DE3313971A1 - Kationische bituminoese emulsionen - Google Patents
Kationische bituminoese emulsionenInfo
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Description
Westvaco Corporation München, 25.April 1983
New York, N.Y. 10171 (V.St.A.) str-ks 14 290
Kationische bituminöse Emulsionen
Die Erfindung bezieht sich auf verbesserte bituminöse Emulsionen, speziell auf kationische Mischemulsionen mit
mittlerer Setzrate. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf Emulgatoren für lösungsmittelfreie und lösungsmittelenthaltende
gemischte, kationische bituminöse Ölin-Wasser Emulsionen, wobei die Emulgatoren Reaktionsprodukte
von Polyaminen mit bestimmten Polycarboxylsäuren sind.
Beim Beschichten von Straßen und Plätzen werden für eine gründliche Mischung von Bitumen und Zuschlag hauptsächlich
drei Verfahren angewendet:
1. Mischung freifließenden erhitzten Asphalts (Asphaltzement)
mit vorgetrocknetem Zuschlag;
2. Mischung vorgetrockneten Zuschlags mit Asphalt, der mit einem Kohlenwasserstoff-Lösungsmittel verdünnt ist
(cutback Asphalt, cutter stock) bei Umgebungstemperaturen ; und
3. Mischung von Zuschlag mit Asphaltemulsionen, beispielsweise Öl-in-Wasser Emulsionen, die durch intensives
Rühren von Asphalt und Wasser in Gegenwart eines Emulgators erhalten wurden.
Wegen der steigenden Kosten für Energie und Kohlenwasserstoff-Lösungsmittel
und aus Gründen des Umweltschutzes nimmt die Verwendung emulgierten Asphaltes zu. Abhängig
von dem zur Herstellung einer Emulsion verwendeten Emulgator werden anionische oder kationische Emulsionen erhalten.
In anionischen Emulsionen sind Apshalttröpfchen negativ geladen; in kationischen Emulsionen tragen die
Asphalttröpfchen positive Ladungen und wandern zur Kathode, wenn ein elektrisches Feld angelegt wird. Praktische
Erfahrungen haben ergeben, daß kationische Emulsionen einfacher zu verwenden sind und viele der Nachteile
anionischer Emulsionen vermeiden, wie unvorhersehbare Desemulgierung und schlechte Haftung des Asphalts an
der Oberfläche des Zuschlagwerkstoffs mit resultierendem Abstreifen. Wegen der elektrostatischen Anziehung positiv
geladener Asphalttröpfchen und negativ geladener Oberflächen von Zuschlagwerkstoffen setzen sich kationische
bituminöse Emulsionen schneller ab, und es werden stärkere Bindungen zwischen Bitumen und Zuschlag erhalten.
Allgemein werden, abhängig von der Art des Mischungsvorgangs und der Desemulsierungsrate, kationische wässrige
bituminöse Emulsionen klassifiziert als schnellabsetzend (CRS), mittelschnell-absetzend (CMS) und langsamabsetzend
(CSS). Die Setzrate wird durch die Art und Menge des Emulgators und den pH-Wert der kationischen Seifenlösung
bestimmt. Für den Fall schnellabsetzender Emulsionen, die hauptsächlich für Reparaturarbeiten an alten Verschleißbelägen
verwendet werden, wird die Emulsion auf die existierende Oberfläche aufgebracht und Zuschlag hierauf
ausgebreitet, nach Verfestigung kann die Straße kurz nach dem Aufbringen der neuen Beschichtung wieder für den
Verkehr freigegeben werden. Mittelschnell-absetzende Emulsionen werden mit Zuschlag vermischt vor der Verwendung
im Straßenbau, und langsamabsetzende Emulsionen können mit Zuschlag gemischt und für einen längeren Zeitraum
gelagert werden, ohne Desemulgierung auf der Zuschlagoberfläche.
331397-j
Kationische Emulsionen werden erhalten durch Verwendung einer Vielzahl stickstoffhaltiger organischer Verbindungen,
wie Fettamine, Fettdiamine, Fett-triamine, Fettamidoamine,
Fettimidazoline, mono- und diquaternäre Ammonium-Fettsalze, und Reaktionsprodukte all dieser Verbindungen
mit Äthylenoxyd. Das Fettradikal dieser Verbindungen kann eine Vielzahl chemischer Strukturen aufweisen, und die
Aufbausysteme für die Herstellung dieser Amine können von einer Vielzahl von Stoffen erhalten werden, wie Petroleum,
Raffinate, Tierfette, Pflanzen- und Fischöle und Tallöl. Als Emulgatoren geeignete Amidoamine sind in der
US-PS 3 230 104/Falkenberg und in US-PS 3 097 174/Mertens
beschrieben. Kombinationen von Fettmonoaminen und -triaminen
sind in US-PS 3 738 852/Doi beschrieben; Fettdiamine in US-PS 3 728 278/Tramelli und US-PS 3 518
101/Gzemski; quaternäre und diquaternäre Fettsalze und
Modifikationen hiervon in US-PS 3 220 953/Borgfelt, US-PS
3 867 162/Elste, US-PS 3 764 359/Dybalski, US-PS 3 956
524/Doughty und US-PS 3 466 247/Ohtsuka, und Fettimidazoline in US-PS 3 445 258/Ferm.
Im allgemeinen sind kationische Emulsionen, die mit Fettaminen,
Fettdiaminen, Fettamidoaminen usw. hergestellt sind, instabil, wenn sie mit einer Vielzahl kieselsäurehaltiger
oder kalkhaltiger Zuschläge gemischt werden. Es wird eine schnelle Desemulgierung auf der Zuschlagsoberfläche
mit ansteigendem Steifwerden beobachtet. Dann läßt
sich mit der Mischung nicht mehr arbeiten. Zur Lösung dieses Problemes wird allgemein "cutback Asphalt", also
mit Lösungsmittel, anstelle von Asphaltzement für mittelschnellabsetzende
gemischte Asphaltemulsionen verwendet. Obwohl Emulsionen, die mit diesen Emulgatoren hergestellt
wurden, ebenfalls desemulgieren, wenn sie mit dem Zuschlag gemischt werden, senkt das Lösungsmittel (ein Kohlenwasserstofföl
wie Naphtha, Kerosin, Dieselkraftstoff usw. ) die Viskosität des Asphaltes und erhöht die Verar-
beitbarkeit der Mischung von Zuschlag und Asphalt. Nach
Ablagerung der Mischungen verflüchtigt sich das Lösungsmittel und die endgvltige feste Zuschlag-Asphalt-Matrix
wird erhalten. Wegen der in den letzten Jahren drastisch gestiegenen Kosten für Lösungsmittel und der Bemühungen
zur Verringerung der Umweltverschmutzung werden geeignete Emulgatoren für kationische Mischemulsionen ohne die Verwendung
von Lösungsmittel gesucht. Die Verwendung von quaternären Ammonium-Tall-Salzen und diquaternären Diammonium-Tall-Salzen
zur Herstellung von für Schlammabdichtung, eine lösungsmittelfreie Anwendung, geeigneten
Emulsionen, ist in US-PS 3 764 359/Dybalski beschrieben und die Verwendung eines quaternären Amins, welches durch
Reaktion von Epichlorohydrin, Trimethylamin und Nonylphenol erhalten wird, für lösungsmittelfreie Mischungen
in US-PS 3 956 524/Doughty.
