DE3525882C2 - Emulsifiers for bituminous emulsions - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft Mischgrad-Asphaltemulsionen von mittlerer Abbindegeschwindigkeit, rasch abbindende Emulsionen und schnell abbindende breiige Abschluß- oder Versiegelungsemulsionen. Ganz speziell betrifft die Erfindung neue Emulgatoren für lösungsmittelfreie und Lösungsmittel enthaltende anionische und kationische bituminöse Öl-in-Wasser-Emulsionen vom Mischgrad, wobei die Emulgatoren aus den Reaktionsprodukten von Polyaminen mit bestimmten Polycarbonsäureanhydriden und ihren modifizierten Produkten bestehen. Modifizierungen lassen sich dabei durchführen durch Umsetzen der Stickstoffe enthaltenden Zwischenprodukte mit Formaldehyd und Natriumsulfi oder -bisulfit, Chloralkansulfonsäure salzen, γ-Propansulton, Chlormethanphosphonsäure, Acrylsäure, Fumarsäure, Maleinsäure und Chloralkanoesäuren.The invention relates to mixed grade asphalt emulsions of medium setting speed, fast setting Emulsions and quick setting mushy finishing or Sealing emulsions. This affects in particular Invention new emulsifiers for solvent free and Anionic and cationic solvents bituminous oil-in-water emulsions of mixed degree, where the emulsifiers from the reaction products of polyamines with certain polycarboxylic anhydrides and their modified products exist. Leave modifications do this by converting the nitrogen containing intermediates with formaldehyde and Sodium sulfite or bisulfite, chloroalkane sulfonic acid salt, γ-propane sultone, chloromethanephosphonic acid, Acrylic acid, fumaric acid, maleic acid and chloroalkanoic acids.
Bei der Herstellung von Decken oder Belägen werden drei Hauptverfahren angewandt, um eine gründliche Vermischung von Bitumen und Zuschlagstoffen zu erreichen, nämlich:When making ceilings or coverings, three Main process applied to thorough mixing of bitumen and aggregates, namely:
- 1) Vermischen von freifließendem erhitztem Asphalt (Asphaltzement mit vorgetrockneten Zuschlagstoffen;1) Mixing free flowing heated asphalt (Asphalt cement with pre-dried aggregates;
- 2) Vermischen von vorgetrockneten Zuschlagstoffen mit Asphalt, der mit einem Kohlenwasserstoff-Lösungsmit tel verdünnt ist (Verschnittasphalt, Cuttermaterial) bei Umgebungstemperaturen und 2) Mixing pre-dried additives with Asphalt containing a hydrocarbon solution is diluted (waste asphalt, cutter material) at ambient temperatures and
- 3) Vermischen der Zuschlagstoffe mit Asphaltemulsionen, z. B. Öl-in-Wasser-Emulsionen, erhalten durch kräfti ges Verrühren von Asphalt und Wasser in Gegenwart eines Emulgators.3) mixing the aggregates with asphalt emulsions, e.g. B. oil-in-water emulsions obtained by vigor stirring asphalt and water in the presence an emulsifier.
Aufgrund steigender Kosten für Energie und Kohlenwasser stoff-Lösungsmittel sowie im Hinblick auf Umweltprobleme ist die Verwendung von emulgiertem Asphalt ansteigend. Je nach dem zur Herstellung einer Emulsion verwendeten Emulgator werden anionische oder kationische Emulsionen erhalten. Im Falle von anionischen Emulsionen sind die Asphalttröpfchen negativ geladen; im Falle von kationi schen Emulsionen tragen die Asphalttröpfchen positive Ladungen und wandern zur Kathode, wenn ein elektrisches Feld angelegt wird.Due to rising energy and hydro costs solvent and with regard to environmental problems the use of emulsified asphalt is increasing. Each after that used to make an emulsion Anionic or cationic emulsions become emulsifiers receive. In the case of anionic emulsions Asphalt droplets negatively charged; in the case of kationi The asphalt droplets carry positive emulsions Charges and migrate to the cathode when an electrical Field is created.
Im allgemeinen unterscheidet man je nach den Charakte ristika des Mischtyps und dem Aufbrechgrad bei den bituminösen Emulsionen zwischen rasch abbindenden oder erstarrenden Emulsionen, Emulsionen von mittlerer Abbinde- oder Erstarrungsgeschwindigkeit und langsam abbindenden oder erstarrenden Emulsionen. Im Falle von rasch abbindenden Emulsionen, die hauptsächlich zur Reparatur von alten Verschleißschichten angewandt werden, wird die Emulsion auf die vorhandene Oberfläche gebracht, worauf hierauf Zuschlagstoffe verteilt werden und worauf nach Verdichtung die Straße wieder für den Verkehr freigegeben werden kann, kurz nach Aufbringen der neuen Decke (Chip-Versiegelung und dgl.). Emulsionen von mittlerer Abbindegeschwindigkeit werden mit den Zuschlag stoffen vor ihrer Verwendung beim Straßenbau vermischt und langsam abbindende Emulsionen können mit Zuschlag stoffen vermischt und über eine längere Zeitspanne ohne Aufbrechen auf der Zuschlagstoffoberfläche aufbewahrt werden. In general, one differentiates according to the characters Risks of the mixed type and degree of disruption in the bituminous emulsions between quick setting or solidifying emulsions, emulsions of medium Setting or setting speed and slow setting or solidifying emulsions. In case of rapidly setting emulsions, mainly for Repair of old wear layers are applied, the emulsion is brought onto the existing surface, on which aggregates are distributed and on what after compression the road again for traffic can be released shortly after application of the new one Blanket (chip sealing and the like). Emulsions of medium setting speed with the surcharge substances mixed before use in road construction and slow setting emulsions can be added substances mixed and without for a longer period of time Keep open on the aggregate surface become.
Aus der US-PS 3 062 829 ist es bekannt, anionische bituminöse Emulsionen herzustellen durch Verwendung eines Alkali-Emulgators und Polyamid-Additiven, bei denen es sich um Kondensationsprodukte von Dilinolsäure und Polyalkylenpolyaminen handelt. Aus der US-PS 3 123 569 ist es bekannt, Ligninamine als anionische Emulgatoren zu verwenden. Auch aus der US-PS 3 956 002 ist die Verwen dung von anionischen Emulgatoren aus oxidiertem Alkalili gnin, einem Äthylenoxid-Addukt von Alkylphenolen und bis zu 10 Gew.-% Natriumborat bekannt. In der US-PS 4 088 505 wird ein anionischer Emulgator, bestehend aus einem Alkalimetallsalz eines Alkalilignins, einem Äthylenoxid- Addukt eines Alkylphenols und Wasser beschrieben.From US Pat. No. 3,062,829 it is known to be anionic to produce bituminous emulsions by using a Alkali emulsifier and polyamide additives where it are condensation products of dilinoleic acid and polyalkylene polyamines. From U.S. Patent 3,123,569 it is known to add lignin amines as anionic emulsifiers use. The US Pat. No. 3,956,002 is also used Formation of anionic emulsifiers from oxidized alkali Gnin, an ethylene oxide adduct of alkylphenols and bis known to 10 wt .-% sodium borate. In U.S. Patent 4,088,505 becomes an anionic emulsifier consisting of a Alkali metal salt of an alkali metal lignin, an ethylene oxide Adduct of an alkylphenol and water described.
Weiterhin sind aus der US-PS 3 344 082 anionische Asphaltemulgatoren aus Alkalimetallsalzen von komplexen polynuklearen aromatischen Polycarbonsäuren bekannt. Aus der US-PS 3 006 860 ist es weiterhin bekannt, Alkali metallseifen von höheren Fettsäuren, wie sie im Tallöl vorkommen, zu verwenden.Furthermore, US Pat. No. 3,344,082 is anionic Asphalt emulsifiers from alkali metal salts of complex known polynuclear aromatic polycarboxylic acids. Out U.S. Patent 3,006,860 also discloses alkali metal soaps from higher fatty acids, such as those found in tall oil occur to use.
Aus Chemical Abstracts, Vol. 71, 1969, Referat 61928w ist die Umsetzung von Ölsäure mit Maleinsäureanhydrid und die weitere Umsetzung mit einem Polyamin sowie die grenzflächenaktive Eigen schaft des Reaktionsprodukts (Surfactants) bekannt.From Chemical Abstracts, Vol. 71, 1969, Unit 61928w is the Reaction of oleic acid with maleic anhydride and the others Implementation with a polyamine as well as the surfactant Eigen known of the reaction product (surfactants).
Aus der US-PS 3 740 344 ist die Herstellung von schnell abbindenden anionischen bituminösen Siegelschichten durch Anwendung einer Kombination aus anionischen Emulgatoren, z. B. Arylalkylsulfonaten und Kondensationsprodukten von Äthylenoxid mit alkylierten Phenolen mit Fettalkoholen, mit Monoestern von Fettsäuren mit Glycerin oder Sorbitol oder langkettigen Fettsäuren bekannt.From US-PS 3,740,344 the manufacture of fast is setting anionic bituminous sealing layers Application of a combination of anionic emulsifiers, e.g. B. arylalkyl sulfonates and condensation products of Ethylene oxide with alkylated phenols with fatty alcohols, with monoesters of fatty acids with glycerin or sorbitol or long chain fatty acids.
Aus der US-PS 3 615 796 ist ferner die Verwendung von Erdölsulfonaten als schnell abbindende anionische Versiegelungsemulgatoren bekannt. Eine Kombination aus Natriumlignat oder Lignosulfonat und verseiftem Kolopho nium oder Tallöl wird in der US-PS 3 594 201 beschrieben.From US Pat. No. 3,615,796 the use of Petroleum sulfonates as fast setting anionic Sealing emulsifiers known. A combination of Sodium lignate or lignosulfonate and saponified colopho nium or tall oil is described in U.S. Patent No. 3,594,201.
Aus der US-PS 3 350 321 ist schließlich die Verwendung von Alkyl- oder Alkoxyalkylphosphorsäuren als Emulgatoren für Asphalte bekannt. Finally, the use is from US Pat. No. 3,350,321 of alkyl or alkoxyalkyl phosphoric acids as emulsifiers known for asphalt.
