DE3605136C2

DE3605136C2 - Wäßrige kationische bituminöse Emulsionen und Emulsion-Zuschlagstoff-Schlämme

Info

Publication number: DE3605136C2
Application number: DE3605136A
Authority: DE
Inventors: Peter Schilling
Original assignee: Westvaco Corp
Current assignee: Westvaco Corp
Priority date: 1985-02-21
Filing date: 1986-02-18
Publication date: 1996-02-15
Anticipated expiration: 2006-02-19
Also published as: FR2577566A1; US4597799A; FR2577566B1; JPH0262587B2; DE3605136A1; JPS61203173A

Description

Die Erfindung betrifft verbesserte bituminöse Emulsionen, insbesondere wäßrige kationische gemischte Emulsionen mittlerer Absetzzeit und schnell absetzende Mischungen aus Emulsion und Zuschlagstoff zur Abdichtung oder Beschichtung von Straßendecken. Insbesondere betrifft die Erfindung neue Emulgatoren für lösungsmittelfreie und lösungsmittel enthaltende gemischte kationische Öl-in-Wasser Emulsio nen, wobei diese Emulgatoren die Reaktionsprodukte von Monoaminen und/oder Polyaminen mit bestimmten epoxidi sierten Pflanzenölen oder Fettsäureestern sind.

Bei der Herstellung der Straßendecke im Straßenbau werden hauptsächlich vier Verfahren zum Erhalten einer gründ lichen Mischung von Bitumen und Zuschlagstoffen angewen det.

1. Die Mischung von freifließendem erhitztem Asphalt (Asphaltzement) mit vorgetrocknetem Zuschlagstoff;
2. Die Mischung von vorgetrocknetem Zuschlagstoff mit Asphalt bei Umgebungstemperaturen, der mit einem kohlenwasserstoffhaltigen Lösungsmittel (Rückstands asphalt, Sumpfrückstand) verdünnt ist;
3. Die Mischung von Zuschlagstoff mit Asphaltemulsionen, beispielsweise Öl-in-Wasser Emulsionen, die durch intensives Rühren von Asphalt und Wasser in Gegenwart eines emulgierenden Stoffes erhalten werden;
4. Die Mischung von feinkörnigem Zuschlagstoff mit Wasser und Asphaltemulsionen mit oder ohne Zusatz von Füllstoffen wie beispielsweise Zement oder hydriertem Kalk in einer fahrbaren Abdichtungseinheit und sofor tigem Aufbringen auf die auszubessernde Straßendecke. Das Verfahren ist als Schlammabdichtung bekannt.

Wegen der steigenden Kosten für Energie und für Kohlen wasserstofflösungsmittel und aus Umweltschutz gesichtspunkten nimmt die Verwendung emulgierten Asphal tes zu. In Abhängigkeit von dem zur Herstellung einer Emulsion verwendeten Emulgator ergeben sich anionische oder kationische Emulsionen. In anionischen Emulsionen sind Asphalttröpfchen negativ geladen; in kationischen Emulsionen tragen die Asphalttröpfchen positive Ladungen und bewegen sich bei Anlegen eines elektrischen Feldes zur Kathode. Praktische Erfahrungen haben ergeben, daß kationische Emulsionen einfacher anzuwenden sind und viele der nachteiligen Eigenschaften anionischer Emul sionen nicht auftreten, wie unvorhersehbares Brechen der Bindung, und schlechte Haftung des Asphalts an der Oberfläche des Zuschlagstoffes, was zur Ablösung führt.

Wegen der elektrostatischen Anziehung positiv geladener Asphalttröpfchen und negativ geladener Oberflächen des Zuschlagstoffes, erfolgt bei kationischen bituminösen Emulsionen ein schnelleres Absetzen und es werden festere Bindungen zwischen Bitumen und Zuschlagstoff erhalten.

Allgemein werden in Abhängigkeit von den jeweiligen Eigenschaften der Mischungsart und Desemulgierungs geschwindigkeit kationische wäßrige bituminöse Emul sionen als schnell absetzend (CRS), mittelschnell ab setzend (CMS) und langsam absetzend (CSS) eingestuft. Die Absetzgeschwindigkeit wird durch Art und Menge des Emulgators und den pH-Wert der kationischen Seifenlösung bestimmt. Bei schnell absetzenden Emulsionen, wie sie hauptsächlich für Instandsetzungsarbeiten an alten, abgenutzten Straßendecken verwendet werden, wird die Emulsion auf die vorhandene Oberfläche aufgebracht und Zuschlagstoff darüber gestreut, nach einer Verdichtung kann die Straße kurz nach Aufbringen der neuen Beschich tung wieder für den Verkehr freigegeben werden (Ausbesse rung von Teilbeschichtungsstücken der Straßendecke usw.). Mittelschnell absetzende Emulsionen werden vor ihrer Verwendung beim Straßenbau mit Zuschlagstoffen gemischt und langsam absetzende Emulsionen können nach ihrer Vermischung mit Zuschlagstoff für eine längere Zeit gelagert werden, ohne daß auf der Oberfläche des Zuschlagstoffs eine Bindungsauflösung stattfindet.

Herkömmlicherweise bestehen Schlammabdichtungsemulsionen aus (1) mineralischem Zuschlagstoff, d. h. einem feinen Zuschlagstoff aus Stein und/oder mineralischem Füllstoff und (2) etwa 15 bis 25 Gewichtsprozent einer gemischten, langsam absetzenden Emulsion, die etwa 50 bis 75 Gewichtsprozent Bitumenrückstand (gewöhnlich Asphalt) enthält, mit einem weiteren Zusatz von 5 bis 25% Wasser, bezogen auf das Gewicht des trockenen Zuschlagstoffes zur Erhaltung einer schlammartigen Konsistenz. Gewöhnlich werden dicht abgestufte Zuschlagstoffe wie beispielsweise Granitsiebungen, Kalksteinsiebungen, Dolomitsiebungen und Hochofenschlacke werden mit bituminösen Emulsionen zu sammengebracht, um Schlammabdichtungsmischungen herzu stellen. Die Größe dieser Zuschlagstoffe liegt im Bereich vom Siebdurchgang durch ein Sieb mit der Maschenweite Nr. 4 und sogar Nr. 10, wobei 15 bis 20% durch eine so feine Maschenweite wie 200 hindurchgeht, wie es in der amerikanischen Norm ASTM C136 beschrieben ist.