US-PS 2 966 478 bezieht sich auf neue, von C19 aliphatischen
Dicarboxylsäuren abgeleitete Bis-imidazoline und ihre Verwendung als Koreaktanten mit Epoxyharzen.
Die US-PS 3 097 174 und 3 230 104 beschreiben als Emulgatoren geeignete Amidoamine.
US-PS 3 738 852 beschreibt Kombinationen von Fettmonoaminen
und -triaminen.
In US-PS 3 518 101 und US-PS 3 728 278 sind Fettdiamine beschrieben.
In den US-PS 3 220 953, 3 466 247, 3 764 359, 3 867 162
und 3 957 524 werden quaternäre und diquaternäre Fettsalze und Abänderungen davon beschrieben.
US-PS 3 445 258 beschreibt Fettimidazoline.
US-PS 3 753 968 bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Dicarboxylsäure mit 21 Kohlenstoffatomen
aus Linolsäure, die aus Tall-Öl erhalten wird.
US-PS 3 764 359 beschreibt die Verwendung quaternäre Ammonium-Talg-Salze und diquaternärer Diammonium-Talg-Salze
zur Herstellung von für Aufschlämmungsabdichtungen, eine lösungsmittelfreie Anwendung, geeigneten Emulsionen.
US-PS 3 899 476 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung eines mit Methakrylsäure-adduktes von Linolsäure und Produkt
.
US-PS 3 957 524 beschreibt die Verwendung eines quaternären Amins, welches durch Reaktion von Epichlorohydrin,
Trimethylamin und Nonylphenol hergestellt wurde, für lösungsmittelfreie Mischungen.
US-PS 4 013 601 bezieht sich auf Polyamidharze, die aus einer 21-zykloaliphatischen Dikarboxylsäure hergestellt
sind, die bis zu etwa 45 Gewichtsprozent lösbar sind, wenn Wasser dem Harz beigefügt wird.
US-PS 4 081 462 bezieht sich auf Cpp-zykloaliphatische
Tricarboxylsäuren, die durch die Reaktion konjugierter Linolsäure und Fumarinsäure über eine Diels-Alder-Addition
gebildet werden und hieraus hergestellte Seifen.
Die Erfindung steht unter der allgemeinen Aufgabe vielseitige Emulgatoren für lösungsmittelfreie und lösungsmittelenthaltende
Öl-in-Wasser bituminöse Mischungsemulsionen bereitzustellen. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist
die Bereitstellung von Emulgatorzusammenstellungen für Mischungsemulsionen, die eine Vielzahl von Setzzeiten geben,
ausgedrückt in prozentualer Beschichtung bei anfänglichem Abwaschen (der prozentualen Beschichtung auf der
Oberfläche des Zusachlagwerkstoffes nach 1-minütigem Mischen und sofortigem Eintauchen in Wasser) und prozentualer
Beschichtung bei Abwaschen nach einer Stunde. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung
einer Reihe neuer Amidoamine, Imidazoline und stickstoffenthaltender
polymerer Materialien, die als Reaktionsprodukt von Polycarboxylsäuren und Polyaminen dargestellt
und geeignet als Emulgatoren für kationische Öl-in-Wasser Emulsionen sind.
Es wurde gefunden, daß im Gegensatz zu Imidoaminen und Imidazolinen, die durch Kondensation von Fettsäuren, mit
einer Kettenlänge von C12-C22, mit Polyäthylenaminen erhalten
werden, wie Diäthylentriamin, die kationische Emulsionen mit schneller Absetzung ergeben, Reaktionsprodukte
von Polyaminen mit bestimmten Di- und Tricarboxylsäuren
Emulsionen ergeben, die kationische Misch-Asphalt-Emulsionen
mit mittlerer Absetzzeit ergeben, ebenso wie Asphaltemulsionen mit schneller Setzzeit. Lösungsmittelfreie Asphalte können ebenso wie Asphalte mit einem Gehalt
von bis zu 15 Volumenprozent eines Kohlenwasserstofföls für die Emulgation verwendet werden.
Die Erfindung wird nachstehend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele
näher erläutert, aus denen weitere Merkmale und Vorteile hervorgehen.
Die in der Darstellung der erfindungsgemäßen kationischen Emulgatoren verwendeten Fettsäuren weisen die folgende
allgemeine Formel auf:
■7. .'·.". .11 ■ ■ ■·".-·
or
^ Λ Il
CH HC- (CH2)-. - COH (II)
CH HC- (CH2)-. - COH (II)
CH - CH Il ZZ
wobei' χ und y ganze Zahlen von 3 bis 9 sind, χ plus y
gleich 12, zumindest ein Z eine Carboxylsäuregruppe ist und jedes übrige Z .Wasserstoff.. ....
Diese Säuren werden durch Reaktion von Kohlenmonoxyd und
Wasser mit einer ungesättigten Säure» vorzugsweise Oleinsäure, erhalten, wie von Reppe und Kroper, Ann 582, 63-65
(1935) im Fall der Formel I und ' durch Diels-Alder-Addi-"
tion von Akrylsäure, Methakrylsäure, Fumarinsäure oder Maleinsäure mit mehrfach ungesättigten. Fettsäuren mit konjugierten
Doppelbindungen in dem Fall der Formel II unter Ausbildung einer Tetrahydrobenzolstruktur. 'Diese Säuren
werden bezeichnet als CLg-Dicarbo-xylsäure, Cp^-Dicarboxylsäure
und Cgg-Tricarboxylsäure. Säuren dieser Art sind in
US-PS 3 753 968 und 3 899 476 und US-PS. 4 081 462 beschrieben. *
Werden diese Säuren mit einem Polyamin erhitzt, kann eine Vielzahl von Reaktionsprodukten erhalten werden. Als all-
BAD ORIGINAL COpy
gemeines Beispiel werden die Reaktionsprodukte der C2--Dicarboxylsäure
und von Diäthylentriamin beschrieben. Durch Mischung von 2 Mol Diäthylentriamin mit 1 Mol
C21-Dicarboxylsäure wird ein Bis-Diäthylendiammoniumsalz
gebildet, welches bei Erhitzung auf 2300C das Diamidoamin
der Formel
CH3(CH2)5 -
Il ■ ■ .:
- (CH2) η C NHCH2CH2NHCh2CH2NH2 . (IXI
ergibt. Zur selben Zeit wird .in einer konkurrierenden
Reaktion eine Ringschließung zu einer Imidazolinstruktur ausgebildet, die ein Ring mit 5 Mitgliedern ist und 2
Stickstoffatome enthält, wie in der nachfolgenden Struk tur gezeigt ist.
