FI58648C - Anvaendning av pulverformiga n-alkyl-polyalkylen-polyamin hydrokloridsalter i bituminoesa bindemedel - Google Patents

Description

-------- r., KUULUTUSJULKAISU r ft (L A Q

W® w (11)UTLXeGNINGSSKRIFT 5Ö64Ö C Patentti syimnetty 10 03 1981 (45) Patent neddelat

Vs * ^ (S1) K».nc?/tata3 c 08 1 95/00 SUOMI —FINLAND (21) PMuttPitktww—P»fnew*etalnt 2922/71 (22) HmkMntoptWi —AiwMcnln«^«g l8.10.7l (23) AHwpaivt—GIMgh«t*d«g l8.10.71 (41) Tullut (utktMksI — BllvH offuntllg 20.0U. 72 ΜΛ NlhtMklfpiilM ) klMl>|.lkalwn pvm... .

Patent· och registerttjrrelMn ' ' amMcm utiagd od> utUkriftM pubiicund 28.11.80 (32)(33)(31) I^T*·*1* ewelkuM·—Buglrd piiorlttt 19.10.70

Ranska-Prankrike(FR) 703?6l6 Toteennäytetty-Styrkt (71) Pierrefitte-Auby, Avenue Velasquez, Paris, Ranska-Frankrike(FR) (72) Pierre Vallin, Pas de Clais, Ranska-Frankrike(FR) (7^) Berggren Oy Ab (51*) Jauhemaisten N-alkyyli-polyalkyleeni-polyamiinien hydrokloridisuolojen käyttö bitumisideaineessa - Användning av pulverformiga R-alkyl-poly-alkylen-polyamin hydrokloridsalter i bittuninösa bindemedel Tämä keksintö kohdistuu N-alkyyli-polyalkyleeni-polyamiinien hydrokloridisuolojen käyttöön kiinnitysaineena kuumissa tai sulissa bitumisideaineissa. Maaperän, kuten joustavien sement-tilattioiden ja ajoratojen, teiden, pysäköintialueiden, lentokenttien jne. päällystysaineet muodostuvat soran, kivien ja, yleensä, mineraaliaineiden ja bitumin tai tervan tai minkä tahansa muun hiilivetysideaineen tiiviistä seoksesta.

Mineraaliaine ja sideaine voidaan levittää peruskerrokseen joko erikseen tai yhtä aikaa.

Tekniikassa, jonka mukaan sideaine ja mineraaliaineet levitetään erikseen, sideaine ensimmäisenä, se on tavallisesti vesi-emulsiossa normaalilämpötilassa olevaa bitumia, jonka emulgaat-tori on amiinin kloorihydraatti, joka toimii kiinnitysstimu-laattorina. Nämä emulsiot ovat tunnettuja eivät ainoastaan stabiliteetistaan vaan myös nopeasta jakaantumisestaan bitumiksi ja vedeksi joutuessaan kosketuksiin mineraaliaineiden kanssa sekä bitumille antamastaan kiinnevoimasta näihin mine-raaliaineisiin nähden.

2 58648

Jos tässä samassa menetelmässä bitumi itse levitetään cut-backinä (bitumi on nesteytetty kerosiinilla tai kivihiiliöljyl-lä). On tavallista aktivoida se etukäteen tai levittää akti-voimisjauhetta sen pinnalle, jolloin tämä aktivoimisaine on amiini veteen tai liuotinaineeseen liuotettuna emäksenä.

Menetelmässä, jossa mineraaliaineet ja bitumi levitetään samanaikaisesti, aineita kutsutaan "päällystetyiksi". Koska tämä päällystys suoritetaan kylmällä vesiemulsiolla tai kohtuullisessa lämpötilassa olevalla cut-backillä, puhutaan kylmäpäällysteistä tai haaleapäällysteistä. Jos päällystys suoritetaan nesteytetyllä bitumilla, ei emulsion avulla vaan kuumentamalla korkeampaan lämpötilaan ja lisäksi kuumennettuja mineraaliai-neita käyttäen, puhutaan "kuumapäällysteistä".

Kylmä- tai haaleapäällystyksissä voidaan menestyksekkäästi käyttää amiinilla tai kationisilla yhdisteillä aktivoimista.

Sitä vastoin kuumapäällystyksissä on turhaa koettaa aktivoida niitä amiineilla tai muilla kationisilla yhdisteillä emäksinä. Nämä aktivoimisaineet ovat nimittäin herkkiä happomolekyyleille (nafteenihapoille, fenolihapoille jne.), jotka ovat läsnä aktivoitavassa sideaineessa heti kun lämpötila ylittää 120°C. Korkeassa lämpötilassa säilyttämistä vaativien sideaineiden aktivointi on siis toivotonta.

