NO164916B - Flytende vaskemiddelblanding. - Google Patents

Abstract

En flytende vaskemiddelblanding som er flytbar ved omgivelsestemperatur og som ikke danner en gel i kontakt med kaldt vann omfatter en flytende, ikke-ionisk tensidforbindelse og en gelhemmende forbindelse i tilstrekkelig mengde til å senke den ikke-ioniske forbindelses geldannelsestemperatur med minst 2°C. Den gelhemmende forbindelse omfatter en alifatisk lineær dicarboxylsyre med minst 6 carbonatomer i den alifatiske del av molekylet eller en alifatisk monosyklisk dicarboxylsyre hvori én av carboxylsyregruppene er bundet direkte til et ring-carbonatom og den annen carboxylsyregruppe er bundet til den monosykliske ring via en alkyl- eller alkenylkjede med minst 3 carbonatomer.

Description

Fremgangsmåte for påføring av bituminøse belegg

og emulsjoner egnet for utførelse av fremgangsmåten.

0 Foreliggende oppfinnelse angår påføring av bituminøst materiale på partikkelformede materialer for å oppnå et i det vesentlige ensartet belegg på de individuelle partikler, dvs. for å belegge vesentlig ensartet de individuelle partikler. Oppfinnelsen kan med fordel brukes for alle prosesser hvor partikkelformede materialer skal belegges med bi-tuminøst materiale og er særlig fordelaktig ved prosesser hvor partiklene kleber sammen, idet det bituminøse materiale i dette tilfelle nød-vendigvis må ha en slik klebrighet at hvert av de med et vedheftende belegg av bituminøst materiale forsynte tilstøttende partikler kleber sammen. Det er i faget kjent hvilke typer av bituminøse materialer kleber sammen under de forskjellige betingelser ved hvilke de skal brukes.

Oppfinnelsen har særlig stor verdi for dannelsen a<y> overflater bestående av sammenklebede partikkelformede materialer på gater, veier, rullebaner på flyplasser, kjørebaner eller lignende overflater, hvor det trenges gode kjøreegenskaper. Konvensjonelle overflatebelegg på veidekker omfatter ofte et partikkelformet "aggregat" bundet til et lag av bituminøst materiale, eller dispergert i en grunnmasse av bitumi-nøst materiale. Med "aggregat" menes i beskrivelsen miner alpartik-ler , f. eks. av granitt, som ofte brukes for å bygge eller å holde vei-ene vedlike.

Den vanlige overflatebehandling av slike overflater består hittil

i en overflatebekledning eller i bruken av belagte stendekker. Overflatebekledning ble i mange år anvendt med hell over hele verden, idet man brukte enten varme bindemidler , kalde emulsjoner eller i den senere tid varme kationiske emulsjoner. Værforholdene eller feil bruk av disse materialer kan føre til stensprut fra slike overflater med f. eks. resulterende knusing av bilvinduer. Overflatebekledning består i å sprøyte et passende bituminøst bindemiddel på veioverflaten, og å belegge dette med et enkelt lag av sammenbundet pukksten, vanligvis med ensartet størrelse. Med det forbedrede veidekkutstyr som man nå dis-ponerer over, brukes i økende grad belagte stendekker.

Det finnes imidlertid et behov for en overflatebehandling som vil tillate at et tynnere lag av belagte sten kan spres over en veibane for å stanse slitasjen av en eksisterende overflate og å hindre derved stensprut, og også for å forbedre kjøreegenskaper av en veibane ved å gi den en jevnere profil. En slik behandling vil være et fordelaktig al-ternativ for overflatebekledning, og også for stendekker, i de tilfeller hvor man bare trenger et tynt lag. Den som oppslemmingstetning kjente prosess vil skaffe dette. Oppslemmingstetningen blir i stor utstrekning brukt for å behandle rullebaner på flyplasser og den gav gode resultater når den var riktig gjennomført, men mens man på kjørebaner kan stop-pe trafikken inntil veiarbeidet er fullført og den behandlete overflate fullstendig herdnet, kan man ikke normalt avstenge trafikken på offentlige veier, og en trafikkstans er bare mulig hvis den varer en meget kort tid.