CH3(CH2)5 -
- (CH2)7 - C,
N - CH,
(IVJ
• ι
N - CH,
ORIGINAL INSPECTED COPV
3313371
Weiteres verlängertes Erhitzen von (IV) auf 270-280 C
ergibt das Diimidazolin der Formel
- (CH2)7 - C
N - CH,
- CH,-I έ
- CH,
CH2CH2NH2
N-CH2 CH2CH2NH2
Diese Produkte werden jedoch nie in hoher Reinheit erhalten, da beim langsamen Erhitzen einer Mischung von 2 Mol
Diäthylentriamin und 1 Mol Cp^-Dicarboxylsäure ein Teil
des Diäthylentriamins mit dem Wasser destilliert. Daher werden bei längerem Erhitzen zusätzlich zu den Produkten
(III), (IV) und (V) Polymere des Polyamidtyps als Nebenprodukte gebildet. Diese Nebenprodukte können PoIyamidoaminstruktüren
und Polyimidazolinstrukturen enthalten, wie"sie durch die folgende Formel dargestellt sind:
CH3(CH2)5 -
-, (CH2 )7 - C
N - CH,
N - CH,
CH2CH2NHC -
(VI)
2CH2NHC * C21 -Dicarboxylsäure
Dicarboxylsäure
BAD ORIGINAL
Die Bildung von Imidazolinen ist auf Polyäthylenamine und Polyamine begrenzt, die charakterisiert sind durch zumindest
eine funktioneile Äthylen-Diamingruppe mit zumindest drei Wasserstoffatomen, angelagert an die beiden Stickstoffatome.
Verbindungen dieser Gruppe, die sowohl Amidoamine und Imidazoline ergeben, können sind:
Äthylendiamin, Diäthylentriamin, Triäthylentetramin,
Tetraäthylenpentamin, Pentaäthylenhexamiri1, und höhere
Homologe; N-aminoäthyIpropandiamin, N,N-DiaminoäthyIpropandiamin
und die N-aminoäthyl- oder Ν,Ν-Diaminoäthylsubstituierten
Butandiamine, Pentandiamine und Hexandiamine, und N-Hydroxyäthyläthylendiamin. Diese Verbindungen
weisen die allgemeinen Formeln auf:
H2NCH2CH2NHR
R-H-, CH3-, C2H5-, C3H7-,
- CH2CH2OH, - (CH2CH2NH)xH
* - 1, 2, 3, 4 10 v
or, (VII)
R1R2N(CH2) NHR3
R1 - H-, CH3-, C2H5-, C3H7-, NH2CH2CH2-,
R2-H-, CH3-, C2H5-,
R3-H-, CH3-, C2H5-, C3H7-, NH2CH2CH2-,
y - 2, 3, 4, 5, 6 .
Amine, die Amidoamine ausbilden können, jedoch nicht Imidazoline, sind: 1,3-Diaminopropan, 1,4-Diaminobutan,
1,5-Diaminopentan, 1,6-Diaminohexan, Piperazin (1,4-Diazazyklohexan),
N-aminoäthylpiperazin, N-Hydroxyäthylpiperazin,
N-aminopropyl-Propandiamin-1,3, N-Methyl-N-Aminopropylpropan
Diamin-1,3, N,N-Dimethylpropandiamin-1,3, Ν,Ν-Diäthylpropan Diamin-1,3, N,N-Dimethyläthylendiamin,
N,N-Diäthyläthylendiamin, N-Aminhexylhe'xandiamin-1,6.
Bestimmte Amidoamine oder Imidazoline mit tertiären Stickstoffatomen,
wie das Reaktionsprodukt von Cg.-Dicarboxylsäure
und N,N-Dimethylpropandiamin-1,3 der Formel
können modifiziert werden durch weitere Reaktion mit 1
oder 2 Mol eines Alkylierungsmittels wie Methyl-, Äthyloder Benzylhalogenide, -Sulfate, -Phosphate usw. Die entstehenden
Verbindungen werden klassifiziert als mono- oder diquaternäre Ammoniumsalze. Ihre Hauptcharakteristik
ist ihre Löslichkeit in wässrigen Systemen ohne Zugabe von Säure, wie in dem Fall von Aminen, Amidoaminen oder
Imidazolinen. Ein Beispiel dieser Art quaternären Ammoniumsalzes, hergestellt durch Reaktion 1 Mols der
Verbindung gemäß Formel" (VIII) mit 2 Mol Methylsulfat,
ergibt die folgende Struktur:
- (CH2)7CONHCH2CH2CH2N(CH3)3 · (IX)
"SO4CH3
Weitere Modifikationen der voranstehend beschriebenen mono-, di- oder polymeren Amidoamine oder Imidazoline
sind die Reaktionsprodukte mit reaktiven Oxiransystemen wie Äthylenoxyd, Propylenoxyd oder Butylenoxyd. Eine
Reaktion tritt bevorzugt an primären und sekundären Stickstoffatomen auf, d.h. Stickstoff, an dem eines oder zwei
Wasserstoffatome kovalent gebunden sind. Reaktionsprodukte
gehören zu der Klasse von N-Hydroxyäthyl-, N-2-Hydroxyρropy1-
und N-2-Hydroxybutylamidoaminen oder Imidazolinen.
Bei Reaktionen mi't Oxiranüberschuß werden Polyäthylenäther, Polypropylenäther oder Polybutylenätherverbindungen
erhalten.
Einigen wenigen dieser Reaktionsprodukte von ^?1~
Dicarboxylsäure und Polyamin, insbesondere den Diimidazoline wird zugeschrieben, reaktive Harze und Koreaktanten
mit Expoxyharzen zu sein. Äthylendiamin, Diäthylentriamin, Triäthylentetramin und Tetraäthylenpentamin werden
insbesondere gesondert angeführt. Reaktionsprodukte von Cig-Dicarboxylsäure werden" in US-PS 2 966 478/-Harrison
beschrieben, von C21-Dicarboxylsäure in GB-PS 1
046 208/Crawford und US-PS 4 013 601/Alford.
Die folgenden Beispiele beschreiben Emulgatoren, die zur Herstellung von kationischen Asphalt-in-Wasser Emulsionen
verwendet werden und außerordentlich nützlich zur Mischung unter Scherbedingungen mit einer Vielzahl von
kieselsäurehaltigen und kalkhaltigen Zuschlagstoffen sind. Nach Absetzen (Verdampfen des Wassers) zeigen die
Asphaltschichten eine hervorragende Adhäsion zur Oberfläche des Zuschlagstoffes.
