5,3

2,3

9 1 6,8

2,6

besteht den Test nicht 4 3,5

8	7	6
2	3	4
1,3	0,8	0
3,3	3,6	4,5

5
5
0

6,2

besteht den Test

3,5

4,5

4
6
0

7,2

3	2	1
7	8	9
0	0	0
7,9	9,8	10,6

keine Emulsion

besteht den Test nicht

braucht mehr als 7 Minuten

und kann das Versprühen

nicht zu Ende fuhren

b) Monoamin und Diamin

Emulgator

Monoamin (III) ...

Diamin (IV)

Absetztest in %

Engler-Viskosität ...

Gefriertest

Sprühtest in Minuten

10 0

14,7

2,5

4,5

1 13,1

2,9

8,7 1 13,2

5
0

14,4

4
6
0

13,7

3
7
0

15,8

emulgiert,

aber trennt

sich beim

Stehen

emulgiert nicht

besteht den Test nicht

braucht mehr als 7 Minuten und kann das Versprühen nicht zu Ende Führen

Claims

Patentansprüche:

Vl, Asphalt-in-Wasser-Emulsion, bestehend aus (1) Asphalt, (2) Wasser, (3) einem Emulgator in Form einer aus einem wasserlöslichen Salz eines Monoamine mit einer langkettigen Alkyl- oder A^keiiylgruppe mit 8 bis 22 Kohlenstoffatomen und einem wasserlöslichen Salz eines Triamins mit einer langkettigen Alkyl- oder Alkenylgruppe ι ο mit 8 bis 22 Kohlenstoffatomen aufgebauten Mischung, (4) gegebenenfalls Kalziumchlorid und (5) gegebenenfalls einem Zusatzmittel auf der Basis von Cellulosederivaten, wasserlöslichen, kationischen, hochpolymeren Materialien und nichtionisehen oberflächenaktiven Mitteln.
2. Emulsion nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Emulgator enthält, in welchem das Mischungsverhältnis von Monoaminsalz zu Triaminsalz 1:9 bis 7: 3 beträgt.
3. Emulsion nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Emulgator enthält, in welchem das Mischungsverhältnis von Monoaminsalz zu Triaminsalz 5 :5 bis 6:4 beträgt.
4. Emulsion nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Emulgator enthält, in welchem das Monoaminsalz ein chlorwasserstoffsaures Salz oder essigsaures Salz des Octylamins, Laurylamins, Myristylamins, Palmitylamins, Stearylamins, Oleylamins, Oleoalkylamins oder Behenylamins ist und in welchem das Triaminsalz ein chlorwasserstoffsaures Salz oder essigsaures Salz des l-Oleoalkyldipropylen-l^ö-triamins oder Bisaminopropylbehenylamins ist
5. Emulsion nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß diese 0,3 bis 2,0 Gewichtsprozent Emulgator und 0,1 bis 0,5 Gewichtsprozent Kalziumchlorid enthält.
6. Emulsion nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß sie das Zusatzmittel in einer Menge von 0,1 bis 10 Gewichtsprozent, bezogen auf die Emulsion, enthält.