Mit dem Aufkommen der Schlammabdichtung als Verfahren zur Beschichtung von Straßen und ihrer Ausbesserung wurde dieses zunächst zur Verwendung mit anionischen wäßrigen bituminösen Emulsionen entwickelt. Eine Schlammabdichtung ist eine innige Mischung emulgierten bituminösen Mate rials und feinkörnigen Zuschlagstoffes, die in geeigneter Suspension gehalten wird, bis sie auf die Straßenober fläche aufgebracht wird. Die Schlammabdichtungsemulsion muß aus einer Öl-in-Wasser Emulsion bestehen. Bei einer solchen Mischung mit Zuschlagstoff wurde die wäßrige Emulsionsform des bituminösen Materials im allgemeinen wegen ihrer weniger schädigenden und wirtschaftlicheren Anwendung gegenüber Heißmischungen oder "Rückstands"- (lösungsmittelhaltigen) Asphalten bevorzugt. Außerdem kann die wäßrige Emulsion gelagert, transportiert und bei viel niedrigeren Temperaturen verwendet werden, wodurch die Notwendigkeit von Erhitzungseinrichtungen zur Erhaltung eines Bitumen-Zuschlagstoff-Systems in einem verarbeitbaren oder verwendbaren Zustand entfällt. Wäh rend diese Fortschritte erkannt worden sind, haben die seither bekannten wäßrigen bituminösen Emulsionen wegen verschiedener Nachteile doch keine weitverbreitete Ver wendung gefunden.

US-PS 31 48 199 offenbart Reaktionsprodukte, die durch Umsetzung von epoxidierten, natürlich vorkommenden Fettsäureglyceriden und Polyaminoverbindungen erhalten werden. Sie können u. a. als Emulgatoren für Wasser-in-Öl-Emulsionen verwendet werden. Die Reaktionsprodukte sind basisch oder neutral.

In letzter Zeit sind kationische bituminöse Emulsionen zur Verwendung gelangt und bei ihnen treten viele der nachteiligen Eigenschaften, von anionischen Emulsionen nicht auf.

Kationische Emulsionen werden durch Verwendung einer Vielzahl von stickstoffenthaltenden organischen Verbin dungen wie beispielsweise Fettaminen, Fettdiaminen, Fetttriaminen, Fettamidoaminen, Fettimidazolinen, Reak tionsprodukten all dieser Zusammensetzungen mit Äthylen oxid und fetthaltigen mono- und diquaternären Ammonium salzen erhalten. Das Fettradikal dieser Verbindungen kann eine Vielzahl chemischer Strukturen aufweisen und die Einzelkomponenten für die Herstellung dieser Amine kann von verschiedener Herkunft sein, wie beispielsweise von Petroleumraffinaten, tierischen Fetten, Pflanzen- und Fischölen und Tallöl. Als Emulgatoren geeignete Amido amine werden in der US-PS 3,230,104 von FALKENBERG und in der US-PS 3,097,174 von MERTENS offenbart. Kombinationen von Monoaminen und Triaminen werden in der US-PS 3,738,852 von DOI, Fettdiamine in der US-PS 3,728,278 von TRAMELLI und in der US-PS 3,581,101 von GZEMSKI offen bart; fettige quaternäre und diquaternäre Salze und deren Modifikationen sind aus den folgenden US-Patenten be kannt: 3,220,953 von BORGFELT; 3,867,162 von ELSTE; 3,764,359 von DYBALSKI; 3,956,524 von DOUGHTY und 3,466,247 von OHTSUKA; Fettimidazoline werden in der US-PS 3,445,258 von FERM gelehrt.

Im allgemeinen sind mit Fettaminen, Fettdiaminen, Fett amidoaminen usw. hergestellte wäßrige Emulsionen in stabil, wenn sie mit verschiedenen kieselsäurehaltigen und kalkhaltigen Zuschlagstoffen vermischt werden. An der Zuschlagstoffoberfläche wird schnelles Brechen der Bin dung mit sich verstärkendem Steifwerden beobachtet. An diesem Punkt ist die Mischung nicht mehr verarbeitbar. Um dieses Problem zu verhindern, wird im allgemeinen für mittelschnell absetzende Asphaltmischemulsionen anstelle von Asphaltzement "Rückstands"-Asphalt verwendet. Obwohl "Rückstands"-Emulsionen, die mit diesen Emulgatoren hergestellt wurden, ebenfalls zum Brechen der Bindung neigen, wenn sie mit dem Zuschlagstoff vermischt werden, verringert das Lösungsmittel (ein Kohlenwasserstofföl wie beispielsweise Naphta, Kerosin, Dieselöl usw.) die Viskosität des Asphalts und verbessert die Verarbeitbar keit der Zuschlagstoff-Asphalt-Mischung. Nach dem Auf bringen der Mischungen verflüchtigt sich das Lösungsmit tel und die erwünschte stabile Zuschlagstoff-Asphalt- Matrix wird erhalten. Wegen der in den letzten Jahren dramatisch angestiegenen Preise für Lösungsmittel und wegen der Anstrengungen zur Verminderung der Umweltver schmutzung werden nun geeignete Emulgatoren ohne Lösungs mittel für kationische Mischgrademulsionen gesucht.

Die wäßrigen kationischen bituminösen Emulsionen selbst sind relativ stabil und die Stabilität der Emulsion kann durch verschiedene bekannte Zusätze vergrößert werden. Jedoch werden die meisten kationischen bituminösen Emulsionen schnell auf der Oberfläche der Zuschlagstoff materialien niedergeschlagen, wenn der Zuschlagstoff mit den Emulsionen in Berührung kommt. Bitumen aus einer wäßrigen kationischen bituminösen Emulsion wird durch die Ladungsanziehung zwischen den bituminösen Tröpfchen und den Zuschlagstoffmaterialien schnell aus der Emulsion niedergeschlagen. Beim Straßenbau, wie beispielsweise bei Abdichtungsschichten, bietet die schnelle Niederschlags neigung von kationischen bituminösen Emulsionen beacht liche Vorteile, weil die Straßen kurz nach der Aufbrin gung der Beschichtung wieder für den Verkehr freigegeben werden können. Obgleich die Geschwindigkeit des Asphalt absetzens beispielsweise aus der Emulsion in gewissem Maße gesteuert werden kann, ist die für ein vollständiges Absetzen erforderliche Zeit nie sehr lang und in der Praxis wird daher die kationische Emulsion mit dem Zuschlagstoff auf der Baustelle gemischt, entweder auf der Straßenoberfläche selbst oder in einem mobilen Mischgerät, mit dessen Hilfe die Mischung aus Emulsion und Zuschlagstoff schnell aufgebracht werden kann. Wegen des Mechanismus der Ladungsanziehung steht die Schnellig keit des Absetzens der bituminösen Materialien aus der kationischen Emulsion in engem Zusammenhang mit der im allgemeinen negativ geladenen Oberflächengröße des Zu schlagstoffes oder des Füllmaterials. Daher kann zwar eine bestimmte kationische bituminöse Emulsion geeignete Eigenschaften zur Verwendung mit einigen Zuschlagstoffen aufweisen, dieselbe kationische Emulsion kann jedoch ungeeignet sein, wenn sie mit sehr fein gemahlenen Materialien verwendet wird, die eine erheblich größere Gesamtoberfläche aufweisen. Die schnellen Absetzeigen schaften kationischer bituminöser Emulsionen führen häufig dazu, daß derartige Emulsionen mit feinkörnigen Zuschlagstoffen nicht in Form von Schlamm wie z. B. bei Sprühkanonen oder Sprühkästen verwendet werden können. Weil sich die Schlammabdichtung gut vermischen, pumpen und aufbringen lassen sollte, nicht während der Anwendung erhärten sollte und nach dem Absetzen gute Verschleiß eigenschaften bei Verkehrsbelastung aufweisen sollte, ist es besonders wünschenswert, daß die Absetzzeit für unterschiedliche Zuschlagstoffe gesteuert werden kann. Die Verwendung von talghaltigen quaternären Ammoniumsal zen und talghaltigen diquaternären Diammoniumsalzen zur Herstellung von Emulsionen, wie beispielsweise Abdich tungsschlamm, in einer lösungsmittelfreien Verwendung wird in der US-PS 3,764,359 von DYBALSKI und die Verwendung von quaternären Aminen, die durch Reaktion von Epichlorhydrin, Trimethylamin und Nonylphenol für lö sungsmittelfreie Mischungen erhalten werden wird in der US-PS 3,956,524 von DOUGHTY offenbart.