Bei der Herstellung der bituminösen Emulsionen gemäß der Verbindung wird eine wässrige saure Lösung der nachstehend
beschriebenen Emulgatoren gründlich unter hohen Scherbedingungen in einer Kolloidmühle gemischt. Der
Bitumenanteil kann von 30 bis etwa 80 Gewichtsprozent betragen, bevorzugt zwischen 60 und 70 %. Die Dosierung
des Emulgators kann in dem Bereich von 0,1 bis 10 Gewichtsprozent der Emulsion liegen, vorzugsweise zwischen
0,3 bis 1,5 Gewichtsprozent der Emulsion. Abhängig vom Emulgator wird eine Mischungsemulsion erhalten in einem
pH-Bereich von 2 bis 7, mit den besten Resultaten bei einem pH-Wert von etwa 4. Im Unterschied zu Mischungsemulsionen,
die mit quaternären Ammonium-Talg-Salzen oder diquaternären Diammonium-Talg-Salzen hergestellt sind,
weisen die Emulgatoren gemäß der Erfindung eine hohe Viskosität auf, wodurch sie die Darstellung geeigneter
Emulsionen bei einem geringeren Bitumen/Wasserverhältnis erlauben.
Das in der Emulsion verwendete "Bitumen" kann aus amerikanischem
oder ausländischem Rohöl hergestellt sein. Es umfaßt auch Bitumen, natürlichen Asphalt, Petroleumöl,
Rückstände aus dem Straßenbau, plastische Rückstände aus der Kohlenteerdestillation, Petroleumpech und durch Lösungsmittel
verdünnte Asphaltzemente (cutback Asphalte). Praktisch kann Asphaltzement jeder Viskosität oder Durchdringungsfähigkeit
zur Verwendung bei Straßenbeschichtun-
gen, wie in ASTM-Vorschrift D-3381 und D-946 beschrieben,
mit den Emulgatoren gemäß der Erfindung emulgiert werden.
Die kationischen Seifenlösungen werden normalerweise erhalten durch Suspendieren des Imidoamins oder Imidazoline
in Wasser, dem eine genügende Menge einer geeigneten Säure, beispielsweise Salzsäure, Schwefelsäure oder
Phosphorsäure oder ähnlich, zugegeben wird, bis der gewünschte pH-Wert unterhalb 7 erreicht ist und eine klare
Emulgatorlö'sung erhalten wird. Danach werden die Seifenlösung,
die vorgeheizt wird auf etwa 55°C, und der flüssige Asphalt, der auf 120-1250C vorgeheizt ist, unter
hohen Scherbedingungen in einer Kolloidmühle über 30 Sek. gemischt, um Asphaltemulsionen brauner Farbe und cremiger
Struktur zu erhalten. Vor der Untersuchung gemäß ASTM D-244 werden die Emulsionen 16 Stunden lang bei 700C
gelagert. Zuschlags-Mischungsuntersuchungen werden so vorgenommen, daß eine abgewogene Menge von Zuschlagstoff in
einen Mischbehälter gegeben, 5-10 Gewichtsprozent der Emulsion oben auf den Zuschlagstoff gegeben wird und eine
bis fünf Min. gemischt wird. Die Mischung wird in drei Teile aufgeteilt und in drei Schalen gegeben. Die erste
Probe wird beiseite gestellt; die zweite Probe wird sofort nach der Mischung mit Wasser gewaschen; und die
dritte Probe wird mit Wasser gewaschen, nachdem sie eine Stunde lang beiseite gestellt worden war. Die prozentuale
Beschichtung der Zuschlagstoffoberfläche wird visuell festgestellt. Von der ersten Probe wird die prozentuale
anfängliche Beschichtung entnommen, der zweiten Probe die prozentuale Beschichtung bei anfänglichem Abwaschen, und
von der dritten Probe wird die prozentuale Beschichtung bei Waschen nach einer Stunde erhalten. Die Erfordernisse
der Straßenbauindustrie betragen 95 % Minimum bzw. 95 % Maximum und 50 % Minimum.
Die erfindungsgemäßen Emulgatoren funktionieren sehr zufriedenstellend
ohne Hilfsemulgatoren. Es kann jedoch gelegentlich erforderlich' sein, Eigenschaften der Emulsion
zu ändern, um verbesserte Viskosität bei einem gegebenen Asphaltgehalt zu erhalten oder verbesserte Stabilität
gegenüber Staub und anderen Stoffen auf dem Zuschlagstoff, oder um die Absetzzeit zu verlängern oder zu
verkürzen usw. In diesen Fällen kann eine von zwei Methoden verwendet werden. Entweder kann eine Mischung
von Tallöl-Fettsäuren, vorzugsweise Tallölpech, dem Bitumen
(Asphalt) vor der Emulgierung zugegeben werden, um Desemulgierungseigenschaften oder die Viskosität der Emulsion
zu verbessern, oder Mischungen der voranstehend beschriebenen Amidoamine und Imidazoline mit verträglichen
kationischen oder nichtionischen Emulgatoren können für die Emulgierung des Bitumens verwendet werden. Hilfsemulgatoren,
die bis zu 90 % der gesamten kombinierten Emulgatormischung
ausmachen können, sind Fettamine, Fett-Propandiamine,
Fettamidoamine und Fett-Imidazoline. Diese
Verbindungsklasse verringert im allgemeinen die Absetzzeit. Andere Verbindungen sind monoquaternäre Ammonium-Fettsalze
und diquaternäre Ammonium-Fettsalze und nichtionische Emulgatoren, wie Athylenglykolpolyäther von
Nonyl- oder Dodekylphenol. Kombinationen von Amidoaminen
und Imidazolinen, basierend auf Monocarboxyl-Fettsäuren aus verschiedenen Quellen und den C19- und C21-Dicarboxylsäuren
oder C22-Tricarboxylsäuren gemäß der Erfindung können ebenfalls durch Reaktion geeigneter Polyamine mit
einer Mischung von Monocarboxyl- und Di-carboxyl-Fettsäuren erhalten werden. Für diesen Zweck geeignete Monocarboxylsäuren
sind Tallöl-Fettsäuren, rohes Tallöl, Kollophoniumsäuren, Kollophonium, das einer . Reaktion mit
Fumarinsäure oder Maleinsäure unterworfen wurde, Tallölpech, Talg-Fettsäuren, Soja-Fettsäuren und ähnliche.
Kraft-Lignin oder Vinsol kann ebenfalls einer Ko-Reaktion unterworfen werden.
- 19 -
Dimersäuren, die langkettige C36-aliphatische Carboxylsäuren
sind, die durch Dimerisation von Fettsäuren aus verschiedenen Quellen erhalten werden, können ebenfalls
einer Ko-Reaktion unterworfen werden. Ein Beispiel dieser Art von Säure wird von Emery Industries, Inc. unter dem
Handelsnamen "EmpolVÖ/ Dimer Acids" hergestellt.