Standardmetoden for oppslemmingstetning av rullebaner på flyplasser består i å spre over overflaten av rullebanen en blanding av finkornede aggregater (vanligvis kalk og kvartssand), bituminøs emulsjon, vann og hydratisert kalk eller sement. Denne blanding kan således inn-stilles at den lett kan spres og at den har slike flyteegenskaper at den lett kan spres og at den har slike flyteegenskaper at den herdner til en gel etter spredningen og ikke flyter, men det oppnås ikke en slitasjemotstandsdyktig overflate inntil i det vesentlige alt vann er tapt ved fordampning. I koldt, fuktig vær er en slik fordampning langsom, og standardmetoden kan ikke brukes på offentlige veier.

Emulsjonen som brukes for standard-oppslemmingstetning og for mange prosesser som omfatter belegning av partikkelformede materialer, er en fullstendig stabil anionisk emulsjon, som definert i British Standard Specification nr. 434 (klasse 3 stabil).

Kommersielle anioniske bituminøse emulsjoner hører til to bre-de klasser; labile og stabile. Labile emulsjoner er ustabile og brister så snart et aggregat blir blandet med dem. Det bituminøse materiale avsetter seg imidlertid ikke jevnt rundt aggregatet, istedenfor dannes det klumper av bituminøst materiale i hvilke er innleiret en del av det partikkelformede aggregat, og et betydelig antall av aggre-gatpartikler forblir ubelagt. De stabile emulsjoner kan blandes med aggregatet og de brister i prinsippet ved at vann fordamper fra dem. De kan derfor bare brukes under betingelser som tillater en god fordampning, men selv da må de stå i flere timer før de brister, og det dannes en slitasjesterk overflate. Dersom regn faller på dem før de er herdnet, blir de vasket bort.

De labile emulsjoner blir dannet ved dispergering av bituminøst materiale enten i fortynnede alkalier, idet alkaliene reagerer med naf-tensyrekomponentene i det bituminøse materiale for å danne såper, eller i fortynnede såpeoppløsninger. De stabile emulsjoner blir vanligvis dannet ved dispergering av bituminøst materiale i vann som inneholder meget sterkere overflateaktive midler, vanligvis harpikssåper eller proteinoppløsninger , eller ved tilsetning av disse overflateak-tiver midler til labile emulsjoner.

Det er blitt foreslått å fremstille anioniske emulsjoner ved hjelp av andre dispergeringsmidler enn vanlige såper, harpikssåper og såper dannet ved forsåpning av bituminøse materialer. Typiske anvendelser av disse anioniske emulsjoner omfatter behandling av takpapp eller binding av glassmatter med dem, idet man deretter lot vannet fordampe fra dem, eller belegging av partikkelformede aggregater for å danne et belegg på aggregatpartiklene av emulsjonen, idet man deretter lot vannet fordampe for å tillate at det bituminøse materiale klebet til aggregatet. Såvidt kjent har slike emulsjoner ikke funnet bredere kom-mer iell anvendelse, antagelig fordi de overflateaktive midler er vanligvis mye dyrere enn konvensjonelle såper , og det ble ikke oppnådd tilstrekkelig store fordeler for å oppveie de økede omkostninger.

Kationiske emulsjoner ble foreslått for bruken i oppslemmings - tetningsprosesser. Disse emulsjoner belegger i deres minst stabile form stenoverflater, når de blandes med dem, nesten med én gang , ved berøring, så at blandingen er meget vanskelig, og spredningen er praktisk talt umulig, dersom bindemidlet i emulsjonen ikke har en lav viskositet. Ved å øke mengden av det i emulsjonen brukte kationiske overflateaktive middel, eller ved å bruke kationiske overflateaktive

midler med ikke-ioniske tendenser (f. eks. etylenoksyd-kondensater med fettsyreaminer eller kvartære ammoniumforbindelser), eller ved å bruke en forhåndsfukting av stenene med en vandig oppløsning av et kationisk overflateaktivt middel, er det mulig å oppnå en utstrakt blandingstid som tillater å utføre spredningen før en belegging og dermed herdning finner sted. Det er imidlertid ennå nødvendig å styre prosessen meget omhyggelig for å bevirke at blandingen ikke herdner i;

de brukte transporterbare blandere, men for å holde tiden mellom spredningen og herdningen til en slitasjemotstandsdyktig tilstand såi kort som mulig. Selv etter at herdningen av kationiske oppslemmings - tetninger tilsynelatende har funnet sted, er det ofte nødvendig å bruke ytterligere minst 20 minutter for herdning, for at det i massen utvik-les den nødvendige kohesj on før overflaten kan tas i bruk.