In letzter Zeit wurden in den US-Patenten 4,447,269, 4,450,011 und 4,462,840 Reaktionsprodukte mit Polyaminen mit von Tallöl abgeleiteter C₂₁-Dicarboxylsäure, C₂₂- Tricarboxylsäure und sulfonierten Tallöl-Fettsäuren als Emulgatoren für kationische, schnell absetzende Emulsio nen für die Verwendung bei Schlammabdichtungen oder kationische Asphalt-Emulsionen in einem Mischungsverhält nis, so daß sie mittelschnell absetzen, offenbart.

DE-OS 33 33 550 beschreibt Reaktionsprodukte von Polyaminen mit sulfonierten Oleinsäuren oder sulfonierten Tallöl-Fettsäuren, die Emulsionen ergeben, mit denen kationische Asphaltemulsionen hergestellt werden.

Die Erfindung steht daher unter der allgemeinen Aufgabe, zusätzliche vielseitig verwendbare Emulgatoren für lö sungsmittelfreie und lösungsmittelenthaltende bituminöse Öl-in-Wasser Emulsionen verschiedener Mischungsgrade bereitzustellen. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung von Emulgatorzusammen setzungen für Emulsionen verschiedener Mischgrade und kationische, schnell absetzende Emulsionen für die Schlammabdichtung. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung einer Reihe von neuen Fett-Hydroxy- Amino-Amidoaminen und Imidazolinen, die als Reaktions produkt von epoxidisierten Pflanzenölen oder Fettsäure estern und Polyaminen dargestellt werden und als Emulga toren für kationische Öl-in-Wasser Emulsionen geeignet sind.

Es hat sich herausgestellt, daß im Gegensatz zu Amido aminen und zu Imidazolinen, die durch Kondensation von Fettsäuren mit einer Kettenlänge von C₁₂-C₂₂ und Poly äthylenaminen, wie beispielsweise Diäthylentriamin, wel ches kationische schnell absetzende Emulsionen ergibt, dargestellt werden, die Reaktionsprodukte von Polyaminen mit epoxidisierten Pflanzenölen oder epoxidisierten Fettestern Emulsionen ergeben, die sowohl für die Herstellung von kationischen Asphalt-Emulsionen in einem Mischungsverhältnis, so daß sie mittelschnell absetzen, als auch von schnell absetzenden Asphaltemulsionen geeignet sind. Lösungsmittelfreie Asphalte, wie auch Asphalte, die bis zu 12 Volumenprozent eines Kohlenwas serstofföls enthalten, können zur Emulgierung verwendet werden. Emulsionen, die aus diesen Kondensationsprodukten hergestellt sind, verhalten sich ähnlich wie Emulsionen, die aus Kondensationsprodukten von Polyaminen und von C₂₁- Dicarbonsäure, C₂₂-Tricarbonsäure, die von Tallöl abgeleitet sind oder sulfonierten Tallöl-Fettsäuren hergestellt sind.

Die epoxidisierten Pflanzenöle oder epoxidisierten Fett ester, die bei der Herstellung der erfindungsgemäßen kationischen Emulgatoren verwendet werden, werden aus natürlichen Ölen (Glyzeriden), wie beispielsweise Soja bohnenöl, Leinsamenöl, Estern wie beispielsweise Alkyl oleinaten oder Alkyltallaten oder tierischen Fetten durch Epoxidation mit Peressigsäure oder Perbenzoesäure erhalten. Diese Oxirane werden weitverbreitet als Plastizierer und Stabilisierer für Polyvinylchloride oder als Koreaktanden für Epoxyharze verwendet. Epoxyharze oder -ester können auch von Fett-Chlorohydroxysäuren oder -estern abgeleitet werden. Als Beispiel kann das epoxidi sierte Triglyzerid der Oleinsäure (I) zur Darstellung der erfindungsgemäßen Emulgatoren benutzt werden:

Durch Reaktion von 1 Mol dieses Esters mit zumindest 6 Molen eines Polyamins wie beispielsweise Diethylentriamin bei 130 bis 180°C wird Glyzerol freigesetzt und als Reaktionsprodukt werden 3 Mol einer Mischung von isomerem Hydroxy-Amino-Ethylamino-Amido-Amin (II, II′) erhalten.

oder

Nach weiterem Erhitzen auf 180 bis 260°C wird der Ring geschlossen und ein Hydroxy-Amino-Ethylamino-Imidazolin (III) entsteht.

Reaktionsprodukte von Ammonium, primäre und sekundäre Amine mit aliphatischen aromatischen cycloaliphatischen Substituten mit C₁-C₂₀ langen Ketten ergeben Hydroxy aminoamide wie bei IV dargestellt.

R₁,R₂ = H, Alkyl, Aryl, Cycloalkyl.

Die Alkylgruppen können ebenfalls Hydroxy- oder Ether funktionen aufweisen wie beispielsweise in Ethanolamin, Diethanolamin oder Morpholin.

Fett-Chloro-Hydroxy-Ester, bei denen die Chlorin- und die Hydroxylgruppe auf die Reaktion mit Polyamin an benach barte Kohlenstoffatome gebunden werden, ergeben die gleichen Produkte.

Diese Produkte werden jedoch niemals in hoher Reinheit erhalten, weil bei der langsamen Erhitzung von 6 Molen Diethylentriamin und einem Mol epoxidisierten Fettester einige der Diethylentriamine mit dem Wasser destillieren. So werden nach längerem Erhitzen zusätzlich zu den Produkten II und III Polymere der Polyamin-Polyamid-Art als Nebenprodukte erzeugt. Diese Nebenprodukte können Polyaminstrukturen, Polyamidoaminstrukturen und Poly imidazolinstrukturen aufweisen. Die Bildung von Oligomeren oder Polymeren wächst mit steigendem Anteil der Epoxyester bis zum Polyamin.