Kationische Emulsionen lassen sich durch Verwendung einer Vielzahl von Stickstoffen enthaltenden organischen Verbindungen herstellen, beispielsweise Fettaminen, Fettdiaminen, Fetttriaminen, Fettamidoaminen, Fettimida zolinen und Reaktionsprodukten von sämtlichen dieser Verbindung mit Äthylenoxid sowie mono- und diquaternären Fettammoniumsalzen. Die Fettreste dieser Verbindungen können eine verschiedene chemische Struktur haben und die Baueinheiten für die Herstellung von diesen Aminen können verschiedenen Ursprungs sein, z. B. aus Erdölraffinaten, tierischen Fetten, vegetabilischen Ölen und Fischölen sowie Tallöl stammen. Die Eignung von Amidoaminen als Emulgatoren ist aus den US-PS 3 230 104 und 3 097 174 bekannt. Kombinationen aus Fettmonoaminen und Fetttria minen werden in der US-PS 3 738 852 beschrieben; Fett diamine sind ferner aus den US-PS 3 728 278 und 3 518 101 bekannt. Quaternäre und diquaternäre Fettsalze und Modifikationen hiervon sind ferner aus den US-PS 3 220 953, 3 867 162, 3 764 359, 3 957 524 und 3 466 247 bekannt und Fettimidazoline werden in der US-PS 3 445 258 beschrieben.Cationic emulsions can be prepared using a Variety of organic containing nitrogen Making connections, for example fatty amines, Fatty diamines, fatty triamines, fatty amidoamines, fatty imides zolines and reaction products from all of these Compound with ethylene oxide as well as mono- and diquaternary Fatty ammonium salts. The fat residues of these compounds can have a different chemical structure and the Units for the production of these amines can be of various origins, e.g. B. from petroleum refines, animal fats, vegetable oils and fish oils as well as tall oil. The suitability of amidoamines as Emulsifiers is known from U.S. Patent Nos. 3,230,104 and 3,097,174 known. Combinations of fat monoamines and fat tria mines are described in U.S. Patent No. 3,738,852; Fat diamines are also known from U.S. Patent Nos. 3,728,278 and 3,518,101 known. Quaternary and diquaternary fatty salts and Modifications thereof are also from U.S. Patent 3,220 953, 3 867 162, 3 764 359, 3 957 524 and 3 466 247 and fatty imidazolines are disclosed in U.S. Patent 3,445,258 described.
Im allgemeinen sind Asphaltemulsionen, die unter Verwen dung von Fettaminen, Fettdiaminen, Fettamidoaminen und dgl. hergestellt werden, instabil, wenn sie mit den verschiedensten Kieselsäuren oder kalkförmigen Aggregat stoffen vermischt werden. Ein schnelles Aufbrechen auf der Zuschlagstoffoberfläche wird bei einem Anstieg des Steifwerdens beobachtet. Zu diesem Zeitpunkt wird die Mischung unbearbeitbar. Um dieses Problem zu überwinden, entspricht es üblicher Praxis, anstatt Asphaltzement Verschnittasphalt zur Herstellung, von Asphaltemulsionen mittlerer Abbindegeschwindigkeit zu verwenden. Obgleich Verschnittemulsionen, die mit diesen Emulgatoren herge stellt worden sind, auch aufbrechen, wenn sie mit den Zuschlagstoffen vermischt werden, vermindert das Lösungs mittel (ein Kohlenwasserstofföl, z. B. Naphtha, Kerosin, Dieselöl und dgl.) die Viskosität des Asphaltes und erhöht die Bearbeitbarkeit der Zuschlagstoff-Asphalt mischung. Nach der Verwendung der Mischung verdampft das Lösungsmittel und es wird eine steife oder starre Zuschlagstoff-Asphaltmatrix erhalten. Aufgrund des dramatischen Anstieges der Kosten für Lösungsmittel in den vergangenen Jahren und aufgrund der Anstrengungen eine Umweltverschmutzung zu verhindern, besteht ein Bedürfnis nach geeigneten Emulgatoren für die Herstellung von Mischgrademulsionen ohne Verwendung von Lösungsmit teln. Die Verwendung von quaternären Kalk-Ammoniumsalzen und diquaternären Ammoniumsalzen zur Herstellung von Emulsionen, geeignet für eine Breiabdichtung, eine lösungsmittelfreie Anwendung, ist aus der US-PS 3 764 359 bekannt und die Verwendung eines quaternären Amins, erhalten durch Umsetzen von Epichlorhydrin, Trimethylamin und Nonylphenol für lösungsmittelfreie Mischungen ist aus der US-PS 3 957 524 bekannt.Generally, asphalt emulsions are used formation of fatty amines, fatty diamines, fatty amidoamines and Like. Are manufactured, unstable when they with the various silicas or calcareous aggregate substances are mixed. A quick break up the surface of the aggregate increases as the Stiffness observed. At this point the Mix cannot be edited. To overcome this problem it is common practice instead of asphalt cement Waste asphalt for the production of asphalt emulsions medium setting speed. Although Waste emulsions produced with these emulsifiers have been set up, even when they are with the Mixing aggregates reduces the solution medium (a hydrocarbon oil, e.g. naphtha, kerosene, Diesel oil and the like.) The viscosity of the asphalt and increases the machinability of the aggregate asphalt mixture. This evaporates after using the mixture Solvent and it becomes a stiff or rigid Obtain aggregate asphalt matrix. Because of the dramatic increase in solvent costs in the past few years and because of the effort to prevent pollution exists Need for suitable emulsifiers for the production of mixed degree emulsions without using solvent teln. The use of quaternary lime ammonium salts and diquaternary ammonium salts for the production of Emulsions, suitable for porridge sealing, a solvent-free application, is from US Pat. No. 3,764,359 known and the use of a quaternary amine, obtained by reacting epichlorohydrin, trimethylamine and nonylphenol for solvent-free mixtures is made of U.S. Patent 3,957,524.
Aus der US-PS 4 447 269 ist eine wäßrige bituminöse Emulsion aus einer feinkörnige Zuschlagstoffe enthalten den breiförmigen Mischung bekannt, die sich mit mäßig schneller Geschwindigkeit nach ihrem Auftrag auf die zu behandelnde Oberfläche absetzt und die über eine längere Zeitspanne hinweg verwendbar ist und eine Anwendung in Breiform ermöglicht. Die beschriebene kationische, schnell abbindende und lösungsmittelfreie Asphaltemulsion mittlerer Abbindegeschwindigkeit wird unter Verwendung eines Emulgators hergestellt, bei dem es sich um das Reaktionsprodukt eines Polyamins mit einer Polycarbon säure der folgenden allgemeinen Formel handelt:From US-PS 4,447,269 is an aqueous bituminous Emulsion made from a fine-grained aggregate the pasty mixture known to deal with moderate faster speed after your order to the settling treatment surface and that over a longer Period of time is usable and an application in Porridge enables. The cationic, quick-setting and solvent-free asphalt emulsion medium setting speed is used an emulsifier, which is the Reaction product of a polyamine with a polycarbon acid of the following general formula:
worin x und y ganze Zahlen von 3 bis 9 sind, x und y zusammen gleich 12 sind und mindestens ein Rest Z eine Carbonsäuregruppe ist und jeder andere verbleibende Rest Z ein Wasserstoffatom darstellt. Die Abbindegeschwindig keit wird bestimmt durch die Emulgatordosis, den pH-Wert, die Zuschlagstoffabstufung und die Temperatur.where x and y are integers from 3 to 9, x and y together are equal to 12 and at least one radical Z is one Is carboxylic acid group and any other remaining residue Z represents a hydrogen atom. The setting speed speed is determined by the emulsifier dose, the pH value, the aggregate gradation and the temperature.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, neue viel seitig verwendbare Emulgatoren für lösungsmittelfreie und Lösungsmittel enthaltende bituminöse Öl-in-Wasser- Emulsionen von raschem Abbindevermögen und mittlerem Abbindevermögen vom Mischgradtyp anzugeben. Aufgabe der Erfindung ist es weiterhin, Emulgatoransätze für Misch grademulsionen anzugeben, die zu verschiedenen Abbinde zeiten fuhren, ausgedrückt in Prozent ursprünglicher Abwaschbeschichtung nach einer Stunde. Es sollten weiterhin neue Amidoamine, Imidoamine oder Imidazoline und amphotere Dervate, hergestellt durch Umsetzung von Polycarbonsäureanhydriden mit Polyaminen und durch Modifizierung dieser Produkte mit einer Vielzahl von Reagentien, z. B. Formaldehyd und Natriumsulfit oder -bisulfit, Haloalkansufonsäure-Natriumsalzen, γ- Propansulton, Chlorhydroxypropansulfonsäure-Natriumsalz, Vinylsulfonsäure-Natriumsalz, Haloalkanoesäuren, z. B. Chloressigsäure, α,β-ungesättigten Carbonsäuren, z. B. Acryl-, Methacryl, Fumar- und Maleinsäure, Epoxycarbon säuren, Haloalkanphosphorsäuren, Formaldehyd und Phos phorsäure in Gegenwart von Chlorwasserstoffsäure, geeignet als Emulgatoren für sowohl anionische wie auch kationische Öl-in-Wasser-Emulsionen vorgesehen werden. Aus der Literatur ist bekannt, daß diese Reagentien mit den aktiven Stickstoffatomen von Aminen im Falle von Reaktionen vom Mannich-Typ reagieren, durch Michael- Additionen oder durch nukleophile Substitution unter Bildung von Aminoalkyl-Sulfonsäuren und Aminoalkylcarbon säuren (Aminosäuren). Diese Produkte sind amphoter. Sie sind löslich sowohl bei sauren wie auch alkalischen pH- Werten und beim isoelektrischen Punkt, bei dem die Anzahl von positiven Ladungen gleich ist der Anzahl von nega tiven Ladungen im Molekül, bewegen sie sich nicht, wenn ein elektrisches Feld angelegt wird. Des weiteren zeigen sie eine verminderte Löslichkeit im Wasser.The object of the present invention is to create new ones mutually usable emulsifiers for solvent-free and Bituminous oil-in-water containing solvents Rapid setting and medium emulsions Specify mixing degree of mixed degree type. Task of It is also an invention to use emulsifier mixtures degree emulsions indicate the different binding times, expressed as a percentage of the original Wash-off coating after one hour. It should furthermore new amidoamines, imidoamines or imidazolines and amphoteric derivatives, made by reacting Polycarboxylic anhydrides with polyamines and Modification of these products with a variety of Reagents, e.g. B. formaldehyde and sodium sulfite or bisulfite, haloalkanesufonic acid sodium salts, γ- Propane sultone, chlorohydroxysulfonic acid sodium salt, Sodium vinyl sulfonic acid salt, haloalkanoic acids, e.g. B. Chloroacetic acid, α, β-unsaturated carboxylic acids, e.g. B. Acrylic, methacrylic, fumaric and maleic acid, epoxy carbon acids, haloalkane phosphoric acids, formaldehyde and phos phosphoric acid in the presence of hydrochloric acid, suitable as emulsifiers for both anionic and cationic oil-in-water emulsions are provided. It is known from the literature that these reagents with the active nitrogen atoms of amines in the case of Mannich-type reactions react through Michael- Additions or by nucleophilic substitution under Formation of aminoalkyl sulfonic acids and aminoalkyl carbon acids (amino acids). These products are amphoteric. she are soluble in both acidic and alkaline pH Values and at the isoelectric point where the number of positive charges is equal to the number of nega tive charges in the molecule, they do not move when an electric field is created. Furthermore show they have reduced solubility in water.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß Reak tionsprodukte von Polyaminen mit bestimmten Tricarbon säureanhydriden und modifizierte Produkte hiervon zu Emulsionen führen, die zur Herstellung von anionischen und kationischen Asphaltemulsionen vom Mischgrad und mittlerer Abbindegeschwindigkeit wie auch zur Herstel lung von rasch abbindenden Asphaltemulsionen geeignet sind. Für die Emulgierung lassen sich dabei lösungsmit telfreie Asphalte wie auch Asphalte mit bis zu 15 Volumen-% eines Kohlenwasserstofföles verwenden.The invention is based on the finding that reak tion products of polyamines with certain tricarbon acid anhydrides and modified products thereof Emulsions lead to the production of anionic and cationic asphalt emulsions of mixed degree and medium setting speed as well as for the manufacture suitable for quickly setting asphalt emulsions are. For the emulsification, solutions can be used non-asphalt and asphalt with up to 15 Use volume% of a hydrocarbon oil.