Begge de kjente typer av oppslemmingstetningsprosessen er derfor forbundet med den ulempe at overflaten som skal belegges i lengre tid ikke kan brukes, og må avstenges. Lignende ulemper er knyttet til kjente prosesser for belegning av partikkelformet materiale, med eller uten sammenbindingen av de belagte partikler. F. eks. i konvensjonelle prosesser for fremstilling av ikke sammenklebete, fritt flytende aggregatsplintrer som er belagt med bituminøst materiale, blir emulsjonen påført på pukken og vann må deretter fordampes fra emul-sjonsbelegget før emulsjonen brister og det bituminøse materiale kleber til pukken. Denne fordampning må nødvendigvis ta en lengre tid, ellers krever den en opphetning, og prosessen lar seg vanskelig gjen-nomføre og styre.

Oppfinnelsen har som oppgave å tilveiebringe en fremgangsmåte som bevirker at partikkelformet materiale blir hurtigere og mere tilfredsstillende belagt enn det hittil var tilfellet. En annen oppgave er å skaffe en fremgangsmåte ved hjelp av hvilken det partikkelformede materiale blir belagt, og samtidig eller en valgt tid deretter blir bundet sammen, ofte fortrinnsvis til et belegg på overflaten som enten danner et klebende lag eller en slitasjemotstandsdyktig overflate. En videre oppgave er å skaffe en fremgangsmåte for å danne på en overflate et slitasjemotstandsdyktig belegg av et bitumen-belagt partikkelformet aggregat, som ikke krever at overflaten avsperres i lengre tid, og som kan utføres uavhengig av værforholdene, forutsatt at temperaturen ikke er så lav at emulsjonen fryser. Det er en videre oppgave å skaffe en fremgangsmåte ved hvilken hvilke som helst betingelser kan brukes for å oppnå like tilfredsstillende resultater innenfor et vidt område av omgivelsestemperatur.

Ifølge oppfinnelsen belegges et partikkelformet materiale ved å blande sammen (l) det partikkelformede materiale, (2) en vandig alkalisk emulsjon av bituminøst materiale med et overflateaktivt materiale og (3) et avemulgeringsmiddel i en mengde som er i overskudd av den for avemulgering av emulsjonen nødvendige mengde, idet det overflateaktive materiale i emulsjonen omfatter et organisk sulfonat-overflateaktivt middel som inneholder en eter binding, og mengdene av det overflateaktive materiale og vann er slike at emulsjonen brister hurtig under blandingen, idet partiklene deretter blir belagt i det vesentlige ensartet med vedheftende bituminøst materiale som kleber til partiklene, mens de forblir i det vandige medium av emulsjonen.

I fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen avsettes således det bitu-minøse materiale på det partikkelformede materiale mens sistnevnte ennå er i det vandige medium av blandingen. Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er således helt uavhengig av vannfordampningen for at emulsjonen brister og for at det dannes et kraftig vedheftende belegg av bituminøst materiale på det partikkelformede materiale.

Et vesentlig trekk ved de brukte emulsjoner er at de inneholder minst ett organisk sulfonat som inneholder en eter binding som overflateaktivt middel. Andre overflateaktive midler som kan være til stede som en del av det overflateaktive materiale kan være såpen eller såpene som dannes ved reaksjon av naftensyrer i det bituminøse materiale og fortynnet alkali. Det er en enkel sak å bestemme konsentra-sjonene av de forskjellige komponenter av det overflateaktive materiale som egner seg for en bestemt prosess, og den vannmengde som er nødvendig for å oppnå det beste belegg ved hvilken som helst bestemt prosess. Dispersjonen skal være fri for dispergeringsmidler av leirtypen, da disse synes å hindre prosessen.

Det kan meget generelt sies at jo større vannmengden eller mengdene av det overflateaktive materiale eller av begge to er, desto lang-sommere er hastigheten med hvilken emulsjonen brister, og omvendt kan hastigheten økes ved å bruke mindre mengder av vann og/eller av overflateaktivt materiale.