Die Bildung von Hydroxy-Amino-Imidazolinen ist auf Polyethylenamime und Polyamine, die durch zumindest eine funktionelle Ethylendiamingruppe, bei der zumindest drei Wasserstoffe mit den zwei Stickstoffen verbunden sind, gekennzeichnet. Verbindungen aus dieser Gruppe, die sowohl Amidoamine und Imidazoline ergeben können sind die folgenden: Ethylendiamin, Diethylentriamin, Triethylen tetramin, Tetraethylenpentamin, Pentaethylenhexamin und höhere Homologe; N-Aminoethylpropandiamin, N,N′-Di aminoethylpropandiamin und das N-Aminoethyl- oder N,N′- Diaminoethyl-substituierte Butandiamine, Pentandiamine und Hexandiamine und N-Hydroxyethylethylendiamine. Diese Verbindungen haben die allgemeine Formel:

H₂NCH₂CH₂NHR (V)

R=H-, CH₃-, C₂H₅-, C₃H₇-, -CH₂CH₂OH, -(CH₂CH₂NH)_xH
x = 1, 2, 3, 4, . . . . 10

oder

R₁R₂N(CH₂)_yNHR₃

R₁ = H-, CH₃-, C₂H₅-, C₃H₇-, NH₂CH₂CH₂-,
R₂ = H-, CH₃-, C₂H₅-,
R₃ = H-, CH₃-, C₂H₅-, C₃H₇-, NH₂CH₂CH₂-,
y = 2, 3, 4, 5, 6.

Amine, aus denen Amidoamine aber keine Imidazoline gebildet werden können sind die folgenden: 1,3-Diamin propan, 1,4-Diaminbutan, 1,5-Diaminpentan, 1,6-Diamin hexan, Piperazin (1,4-Diazacyclohexan), N-Aminoethyl piperazin, N-Hydroxyethylpiperazin, N-Aminopropyl propandiamin-1,3, N-Methyl-N-Aminopropylpropandiamin- 1,3, N,N-Dimethylpropandiamin-1,3, N,N-Di/thylpropan diamin-1,3, N,N-Dimethylethylendiamin, N,N-Diethyl ethylendiamin, N-Aminohexylhexandiamin-1,6.

Ebenfalls für eine Kondensation geeignet sind außerdem:
Polyamine, die andere Funktionalitäten wie beispielsweise Ether (-O-), Thioether (-S-), Sulfoxid (-SO-) Sulfon (-SO₂-)-Gruppen enthalten sowie aromatische Strukturen.

R₁H₂N(CH₂)_xY (CH₂)_z NH₂ (IV)

Y = O, S, SO, SO₂, C₆H₅-
x - 2 - 10
Y 2 - 10

Bestimmte Hydroxyaminoamidoamine oder Hydroxyamino imidazoline mit tertiären Nitrogenen wie beispielsweise das Reaktionsprodukt der fettigen Epoxyester und N,N-Di methylpropandiamin-1,3 mit der Formel

können durch weitere Reaktion mit einem alkylisierenden Agens wie beispielsweise Methyl-, Ethyl- oder Benzyl haliden, Sulfaten, Phosphaten usw. modifiziert werden. Die sich daraus ergebenden Verbindungen werden als mono-, di- oder triquaternäre Ammoniumsalze klassifiziert. Ihre Haupteigenschaft ist die Löslichkeit in wäßrigen Syste men ohne Zusatz von Säure, wie es bei Aminen, Amidoaminen oder Imidazolinen der Fall ist. Ein Beispiel dieser Art von quaternären Ammoniumsalzen wie sie durch Reaktion eines Mols der Verbindung mit der Formel VII mit vier Molen Methylchlorid entstehen, ergibt die folgende Struktur:

Weitere Modifikationen der zuvor beschriebenen mono-, di- oder polymeren Hydroxyamino-Amidoaminen oder Hydroxyamin imidazolinen sind die Reaktionsprodukte mit reaktiven Oxiransystemen, wie beispielsweise Ethylenoxid, Propylen oxid oder Butylenoxid. Die Reaktion tritt anfänglich bei primären und sekundären Nitrogenen, d. h. einem Nitrogen mit welchem ein oder zwei Wasserstoffatome kovalent verbunden sind. Die Reaktionsprodukte gehören in die Klasse der N-Hydroxyethyl, N-2-Hydroxypropyl- und N-2-Hydroxybutyl Hydroxyamino-Amidoamine oder Hydroxy amino-Imidazoline. Wenn überschüssiges Oxiran reagiert werden Polyethylenoxide, Polypropylenoxide oder Poly butylenoxide erhalten. In diesem Fall reagieren auch die Hydroxylgruppen.

Die Verwendung von Reaktionsprodukten von Polyaminen mit epoxidisierten Ölen oder ungesättigten Fettestern als Asphaltemulgatoren und insbesondere als Emulgatoren für lösungsmittelfreie Asphaltemulsionen und Emulsionen für die Schlammabdichtung war zuvor nicht bekannt.

Reaktionsprodukte von Diethylentriamin, Dipropylentriamin oder anderen Polyaminen mit epoxidisiertem Leinsamenöl oder Sojabohnenöl werden als Polyamid-Vorpolymere, die als Klebemittel oder Harzhärter verwendet werden können, in den folgenden Patenten offenbart: Französisches Patent 1,164,471 (v. 9. Oktober 1958), Französisches Patent 1,295,619 (8. Juni 1962), Britisches Patent 953 422 (T.W. FINDLEY, 25. März 1964), US-Patent 3,291,764 (T.W.FINDLEY, 13. Dezember 1966, Ostdeutsches Patent 50 750 (H. SCHADE et al, 5. Oktober 1966), Britisches Patent 816,986 (22. Juli 1959), Britisches Patent 811,797 (A.R.H. TAWN, 15. April 1959), US-Patent 3,035,000 (R.W. FULMER, 15. Mai 1962), US-Patent 3,112,294 (H.A. NEWEY, 26. November 1963), Ostdeutsches Patent 56 934 (K. BUSER et al, 5. Juli 1967), Japanisch Kokai 75 53 499 (J. KAMIUCHI et al., 12. Mai 1975), DE-AS 24 20 254 (M.A. LANDISE, 28. November 1974).

US-PS 28 90 228 beschreibt polyamidartige Reaktionsprodukte, die durch Umsetzung von Monoepoxy- oder Polyepoxyfettsäuren oder ihren Estern mit aliphatischen Diaminen oder Polyaminen hergestellt werden. Diese Reaktionsprodukte werden als Ausgangsstoffe für die Herstellung von Lacken verwendet.

Ähnliche Kondensate werden als Desemulgatoren für Was ser-in-Öl-artige Emulsionen im US-PS 3,148,199 (M. DeGROOTE et al., 8. September 1964) und als Wachs tumshemmer für sulfatreduzierende Bakterien im US-PS 3,049,492 (M. DeGROOTE et al., 14. August 1964) offen bart.

Die folgenden Beispiele werden für Emulgatoren, die zur Herstellung kationischer Asphalt-in-Wasser Emulsionen verwendet werden gegeben und sie haben sich als geeignet für eine Mischung unter Scherbeanspruchung mit einer Vielzahl von kieselsäurehaltigen und kalkhaltigen Zu schlagstoffen herausgestellt. Nach dem Absetzen (Ver dunsten des Wassers) zeigen die Asphaltfilme eine ausgezeichnete Adhäsion an der Oberfläche der Zuschlag stoffe.