Abhängig von der Art des Zuschlagstoffes und seiner Sauberkeit wird die Mischung verbessert, wenn der Zuschlag
mit 1 bis 5 Gewichtsprozent Wasser bezogen auf den Zuschlagstoff, vorgenässt wird. Die Eigenschaften der
kationischen Asphaltemulslonen bezüglich Mischungseigenschaften und Absetzbarkeit (höherer Prozentsatz der Beschichtung
bei 1-stUndigem Waschen) kann, falls erforderlich, ebenfalls verbessert werden, indem, bezogen auf das
Gewicht des Asphaltes, 1 bis 15 % eines Lösungsmittels wie Dieselöl dem Asphalt vor der Emulgierung zugegeben
wird. Die Emulsionen, die mit den Di- und Tricarboxylsäurepolyamin-Kondensaten
gemäß der Erfindung hergestellt wurden, sind stabil und können während einer längen Zeitdauer
bis zu ihrer Verwendung gelagert werden. Abhängig von der erwünschten Anwendung kann die Emulsion mit dem
Zuschlagstoff in einer zentralen Mischungsfabrik in einer großen Mischtrommel gemischt und die Mischung dann zum
Verwendungsort transportiert werden. Alternativ kann die
Emulsion zum Verwendungsort gebracht und dort gemischt werden, mit einer Mischungsvorrichtung wie einem motorisiertem
Mischer oder per Hand.
Die Anwendbarkeit der Erfindung wird aus den folgenden Beispielen ersichtlich, in denen die Darstellung verschiedener
Arten erfindungsgemäßer Emulgatoren beschrieben ist und aus denen die Vorteile der Verwendung dieser Verbindungen
in einer gemischten kationischen bituminösen Emulsion mittlerer Setzgeschwindigkeit erläutert sind.
Dieses Beispiel erläutert die Vielfalt von Emulgatoren, die mit denselben Ausgangsmaterialien bei verschiedenen
Temperaturen und Anteilen der Reaktanten erhalten werden können.
Emulgator 1 (Diamidoamin-Typ):
200 g Cp1-Dicarboxylsäure und 100 g Diäthylentriamin wurden
in ein Reaktionsgefäß gegeben, das mit Rührer, Rückflußkühler und einer Dean-Stark-Falle versehen war, um
das Destillat aufzufangen. Die Temperatur wurde langsam auf 2300C gesteigert. Nach Erhalt von 28 ml wurde die
Reaktion abgebrochen.
Emulgator 2 (Diimidazolin-Typ):
Dieselben Anteile von Ausgangsmaterialien wurden auf 260
bis 2700C erhitzt. Nach die Reaktion abgebrochen.
bis 2700C erhitzt. Nach Erhalt von 40 ml Destillat wurde
Emulgator 3 (Polymer-Typ):
300 bis 400 g C21-Dicarboxylsäure und 100 g Diäthylentriamin
wurden auf 2700C erhitzt. Nach Sammeln von 30 bis 34 ml Destillat wurde die Reaktion abgebrochen. Nach
Abkühlung auf 1600C wurde Äthylengykol oder Diäthylenglykol
in einer Menge von 76 g hinzugegeben; bei 80°C wurde eine Menge von 70 g Isopropanol zugegeben, um ein
Produkt zu erhalten, das bei Umgebungstemperatur flüssig ist.
Dieses Beispiel zeigt die Vielfalt von Emulgatoren, die mit derselben Dicarboxylsäure, aber unterschiedlichen
Aminen, erhalten werden.
Emulgator 4 (Diimidazolin-Typ):
240 g Cp.-Dicarboxylsäure und 100 g Äthylendiamin wurden
bei Zimmertemperatur gemischt" und mit 200 g Diäthylenglykol verdünnt. Dieses wurde langsam auf 2500C aufgeheizt.
Nach Erhalt von 52 ml Destillat wurde die Reaktion abgebrochen.
Emulgator 5 (Amidoamin-Typ):
150 g Cp.-Dicarboxylsäure und 100 g Aminoäthylpiperazin
wurden auf 220°C erhitzt. Nach Erhalt von 15 ml Destillat wurde die Reaktion abgebrochen.
Emulgator 6 (quaternisiertes Amidoamin):
Eine Mischung von 120 g C2-,-Dicarboxylsäure und 100 g
Ν,Ν-Dimethylaminopropylamin wurde mit 50 g Xylol verdünnt.
Die Reaktionsmischung wurde langsam auf 240 C erhitzt. Das Gewicht des Destillats war 85 g. Nach Abkühlung
auf 80°C wurde 185 g Isopropanol zur Verdünnung auf 50 % Aktivität zugegeben. Unter externer Kühlung, um die
Temperatur bei 50 bis 600C zu halten, wurde langsam 45 g
Dimethylsulfat in die heftig gerührte Diamidoaminlösung eingegeben.
Emulgator 7 (quaternisiertes Imidazolin):
300 g Cp.-Dicarboxylsäure un d 200 g N-Aminoäthyläthanolamin
wurden auf 2650C erhitzt, bis 65 ml Destillat erhalten wurde. Nach Abkühlung auf 800C wurde das Destillat
mit Isopropanol auf 50 % Aktivität verdünnt. Der heftig gerührten und extern gekühlten Lösung des Diimidazolins
wurden 120 g Dimethylsulfat zugegeben.
Emulgator 8 (Propoxiliertes Imidazolin)
100 g 75%iger Isopropanollösung des Emulgators 2 wurden
20 g Propylenoxyd zugegeben und die Mischung in ein Druckgefäß überführt und zwei Stunden lang bei 75°C und
eine Stunde bei 1000C geheizt.
BAD ORIGINAL
Dieses Beispiel erläutert aus Diäthylentriarain und verschiedenen
Dicarboxyl- und Tricarboxylsäuren erhaltene Emulgatoren.
Emulgator 9 (C.g-Dicarboxylsäure-Diamidoamin):
50 g CLg-Dicarboxylsäure und 25 Diäthylentriamin wurden auf 240°C erhitzt. Nach Erhalt von 8 ml Destillat wurde die Reaktion abgebrochen.
50 g CLg-Dicarboxylsäure und 25 Diäthylentriamin wurden auf 240°C erhitzt. Nach Erhalt von 8 ml Destillat wurde die Reaktion abgebrochen.
Emulgator 10 (Cp^-Tricarboxylsäure-Amidoamin-Imidazolin):
50 g C22-Tricarboxylsäure (erhalten durch Diels-Alder-Addition
von Fumarinsäure zu Ip-isomerierten Tallöl-Fettsäuren
und gereinigt durch Destillation zu 85%iger Tricarboxylsäure) und 50 g Diäthylentriamin wurden auf
2600C erhitzt. Nach Erhalt von 24 ml Destillat wurde die
Reaktion abgebrochen.