Gegenstand der Erfindung sind somit bituminöse Emulsionen und Belagsmassen, wie sie in den Ansprüchen gekenn zeichnet sind. The invention thus relates to bituminous emulsions and covering masses as they are known in the claims are drawn.
In vorteilhafter Weise entsprechen somit die Polycarbon säureanhydride, die zur Herstellung der erfindungsgemäßen anionischen und kationischen Emulgatoren verwendet werden, den folgenden Formeln:The polycarbonates thus advantageously correspond acid anhydrides, which are used for the production of the invention anionic and cationic emulsifiers used the following formulas:
Die C₂₂-Tricarbonsäureanhydride I und II sind Isomere und werden erhalten durch Umsetzung von Ölsäure oder Elaidin säure mit Maleinsäureanhydrid bei Temperaturen von 180°C und darüber. Das Anhydrid II ist das Monoaddukt von Maleinsäureanhydrid und Linolsäure. Aufgrund der zwei Doppelbindungen läßt sich ein zweites Molekül Mal ein säureanhydrid einführen, was zu einem Pentacarbonsäure- Diahydrid führt. I, II und III sind gemäß US-PS 3 451 958 die Hauptreaktionsprodukte, die sich von Tallölfettsäure und Maleinsäureanhydrid ableiten. Das Anhydrid IV wird erhalten, wenn Linolsäure katalytisch isomerisiert wird zu konjugierter Linolsäure vor Reaktion mit Maleinsäure anhydrid. Über eine Diels-Alder-Cycloaddition läßt sich ein Cyclohexen Tricarbonsäureanhydrid erhalten. Die Herstellung dieses Typs eines cycloaliphatischen Säure anhydrides aus konjugierter Linolsäure und Maleinsäure anhydrid ist aus-der GB-PS 1 032 363 und der US-PS 3 412 056 bekannt. Da Tallölfettsäure zu etwa 50% aus Ölsäure und 50% aus Linolsäure besteht, führt eine Maleinsäure anhydrid-Addition in Gegenwart von Iod zu einer Mischung von cyclischen (IV) und offenen (I, II) C₂₂-Tricarbon säureanhydriden.The C₂₂-tricarboxylic anhydrides I and II are and are obtained by reacting oleic acid or elaidin acid with maleic anhydride at temperatures of 180 ° C and above. Anhydride II is the monoadduct of Maleic anhydride and linoleic acid. Because of the two Double bonds can be inserted a second time acid anhydride, resulting in a pentacarboxylic acid Diahydrid leads. I, II and III are according to U.S. Patent 3,451,958 the main reaction products that come from tall oil fatty acid and derive maleic anhydride. The anhydride IV will obtained when linoleic acid is catalytically isomerized to conjugated linoleic acid before reaction with maleic acid anhydride. Using a Diels-Alder cycloaddition get a cyclohexene tricarboxylic anhydride. The Preparation of this type of cycloaliphatic acid anhydrides from conjugated linoleic acid and maleic acid anhydride is known from United Kingdom Patent 1,032,363 and U.S. Patent 3,412,056 known. Because tall oil fatty acid is about 50% from oleic acid and 50% linoleic acid, leads to a maleic acid anhydride addition in the presence of iodine to a mixture of cyclic (IV) and open (I, II) C₂₂ tricarbon acid anhydrides.
Wenn 1 Mol der Polycarbonsäureanhydride mit 2 Molen eines Polyamines vermischt wird, z. B. Diethylentriamin, wird die Carbonsäuregruppe neutralisiert und es entsteht ein Monoammoniumsalz (V). Beim Erhitzen auf 80 bis 90°C reagiert die sehr aktive Anhydridgruppe unter Bildung eines Imidoaminammoniumsalzes (VI). Durch Erhöhung der Temperatur auf 150 bis 180°C reagiert die endständige Carbonsäuregruppe unter Bildung einer Amidogruppe zu einem C₂₂-Imidoamin-Amidoamin (VII). Besteht das Amin aus einem Amin der Klasse, die zur Bildung vom Imidazolinen befähigt ist, beispielsweise Diäthylentriamin, so wird beim Erhitzen auf über 250°C ein Imidoamin-Imidazolin (VIII) erhalten. Durch Erhöhen des Gewichtsverhältnisses von Säure zu Amin werden polymere Produkte (Polymide- Amide) erhalten.When 1 mole of the polycarboxylic anhydrides with 2 moles of one Polyamines is mixed, e.g. B. diethylene triamine neutralizes the carboxylic acid group and it forms Monoammonium salt (V). When heated to 80 to 90 ° C the very active anhydride group reacts to form an imidoamine ammonium salt (VI). By increasing the The temperature at 150 to 180 ° C reacts the terminal Carboxylic acid group to form an amido group a C₂₂-imidoamine-amidoamine (VII). Consists of the amine an amine of the class used to form imidazolines is capable, for example diethylenetriamine, so when heated to over 250 ° C an imidoamine imidazoline (VIII) received. By increasing the weight ratio polymeric products (polymeric Amides).
Werden drei oder mehrere Mole Amin pro Mol Polycarbon säureanhydride verwendet, so läßt sich ein Triamidoamin (X) und Triamidazolin (XI) in entsprechender Weise über das Diammoniumsalz des Monoamidoamins (IX) erhalten.Are three or more moles of amine per mole of polycarbonate acid anhydrides used, so a triamidoamine (X) and triamidazoline (XI) in a corresponding manner obtained the diammonium salt of monoamidoamine (IX).
Die Reaktionsfolge läßt sich darstellen durch Umsetzung von (I) mit Diäthylentriamin:The reaction sequence can be represented by implementation of (I) with diethylenetriamine:
Die Verbindungen VI bis XI lassen sich auch erhalten durch Umsetzung von Maleinsäureanhydridaddukten von natürlichen Ölen (vetabilischen Ölen) (Triglyceriden) mit Polyaminen. Die Zwischenverbindungen VI und IX sind amphotere Substanzen und zeigen Löslichkeit in sowohl Säuren als auch Alkali. Das cycloaliphatische C₂₂- Tricarbonsäureanhydrid kann die gleiche Reaktionsfolge durchlaufen.The compounds VI to XI can also be obtained by reacting maleic anhydride adducts of natural oils (vetable oils) (triglycerides) with Polyamines. The interconnections VI and IX are amphoteric substances and show solubility in both Acids as well as alkali. The cycloaliphatic C₂₂- Tricarboxylic anhydride can have the same reaction sequence run through.
Amphotere Amido(imido)amine, die sich ableiten von Äthylendiamin, Propylendiamin, den N-Methyl-, N-Äthyl-, N,N-Dimethyl- und N,N-Diäthylderivaten hiervon lassen sich aus einem Anhydrid ohne Schwierigkeiten herstellen, da sie unter ihren Siedepunkten reagieren. Amidoamine von diesen Polyaminen und Fettsäuren lassen sich gewöhnlich schwieriger herzustellen, da die Amide aus der Reaktions mischung abdestillieren, bevor die Reaktion beendet ist, was zu in Säure unlöslichen Diamiden führt. Amphoteric amido (imido) amines derived from Ethylenediamine, propylenediamine, the N-methyl, N-ethyl, Let N, N-dimethyl and N, N-diethyl derivatives of this can be made from an anhydride without difficulty, because they react below their boiling points. Amidoamines from these polyamines and fatty acids can usually be more difficult to manufacture because the amides from the reaction distill off the mixture before the reaction is complete, which leads to diamides insoluble in acid.
Diese oben beschriebenen Produkte werden jedoch niemals in hochreinem Zustand erhalten, da die Tallölfettsäuren andere reaktive Verunreinigungen enthalten, beispiels weise geringe Mengen von Harzsäure, die auch mit Malein säureanhydrid reagieren, und gesättigte Fettsäuren. Sämtliche dieser in kleineren Mengen vorliegenden Komponenten reagieren mit den Aminen unter Bildung von Amidoaminen, wobei auch kleinere Mengen an polymeren Stoffen erzeugt werden.However, these products described above will never obtained in a high-purity state because the tall oil fatty acids contain other reactive contaminants, for example wise small amounts of resin acid, which also with malein acid anhydride react, and saturated fatty acids. All of these are available in smaller quantities Components react with the amines to form Amidoamines, including smaller amounts of polymer Substances are created.