Besonders geeignet sind die Reaktionsprodukte von epoxi disiertem Leinsamenöl, epoxidisiertem Sojabohnenöl oder epoxidisiertem Tallöl-Fettsäureesten mit Ethylendiamin, Diethylentriamin, Triethylentetramin und höheren Homolo gen oder Aminoethylpiperazin, Hydroxyethylpiperazin, N-Aminoethylethanolamin, Dipropylentriamin und allen Mischungen dieser Amine.

Bei der Herstellung der erfindungsgemäßen bituminösen Emulsionen wird eine wäßrige saure Lösung der nachfol gend beschriebenen Emulgatoren unter hoher Scherbeanspru chung in einer Kolloidmühle innig gemischt. Der Bitumen gehalt kann im Bereich von 30 bis etwa 80 Gewichtsprozent vorzugsweise jedoch zwischen 60 und 70 Gewichtsprozent liegen. Die Dosierung des Emulgators kann im Bereich von 0,1 bis 10 Gewichtsprozent der Emulsion, vorzugsweise jedoch zwischen 0,3 bis 1,5 Gewichtsprozent der Emulsion erfolgen. In Abhängigkeit vom Emulgator wird eine Mischgrademulsion erhalten, deren pH-Wert im Bereich von 2 bis 7 liegt, wobei die besten Ergebnisse bei einem pH-Wert von etwa 3 erhalten werden.

Das in der Emulsion verwendete "Bitumen" kann vom US-amerikanischen oder ausländischem Rohöl abgeleitet werden; es umfaßt ebenfalls Bitumen, Naturasphalt, Petroleumöl, Ölrückstände aus dem Straßenbau, plastische Rückstände aus der Kohleteerdestillation, Petroleumpech und mit Lösungsmitteln verdünnte Asphaltzemente (Rück standsasphalt). Es kann praktisch Asphaltzement jeder Viskosität und jeden Penetrationswertes zur Verwendung im Straßenbau, wie in den ASTM-Vorschriften D-3381 und D-946 beschrieben, mit Hilfe der erfindungsgemäßen Emulgatoren emulgiert werden.

Normalerweise werden die kationischen Seifenlösungen durch Suspendieren des Amidoamins oder Imidazolins in Wasser erhalten, dem eine genügende Menge einer geeigne ten Säure, beispielsweise Salz-, Schwefel- oder Phosphor säure oder ähnliches zugegeben wird, bis der gewünschte pH-Wert unterhalb von 7 erreicht ist und eine klare Emulgatorlösung erhalten wird. Danach werden die auf 55°C erhitzte Seifenlösung und der auf 120 bis 125°C vorer hitzte flüssige Asphalt unter hohen Scherbedingungen in einer Kolloidmühle 30 Sek. lang gemischt, worauf sich Asphaltemulsionen brauner Farbe und cremiger Konsistenz ergeben. Bevor mit Untersuchungen gemäß ASTM D-244 begonnen wird, werden die Emulsionen bei 70°C 16 Std. lang gelagert. Untersuchungen der Mischung mit Zuschlag stoffen werden so durchgeführt, daß eine abgemessene Menge Zuschlagstoff in einen Mischbehälter gegeben wird, auf den Zuschlagstoff werden 5 bis 10 Gewichtsprozent der Emulsion gegeben und über 1 bis 5 Min. gemischt. Die Mischung wird in drei gleiche Teile geteilt und in drei Behälter gegeben. Die erste Probe wird beiseite gestellt, die zweite Probe wird unmittelbar nach der Mischung mit Wasser gewaschen und die dritte Probe wird nach einer Stunde mit Wasser gewaschen. Die prozentuale Beschichtung der Oberfläche des Zuschlagstoffes wird visuell festge stellt. Von der ersten Probe wird die prozentuale anfängliche Beschichtung festgestellt, von der zweiten Probe die prozentuale Beschichtung bei sofortigem Ab waschen und von der dritten Probe die prozentuale Beschichtung bei Abwaschen nach einer Stunde. Die prozentualen Anforderungen der Bauindustrie für die Beschichtung liegen hierbei bei entsprechend mindestens 95%, 50% maximal und 50% minimal.

Die Zuschlagstoffe für die erfindungsgemäßen Schlamm abdichtungsmischungen für den Straßenbau sind durch abgestufte Zuschlagstoffe, die in ihrer Größe alle beinhalten, was durch ein Sieb Nr. 4 hindurchgeht und zumindest 80% was von einem 200-Maschen-Sieb (US-ameri kanische Standardserie) zurückgehalten wird.

Zuschlagstoffmischversuche werden durchgeführt, indem die Zuschlagstoffe mit Wasser und wäßriger bituminöser Emulsion vermischt werden. Ein anorganischer additiver Mineralfüllstoff wie Portlandzement, gelöster Kalk, Kalksteinstaub und Flugasche kann zur Beschleunigung der Absetz-/Bindungsbrechungszeit zugegeben werden und orga nische Salze wie Ammoniumsulfat oder Emulgatoren können zur Verzögerung der Absetz-/Bindungsbrechungszeit des Schlammsystems hinzugefügt werden. Solche Zusätze müssen den Erfordernissen von ASTM D-242 entsprechen. Diese Materialien werden in einem Mischbehälter gemischt, bis eine homogene Schlammischung entstanden ist. Wenn sich nicht innerhalb von drei bis vier Minuten Mischzeit unter Verwendung des richtigen Verhältnisses eines jeden Bestandteils ein stabiler Schlamm ausbildet, so zeigt dies an, daß die miteinander vermischten Materialien nicht kompatibel sind. Diese Mischanordnung ist zur Simulierung der tatsächlichen Anwendungsbedingungen er forderlich. Nach der Mischung des Schlamms wird dieser in eine Form gesprüht, die auf eine Asphaltpappe gestellt wird und die Absetz-/Bindungsbrechungszeit wird dadurch gemessen, daß die exponierte Schlammoberfläche mit einem Papiertuch abgetupft wird. Falls kein brauner Fleck auf dem Papiertuch entsteht, wird der Schlamm als "abgesetzt" angesehen. Die Aushärtezeit könnte ebenso mit einem Kohäsionstestgerät gemessen werden. Zahlreiche andere Versuche, wie sie in ASTM D-3910 beschrieben werden, werden angewandt, um die Festigkeit und andere physika lische Eigenschaften des Schlamms zu messen. Der "Performance Guide for Slurry Seal", veröffentlicht von der US-amerikanischen Asphalt Emulsion Manufacturers Association, wird zur Messung der Eigenschaften der Schlammabdichtung angewendet.