Emulgator 11 (Fumarin-Harzsäure-Amidoamin):
150 g Fumarin-Harzsäure (Kollophonium S, fumarisiert mit 9,75 % Fumarinsäure) und 40 ml Isopropanol wurden erhitzt, bis eine klare Schmelze erhalten wurde. Dann wurden 75 g Diäthylentriamin zugegeben und auf 265 C aufgeheizt. Nach Erhalt von 52 ml Destillat wurde die Reaktion abgebrochen.
150 g Fumarin-Harzsäure (Kollophonium S, fumarisiert mit 9,75 % Fumarinsäure) und 40 ml Isopropanol wurden erhitzt, bis eine klare Schmelze erhalten wurde. Dann wurden 75 g Diäthylentriamin zugegeben und auf 265 C aufgeheizt. Nach Erhalt von 52 ml Destillat wurde die Reaktion abgebrochen.
Dieses Beispiel beschreibt Emulgatoren, die aus Mischungen von Cp1-Carboxylsäure und herkömmlichen Fettsäuren,
Harzsäuren (Vinsol) oder Kraft-Lignin erhalten wurden.
Emulgator 12
125 g C^-Dicarboxylsäure und 125 g Kollophoniura S wurden
auf 80°C zum Erhalt einer klaren Schmelze aufgehitzt. 100
g Diäthylentriamin wurden zugegeben und auf 2600C geheizt.
Nach Erhalt von 40 ml Destillat wurde die Reaktion abgebrochen.
Emulgator 13
150 g C21-Dicarboxylsäure und 100 g Tallöl-Pech wurden
gemischt; nach Zugabe von 100 g Diäthylentriamin wurde die Reaktionsmischung auf 265°C erhitzt. Nach Erhalt von
39 ml Destillat wurde die Reaktion abgebrochen.
Emulgator 14
Eine Mischung von 150 g Cp1-Dicarboxylsäure und 50 g
Tallöl-Fettsäure (L-5) wurde mit 100 g Diäthyltriamin auf 2100C erhitzt. Nach Erhalt von 22 ml Destillat wurde die
Reaktion beendet.
Emulgator 15
Eine Mischung von 150 g Cp..-Dicarboxylsäure und 50 g
Talg-Fettsäure wurde mit 90 g Diäthylentriamin auf 220°C erhitzt. Nach Erhalt von 26 ml Destillat wurde die Reaktion
abgebrochen.
Emulgator 16
75 g Cp--Dicarboxylsäure und 25 g Cog-Dimersäure
1016) wurden bei 50°C gemischt. Zu dieser Mischung wurden 50 g Diäthylentriamin gegeben und auf
250°C erhitzt. Nach Erhalt von 25 ml Destillat wurde die Reaktion abgebrochen, gekühlt und mit Isopropanol verdünnt
.
Emulgator 17
100 g Äthylentriamin wurden auf 800C erhitzt und 50 g
trockenen Kraft-Lignins (das von Eisenazetatlösung ('black liquor1) durch Schwefelsäure bei einem pH-Wert
von 2,5 abgetrennt wurde) zugegeben und auf 15O0C für 30
Minuten erhitzt. Die Reaktionsmischung wurde auf 1200C
abgekühlt und 200 g Cp.-Dicarboxylsäure hinzugegeben. Die
Reaktionsmischung wurde auf 2600C erhitzt. Nach Erhalt von 45 ml Destillat insgesamt wurde die Reaktion abgebrochen.
25 g Vinsol und 50 g Diäthylentriamin wurden auf 1500C
te
zugegeben und auf 2650C erhitzt. Nach Erhalt von 23 ml
zugegeben und auf 2650C erhitzt. Nach Erhalt von 23 ml
Emulgator 18
25 g Vinsol
erhitzt. Nach 20 Minuten wurden 75 g C21-Dicarboxylsäure
zugegeben und auf 2650C erhitzt. Nach .
Destillat wurde die Reaktion abgebrochen.
Dieses Beispiel zeigt die Eigenschaften von Emulsionen, die erhalten wurden, wenn die voranstehend beschriebenen
Emulgatoren zum Emulgieren verwendet wurden. Um die vielseitige Verwendbarkeit dieser Emulsionen zu zeigen, wurden
verschiedene Kieselsäure- und talghaltige Zuschlagstoffe für die Mischversuche verwendet. Emulsionen wurden
mit venezolanischem Asphalt hergestellt, der einen Durchdringungswert von 120 - 150 aufweist. Hervorragende Emulsionen
wurden erhalten, wenn 0,3 - 1,5 % Emulgatordosierung verwendet wurde. Emulsionen wurden in dem pH-Bereich
von 2,5 - 6,5 mit pH gleich 4 als optimalem Wert hergestellt. Die pH-Wert-Einstellung wurde mit verdünnter Salzsäure
vorgenommen. Die Versuchswerte sind in Tabelle I dargestellt. Der Zuschlagstofftest zeigt an, ob eine Emulsion
für den Mischeinsatz geeignet ist. Er wurde mit Mischgefäß und Löffel ausgeführt. Abhängig von der Sauberkeit
des Zuschlags wurde dieser mit 1 - 3 % Wasser vor der Zugabe der Emulsion vorgenässt. Nachdem eine Emulsion
von 5 - 9 g (pro 100 g Zuschlag) mit dem Zuschlag für eine Minute gemischt worden war, wurden visuell anfäng-
liehe Beschichtung, Beschichtung bei anfänglichem Abwaschen
und Beschichtung nach Abwaschen bei einer Stunde festgestellt. Aus diesen Werten können der Mischungswirkungsgrad
und die Absetzzeit mit einem bestimmten Zuschlagstoff bestimmt werden.