Die Bildung von Imidoamin-Imidazolinen und Imidazolinen ist beschränkt auf Polyäthylenamine und Polyamine, gekennzeichnet durch mindestens eine funktionelle Äthylendiamingruppe mit mindestens drei Wasserstoffatomen an den zwei Stickstoffatomen. Verbindungen dieser Gruppe, die zur Bildung von sowohl Amidoaminen wie auch Imida zolinen geeignet sind, sind: Äthylendiamin, Diäthylen triamin, Triäthylentetramin, Tetraäthylenpentamin, Pentaäthylenhexamin und höhere Homologe; Aminoäthyl ethanolamin, N-Aminoäthylpropandiamin, N,N′-Diaminoäthyl propandiamin und die N-Aminoäthyl- oder N,N′-Diaminoäthyl substituierten Butandieamine, Pentandiamine und Hexan diamine sowie N-Hydroxyäthyläthylendiamin. Diese Verbin dungen entsprechen folgenden Formeln:The formation of imidoamine imidazolines and imidazolines is limited to polyethylene amines and polyamines, characterized by at least one functional Ethylenediamine group with at least three hydrogen atoms on the two nitrogen atoms. Connections of this group, those for the formation of both amidoamines and imida zolinen are suitable: ethylenediamine, diethylene triamine, triethylene tetramine, tetraethylene pentamine, Pentaethylene hexamine and higher homologues; Aminoethyl ethanolamine, N-aminoethylpropanediamine, N, N'-diaminoethyl propanediamine and the N-aminoethyl or N, N'-diaminoethyl substituted butanediamines, pentanediamines and hexane diamines and N-hydroxyethyl ethylenediamine. This verb The following formulas:
H₂NCH₂CH₂NHRH₂NCH₂CH₂NHR
R = H-, CH₃-, C₂H₅-, C₃H₇-, -CH₂CH₂OH, -(CH₂CH₂NH)xH
x = 1, 2, 3, 4, . . ., 10
oderR = H-, CH₃-, C₂H₅-, C₃H₇-, -CH₂CH₂OH, - (CH₂CH₂NH) x H
x = 1, 2, 3, 4,. . ., 10
or
R₁R₂N(CH₂)yNHR₃ (XII)R₁R₂N (CH₂) y NHR₃ (XII)
R₁ = H-, CH₃-, C₂H₅-, C₃H₇-, NH₂CH₂CH₂-,
R₂ = H-, CH₃-, C₂H₅-,
R₃ = H-, CH₃-, C₂H₅-, C₃H₇-, NH₂CH₂CH₂-,
y = 2, 3, 4, 5, 6 .R₁ = H-, CH₃-, C₂H₅-, C₃H₇-, NH₂CH₂CH₂-,
R₂ = H-, CH₃-, C₂H₅-,
R₃ = H-, CH₃-, C₂H₅-, C₃H₇-, NH₂CH₂CH₂-,
y = 2, 3, 4, 5, 6.
Amine, die zur Bildung von Amidoaminen, jedoch nicht zur Bildung von Imidazolinen geeignet sind, sind: 1,3- Diaminopropan, 1,4-Diaminobutan, 1,5-Diaminopentan, 1,6- Diaminohexan, Piperazin (1,4-Diazacyclohexan), N- Aminoäthylpiperazin, N-Aminopropyl-propandiamin-1,3; N- Methyl-N-Aminopropylpropandiamin- 1,3; N,N-Dimäthylpropan diamin-1,3; N,N-Diäthylpropandiamin-1,3; N,N-Dimethyl äthylendiamin; N,N-Diäthyläthylendiamin; N-Aminohexyl hexandiamin-1,6.Amines which are used to form amidoamines but not Formation of imidazolines are suitable: 1,3- Diaminopropane, 1,4-diaminobutane, 1,5-diaminopentane, 1,6- Diaminohexane, piperazine (1,4-diazacyclohexane), N- Aminoethylpiperazine, N-aminopropyl-propanediamine-1,3; N- Methyl N-aminopropylpropanediamine-1,3; N, N-dimethyl propane diamine-1,3; N, N-diethyl propanediamine-1,3; N, N-dimethyl ethylenediamine; N, N-diethylethylenediamine; N-aminohexyl hexanediamine-1,6.
Weitere modifizierte Verbindungen der beschriebenen Mono-Di- oder Triamidoamine, Imidoamine oder Imidazoline sind die Reaktionsprodukte mit reaktiven Oxiransystemen, z. B. Äthylenoxid, Propylenoxid oder Butylenoxid. Die Reaktion setzt vorzugsweise an primären und sekundären Stickstoffatomen ein, d. h. an einem Stickstoffatom, an das ein oder zwei Wasserstoffatome kovalent gebunden sind. Die Reaktionsprodukte gehören zu der Klasse von N- Hydroxyäthyl-, N-2-Hydroxypropyl- und N-2-Hydroxybutyl amidoaminen oder -imidazolinen. Zur Herstellung von Zwischenprodukten für eine weitere Modifizierung können die Stickstoffatome mit aktiven Wasserstoffatomen nur teilweise mit diesen dreigliedrigen Ringoxiden umgesetzt werden.Other modified compounds of the described Mono-di- or triamidoamines, imidoamines or imidazolines are the reaction products with reactive oxirane systems, e.g. B. ethylene oxide, propylene oxide or butylene oxide. The Reaction starts primarily on primary and secondary Nitrogen atoms, i. H. on a nitrogen atom the one or two hydrogen atoms covalently bound are. The reaction products belong to the class of N- Hydroxyethyl, N-2-hydroxypropyl and N-2-hydroxybutyl amidoamines or imidazolines. For production of Intermediates for further modification can the nitrogen atoms with active hydrogen atoms only partially implemented with these three-membered ring oxides become.
Kombinationen von Amidoaminen auf Basis von Fettmonocar bonsäuren verschiedenen Ursprungs oder Harzsäuren und C₂₂-Tricarbonsäureanhydriden, die hier offenbart sind, können ebenfalls erhalten werden durch Umsetzung von geeigneten Polyaminen mit einer Mischung aus Fettmonocar bon- oder -tricarbonsäureanhydriden. Monocarbonsäuren, die für diesen Zweck geeignet sind, sind Tallölfett säuren, rohes Tallöl, Kolophonium, Kolophonium, umgesetzt mit Fumarsäure, Maleinsäure oder Maleinsäureanhydrid, Tallölpech oder Tallölpech, umgesetzt mit Maleinsäure anhydrid, Talkfettsäuren, Sojafettsäuren und dergleichen. Diese Mischungen lassen sich auch durch teilweise Maleinisierung von Tallöl oder anderen Fettsäuren erhalten. Mischungen von C₂₁-Cyclohexenbicarbonsäure und C₂₂-Tricarbonsäureanhydrid lassen sich dadurch erhalten, daß zunächst Linolsäure mit Acrylsäure umgesetzt wird, worauf die verbleibende Ölsäure und Elaidinsäure mit Maleinsäureanhydrid umgesetzt wird. Kraftlingnin oder Vinsol können auch zusammen umgesetzt werden.Combinations of amidoamines based on fat monocar bonic acids of various origins or resin acids and C₂₂-tricarboxylic anhydrides disclosed here can also be obtained by implementing suitable polyamines with a mixture of fatty monocar bon or tricarboxylic acid anhydrides. Monocarboxylic acids, suitable for this purpose are tall oil fat acids, crude tall oil, rosin, rosin, implemented with fumaric acid, maleic acid or maleic anhydride, Tall oil pitch or tall oil pitch, reacted with maleic acid anhydride, talc fatty acids, soy fatty acids and the like. These mixtures can also be partially Maleinization of tall oil or other fatty acids receive. Mixtures of C₂₁-cyclohexenebicarboxylic acid and C₂₂-tricarboxylic anhydride can be obtained that first linoleic acid is reacted with acrylic acid, whereupon the remaining oleic acid and elaidic acid Maleic anhydride is implemented. Kraftlingnin or Vinsol can also be implemented together.
Dimersäuren, bei denen es sich um langkettige C₃₆- aliphatische Carbonsäuren handelt, erhalten durch Dimerisierung von Fettsäuren verschiedenen Ursprungs, können auch zusammen umgesetzt werden. Ein Beispiel von diesem Säuretyp ist im Handel erhältlich unter der Handelsbezeichnung "Empol® Dimer Acids", Hersteller: Emery Industries, Inc.Dimer acids, which are long-chain C₃₆- aliphatic carboxylic acids is obtained by Dimerization of fatty acids of various origins, can also be implemented together. An example from this type of acid is commercially available under the Trade name "Empol® Dimer Acids", manufacturer: Emery Industries, Inc.
Je nach der Anzahl von aktiven Stickstoffatomen in diesen Stickstoff enthaltenden Derivaten, können ein, zwei oder mehrere Mole Reagens pro Mol Amidoamin oder Imidazolin umgesetzt werden. Um die neuen Modifizierungen der oben beschriebenen Amidoamine, Imidoamine und Imidazoline zu veranschaulichen, dienen die Reaktionsprodukte von zwei Molen Aminoäthylpiperazin oder Diäthylentriamin mit einem Mol C₂₂-Tricarbonsäureanhydrid als Zwischenprodukte.Depending on the number of active nitrogen atoms in them Derivatives containing nitrogen can be one, two or several moles of reagent per mole of amidoamine or imidazoline be implemented. To the new modifications of the above described amidoamines, imidoamines and imidazolines illustrate, the reaction products of two serve Moles of aminoethylpiperazine or diethylenetriamine with one Mol C₂₂-tricarboxylic anhydride as intermediates.
Im Falle der Imidoamin-Amidoamine (XIII, XIV)In the case of imidoamine-amidoamines (XIII, XIV)
können ein oder zwei Mole Reagens an die endständigen NH- Gruppen gebunden werden.can add one or two moles of reagent to the terminal NH- Groups are bound.
Im Falle der Imidoamin-Imidazoline (VIII, XV)In the case of imidoamine imidazolines (VIII, XV)
reagieren ein bis fünf Reagens mit der endständigen NH₂-Gruppen und der NH-Gruppe.one to five reagents react with the terminal NH₂ groups and the NH group.