Die Emulsion sollte während des Mischens stabil sein und sich innerhalb der vorgesehenen Zeit nach der Aufbringung absetzen., Die erfindungsgemäßen Emulgatoren weisen ohne Hilfsemulgatoren sehr zufriedenstellende Eigenschaften auf. Beispielsweise können die Absetzzeiten über die Konzentration des Emulgators, die Zugabe von Kalk, Zement oder anderer anorganischer oder organischer Zusätze, die die Desemulgierungscharakteristiken des Schlammsystems ändern, gesteuert werden. Es kann auch ein organischer additiver Polymerlatex verwendet werden, um die Matrix zu verstärken. Vorzugsweise wird der organische Zusatz dem Emulsion-Zuschlagstoff-Schlamm hinzugefügt.

Mit den erfindungsgemäßen Emulgatoren können auch ohne Hilfsemulgatoren sehr zufriedenstellende Ergebnisse er zielt werden. Gelegentlich kann es jedoch nötig sein, die Ergebnisse der Emulsion abzuändern, um bei einem gegebe nen Asphaltgehalt eine verbesserte Viskosität oder eine verbesserte Stabilität gegenüber Staub und den Feinan teilen des Zuschlagstoffs oder eine Verlängerung oder Verkürzung der Absetzzeit usw. zu erhalten. In diesen Fällen kann eines von zwei Verfahren angewendet werden. Entweder wird eine Mischung von Tallöl-Fettsäuren, vorzugsweise Tallölpech, dem Bitumen (Asphalt) vor der Emulgierung zur Verbesserung der Bindungsbrechung oder der Viskosität der Emulsion zugegeben, oder es können Mischungen der voranstehend beschriebenen Amidoamine oder Imidazoline mit kompatiblen kationischen oder nicht ionischen Emulgatoren zur Emulgierung des Bitumens verwendet werden. Hilfsemulgatoren, die bis zu 90% der gesamten kombinierten Emulgatorzusammensetzung ausmachen können, sind Fettamine, Fettpropandiamine, Fettamidoamine und Fettimidazoline. Diese Klasse von Verbindungen verringern im allgemeinen die Absetzzeit. Weitere Hilfs emulgatoren sind monoquaternäre Ammoniumfettsalze, diqua ternäre Diammoniumfettsalze und nichtionische Emulgatoren wie beispielsweise Ethylenglykolpolyether von Nonyl- oder Dodecylphenol. Es können auch Kombinationen mit Amido aminen, Imidazolinen, die auf monocarboxylischen Fett säuren verschiedenen Ursprungs oder C₁₉- und C₂₁-Di carbonsäuren, C₂₂-Tricarbonsäure oder sulfonierter Tallölfettsäure wie sie in den US-Patenten 4,447,269; 4,450,011 und 4,462,840 offenbart werden, verwendet werden. Diese Mischungen können ebenso durch Vormischen von epoxidisierten Ölen mit diesen Säuren und Reaktion der Mischungen mit Polyamin erhalten werden. Für diesen Zweck geeignete Monocarbonsäuren sind sulfonierte Tallölfettsäuren, Rohtallöl, Harzsäuren, mit Fumar- oder Maleinsäure reagiertes Harz, Tallölpech, Talgfettsäuren, Sojafettsäuren und ähnliches. Kraftlignin oder Vinsol können ebenfalls zur Koreaktion verwendet werden.

Dimersäuren, welche aus langkettigen C₃₆-aliphatischen Carboxylsäuren bestehen, die durch die Dimerisierung von Fettsäuren verschiedenen Ursprungs erhalten werden, können ebenfalls einer Koreaktion unterzogen werden. Ein Beispiel für diese Art Säure wird von Emery Industries, unter dem Handelsnamen "EMPOL® Dimersäure" hergestellt.

Die mit den epoxidisierten Öl-Polyaminkondensaten herge stellten Emulsionen, die mit der vorliegenden Erfindung offenbart werden, sind stabil und können über einen langen Zeitraum bis zu ihrem Gebrauch gelagert werden.

In Abhängigkeit von der Art des Zuschlagstoffes und seiner Reinheit wird die Mischung verbessert, wenn der Zuschlagstoff mit 1 bis 5% bezogen auf das Gewicht des Zuschlagstoffes vorbefeuchtet wird, im Falle, daß die Emulsion als lösungsmittelfreie Mischgrademulsion verwen det werden soll. Die Eigenschaften der kationischen Asphaltemulsionen in bezug auf die Mischeigenschaften und das Absetzen (höherer Prozentsatz bei Abwaschen nach einer Stunde) können, falls erforderlich, ebenfalls verbessert werden, wenn dem Asphalt vor der Emulgierung 1 bis 15% eines Lösungsmittels bezogen auf das Asphalt gewicht zugegeben werden. Die mit den Di- und Tri carbonsäure-Polyaminkondensaten hergestellten erfin dungsgemäßen Emulsionen sind stabil und können über einen langen Zeitraum bis zu ihrem Gebrauch gelagert werden. In Abhängigkeit von der vorgesehenen Verwendung kann die Emulsion mit dem Zuschlagstoff in einer zentralen Mischanlage in einer großen Mischtrommel gemischt und die Mischung zur Baustelle gebracht werden, oder die Emulsion kann zur Baustelle gebracht und dort entweder mit beispielsweise einer motorisierten Mischvorrichtung oder von Hand gemischt werden.

Im Falle, daß mit diesen Emulgatoren hergestellte Emulsionen zur Schlammabdichtung verwendet werden sollen, wird der Zuschlagstoff mit 1 bis 15% Wasser je nach den Wetterbedingungen vorbefeuchtet. Wahlweise können Zusätze wie beispielsweise Aluminiumsulfat dem Wasser oder Zement hinzugefügt werden oder gelöster Kalk kann mit dem Zuschlagstoff gemischt werden, um Zuschlagstoff-Emul sion-Schlammischungen mit den erwünschten Eigenschaften und Absetzzeiten zu erhalten.

Aus den folgenden Ausführungsbeispielen für verschiedene Arten von, erfindungsgemäßen Emulgatoren werden weitere Merkmale und Vorteile der Verwendung dieser Verbindungen in mittelschnell absetzenden gemischten wäßrigen kationischen bituminösen Emulsionen deutlich.

Beispiel 1

Dieses Beispiel zeigt die Vielzahl von Emulgatoren, die von den gleichen Ausgangsstoffen bei verschiedenen Temperaturen und Verhältnisse der Reagentien erhalten werden können.

Emulgator A

Einhundert (100) Teile EPOXOL® 9-5 (epoxidisiertes Leinsamenöl, SWIFT TECHNICAL PRODUCTS) wurden mit 50 Teilen Diethylentriamin gemischt und langsam auf 260°C erhitzt. Danach wurde das Kondensat gesammelt, gekühlt und mit Isopropanol auf 50% Aktivität verdünnt.

Emulgator B

Einhundert (100) Teile EPOXOL® 9-5 wurden mit 50 Teilen Aminoethylethanolamin vermischt und auf 225°C erhitzt. Danach wurde das Kondensat gesammelt, die Reaktion wurde gestoppt und das Kondensat abgekühlt.