Tabelle I
Auswertung der Asphaltemulsioneri-
Auswertung der Asphaltemulsioneri-
Emulgator | • | 1 | 9. |
Dosie
rung . |
pH-
Wert |
Asphalt
Gehalt |
Saybolt Fulfurol Viskositä |
53 | * |
Anfäng
liche : Be |
95, | Be schich tung |
Be schich tung |
Zuschlag |
10 | • | bei 50eC | schich | sofor | Waschen | stoff | ||||||||
(see) | tung | tiges | nach 1 | |||||||||||
2 | % | Waschen | Stunde | |||||||||||
82 | * | |||||||||||||
55 | ||||||||||||||
0.8 | 2.5 | 68.9 | 212 | 72 | '100 | 10 | 95 | Schloss | ||||||
51 | 100 | 5 | 95 | Good Hope | ||||||||||
100 · | . 0 | 85 | Rhyolite | |||||||||||
3 | 0.8 | 2.5 | 68.3 | 123 | 100 | 20 | 80 | Riffe | ||||||
104 | 100 | 5 | 90 | Schloss | ||||||||||
43 | 100 | 0 | 85 | Rhyolite | ||||||||||
100 | 10 | 100 | Good Hope | |||||||||||
100 | 5 | 70 | Licking | |||||||||||
Limestone | ||||||||||||||
i 4 | 1.0 | 2.5 | 69.9 | 150 | .85 | 30 | 85 | Tennessee | ||||||
River Gravel | ||||||||||||||
• | 100 | 0 | 95 | Tennessee | ||||||||||
Limestone | ||||||||||||||
5 | 100 | 0 | 100 | Rhyolite | ||||||||||
6 | 100 | 0 | 100 | Riffe | ||||||||||
. *7 | 0.8 | 4.0 | 68.1 | 100 | 0 | 100 | Schloss | |||||||
: 8 | 100 | 5 | 75 | Rhyolite | ||||||||||
I | 100 | 0 | 100 | Tennessee | ||||||||||
Limestone | ||||||||||||||
0.8 | 4.5 | 68.2 | 100 | 30 | 100 | Big Sandy | ||||||||
0.8 | 2.5 | 65.5 | 100 | 30 | 90 | Schloss | ||||||||
0.8 | 2.5 | 68.0 | 100 | 10 | 100 | Schloss | ||||||||
1.0 | 4.0 | 67.6 | 100 | 0 | 100 | Schloss | ||||||||
100 | 0 | 50 | Tennessee | |||||||||||
Limestone | ||||||||||||||
0.8 | 4.5 | 68.d | 100 | 10 | 80 | Schloss | ||||||||
0.8 | 4.5 | 66.7 | 100 | 5 | 100 | Schloss | ||||||||
. .100 | 0 | 70 | Tennessee | |||||||||||
■ ' | Limestone | |||||||||||||
5 | 95 | Tennessee | ||||||||||||
River Gravel |
ORIGINAL INSPECTED c0PY
Tabelle I
Auswertung der Äsphaltemulsionen
Auswertung der Äsphaltemulsionen
I | Dosie | pH- | Asphalt | Saybolt Fulfurol |
.... | 270 | • | Anfäng- licha |
I | t | 100 | Be schich |
V | 5 | Be schich |
·. | Zuschlag | |
Eaulgator |
rung
«, |
Wart | Gehalt | Viskosität | Be | 100 | 100 | tung | tung | stoff .· | ||||||||
9 | 'S | bei 509C | schich | 100 | 100 | sofor | Waschen | |||||||||||
(sac) | tung | 100 | tiges | nach 1 | ||||||||||||||
% | 100 | Waschen | ,Stunde | |||||||||||||||
100 | • -S- . | % | Schloss ; | |||||||||||||||
η | 0.8 |
11
4.5 |
68.0 | 183 | 100 | *95 | 100 | Tennessee ' | ||||||||||
30 | 100 | Limestcns ; | ||||||||||||||||
100 | Rhyolite | |||||||||||||||||
10 | 100 | Schloss'' ·' | ||||||||||||||||
12 | 0.8 | 2.5 | 68.9 | 203 | 100 | 45 | 100 | Rhyolita | ||||||||||
100 | 0 | 95 | Schloss | |||||||||||||||
13 | 0.8 | 2.5 | 68.9 | 114 | 100 | 5 | 80 . | Schloss' ' | ||||||||||
14 | 0.3 | 4,5 | 63.6 | 124 | 100 | 5 | 95 | Rhyolite | ||||||||||
100 | 10 | 90 | Tennessee | |||||||||||||||
20 | 100 | River Gravel | ||||||||||||||||
100 | Tennessee | |||||||||||||||||
5 | 95 | Limestone | ||||||||||||||||
100 | Schloss | |||||||||||||||||
15 | 0.8 | 4.5 | 67.3 | 23 | 100 | 10 | 90 | Schloss | ||||||||||
16 | 0.8 | 4.0 | 68.1 | 53 | 100 | 5 | 100 | Schloss | ||||||||||
17 | 0.3 | 4.5 | 63.0 | 113 | 100 | 10 | 80 | Riffe | ||||||||||
20 | 80 | Tennessee | ||||||||||||||||
100 | 10 | 100 | River Gravel | |||||||||||||||
Tennessee | ||||||||||||||||||
5 | 100 | Limestone | ||||||||||||||||
Rhyolite | ||||||||||||||||||
10 | 100 | Schloss | ||||||||||||||||
18 | 0.7 | 4.5 | 69.4 | 5 | 40 | Rhyolite | ||||||||||||
5 | 50 | Tennessee | ||||||||||||||||
5 | 70 | River Grays! | ||||||||||||||||
Tennessee | ||||||||||||||||||
50 | Limsstone | |||||||||||||||||
·. |
Für alle untersuchten Emulgatoren wurden hervorragende Beschichtungscharakteristiken für sämtliche Arten von
Zuschlagstoffen festgestellt. ORIGINAL INSPECTED
Dieses Beispiel zeigt die Eigenschaften von Emulsionen aus Mischungen von Emulgator 2 und Hilfs-Emulgatoren. Die
Emulsionen wurden wie unter Beispiel 5 beschrieben hergestellt. Die Mischungszeit betrug eine Minute. Es zeigen
sich deutliche Unterschiede in der prozentualen Beschichtung beim Waschen nach unterschiedlichen Zeiten, abhängig
von Zuschlagstoff und Hilfs-Emulgator. Die erhaltenen Resultate,
wie sie in Tabelle II dargestellt sind, zeigen die Fähigkeit zur Einstellung der Setzrate durch Wahl von
Hilfs-Emulgatoren.
