DE2063456A1

DE2063456A1 - Asphalt surfaces - treated with cation active bitumen emulsions contg acids forming insoluble salts with precipitating agents

Info

Publication number: DE2063456A1
Application number: DE19702063456
Authority: DE
Inventors: Fritz Dipl.-Chem. Dr. 6800 Mannheim; Matull Günter Dipl.-Chem. Dr. 6900 Heidelberg. P Hess
Original assignee: TH Goldschmidt AG
Current assignee: Evonik Operations GmbH
Priority date: 1970-12-23
Filing date: 1970-12-23
Publication date: 1972-07-13

Abstract

Acid components of cation active emulsifier react with cations of pptg. agents to form salts sparingly sol. in water in surface treatment of asphalt surfaces by direct sedimentation process using cation active bitument emulsions and pptg. agents. Pref. acid component is H3PO4 and cation active component is a tert. amine or a quaternary NH4 base. Alkaline earth salts, but esp. their hydroxides or oxides, or cement, are used as precipitating agents.

Description

Kationaktive Bitumenemulsion Die Erfindung betrifft eine zur Verarbeitung nach dem Direktschlämmeverfahren geeignete kationaktive Bitumenemulsion. Cation-active bitumen emulsion The invention relates to one for processing Cation-active bitumen emulsion suitable for the direct sludge process.

Zur Oberflächenbehandlung von Asphalt flächen mit bituminösen Emulsionen gibt es zwei Methoden. Die Asphaltflächen werden entweder mit Bitumenemulsionen angespritzt und nachher mit Gesteins splitten verschiedener Korngrößen abgesplittet oder man mischt stabile Emulsionen mit Sanden und trägt diese Mischung als sogenannte Schlämme auf die Asphaltflächen auf.For the surface treatment of asphalt surfaces with bituminous emulsions there are two methods. The asphalt surfaces are either made with bitumen emulsions injected and then split off with stone chips of various grain sizes or you mix stable emulsions with sands and wear this mixture as a so-called Sludge on the asphalt surfaces.

Das zweite Verfahren kann entweder mit stabilen Emulsionen oder mit solchen Emulsionen ausgeführt werden, die unter dem Einfluß der zugesetzten Sande oder besonderer Füllstoffe nach einer bestimmten Zeit brechen Im letzteren Fall spricht man von Direktschlämmen. Dieses Direktschlämmeverfahren hat den Vorteil, daß die aufgetragene Schicht bereits vor dem Durchtrocknen regenfest und unter gewissen Voraussetzungen auch befahrbar wird.The second method can either be with stable emulsions or with such emulsions are carried out under the influence of the added sands or special fillers break after a certain time In the latter case speaks one of direct sludge. This direct sludge process has the advantage that the The applied layer is rainproof and under certain conditions before it is completely dry Conditions will also be passable.

Üblicherweise verwendet man für das Direktschlämmeverfahren kationische Emulsionen mit einem relativ hohen Emulgatorzusatz, der in der Emulsion als salzsaures oder essigsaures Salz vorliegt. Um die ausfällende Wirkung der Sande, insbesondere des Fülleranteils im Sand zu verstärken, werden sogenannte Spezialfüllstoffe zugesetzt. Dabei handelt es sich meist um Kalksteinmehl oder Zement. Die Ausfällung der Emulsion tritt dabei durch Neutralisation der Säurekomponente und durch Adsorption der freigewordenen Amine an der Gesteinsoberfläche ein. Durch die Adsorption wird das Wasser von der Gesteinsoberfläche verdrängt und an die Oberfläche der Schlämmeschicht abgestoßen. Hierdurch wird erreicht, daß der Verkehr über diesen Wasserfilm rollen kann, ohne die noch nicht abgebundene Schlämmeschicht zu beschädigen.Cationic sludge is usually used for the direct sludge process Emulsions with a relatively high level of emulsifier added, which is found in the emulsion as hydrochloric acid or acetic acid salt is present. To the precipitating effect of the sands, in particular To increase the filler content in the sand, so-called special fillers are added. This is usually limestone powder or cement. The precipitation of the emulsion occurs through neutralization of the acid component and through adsorption of the released Amines on the rock surface. Adsorption removes the water from the The rock surface is displaced and repelled to the surface of the slurry layer. This ensures that traffic can roll over this film of water without to damage the not yet set slurry layer.