Emulgator C

Dreihundert (300) Teile FLEXOL® EPO (epoxidiertes Soja bohnenöl, UNION CARBIDE Corp.) und 250 Teile Ethylen diamin wurden bei Raumtemperatur gemischt und langsam auf 220°C erhitzt. Danach wurde das Reaktionswasser und überschüssiges Ethylendiamin gesammelt, auf Raumtempera tur gekühlt und mit ausreichend Isopropanol zur Erzielung eines flüssigen Produktes verdünnt.

Emulgator D

Zweihundert (200) Teile FLEXOL® EPO und 100 Teile Diethylentriamin wurden bei Raumtemperatur vermischt und auf 265°C erhitzt. Danach wurde das Destillat gesammelt, gekühlt und mit ausreichend Isopropanol zur Erzielung eines flüssigen Produktes verdünnt.

Emulgator E

Zweihundert (200) Teile FLEXOL® EP-8 (Epoxydioctyltallat, UNION CARBIDE Corp.) und 100 Teile Diethylentriamin wurden bei Raumtemperatur vermischt und langsam auf 225°C 30 Minuten lang erhitzt. Danach wurde das Destillat gesammelt und gekühlt.

Emulgator F

Zweihundert (200) Teile EPOXOL® 9-5 und 100 Teile Dimethylaminopropylamin wurden vermischt und auf 210°C erhitzt, bis sich das ganze Destillat gesammelt hatte.

Emulgator G

Zweihundert (200) Teile EPOXOL® 9-5 wurden mit 100 Teilen Diethanolamin auf 225°C erhitzt. Nach dem Abkühlen wurden zu 100 Teilen des Kondensats 50 Teile Diethylentriamin hinzugefügt und auf 210°C erhitzt, bis sich das ganze Destillat gesammelt hatte.

Emulgator H

Vierzig (40) Teile EPOXOL® 9-5 wurden mit 40 Teilen Harz S und 50 Teilen Diethylentriamin vermischt. Die Mischung wurde langsam auf 270°C erhitzt, bis sich das ganze Destillat gesammelt hatte. Nach Abkühlen und Verdünnung mit Isopropanol wurde ein flüssiges Reaktionsprodukt erzielt.

Emulgator I

Einhundert (100) Teile EPOXOL® 9-5 wurden mit 100 Teilen Tallölfettsäure (L-5) und 200 Teilen einer aus Amino ethylpiperazin, Triäthylentetramin und Amino ethylethanolamin bestehenden Aminmischung vermischt. Es wurde auf 225°C erhitzt, bis sich das ganze Destillat gesammelt hatte.

Emulgator J

Zweihundert (200) Teile FLEXOL® EPO wurden mit 100 Teilen Aminoethylpiperazin vermischt und auf 260°C erhitzt. Danach wurde das Destillat gesammelt, gekühlt und mit Isopropanol verdünnt.

Beispiel 2

Eine wäßrige kationische bituminöse Emulsion wurde unter Verwen dung eines jeden Emulgators A bis E aus Beispiel 1 bereitet und Mischungsversuche mit dicht abgestuften Zuschlagstoffen wurden mit jeder Emulsion, wie zuvor beschrieben, durchgeführt.

Zuerst wurden kationische wäßrige bituminöse Emulsionen mit verschiedenen Asphalten mit 64% Asphaltrückstand, 1,5% Emulgator bei pH 2,5 und Wasser auf 100% (die Prozentgehalte sind auf das Gewicht der Emulsion bezogen) hergestellt.

Danach wurden Schlämme, indem zu 100 g Camak-Zuschlag stoff (Granit-Siebungen) 16% der kationischen wäßrigen Emulsion, 10-14% Wasser und entweder 0% oder 1% Portlandzement als Absetzbeschleuniger oder 0,05% Aluminiumsulfat als Absetzverzögerer zugegeben. (Die Prozentgehalte sind auf das Gewicht des Zuschlagstoffs bezogen.

Mit allen untersuchten Emulgatoren, ohne Zusatz oder mit dem Absetzverzögerer, wurden innerhalb einer Minute Mischzeit stabile homogene Schlammischungen erhalten, wenn es nicht anders verzeichnet ist. Mit einem 1%igen Zusatz von Zement zur Mischung waren die Schlammischun gen nur 30 bis 50 Sekunden lang stabil.

Beispiel 3

Dieses Beispiel zeigt die Schnellabsetzzeiten der gemäß Beispiel 2 hergestellten Schlammischungen, so wie die Möglichkeit die Absetzzeiten mit der Zugabe eines mineralischen Füllstoffes (Portlandzement) zu steuern. Die Schlammabsetzzeiten wurden gemäß den zuvor beschrie benen Untersuchungsverfahren, d. h. durch Abtupfen der exponierten Oberfläche des in einer Form auf einem Asphaltfilz ausgebreiteten Schlammes bestimmt. Wenn sich auf dem Papier kein brauner Fleck zeigt, wird der Schlamm als abgesetzt betrachtet. Die Absetzzeiten sind in der nachfolgenden Tabelle I angegeben.

Tabelle I

Schlammabsetzzeiten (in Min.)

Beispiel 4

In diesem Beispiel wird die lösungsmittelfreie Misch gradeigenschaft der erhaltenen Emulsionen gezeigt, wenn zur Emulgierung die zuvor beschriebenen Emulgatoren benutzt wurden. Um die Vielseitigkeit dieser Emulsionen deutlich zu machen, wurden für die Mischungsversuche verschiedene kieselsäurehaltige und kalkhaltige Zuschlag stoffe verwendet. Die Emulsionen wurden mit verschiedenen Asphalten bei 64 bis 65% Asphaltrückstand hergestellt. Ausgezeichnete Emulsionen wurden erhalten, wenn die Dosierung des Emulgators im Bereich von 0,8 bis 1,5% vorgenommen wurde. Die Emulsionen wurden in einem pH-Bereich von 2,5 bis 4,0 hergestellt. Die pH-Einstel lungen wurden mit verdünnter Salzsäure vorgenommen. Die Versuchsergebnisse sind in Tabelle II wiedergegeben. Die Untersuchung des Zuschlagstoffes gibt an, ob eine Emulsion für Mischvorgänge geeignet ist. Sie wurde mit einem Mischbehälter und Löffel durchgeführt. In Abhängig keit von der Reinheit des Zuschlagstoffes wurde er vor der Zugabe der Emulsion mit 1 bis 3% Wasser vorgenäßt. Nachdem 5 bis 9 g einer Emulsion (pro 100 g Zuschlag stoff) mit dem Zuschlagstoff eine Minute lang vermischt worden waren, wurde die anfängliche Beschichtung, die anfängliche Beschichtung nach Abwaschen und die Beschich tung nach Abwaschen nach einer Stunde visuell bestimmt. Aus diesen Angaben kann die Mischungswirksamkeit und die Absetzzeit bei einem speziellen Zuschlagstoff bestimmt werden.