Auswertung der Emulgatormischungen
Dosie | Asphalt | pH- | Saybolt | Zuschlag | Anfangs- | Be- | Be- | Be- | Be- | ■· | 100 | |
Emulgator | rung | Gehalt | Wert | Fulfurol | stoff | beschich- | schicn | schicht | schicht | schicht | 95 | |
Q. | α | Viskosität | tung | Wasche | Waschen | Waschen | Waschen | |||||
H | 500C (see) | am An | nach | inach | nach | |||||||
Emulgator 2 75% | Schloss | fang % |
15 min % |
J30 min % |
60 min % |
|||||||
Talgdiamin 25%* | 0.8 | 67.6 | 4.5 | 27 | Tennessee | 100 | 80 | 95 | 100 | |||
(Arosurf | Limestone | 100 | 10 | 95 | 100 | |||||||
AA-23) | Rhyolite | |||||||||||
Emulgator 2 75% | Schloss | 100 | 10 | 80 | 100 | |||||||
NP-40 25% | 0.8 | 67.4 | 4.5 | 50 | Tennessee | 100 | 5 | 70 | "95 | |||
(Nonyl-phenol | Limestone | 100 | 5 | 50 | 80 | |||||||
ethoxylat) | Rhyolite | |||||||||||
Emulgator 2. 75% | Schloss | 100 | 5 | 70 | 95 | |||||||
Talgammonium- 25% | 0.8 | 68.3 | 4.5 | 76 | Tennessee | 100 | S | 95 | 100 | |||
Chlorid | Limestone | 100 | 5 | 50 | 80 | |||||||
Rhyolite | ||||||||||||
Emulgator 2 75% | Schloss | 100 | 5 | so* '· | 95 | |||||||
Talgdiammo- 25% | 0.8 | 68.4 | 4.5 | 77 | Tennessee | 100 | 5 | 70 | 95 | |||
niumdichlorid | Limestone | 100 | 5 | 50 | 80 | |||||||
Rhyolite | ||||||||||||
Emulgator 2 70% | Schloss | 100 | 10 | 85 | 100 | |||||||
Dodecanol 30% | 1.0 | 68.4 | 4.0 | 75 | Tennessee | 100 | 5 | 90 | ||||
. . , | Limestone | 100 | 0 | 80 | ||||||||
CjJ CO
Dies Beispiel zeigt die Abhängigkeit der prozentualen Beschichtung nach Abwaschen von Mischungszeit und der
Wassermenge, die zur vorherigen Benetzung des Zuschlagstoffes eingesetzt wurde. Andere die prozentuale Beschichtung
nach Abwaschen (Absetzzeit) betreffende Parameter sind der pH-Wert der Emulsion, die Umgebungstemperatur
usw. Asphaltemulsionen wurden mit Emulgator 2, wie in Beispiel 5 dargestellt, erzeugt. Die Werte sind in
Tabelle III aufgeführt.
Abhängigkeit der Absetzzeit von der
■Mischungszeit
Mi- Anfangs Be- Be- BeZuschlag- schungs- be- ' schicht, schicht, schicht. Wasser
stoff zeit schicht.Waschen Waschen Waschen %
(min) % am nach nach
Anfang 15 min 30 min
Schloss
Rhyolite
Tennessee
Limestone
Limestone
Tennessee
River Gravel
River Gravel
1 2 3 3 5
1 3
1 3
1 3
100 | 2 | 50 | 100 |
100 | 10 | 80 | 100 |
100 | 50 | 100 | 100 |
100 | 10 | 100 | 100 |
100 | 10 | 100 | 100 |
100 | 2 | 40 | 85 |
100 | 5 | 80 | 100 |
100 | 2 ... | 30 | 95 |
100 | 2 | 90 | 100 |
100 | 20 | 70 | 100 |
100 | 25 | 100 | 100 |
3 3 3 4 4
1 1
2 2
2 2
Daher ist die prozentuale Beschichtung in bezug auf das Abwaschen abhängig von der Mischungszeit und der zur
Vornässung des Zuschlagstoffes verwendeteten Wassermenge.
Während die Erfindung beschrieben und erläutert wurde durch Bezugnahme auf verschiedene bestimmte Materialien,
Verfahren und Beispiele, wird darauf hingewiesen, daß die Erfindung nicht beschränkt ist auf die bestimmten Materialien,
Kombinationen von Materialien und für diesen Zweck angewendeten Verfahren. Es können zahlreiche Abänderungen
derartiger Einzelheiten verwendet werden, wie einem Fachmann auf diesem Gebiet klar erkennbar ist.
Claims (11)
1.J Kationische bituminöse Emulsion, bestehend aus Bitumen
von etwa 30 bis etwa 80 Gewichtsprozent Bitumen, etwa 0,1 bis etwa 10 Gewichtsprozent eines
Emulgators, der aus der Gruppe von Reaktionsprodukten von Polyaminen ausgesucht ist, die einer Reaktion mit
polybasischen Säuren entsprechend folgenden Formeln unterworfen wurden,
. II
- CH - (CH2)y - COH
COH
or
CH - CH
CH HC- (CH2) - COH
CH-CH
: I I
ZZ v
wobei χ und y ganze Zahlen von 3 bis 9 sind, χ und y zusammen 12 ergeben, zumindest ein Z eine Carboxylsäuregruppe
ist und jedes verbleibende Z Wasserstoff darstellt, und Wasser den verbleibenden Anteil zu 100
Gewichtsprozent ausmacht, wobei die Emulsion einen pH-Wert im Bereich zwischen 2 und 7 aufweist.
2. Kationische bituminöse Emulsion gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Emulsion eine gemischte Zusammenstellung ist.
3. Kationische bituminöse Emulsion gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß bis zu 90 % der gesamten Emulgatorzusammensetzung ein oder mehrere Hilfs-Emulgatoren ausmachen aus der
Gruppe von Fettaminen, Fett-Propandiaminen, Fettamidoaminen,
Fett-Imidazolinen, monoquaternäre Ammonium-Fettsalze,
diquaternäre Ammonium-Fettsalze, und Äthylenglykolpolyäther von Nonyl- oder Dodekylphenol.
4. Kationische bituminöse Emulsion gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß bis zu 90 % der gesamten Emulgatorzusammensetzung ein oder mehrere Hilf s-Emulgatoren sind, die aus der
Gruppe von Stickstoffderivaten von Harzsäuren und Stickstoffderivaten von Kraft-Lignin ausgewählt sind.
5. Kationische bituminöse Emulsion gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Emulgatorzusammensetzung durch Reaktion eines Polyamins mit einer Mischung von Monocarboxyl-Fettsäuren
und einer polybasischen Säure nach Anspruch 1 hergestellt ist.
6. Kationische bituminöse Emulsion,
dadurch gekennzeichnet,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Emulgatorzusammensetzung durch Reaktion eines Polyamins mit einer Mischung von Harzsäuren und einer
polybasischen Säure nach Anspruch 1 hergestellt ist.
7. Kationische bituminöse Emulsion,
dadurch gekennzeichnet,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Emulgatorzusammensetzung durch Reaktion eines Polyamins mit einer Mischung von Kraft-Lignin und
einer polybasischen Säure nach Anspruch 1 hergestellt ist.
8. Kationische bituminöse Emulsion gemäß Anspruch 1, 2, 3, 4, 5, 6 oder 7,
gekennzeichnet durch
gekennzeichnet durch
etwa 60 bis 70 Gewichtsprozent der Emulsion Bitumen, etwa 0,3 bis 1,5 Gewichtsprozent der Emulsion Emulgator,
Wasser zur Vervollständigung auf 100 Gewichtsprozent, wobei die Emulsion einen pH-Wert von etwa 4
aufweist.
9. Kationische bituminöse Emulsion gemäß Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Emulsion 1,5 bis 15 Volumenprozent eines
KohlenwasserstoffÖles enthält.
10. Kationische bituminöse Emulsion gemäß Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine Mischung von Tallöl-Fettsäuren in Bitumen vor der Emulgierung zugefügt wird.
11. Kationische bituminöse Emulsion gemäß Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Mischung von Tallöl-Fettsäuren Tallöl-Pech
ist.
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