In der beschriebenen Form ist das Verfahren aber noch mit gewissen Mängeln behaftet. Solange die Schlämmeschicht noch nicht abgebunden hat, d.h. solange die gebrochenen Bitumenteilchen nicht einen geschlossenen Film bilden, in den das Mineral eingebettet ist, darf die Verkehrsbelastung nur gering sein und der Verkehr nicht zum Stehen kommen, da sonst ein Ankleben der Reifen und Herausreißen der SchJ'ämmeschicht an den belasteten Stellen stattfindet. Die volle Belastbarkeit wird erst erreicht, wenn die aufgetragene Schicht durchgetrocknet ist. Diese Durchtrocknung wird aber dann sehr verlangsamt, wenn zur Herstellung der Emulsion solche Säuren verwendet werden, die mit den eingangs beschriebenen Ausfällungsmitteln wasserlösliche oder gar hygroskopische Salze, wie Calciumchlorid, bilden.In the form described, the procedure is still with certain Flawed. As long as the slurry layer has not set, i.e. as long as the broken bitumen particles do not form a closed film into which the Mineral is embedded, the traffic load is allowed only be low and the traffic does not come to a standstill, otherwise the tires will stick and tear out the SchJ'ämmeschicht takes place in the contaminated areas. The full resilience is only achieved when the applied layer is completely dry. This drying out but is then very slowed down if such acids are used to produce the emulsion are used which are water-soluble with the precipitating agents described above or even form hygroscopic salts such as calcium chloride.

Es wurde nun gefunden, daß u.a. dieser Nachteil vermieden werden kann, wenn man zur Herstellung der Emulsion bestimmte kationaktive Emulgatoren verwendet Gegenstand der Erfindung ist dabei eine Bitumenemulsion, bei der die Säurekomponente des kationaktiven Emulgators mit den Kationen des Fällmittels in Wasser schwerlösliche Salze bildet.It has now been found that, inter alia, this disadvantage can be avoided, if certain cationic emulsifiers are used to prepare the emulsion The invention relates to a bitumen emulsion in which the acid component of the cationic emulsifier with the cations of the precipitant are sparingly soluble in water Forms salts.

Als besonderes vorteilhaft erwies sich dabei eine Emulsion, in der der kationaktive Emulgator als Säurekomponente Orthophosphorsäure enthält. Vorteilhaft können zur Ausfällung der Emulsion Erdalkalioride oder Hydroxide, wie Calciumoxid, Calciumhydroxid oder Magnesiumoxid verwendet-werden. Auch Zement kann eingesetzt werden. In allen Fällen ist aber darauf zu achten, daß die Ausfällungsmittel möglichst carbonatfrei sind, um eine Schaumbildung durch entwickelte Kohlensäure in der Schlänune zu vermeiden. Statt Phosphorsäure kann z.B. auch Oxalsäure verwendet werden.An emulsion in which the cationic emulsifier contains orthophosphoric acid as the acid component. Advantageous alkaline earth metal or hydroxides such as calcium oxide can be used to precipitate the emulsion Calcium hydroxide or magnesium oxide can be used. Cement can also be used will. In all cases, however, care should be taken to ensure that the precipitating agents are used as much as possible are carbonate-free in order to develop foam formation carbonic acid to avoid in the snake. For example, oxalic acid can also be used instead of phosphoric acid will.