Tabelle II

Bewertung der Asphaltemulsionen

Für alle untersuchten Emulgatoren wurden bei allen Zu schlagstoffarten ausgezeichnete Beschichtungseigenschaf ten beobachtet.

Während die Erfindung mit Bezug auf verschiedene spe zielle Stoffe, Verfahren und Beispiele beschrieben wurde, ist es selbstverständlich, daß die Erfindung nicht auf bestimmte Stoffe, Stoffkombinationen und für diesen Zweck ausgewählte Verfahren begrenzt sein soll. Für den Fachmann auf diesem Gebiet ist es selbstverständlich, daß zahlreiche Änderungen dieser Einzelheiten vorgenommen werden können.

Claims

1. Wäßrige, kationische bituminöse Emulsion, gekennzeichnet durch einen Gehalt an etwa 30 bis etwa 80 Gew.-% Bitumen, etwa 0,1 bis 10 Gew.-% eines Emulgators, erhalten durch Umsetzung von Polyaminen mit epoxidierten ungesättigten Fettsäuren mit einer Ketten länge von C₈ bis C₂₂ oder deren Estern bei Temperaturen von 130-260°C und Wasser zur Ergänzung auf 100 Gew.-% sowie mit einem pH-Bereich von 2 bis 7.

2. Emulsion gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Polyamine aus Ethylendiamin, Diethylentriamin, Triethylentetramin, Tetraethylenpentamin, Aminoethylethanolamin, Aminoethylpiperazin und Hydroxyethylpiperazin ausgewählt sind.

3. Emulsion gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bis zu 90% der gesamten Emulgatorzusammensetzung aus einem oder mehreren Hilfsemulgatoren bestehen können, die aus der Gruppe der Fettamine, Fettpropandiamine, Fettamidoamine, Fettimidazoline, Amidoamine oder Imidazoline, die aus C₁₉-, C₂₁-Dicarbonsäuren, C₂₂-Tricarbonsäuren oder sulfonierten Tallölfettsäuren, monoquaternären Ammoniumfettsalzen, diquaternären Diammoniumfettsalzen und Ethylenglykol polyethern von Nonyl- oder Dodecylphenol hergestellt wurden, ausgewählt sind.

4. Emulsion gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bis zu 90% der gesamten Emulgatorzusammensetzung aus einem oder mehreren Hilfsemulgatoren bestehen können, die aus der Gruppe der Stickstoffderivate von Harzsäuren und Stickstoffderivate von Kraftlignin ausgewählt sind.

5. Emulsion gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Emulgatorzusammensetzung durch Reaktion eines Polyamins mit einer Mischung aus sulfonierter Tallölfett säure, Mono-, Di- oder Tricarbonsäuren und einem epoxi dierten Produkt aus Anspruch 1 hergestellt ist.

6. Emulsion gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Emulgatorzusammensetzung in einer Koreaktion eines Polyamins mit einer Mischung aus Harzsäuren und einem oder mehreren der epoxidierten Verbindungen gemäß Anspruch 1 hergestellt ist.

7. Emulsion gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Emulgatorzusammensetzung in einer Koreaktion eines Polyamins mit einer Mischung aus Kraftlignin und einer oder mehreren der epoxidierten Verbindungen gemäß Anspruch 1 hergestellt ist.

8. Emulsion gemäß Ansprüchen 1, 2, 3, 4, 5, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus etwa 60% bis 70% Bitumen, bezogen auf das Emulsionsgewicht, etwa 0,3% bis 1,5% Emulgator, bezogen auf das Emulsionsgewicht und Wasser zur Ergänzung auf 100 Gew.-% besteht, wobei die Emulsion einen pH-Wert von etwa 3 aufweist.

9. Emulsion gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Emulsion etwa 1 bis 15 Volumen% eines Kohlen wasserstofföls enthalten sind.

10. Emulsion gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Bitumen vor der Emulgierung eine Mischung von Tallölfettsäuren zugesetzt ist.

11. Emulsion gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung von Tallölfettsäuren aus Tallölpech besteht.

12. Verarbeitbare Schlammabdichtungsmischung für den Straßenbau aus einer wäßrigen kationischen bitmunösen Emulsion und mineralischem Zuschlagstoff, dadurch gekennzeichnet, daß sie
aus einem dicht abgestuften mineralischem Zuschlagstoff, der durch ein Sieb Nr. 4 hindurch geht und von dem mindestens 80% auf einem 200-Maschen-Sieb zurückgehalten werden,
etwa 8 Gew.-% bis 20 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Zuschlagstoffes einer Öl-in-Wasser-Emulsion mit etwa 55 bis 65 Gew.-% Bitumen, bezogen auf das Emulsions gewicht, etwa 0,5 bis 2 Gew.-% eines kationenaktiven Emulgators erhalten durch Umsetzung von Polyaminen mit epoxidierten ungesättigten Fettsäuren mit einer Kettenlänge von C₈ bis C₂₂ oder deren Estern bei Temperaturen von 130 bis 260°C und Wasser zur Ergänzung auf 100 Gew.-% und einem pH-Wert von 2 bis 7,
etwa 4 bis 16 Gew.-% Wasser, bezogen auf das Gewicht des mineralischen Zuschlagstoffes, wobei das Wasser zur Her stellung eines Schlammes aus dem Zuschlagstoff und der Emulsion zugegeben wird,
und bis zu 3% eines anorganischen oder organischen Zusatzes zur Verkürzung der Absetzzeit der Mischung besteht.

13. Schlammabdichtungsmischung für den Straßenbau gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß sie etwa 55 bis 65 Gew.-% Bitumen, bezogen auf das Emulsionsgewicht, etwa 0,5 bis 2,0 Gew.-% Emulgator, bezogen auf das Emulsionsgewicht, und Wasser zur Ergänzung auf 100% enthält, wobei die Emulsion einen pH-Wert von etwa 2,5 aufweist.

14. Schlammabdichtungsmischung für den Straßenbau gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß dem Bitumen vor der Emulgierung eine Mischung aus Tallölfettsäuren zugegeben wird.

15. Schlammabdichtungsmischung für den Straßenbau gemäß Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Tallölfettsäuremischung aus Tallölpech besteht.

16. Schlammabdichtungsmischung für den Straßenbau gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Polyamine aus Ethylendiamin, Diethylentriamin, Triethylentetramin, Tetraethylenpentamin, Aminoethyl ethanolamin, Aminoethylpiperazin und Hydroxyethylpiperazin ausgewählt sind.

17. Schlammabdichtungsmischung für den Straßenbau gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der anorganische Zusatz aus Portlandzement, gelöstem Kalk, Kalksteinstaub und Flugasche oder Salzen und einem Ammoniumsulfat, Aluminiumsulfat und Eisenchlorid ausgewählt ist.

18. Kationische bituminöse Emulsion gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ester aus der Gruppe pflanzlicher Öle und tierischer Fette ausgewählt sind.

19. Schlammabdichtungsmischung für den Straßenbau gemäß Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Ester aus der Gruppe pflanzlicher Öle und tierischen Fette ausgewählt sind.