Die folgenden Strukturen lassen sich erhalten durch Umsetzung mit:The following structures can be obtained through implementation With:
- a) Formaldehyd und Natriumsulfit oder -bisulfit ⁻NH + CH₂O + NaHSO₃ → ⁻NCH₂SO₃Naa) formaldehyde and sodium sulfite or bisulfite ⁻NH + CH₂O + NaHSO₃ → ⁻NCH₂SO₃Na
-
b) Natriumsalzen von Halo-alkansulfonsäuren
⁻NH + X(CH₂)nSO₃Na → ⁻N(CH₂)nSO₃NaX = Cl, Br, I
n = 1, 2, 3, 4, . . .b) sodium salts of haloalkanesulfonic acids ⁻NH + X (CH₂) n SO₃Na → ⁻N (CH₂) n SO₃NaX = Cl, Br, I
n = 1, 2, 3, 4,. . . - c) γ-Propansulton c) γ-propane sultone
- d) Natriumsalz der Chlorohydroxypropansulfonsäure d) sodium salt of chlorohydroxypropanesulfonic acid
-
e) Haloalkansäuren (oder Natriumsalze)
⁻NH + X(CH₂)nCOOH → ⁻N(CH₂)nCOOHX = Cl, Br, I
n = 1, 2, 3, 4e) Haloalkanoic acids (or sodium salts) ⁻NH + X (CH₂) n COOH → ⁻N (CH₂) n COOHX = Cl, Br, I
n = 1, 2, 3, 4 - f) α,β-ungesättigte Carbonsäuren oder Dicarbonsäuren: f) α, β-unsaturated carboxylic acids or dicarboxylic acids:
- g) Haloalkanphosphonsäuren ⁻NH + X(CH₂)nPO₃H₂ → ⁻N(CH₂)nPO₃H₂g) Haloalkanephosphonic acids ⁻NH + X (CH₂) n PO₃H₂ → ⁻N (CH₂) n PO₃H₂
- h) Formaldehyd und Phosphorsäure in Gegenwart von Chlor wasserstoffsäuren ⁻NH + CH₂O + H₃PO₃ → ⁻NCH₂PO₃H₂h) formaldehyde and phosphoric acid in the presence of chlorine hydrochloric acids ⁻NH + CH₂O + H₃PO₃ → ⁻NCH₂PO₃H₂
Die Sulfomethylierung von Fettmonocarbonsäure -Polyamin- Kondensationsprodukten mit Formaldehyd und Bisulfit ist aus der CH-PS 571 474 bekannt. Diese Produkte werden zur Verbesserung von plastischen Materialien, Leder oder Papier verwendet. In der Patentschrift wird des weiteren die Modifizierung von diesen sulfonierten Produkten durch Nach-Alkylierung mit Alkylhalogeniden, Chloressigsäure, Acrylamid, Acrylnitril, Äthylenoxid oder Propylenoxid und sulfomethylierten quaternären Stickstoffverbindungen beschrieben. Diese Verbindungen weisen antistatische, bakterizide und staubabweisende Eigenschaften auf. Aus den japanischen Publikationen Kokai 7765141 und 7758708 ist die Herstellung von hydrolysierten Reaktionsprodukten eines Laurinsäure-Aminoäthyläthanolaminkondensates mit Äthylacrylat bekannt, die als Korrosionsinhibitoren oder in Reinigungsmitteln Verwendung finden. Aus der japani schen Patentpublikation 77108915 ist ferner die Herstel lung von Carboxy-äthylierten Derivaten des Kondensations produktes von Ölsäure und Diäthylentriamin bekannt, die als Stabilisatoren für Äthylenoxid-Propylenoxidcopolymere geeignet sind.The sulfomethylation of fatty monocarboxylic acid -polyamine- Condensation products with formaldehyde and bisulfite known from CH-PS 571 474. These products become Improvement of plastic materials, leather or Paper used. The patent also states by modifying these sulfonated products Post-alkylation with alkyl halides, chloroacetic acid, Acrylamide, acrylonitrile, ethylene oxide or propylene oxide and sulfomethylated quaternary nitrogen compounds described. These compounds have antistatic, bactericidal and dust-repellent properties. Out Japanese publications Kokai 7765141 and 7758708 is the production of hydrolyzed reaction products of a lauric acid aminoethyl ethanol amine condensate Ethyl acrylate known as corrosion inhibitors or used in cleaning agents. From the japani The patent publication 77108915 is also the manufacturer treatment of carboxyethylated derivatives of condensation product of oleic acid and diethylenetriamine, which as stabilizers for ethylene oxide-propylene oxide copolymers are suitable.
In der GB-PS 1 037 645 werden ferner quaternäre Stick stoffverbindungen beschrieben, die sich erhalten lassen durch Umsetzung der Kondensationsprodukte von Ölsäure mit Aminoäthyläthanolamin oder Laurinsäure mit N,N-Dimethyl propandiamin mit Natriumchlorhydroxypropansulfonat. Reaktionsprodukte von Fettsäurepolyaminkondensaten mit Natriumchloracetat, die als Additive für Schweröle verwendbar sind, werden ferner in der japanischen Patentpublikation Kokai 7342004 beschrieben. Aus der DE- OS 25 37 289 ist ferner die Kondensation von Fettsäuren mit den Reaktionsprodukten von Polyaminen, umgesetzt mit Natriumhydroxyäthansulfonat bekannt, wobei Produkte mit oberflächenaktiven Eigenschaften erhalten werden.In GB-PS 1 037 645 are also quaternary stick described compounds that can be obtained by reacting the condensation products of oleic acid with Aminoethylethanolamine or lauric acid with N, N-dimethyl propanediamine with sodium chlorohydroxypropanesulfonate. Reaction products of fatty acid polyamine condensates with Sodium chloroacetate used as an additive for heavy oils are also used in Japanese Patent publication Kokai 7342004. From the DE OS 25 37 289 is also the condensation of fatty acids with the reaction products of polyamines, implemented with Sodium hydroxyethanesulfonate known, products with surface-active properties can be obtained.
Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung, die im folgenden näher beschrieben wird, betrifft Emulgatoren, die zur Herstellung von Asphalt-in-Wasser-Emulsion geeignet sind, die wiederum besonders geeignet sind zum Vermischen unter Scherbeanspruchung mit einer Vielzahl von Silicium- oder Kieselsäure enthaltenden sowie kalkartigen oder kalkhaltigen Zuschlagstoffen. Nach dem Abbinden (Verdampfung von Wasser) weisen die Asphaltfilme eine ausgezeichnete Adhäsion gegenüber der Oberfläche der Zuschlagstoffe auf. A preferred embodiment of the invention, which in The following is described in more detail, relates to emulsifiers, for the production of asphalt-in-water emulsion are suitable, which in turn are particularly suitable for Mix under shear with a variety of silicon or silicic acid containing as well calcareous or calcareous aggregates. After this The asphalt films show setting (evaporation of water) excellent adhesion to the surface of the Aggregates.
Bei der Herstellung der bituminösen Emulsionen der Erfindung wird eine wäßrige Seifenlösung der Emulga toren, die im folgenden beschrieben wird, innig unter starker Scherbeanspruchung in einer Kolloidmühle ver mischt. Der Bitumengehalt kann bei 30 bis etwa 80 Gew.-%, vorzugsweise zwischen 60 und 70% liegen. Die Dosierung des Emulgators kann bei 0,1 bis 10 Gew.-% der Emulsion, vorzugsweise zwischen 0,25 bis 2,5 Gew.-% der Emulsion liegen. Je nach dem eingesetzten Emulgator wird eine kationische Emulsion eines Mischgrades in einem pH- Bereich von 1-7 erhalten, bei einem optimalen Verhalten bei einem pH-Wert von etwa 2,4 bis 4. Andererseits wird eine anionische Emulsion vom Mischgradtyp in einem pH- Bereich von größer als 7 bis 12 mit dem optimalen Verhalten bei einem pH-Wert von etwa 10 bis 11,5 erhal ten.In the production of the bituminous emulsions Invention is an aqueous soap solution from Emulga goals, which is described below, intimately under severe shear stress in a colloid mill mixes. The bitumen content can range from 30 to about 80% by weight, preferably between 60 and 70%. The dosage of the emulsifier can be 0.1 to 10 wt .-% of the emulsion, preferably between 0.25 to 2.5% by weight of the emulsion lie. Depending on the emulsifier used, a cationic emulsion of a degree of mixing in a pH Range from 1-7 obtained with optimal behavior at a pH of about 2.4 to 4. On the other hand a mixed degree type anionic emulsion in a pH Range from greater than 7 to 12 with the optimal Behavior at a pH of around 10 to 11.5 ten.
Der zur Herstellung erfindungsgemäßer Emulsionen verwen dete "Bitumen" kann von inländischem oder fremdem Rohöl stammen; dazu gehört ferner Bitumen, natürlicher Asphalt, Erdöl, Ölrückstände vom Pflaster- oder Belagsgrad (paving grade), plastische Rückstände aus der Kohlenteerdestil lation, Erdölteer und Asphaltzemente, die mit Lösungs mitteln verdünnt sind (sog. "Cutbackasphalte"). Mit Hilfe der erfindungsgemäß verwendeten Emulgatoren lassen sich praktisch alle üblichen Asphaltzemente eines jeden üblichen Viskositäts- oder Durchdringungsgrades für die Verwendung von Belägen und Pflasterungen verwenden, wie sie in den ASTM-Bestimmungen D-3381 und D-946 angegeben sind.Use the to produce emulsions according to the invention dete "bitumen" can be from domestic or foreign crude oil come; this also includes bitumen, natural asphalt, Petroleum, oil residues of the degree of pavement or covering (paving grade), plastic residues from the coal tar style lation, petroleum tar and asphalt cements with solutions are diluted by a medium (so-called "cutback asphalt"). With help the emulsifiers used according to the invention can be practically all common asphalt cements for everyone usual degrees of viscosity or penetration for the Use of coverings and paving such as they are specified in ASTM D-3381 and D-946 are.