Die Herstellung der kationischen Emulsion unter Zusatz der beschriebenen mehrbasischen Säuren bereitet gewisse Schwierigkeiten, wenn als kationkapillaraktive Substanzen die üblicherweise verwendeten primären oder sekundären Amine eingesetzt werden, vermutlich, weil die mehrbasische Säure mehrere Aminogruppen bindet und dadurch die Anordnung der Emulgatormoleküle an der Oberfläche der Bitumentröpfchen gestört wird. Diese Schwierigkeit tritt nicht auf, wenn als kationkapillaraktiver Emulgator ein tertiäres Amin oder eine quaternäre Base verwendet wird. Vermutlich wird in diesem Fall die Bildung von mehrbasischen Salzen sterisch behindert. Beispielsweise können Amine der allgemeinen Formel verwendet werden, wobei R1 ein Kohlenwasserstoffrest der Kettenlänge C10 - C20 ist, der auch durch Heteroatome, wie z.B. Sauerstoff und/oder Stickstoff, unterbrochen sein kann, R2 und R3 und R² und R³ niedrige Koh]enwasserstoffreste mit bis zu 4 Kohlenstoffatomen sind. Als quaternäre Ammoniumverbindungen kommen z.B. solche der allgemeinen Formel in Frage, wobei R1 ein Kohlenwasserstoffrest der Kettenlänge c10 - C20 ist, der auch durch Heteroatome, wie z.B.The preparation of the cationic emulsion with the addition of the polybasic acids described presents certain difficulties if the commonly used primary or secondary amines are used as cation-capillary-active substances, presumably because the polybasic acid binds several amino groups and thereby disrupts the arrangement of the emulsifier molecules on the surface of the bitumen droplets will. This difficulty does not arise if a tertiary amine or a quaternary base is used as the cation-capillary-active emulsifier. In this case, the formation of polybasic salts is presumably sterically hindered. For example, amines of the general formula can be used, where R1 is a hydrocarbon radical of chain length C10 - C20, which can also be interrupted by heteroatoms such as oxygen and / or nitrogen, R2 and R3 and R² and R³ are low hydrocarbon radicals with up to 4 carbon atoms. Examples of quaternary ammonium compounds are those of the general formula in question, where R1 is a hydrocarbon radical of chain length c10 - C20, which is also through heteroatoms, such as

Sauerstoff, unterbrochen sein kann, und R2, R3 und R4 wiederum niedrige Kohlenwasserstoffreste mit bis zu 4 Kohlenstoffatomen sind.Oxygen, can be interrupted, and R2, R3 and R4 turn low Are hydrocarbon radicals with up to 4 carbon atoms.

Die erfindungsgemäße Bitumenemulsion soll an Hand folgenden Beispiels noch näher erläutert werden: Beispiel 12,5 t B 200 werden mit 500 kg eines tertiären kapillaraktiven Amins vermischt und auf eine Temperatur von 1000C eingestellt. Dann wird mit einer Mischung aus 6300 kg Wasser mit 700 kg Phosphorsäure t50 %ig) ,eingestellt auf eine Temperatur von 800C, kontinuierlich emulgiert.The bitumen emulsion according to the invention should be based on the following example will be explained in more detail: Example 12.5 t B 200 with 500 kg of a tertiary capillary active amine mixed and adjusted to a temperature of 1000C. then is set with a mixture of 6300 kg of water with 700 kg of phosphoric acid (50%) to a temperature of 800C, continuously emulsified.

Claims

1. Cation-active ones suitable for processing according to the direct sludge process Bitumen emulsion, characterized in that the acid component of the cation-active Emulsifier forms sparingly soluble salts in water with the cations of the precipitant.

2. Bitumen emulsion according to claim 1, characterized in that the Cation-active emulsifier contains orthophosphoric acid as an acid component.

3. Bitumen emulsion according to claim 1 or 2, characterized in that that the cationic emulsifier is a tertiary amine or cationic component contains a quaternary ammonium base.

4. bitumen emulsion according to one or more of the preceding claims, characterized in that alkaline earth salts, preferably hydroxides, or alkaline earth oxides or cement is used.