Nyt on havaittu, että kationisilla johdannaisilla, jotka eivät liukene orgaanisiin sideaineisiin, mitä on kauan pidetty mustien sideaineiden aktivoinnin esteenä, on paljon suurempi akti-vointikyky kuin emäksillä, joista ne on johdettu, ja erinomainen termostabiliteetti.

Nämä pölymäiset aineet, jotka eivät liukene mustiin sideaineisiin, ovat alifaattisten polyamiinien kloorihydraatteja.

Näistä aineista valitaan sellaisia, jotka eivät hajoa joutuessaan kosketuksiin sideaineen kanssa korkeassa lämpötilassa; rajaperustaksi voidaan ottaa esimerkiksi 200°C 48 tunnin ajan.

3 58648 Päinvastoin kuin perusaineet, joiden johdannaissuoloja ne ovat, ne eivät ole nestemäisinä eivätkä tahnamaisina vaan pölymäisi-nä. On havaittu, että ne jakaantuvat kuitenkin täysin homogeenisesti sideaineeseen.

Keksinnön mukaisia kuumapäällysteitä varten tarkoitetut pöly-mäiset aktivointiaineet ovat siis seuraavat: N-alkyyli-polyalkyleeni-polyamiinien hydrokloridisuoloja, joilla on kaava r - j/nh - (οη2)η7ρ - NH2, (p+ 1) HC1 jossa R on alifaattinen radikaali, jossa on 8-22, ja mieluimmin 16-18 hiiliatomia.

n on positiivinen kokonaisluku, joka on pienempi tai yhtä suuri kuin 6, p on kokonaisluku 2-6.

Nämä suolat voidaan valmistaa hajottamalla tyhjössä niiden liuoksista.

Seuraavista kiinnevoimakokeista ilmenevät keksinnön mukaisten aktivoimisaineiden edut.

Sekoitetaan 10 kg 8-12 mm:n kvartsiittisoraa 0,5 kg:an cut-backiä, jonka viskositeetti on 15-250 (Ranskassa käytetyn normin NF-T 66005 mukaan) ja joka on etukäteen kuumennettu 110°C:en. Aktivointiaine lisätään sekoituksen alusta lähtien seuraavassa taulukossa I esitettyinä annoksina.

Päällyste jätetään sillensä, kunnes se jäähtyy ympäröivään lämpötilaan ja pannaan sitten kylmään veteen, joka saatetaan kiehumaan kohottamalla lämpötilaa noin 5°C minuutissa. 5 minuutin kiehuttamisen jälkeen seos jäähdytetään ympäröivään lämpötilaan.

Aktivoimisaineen väkevyydet ovat samat, joilla viiden minuutin kiehuttamisen ja ympäröivään lämpötilaan jäähdyttämisen jälkeen saadaan aikaan sorapinnan täydellinen tai melkein täydellinen bitumipäällystäminen.

4 58648

Kuten koe n:o 1 osoittaa, aktivointiaineen poisjättäminen aiheuttaa täysin olemattoman päällystyrnisen. Kokeet n:o 2 ja 3 osoittavat, että jo aikaisemmin ehdotettujen tiettyjen akti-vointiaineiden, kuten esimerkiksi N-rasva-amiinin tai N-rasva-amiinin kloorihydraatin käyttäminen ei anna hyväksyttäviä tuloksia muuten kuin 1 %:n ylittävillä määrillä. Kokeet n:o 4-5 osoittavat keksinnön mukaisen kloorihydraattiaktivointiainei-den suuremman tehokkuuden aikaisemmin tunnettuihin hapottomiin aktivointiaineisiin verrattuna.

Taulukko I

Aktivointiaineen lisäys n:o Laatu Kaava Väkevyys side aineessa (paino-%) 1 - - päällystyskyky ole maton tai keskinkertainen 2 N-rasva-amiini R-NH2 >1 3 N-rasva-amiinin kloorihydraatti R-NH^, HC1 >1 4 N-rasva-polypropy- leeni-polyamiini R-/NH- (CH2) 3/^2 0,6 5 N-rasva-polypropy-leeni-polyamiinin kloorihydraatti R-/TJH- (CH2) , 4HC1 0,2

Lisäksi on suoritettu lämpöstabiliteetin vertailua koskevia kokeita, joiden tulokset on esitetty taulukossa II.

Kokeessa saatettiin aktivoitu sideaine kolmen päivän ajaksi 160°C:n lämpötilan vaikutuksen alaiseksi, jotta saataisiin selville lämpötilan ja bitumin eri ainesosien vahingoittava vaikutus.