Die sauren Seifenlösungen werden normalerweise erhalten durch Suspendieren des Amidoamins in Wasser, wozu eine ausreichende Menge einer geeigneten Säure, z. B. Chlorwas serstoffsäure, Schwefelsäure, Phosphorsäure oder dgl. zugesetzt wird, um den gewünschten pH-Wert von 1-7 zu erzielen, wobei eine klare Emulgatorlösung erhalten wird. Alkalische Seifen werden durch Zusatz von Natriumhydroxid oder einer anderen geeigneten Base zur wäßrigen Suspen sion des Emulgators erhalten. Daraufhin werden die (saure oder alkalische) Seifenlösung, die auf etwa 55°C vorer hitzt wird und der flüssige Asphalt, der auf 120 bis 125°C vorerhitzt wird, unter starker Scherbeanspruchung in einer Kolloidmühle 30 Sekunden lang miteinander vermischt, wobei Asphaltemulsionen eines braunen Farb tones und einer cremigen Konsistenz erhalten werden. Vor Durchführung des Testverfahrens gemäß ASTM D-244 werden die Emulsionen 16 Stunden lang bei 70°C aufbewahrt. Zuschlagstoff-Zumischungsteste können dadurch durchge führt werden, daß eine abgewogene Menge des Zuschlagstof fes in ein Mischgefäß gebracht wird, worauf 5 bis 10 Gew.-% der Emulsion auf den Zuschlagstoff aufgebracht werden und eine bis fünf Minuten lang gemischt wird. Die Mischung wird dann in drei gleiche Teile aufgeteilt, die in drei Schalen gebracht werden. Die erste Probe wird beiseite gestellt; die zweite Probe wird unmittelbar nach dem Vermischen min Wasser gewaschen und die dritte Probe wird nach einer Aufbewahrungszeit von einer Stunde mit Wasser gewaschen. Die prozentuale Beschichtung der Zuschlagstoffoberfläche wird auf visuellem Wege bestimmt. Von der ersten Probe wird die prozentuale anfängliche Beschichtung, von der zweiten Probe die prozentuale anfängliche abgewaschene Beschichtung und von der dritten Probe die prozentuale abgewaschene Beschichtung nach einer Stunde ermittelt. Die Erfordernisse der Bau industrie sind im allgemeinen auf ein Minimum von 90 bis 95% festgelegt.The acidic soap solutions are usually obtained by suspending the amidoamine in water, including a sufficient amount of a suitable acid, e.g. B. Chlorwas seric acid, sulfuric acid, phosphoric acid or the like. is added to the desired pH of 1-7 achieve, whereby a clear emulsifier solution is obtained. Alkaline soaps are made by adding sodium hydroxide or another suitable base for aqueous suspension sion of the emulsifier obtained. Then the (acid or alkaline) soap solution, which is at approx. 55 ° C is heated and the liquid asphalt that to 120 to Is preheated to 125 ° C under high shear stress in a colloid mill for 30 seconds mixed, with asphalt emulsions of a brown color tones and a creamy consistency can be obtained. In front Carrying out the test procedure according to ASTM D-244 the emulsions are stored at 70 ° C for 16 hours. Aggregate admixture tests can be carried out leads that a weighed amount of the aggregate fes is placed in a mixing vessel, whereupon 5 to 10 % By weight of the emulsion applied to the aggregate and mix for one to five minutes. The Mix is then divided into three equal parts, the put in three bowls. The first sample will be set aside; the second sample is taken immediately after after mixing with water and the third sample comes with after a retention period of one hour Washed water. The percentage coating of the The aggregate surface is determined visually. From the first sample, the percentage initial Coating, percentage of the second sample initial washed coating and from the third Check the percentage of washed off coating one hour. The requirements of construction industry are generally at a minimum of 90 to 95% set.
Eine typische wäßrige bituminöse Emulsions-Zuschlag stoff-Aufschlämmung wird im Labor festgelegt unter Verwendung einer Menge von mit Wasser angefeuchteten Zuschlagstoffen, die mit einer geeigneten bituminösen Emulsion bis zur gewünschten Konsistenz vermischt werden. Eine geeignete Konsistenz wird erhalten durch Anwendung verschiedener Abstufungen von Zuschlagstoffen unter Erzeugung einer glatten, sich nicht trennenden gleich förmigen Mischung aus wäßriger bituminöser Emulsion und Zuschlagstoffen, die gleichmäßig auf eine existierende Oberfläche aufgetragen werden kann. Die endgültige Zähigkeit der aufgebrachten Aufschlämmung wird erhalten, wenn der Bitumen, z. B. Asphalt, sich auf den Zuschlag stoffteilchen abscheidet und die neu aufgebrachte Beschichtung auf die vorhandene Oberfläche bindet, in Form einer Mischung aus Asphaltzement und Zuschlag stoffen.A typical aqueous bituminous emulsion aggregate fabric slurry is determined in the laboratory under Use a lot of water dampened Aggregates with a suitable bituminous Mix the emulsion to the desired consistency. A suitable consistency is obtained through application different grades of aggregates under Generating a smooth, non-parting same shaped mixture of aqueous bituminous emulsion and Aggregates that are even on an existing one Surface can be applied. The final Toughness of the applied slurry is obtained if the bitumen, e.g. B. asphalt, on the supplement separates particles of material and the newly applied Coating on the existing surface binds in Form of a mixture of asphalt cement and aggregate fabrics.
Zur Erzeugung von Pflasterungen und Straßenbelägen kann eine mobile, selbst angetriebene Einheit verwendet werden, die es ermöglicht, den Zuschlagstoff, Wasser und anorganische sowie organische Emulsionsadditive gleich mäßig zuzumessen. Eine typische Einheit ist dabei ausgerüstet mit einem separaten Behälter für Zuschlag stoffe, Wasser, Emulsion und Additive, die kontinuierlich in einer Mischkammer in einem vorbestimmten Verhältnis eingeführt werden können. Die kontinuierlich in die Mischkammer eingeführten Komponenten werden in der Mischkammer etwa 1 Minute lang zurückgehalten und dann in ein sog. Ausbreitgefäß eingespeist und dann auf die zu beschichtende Oberfläche aufgetragen. Chargenweise arbeitende pneumatische Vorrichtungen können ebenfalls zur geeigneten Aufbringung der bituminösen Zuschlag stoff-Aufschlämmungen nach der Erfindung verwendet werden.Can be used to create paving and road surfaces used a mobile, self-powered unit that allows the aggregate, water and inorganic and organic emulsion additives the same to be measured moderately. A typical unit is included equipped with a separate container for surcharge substances, water, emulsion and additives that are continuous in a mixing chamber in a predetermined ratio can be introduced. The continuously in the Components introduced into the mixing chamber are in the Mixing chamber retained for about 1 minute and then in a so-called. expansion vessel is fed in and then towards the coated surface applied. Batchwise Working pneumatic devices can also for the appropriate application of the bituminous aggregate fabric slurries used according to the invention become.
Die Emulgatoren für die lösungsmittelfreien Emulsionen der Erfindung lassen sich in zufriedenstellender Weise ohne Hilfs-Emulgatoren verwenden. Gelegentlich kann es jedoch erforderlich oder zweckmäßig sein, die Eigen schaften der Emulsion etwas zu verändern, um eine verbesserte Viskosität bei einem vorgegebenen Asphalt gehalt oder eine verbesserte Stabilität gegenüber Staub und Feinteilen der Zuschlagstoffe zu erreichen, und um die Abbinde- oder Absitzzeit zu verlängern oder zu verkürzen. Es läßt sich eine von zwei Methoden anwenden. The emulsifiers for the solvent-free emulsions the invention can be satisfactorily use without auxiliary emulsifiers. Occasionally it can however, be necessary or appropriate, the Eigen to change the emulsion somewhat in order to improved viscosity for a given asphalt content or improved stability to dust and fines of the aggregates, and to to prolong or increase the setting or sitting time shorten. One of two methods can be used.
Im Falle einer kationischen Aufschlämmungs-Versiege lungsmasse kann entweder eine Mischung von Tallölfett säuren, vorzugsweise Tallölpech zu dem Bitumen (Asphalt) zugesetzt werden, vor der Emulgierung, um das Aufbrechen zu verbessern oder um die Viskosität der Emulsion zu verbessern oder es können Mischungen der oben beschrie benen Imidoamin-Amidoamine, Imidoamin-Imidazoline oder ihrer Derivate mit verträglichen kationischen oder nicht ionogenen Emulgatoren für die Emulgierung des Bitumes eingesetzt werden. Hilfsemulgatoren oder zusätzlich verwendete Emulgatoren, die bis 90% des gesamten kombinierten Emulgatoransatzes ausmachen können, sind Fettamine, Fettpropandiamine, Fettamidoamine und Fettimi dazoline. Diese Klasse von Verbindungen vermindert im allgemeinen die Abbindezeit. Andere geeignete Hilfsemul gatoren sind monoquaternäre Fettammoniumsalze und diquaternäre Diammonium-Fettsalze (fatty monoquaternary ammonium salts and fatty diquaternary diammonium salts) und nicht-ionogene Emulgatoren, z. B. Äthylenglykolpoly äther von Nonyl- oder Dodecylphenol.In the case of a cationic slurry seal Liquid mass can either be a mixture of tall oil fat acids, preferably tall oil pitch to the bitumen (asphalt) added before emulsification to break up to improve or to increase the viscosity of the emulsion improve or mixtures of the above described benen imidoamine-amidoamines, imidoamine-imidazolines or their derivatives with compatible cationic or not ionogenic emulsifiers for emulsifying bitumen be used. Auxiliary emulsifiers or additionally used emulsifiers that make up 90% of the total combined emulsifier approach can be Fettamines, Fettpropandiamine, Fettamidoamine and Fettimi dazoline. This class of compounds diminishes in general the setting time. Other suitable auxiliary emul gators are monoquaternary fatty ammonium salts and diquaternary diammonium fatty salts (fatty monoquaternary ammonium salts and fatty diquaternary diammonium salts) and non-ionic emulsifiers, e.g. B. ethylene glycol poly ether of nonyl or dodecylphenol.
Modifizierte Emulgatorkombinationen lassen sich auch erhalten, wenn Mischungen von Fettaminen, Fettdiaminen und Amidoaminen oder Imidazolinen, die sich ableiten von C₁₉-, C₂₁-Dicarbonsäuren, sulfonierter Ölsäure, sul fonierten Tallölfettsäuren, Tallölfettsäuren und Harz säuren, dem erfindungsgemäßen Verfahren chemischer Modifikationen unterworfen werden. Amidoamine oder Imidazoline von C₃₆-Dicarbonsäuren (dimerisierte Linol säure usw.) können ebenfalls den Mischungen zugesetzt werden.Modified emulsifier combinations can also be used get when blends of fatty amines, fatty diamines and amidoamines or imidazolines derived from C₁₉-, C₂₁-dicarboxylic acids, sulfonated oleic acid, sul formulated tall oil fatty acids, tall oil fatty acids and resin acids, the chemical process according to the invention Modifications are subjected. Amidoamines or Imidazolines of C₃₆ dicarboxylic acids (dimerized linole acid, etc.) can also be added to the mixtures become.
Im Falle von anionischen Emulsionen können Mischungen der amphoteren Verbindungen (Typ VI, IX oder vom modifi zierten Typ VII, XIII, XIV, XV-Derivate) mit Emulgatoren, die üblicherweise zur Herstellung von anionischen bituminösen Emulsionen benutzt werden, verwendet werden. Beispiele für derartige Emulgatoren sind Fettsäuren, insbesondere Tallölfettsäuren, Harzsäuren, Lignin, das von Sulfit- oder Kraft-Pulpenligninen isoliert worden ist, und Sulfonsäure enthaltende oberflächenaktive Stoffe, z. B. Aralkylsulfonate, langkettige Alkylsulfonate und Erdölsulfonate.In the case of anionic emulsions, mixtures of the amphoteric compounds (type VI, IX or from modifi graced Type VII, XIII, XIV, XV derivatives) with emulsifiers, which are usually used for the production of anionic bituminous emulsions are used. Examples of such emulsifiers are fatty acids, especially tall oil fatty acids, resin acids, lignin, the isolated from sulfite or kraft pulp lignins and sulfonic acid-containing surfactants Fabrics, e.g. B. aralkyl sulfonates, long chain alkyl sulfonates and petroleum sulfonates.
Mit den amphoteren Verbindungen können vor Zusatz von Alkali auch C₁₉-Dicarbonsäure, C₂₁-Dicarbonsäure, C₂₂- Tricarbonsäure oder sulfonierte Fettsäuren vermischt werden.With the amphoteric compounds before adding Alkali also C₁₉-dicarboxylic acid, C₂₁-dicarboxylic acid, C₂₂- Tricarboxylic acid or sulfonated fatty acids mixed become.
Je nach dem Typ des Zuschlagstoffes und seiner Reinheit läßt sich das Vermischen verbessern, wenn der Zuschlag stoff mit 1 bis 5 Gew.-% Wasser, bezogen auf den Zu schlagstoff, vorbefeuchtet wird. Das Verhalten der Asphaltemulsion bezüglich der Mischcharakteristika und bezüglich des Abbindens (setting) (höherer Prozentsatz der 1-Stunden-Abwaschschicht) läßt sich, falls erforder lich, auch verbessern, wenn, bezogen auf das Gewicht des Asphaltes, 1 bis 15% eines Lösungsmittels, z. B. Dieselöl dem Asphalt vor der Emulgierung zugesetzt werden. Die unter Verwendung der hier beschriebenen Emulgatoren hergestellten Emulsionen sind stabil und lassen sich über eine längere Zeitspanne bis zu ihrer Verwendung aufbewahren. In Abhängigkeit von der beab sichtigten Verwendung kann die Emulsion mit dem Zuschlag stoff in einer zentralen Mischanlage vermischt werden, z. B. in einer großen Kollermühle, worauf die erhaltene Mischung zum Verwendungsort transportiert werden kann. Alternativ kann die Emulsion auch zum Verarbeitungsort gebracht und hier vermischt werden, entweder in einer Mischvorrichtung, z. B. einer motorisierten Mischanlage oder manuell.Depending on the type of aggregate and its purity the mixing can be improved if the surcharge substance with 1 to 5 wt .-% water, based on the zu impact material that is pre-moistened. The behavior of the Asphalt emulsion with regard to the mixing characteristics and in terms of setting (higher percentage the 1 hour wash-off layer) can, if required Lich, also improve if, based on the weight of the Asphalt, 1 to 15% of a solvent, e.g. B. Diesel oil added to the asphalt before emulsification become. The using the ones described here Emulsifiers produced are stable and can be used over a longer period of time Save usage. Depending on the spac The emulsion can be used with the surcharge material are mixed in a central mixing plant, e.g. B. in a large pan mill, whereupon the obtained Mix can be transported to the place of use. Alternatively, the emulsion can also be sent to the processing site brought and mixed here, either in one Mixing device, e.g. B. a motorized mixing plant or manually.
Die Zuschlagstoffe, die zur Herstellung der erfindungs gemäßen Belagsmischungen verwendet werden können, sind übliche, schwer zu beschichtende Zuschlagstoffe dichten Typs, beispielsweise Sand, Grubensand, (pit-run) Brech werk-Sand (crusher-run) und dgl. mit einer Teilchengröße im Bereich von Teilchen, die ein Sieb Nr. 4 passieren bis zu Teilchen, von denen mindestens 80% auf einem 200- Maschensieb gemäß U.S. -Standard-Reihe zurückgehalten werden.The additives used to manufacture the invention suitable base mixtures can be used Seal common, difficult to coat additives Type, for example sand, pit sand, (pit-run) crushing werk-Sand (crusher-run) and the like with a particle size in the range of particles that pass through a No. 4 sieve to particles of which at least 80% are on a 200- Mesh according to U.S. - Standard series held back become.
Zuschlagstoffe-Mischteste lassen sich durchführen durch Vermischen des Zuschlagstoffes mit Wasser und einer wäßrigen bituminösen Emulsion. Ein anorganischer mineralischer Zusatzfüllstoff, wie beispielsweise Portland-Zement, hydratisierter Kalk, Kalksteinstaub und Flugasche können dazu verwendet werden, um die Abbinde- /Aufbruchzeit zu beschleunigen und Salze, z. B. Ammonium sulfat, Aluminiumsulfat und andere anorganische Sulfate oder oberflächenaktive Stoffe können zugesetzt werden, um die Abbinde-/Aufbruchzeit des Aufschlämmungssystems zu verzögern. Mineralische Füllstoffe sollen dabei den Erfordernissen von ASTM D-242 genügen. Diese Stoffe werden in einem Mischgerät gemischt, bis eine homogene Aufschlämmungsmischung erhalten ist. Die Unfähigkeit, eine stabile Aufschlämmung innerhalb einer Mischzeit von 3 bis 4 Minuten zu erzeugen, wenn geeignete Verhältnisse eines jeden Bestandteils verwendet werden, würde an zeigen, daß eine Mischung vorliegt, in der die verwen deten Materialien nicht verträglich sind. Dieses Mischungsmuster ist erforderlich, um Baubedingungen zu simulieren. Nach Erzeugung der Aufschlämmung wird diese in eine Form gebracht, die auf einem Asphaltfilz (asphalt felt) plaziert ist, worauf die Abbinde-/Aufbruchzeit gemessen wird durch Abwischen der exponierten brei förmigen Oberfläche mit einem Papiertuch. Wenn keine braunen Flecken auf das Papiertuch übertragen worden sind, wird der Brei oder die Aufschlämmung als "abge bunden" bezeichnet. Die Härtungsdauer kann auch mit einer Kohäsionstestvorrichtung ermittelt werden. Des weiteren können viele andere Teste, wie beispielsweise in der ASTM-Vorschrift D3910 beschrieben, dazu benutzt werden, um die Festigkeit und andere physikalische Eigenschaften des Breies oder der Aufschlämmung zu ermitteln. Die Richtlinien "Performance Guide for Slurry Seal", veröf fentlicht von der Asphalt Emulsion Manufacturers Associa tion, USA, können dazu benutzt werden, um die Eigenschaf ten und die Verhaltensweise der breiförmigen Dichtungs- oder Versiegelungsmassen zu ermitteln.Aggregate mixed tests can be carried out Mixing the aggregate with water and one aqueous bituminous emulsion. An inorganic mineral filler, such as Portland cement, hydrated lime, limestone dust and Fly ash can be used to / Accelerate opening time and salts, e.g. B. ammonium sulfate, aluminum sulfate and other inorganic sulfates or surfactants can be added to the setting time of the slurry system delay. Mineral fillers are said to ASTM D-242 requirements meet. These substances are mixed in a blender until homogeneous Slurry mixture is obtained. The inability to a stable slurry within a mixing time of Generate 3 to 4 minutes if appropriate proportions of each ingredient would be used show that there is a mixture in which the use materials are not compatible. This Mix pattern is required to build conditions simulate. After the slurry is made, it becomes in a form that is placed on an asphalt felt (asphalt felt) is placed, whereupon the setting / opening time is measured by wiping the exposed porridge shaped surface with a paper towel. If no brown stains have been transferred to the paper towel are the slurry or slurry as "abge tied ". The curing time can also with a Cohesion test device can be determined. Furthermore can do many other tests, such as in the ASTM regulation D3910 described, can be used to about strength and other physical properties of the slurry or slurry. The Guidelines "Performance Guide for Slurry Seal", published published by Asphalt Emulsion Manufacturers Associa tion, USA, can be used to control the property and the behavior of the slurry-shaped sealing or sealants to determine.
Die Emulsion soll während des Vermischens stabil sein und soll innerhalb der festgesetzten Zeitspanne, die nach ihrer Anwendung folgt, abbinden. Die erfindungsgemäß eingesetzten Emulgatoren wirken sehr zufriedenstellend ohne Einsatz von Hilfs-Emulgatoren.The emulsion should be stable during mixing and should be within the specified period of time after following their application. The invention The emulsifiers used have a very satisfactory effect without the use of auxiliary emulsifiers.
Die Abbindezeiten lassen sich beispielsweise durch die Konzentration an Emulgator, den Zusatz von Kalk, Zement oder einem anderen anorganischen Additiv, das die Aufbruchcharakteristika des breiigen Systems verändern würde, steuern. Ein organischer Zusatz-Polymerlatex kann weiterhin dazu verwendet werden, um die Matrix zu verstärken. Das organische Additiv wird vorzugsweise dem Emulsions-Zuschlagstoff Brei zugesetzt.The setting times can be determined, for example, by the Concentration of emulsifier, the addition of lime, cement or another inorganic additive that the Change the opening characteristics of the pulpy system would control. An organic additive polymer latex can continue to be used to make the matrix reinforce. The organic additive is preferably the Emulsion additive porridge added.
Die bituminösen Emulsionen, die in den erfindungsgemäßen Breien (slurries) verwendet werden, sind Breie vom Mischgradtyp. Die Abbindezeit läßt sich durch Zusatz von Aluminiumsulfat erhöhen oder durch Zusatz von Kalk oder Zement verkürzen unter Bildung einer Emulsion mit rasch abbindenden Eigenschaften. Der Zusatz von kleinen Mengen an Aluminiumsulfat verbessert das Mischverhalten. Die folgenden Beispiele sollen die Praxis der Erfindung näher veranschaulichen. Beschrieben wird die Herstellung verschiedener Typen von erfindungsgemäß eingesetzten Emulgatoren. Aus den Beispielen ergeben sich die Vorteile der Verwendung dieser Verbindungen in einer bituminösen Emulsion mittlerer Abbindezeit vom Mischgradtyp. Des weiteren wird die Anwendung von breiförmigen Versiege lungs- oder Belagsmassen beschrieben.The bituminous emulsions used in the invention Porridges (slurries) used are porridges from Mixed degree type. The setting time can be adjusted by adding Increase aluminum sulfate or by adding lime or Shorten cement quickly with the formation of an emulsion setting properties. The addition of small amounts of aluminum sulfate improves the mixing behavior. The The following examples are intended to illustrate the practice of the invention illustrate. The production is described different types of used according to the invention Emulsifiers. The advantages result from the examples the use of these compounds in a bituminous Medium-setting emulsion of mixed degree type. Of further the application of mushy seals or covering masses described.