Tällä tavoin ylikuumennetuille sideaineille on tehty edellä kuvattu kiinnevoimakoe.

n:o Laatu Kaava Pitoisuus Soran pinr sideaineessa nan päällys- (paino-%) tyminen 58648

Taulukko II

Aktivointiaineen lisäys 1 - - - olematon 2 N-rasva-amiini R-NH- >1 olematon tai keskinkertainen 3 N-rasva-amiinin kloorihydraatti R-NH2, HC1 >1 olematon tai keskinkertainen 4 N-rasva-polypro- pyleeni-poly- __ amiini R-/N (CI^) 0,6 n. 80 % pinnasta 5 N-rasva-polypro- 4HC1 0,3 n. 95 % pyleeni-polyamii- pinnasta nin kloorihydraatti 0,6 n. 100 % pinnasta

Kuten havaitaan aktivointikyvyn paranemiseen liittyy erittäin tehokas lämmönkestokyky.

Nämä tulokset osoittavat pölymäisten kationisten suolojen selvästi kasvaneen tehokkuuden aikaisemmin tunnettuihin aktivointi-aineisiin verrattuna samoja annoksia käytettäessä; nämä annokset ovat 0,1-1 % ja yleisemmin 0,1-0,6 % sideaineesta.

Keksinnön mukaisia kloorihydraatteja voidaan käyttää helposti päällystyspaikoilla eri tavoin ja käyttäjän halun mukaan.

Niitä voidaan käyttää sellaisinaan tai laimennettuina mineraali jauheilla kuten esimerkiksi kalkilla, piioksidilla, kal-siumkloridillä jne. On muuten edullista valita nämä laimennus-aineet päällysteiden tavallisista ainesosista. Mineraalijauheen pitoisuus voi siis vaihdella 0-99,5 % puhtaan suolan painosta; enimmäismäärä tulee kysymykseen silloin, kun käytetään kantajana lisätäyteainetta, kuten jäljempänä selitetään.

6 58648

Tavallisimmin käytetään seoksia, jotka sisältävät 25- 75 % mineraalijauhetta.

Aineen erinomaisen lämpöstabiliteetin vuoksi aktivointiaineen lisäys voidaan suorittaa sideainemassaan. Tätä varten aktivointianne johdetaan helposti käsiteltävässä muodossa työmaalla oleviin sideaineen varastointisäiliöihin, mikäli mahdollista ennen niiden täyttöä säiliöajoneuvon avulla. Sitten sideaine pannaan sekoittumaan, jotta aktivointiaine sekoittuu siihen täydellisesti. Usein käytetään kahta säiliötä (esimerkiksi 3 kaksi kertaa 40 m ) ja tässä tapauksessa ne sovitetaan peräkkäin, jolloin ensimmäisessä suoritetaan aktivointiaineen lisäys ja toisessa varastoidaan aktivoitu sideaine, josta se sitten suihkutetaan päällystyskeskukseen.

Tämä menetelmä soveltuu yhtä hyvin jatkuvatoimisiin kuin jaksottaisina suoritettuihin päällystysmenetelmiin. Lisäetuna ja epäilemättä seurauksena tavoitteena olevasta kiinnevoiman paranemisesta mineraali-, vesi- ja sideainepinnassa vähenee joskus huomiotaherättävästi yleisesti "liemeksi" kutsuttujen ilmiöiden lukumäärä; "liemi" tarkoittaa päällyksen liiallista nesteytymistä mikä ilmenee aineiden suotautumisena ja valssauksen vaikeutumisena.

Keksinnön mukaisia jauhemaisia sideaineisiin liukenemattomia aktivoimisaineita voidaan lisätä myös täyteaineita, joko pölyn-poistosta talteenotettuja tai lisätäyteaineita käytettäessä.

Lisääminen tapahtuu jauheen annostelulaitteiden avulla, joita on saatavana markkinoilla ja jotka sovitetaan suoraan johonkin täyttöaineruuviin ja ohjataan synkronisesti ruuvin liikkeen kanssa.

Näiden laitteiden syöttämistä varten lämpöstabiilit jauhemaiset aktivoimisaineet voidaan tarvittaessa laimentaa muunlaisilla jauheilla, ja useimmiten samoilla täyteaineilla, joita tavallisesti käytetään tienpäällystystekniikassa.

Eräänä muunnelmana aktivoimisaineen lisääminen täyteaineeseen voidaan suorittaa suoraan valmistuksessa jauhemaisen aktivoimisaineen ja täyteaineen seoksella erillisten syöttösuppiloiden