Dieses Beispiel veranschaulicht die Vielzahl von Emulga toren, die sich erhalten lassen durch Modifizierung von Reaktionsprodukten von C₂₂-Tricarbonsäureanhydriden mit Polyaminen.This example illustrates the variety of emulga gates that can be obtained by modifying Reaction products of C₂₂-tricarboxylic anhydrides with Polyamines.
Zu 280 Teilen Öl- oder Tallölfettsäuren wurden 50 bis 100 Teile Maleinsäureanhydrid zugegeben, worauf das ganze 3 bis 8 Stunden lang auf 180 bis 220°C erhitzt wurde. Im Falle von mit Iod katalysierten Reaktionen wurden 0,6 Teile Iod bei Umgebungstemperatur zugesetzt. Die Reak tionen wurden auf gaschromatographischem Wege und durch Infrarot-Spektroskopie verfolgt. Sofern nichts anderes angegeben ist, wurden die rohen Reaktionsprodukte zur weiteren Kondensation mit den Polyaminen verwendet.50 to 100 were added to 280 parts of oleic or tall oil fatty acids Parts of maleic anhydride are added, after which the entire 3rd was heated to 180 to 220 ° C for 8 hours. in the For iodine-catalyzed reactions, 0.6 Parts of iodine added at ambient temperature. The Reak tions were carried out by gas chromatography and through Infrared spectroscopy followed. Unless otherwise is indicated, the crude reaction products for further condensation with the polyamines used.
100 Teile Anhydrid wurden mit 100 Teilen eines Polyäthyl enamins, beispielsweise Äthylendiamin, Propylendiamin, Diäthylentriamin und dgl. vermischt, worauf die Mischung unter Rühren auf 80 bis 100°C erhitzt wurde, bis eine 1%ige wäßrige Lösung der erhaltenen Produkte in verdün nter Säure und verdünntem Alkali löslich war.100 parts of anhydride were mixed with 100 parts of a polyethylene enamines, for example ethylenediamine, propylenediamine, Diethylenetriamine and the like are mixed, whereupon the mixture was heated to 80 to 100 ° C with stirring until one 1% aqueous solution of the products obtained in dilute was soluble in acid and dilute alkali.
100 Teile Anhydrid wurden mit 100 Teilen Diäthylentriamin oder einer Mischung von Polyäthylenaminen aus Diäthyl entriamin, Triäthylentetramin, Aminoäthylpiperazin und Aminoäthyläthanol vermischt, worauf die Mischung auf 180 bis 220°C erhitzt wurden. Nachdem das gesamte Destillat aufgefangen war, wurde es abgekühlt und mit Isopropanol verdünnt, um die Reaktionsprodukte in flüssiger Form zu halten.100 parts of anhydride were mixed with 100 parts of diethylene triamine or a mixture of polyethylene amines from diethyl entriamine, triethylenetetramine, aminoethylpiperazine and Aminoethylethanol mixed, whereupon the mixture to 180 were heated up to 220 ° C. After all the distillate was collected, it was cooled and with isopropanol diluted to the reaction products in liquid form hold.
100 Teile Anhydrid wurden mit 100 Teilen Diäthylentriamin vermischt, worauf die Mischung auf 260°C erhitzt wurde, bis sämtliches Kondensationswasser und überflüssiges Amin aufgefangen waren. Nach dem Abkühlen wurde das Reaktions produkt mit Isopropanol verdünnt.100 parts of anhydride were mixed with 100 parts of diethylene triamine mixed, whereupon the mixture was heated to 260 ° C. until all the condensation water and superfluous amine were caught. After cooling, the reaction product diluted with isopropanol.
Zu Diacid 1525®, bestehend aus Diacid 1550® und einer Mischung aus Öl- und Elaidinsäure wurde 1 Mol Malein säureanhydrid pro Mol ungesättigter C₁₈- Säure zugesetzt. Das Gemisch wurde 6 Stunden auf 180-220°C erhitzt und dann abgekühlt. Zu 1 Mol des erhaltenen Reaktionsproduk tes wurden mindestens 2 Mole der Polyaminmischung zugesetzt, worauf auf 240°C erhitzt wurde, bis sämtliches Reaktionswasser aufgefangen worden war. Gegebenenfalls kann mit Isopropanol verdünnt werden.For Diacid 1525®, consisting of Diacid 1550® and one Mixture of oleic and elaidic acid became 1 mol malein acid anhydride per mole of unsaturated C₁₈ acid added. The mixture was heated to 180-220 ° C for 6 hours and then cooled. To 1 mole of the reaction product obtained At least 2 moles of the polyamine blend were used added, followed by heating to 240 ° C until all Water of reaction had been collected. Possibly can be diluted with isopropanol.
Diese Produkte lassen sich erhalten durch Erhitzen von nicht-modifizierten Fettsäuren und Fettsäure-Maleinsäure anhydridaddukten mit Polyaminen.These products can be obtained by heating unmodified fatty acids and fatty acid-maleic acid anhydride adducts with polyamines.
Zu 1 Mol der Mischung wurden 1,5-2 Mole des Polyamins S zugegeben, worauf auf 180-220°C erhitzt wurde, bis sämtliches Reaktionswasser und überschüssiges Amin aufgefangen worden waren. To 1 mole of the mixture was 1.5-2 moles of the polyamine S was added, followed by heating to 180-220 ° C until all water of reaction and excess amine had been caught.
Bezogen auf das Molekulargewicht und die Anzahl von aktiven N-H-Bindungen, wurden 0,1 bis 1 Mole Natrium sulfit oder Natriumbisulfit pro aktive NH-Gruppe in einer adäquaten Wassermenge gelöst, worauf die Lösungen den Polyaminkondensaten zugesetzt wurden. Die Reaktion ist schwach exotherm. Zu den erhaltenen Mischungen wurden 1 bis 4 Mole Formaldehyd in Form von Paraformaldehyd oder als 37%ige Lösung in Wasser zugegeben. Die Zugabe wird von einer exothermen Reaktion begleitet. Alternativ kann Formaldehyd zur Sulfitlösung zugegeben werden und das Reaktionsprodukt, das aus den verwendeten Reagentien erzeugt wird, kann den Stickstoff enthaltenden Verbin dungen zugegeben werden. Durch Zusatz von Isopropanol und Wasser im geeigneten Verhältnis zum Endprodukt lassen sich klare Lösungen erhalten.Based on the molecular weight and the number of active N-H bonds, were 0.1 to 1 mole of sodium sulfite or sodium bisulfite per active NH group in one adequate amount of water dissolved, whereupon the solutions the Polyamine condensates were added. The reaction is slightly exothermic. 1 up to 4 moles of formaldehyde in the form of paraformaldehyde or added as a 37% solution in water. The encore will accompanied by an exothermic reaction. Alternatively, you can Formaldehyde are added to the sulfite solution and that Reaction product made from the reagents used is generated, the nitrogen-containing verbin be added. By adding isopropanol and Leave water in a suitable ratio to the end product get clear solutions.
Pro aktive NH-Gruppe wurden 0,1 bis 1 Mol reaktive Carbonsäuren, z. B. Chloressigsäure oder das entsprechen de Natriumsalz oder Acrylsäure gelöst oder in Isopropanol oder Wasser aufgeschlämmt, und zu 1 Mol des Polyamin- Kondensationsproduktes zugegeben. Die Zugaben wurden von einer Erhöhung der Temperatur begleitet. Um vollständige Alkylierungen zu gewährleisten, wurden die Reaktions mischungen 1 bis 2 Stunden lang bei 60 bis 70°C gehalten.0.1 to 1 mole were reactive per active NH group Carboxylic acids, e.g. B. chloroacetic acid or correspond de Sodium salt or acrylic acid dissolved or in isopropanol or slurried water, and to 1 mole of the polyamine Condensation product added. The additions were made by accompanied by an increase in temperature. To complete The reaction was to ensure alkylations mixtures kept at 60 to 70 ° C for 1 to 2 hours.
In der folgenden Tabelle I sind die Abbindezeiten von breiförmigen Emulsions-Aggregatmassen angegeben, in Abhängigkeit von der Menge an C₂₂-Tricarbonsäure anhydrid-Polyamindondensat in der Emulgatormischung. Ein hoher Gehalt erfordert keinen Aufbruchs(Abbinde) verzögerer, wie z. B. Aluminiumsulfat; ein geringer Erhalt erfordert einen Verzögerer, um Mischzeiten von mindestens 1 Minute zu erzielen. Die Emulsionen wurden mit Exxon-Asphalt (Durchdringung 50/70) bei einem Rückstand von 64% hergestellt. Camak-Zuschlagstoff (Granit, Georgia, USA) wurde für die Versuche verwendet. Table I below shows the setting times of pasty emulsion aggregate masses specified, in Depending on the amount of C₂₂ tricarboxylic acid anhydride polyamine condensate in the emulsifier mixture. A high salary does not require opening retarders such as B. aluminum sulfate; a little Receiving requires a delay to get mixing times from to achieve at least 1 minute. The emulsions were with Exxon asphalt (penetration 50/70) at one 64% residue produced. Camak aggregate (Granite, Georgia, USA) was used for the experiments.
Die Tabellen II und III veranschaulichen die Abbindezeiten von kationischen und anionischen Breien, die unter Verwendung von Emulsionen mit einem Gehalt an amphoteren Emulgatoren hergestellt wurden. Tables II and III illustrate the setting times of cationic and anionic porridges made using Emulsions containing amphoteric emulsifiers were.
Obgleich die Erfindung unter Bezugnahme auf verschiedene spezielle Materialien, Verfahren und Beispiele beschrieben wurde, ist sie doch nicht hierauf beschränkt. Vielmehr können, wie für den Fachmann offensichtlich, die verschiedensten Variationen der angegebenen Details erfolgen.Although the invention with reference to various special materials, processes and examples are described it is not limited to this. Rather, as is obvious to a person skilled in the art Variations in the details given are made.
Claims (20)
einen Gehalt an etwa 30 bis etwa 80 Gew.-% Bitumen,
etwa 0,1 bis etwa 10 Gew.-% eines Emulgators be stehend aus dem Reaktionsprodukt von Polyaminen mit einem Polycarbonsäureanhydrid der folgenden Formeln: und zum Rest (100 Gew.-%) Wasser, mit einem pH-Wert von 2 bis 7.1. Bituminous emulsion, characterized by
contains about 30 to about 80% by weight of bitumen,
about 0.1 to about 10% by weight of an emulsifier consisting of the reaction product of polyamines with a polycarboxylic anhydride of the following formulas: and the balance (100% by weight) water, with a pH of 2 to 7.
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