Gode resultater kan oppnås ved å bruke emulsjoner som er avle-det ved å tilsette ett eller flere organiske sulfater eller sulfonater al-ene til en av de labile emulsjoner erholdt ved dispergering av bitumi-nøst materiale i fortynnet alkali. Forbedrede resultater oppnåes imidlertid ofte når en del av sulfatet eller sulfonatet erstattes med et annet over flateaktivt middel. Mengdene av eventuelle overflateaktive midler i tillegg til såpene som er dannet ved dispergering i alkali, og de organiske sulfonater eller sulfater, er imdlertid vanligvis ikke så store at de bevirker at emulsjonen blir stabil, som definert i B.S. 434, klasse 3. Hvis f. eks. harpikssåpe er innbefattet som et overflateaktivt middel, vil den normalt være til stede i en meget mindre mengde enn den som finnes i konvensjonelle stabile bituminøse emulsjoner.

Fortrinnsvis .minskes mengden av det brukte sulfat eller sulfonat ved å erstatte en del av dette med et ikke ionisk overflateaktivt middel. Egnede ikke ioniske overflateaktive midler inneholder store hydrofobe grupper samt ikke-ioniske hydrofile grupper. Det kan brukes langkjedetefettsyreamider og langkjedete estre og etere av flerverdige alkoholer, f.eks. glyceryl-monostearat, men det foretrekkes å bruke polyetylenoksyderivater dannet ved kondensasjon av etylenoksyd med fenoler , alkoholer , syrer og aminer inneholdende en fettgrup-pe, idet de med høyere alkylfenoler (dvs. de i hvilke alkylet inneholder 8 carbonatomereller mere), f. eks. nonylfenol, foretrekkes.

Derivater av f. eks. nonylfenol bør fortrinnsvis inneholde minst 9 etylenoksy-enheter. For høyere alkylfenolderivater gjelder at jo større antallet av etylenoksy- enheter er, desto mindre er mengden av materialet som er nødvendig for at den samme virkning skal oppnåes , dvs. et nonylfenol -etylenoksyd-kondensat inneholdende 50 mo-lare rester av etylenoksyd er mer virkningsfullt enn et som inneholder 9.

Et annet overflateaktivt middel som kan brukes, er en beskyt-tende kolloid-stabilisator. Stabilisatoren kan f. eks. bestå av et vann-oppløselig protein eller en syntetisk polymer, f.eks. polyvinylalkohol. Gelatinholdige materialer, f. eks. lim, er særlig fordelaktige og virk-ningsfulle. Harpikssåper, f.eks. de som er kjent som "Vinsol" -har - pikssåper, kan også brukes tilfredsstillende. ("Vinsol" er et vare-merke av Hercules Powder Company for en harpiks dannet av en eks-trakt fra stubber av furutrær med sølvglinsende blad).

Når man bruker de riktige mengder av de forskjellige overflateaktive midler beskrevet ovenfor ifølge oppfinnelsen, kan det skje at det frigjorte vann inneholder litt bituminøst materiale dispergert i vannet. Vannet kan derved være misfarget. I det følgende betegnes dette som "forurensning" og det er funnet at man kan vesentlig eliminere denne forurensning ved å innføre også som en del av det overflateaktive middel et høyere alifatisk aminoksyd (dvs. et som inneholder 8 karbonat - omer eller mere). Ved å velge de riktige mengder av dette overflateaktive middel og av de andre overflateaktive midler er det mulig å oppnå at et i det vesentlige klart vann blir frigjort så snart emulsjonen brister.

Passende aminooksyder er f. eks. trialkylaminooksyder, og særlig N, N -dimetyl -N -dodecylaminoksyd.

Det må gjøres et visst utvalg innenfor klassen bestående av organiske sulfater som inneholder en eterbinding for å velge et sulfat eller sulfonat som vil gi helt tilfredsstillende resultater i hver bestemt prosess. Alifatisk-substituerte aromatiske sulfonater foretrekkes vanligvis, men alifatiske sulfonater kan brukes. De organiske sulfonater som brukes er fortrinnsvis disulfonater og helst alifatisk-substituerte aromatiske disulfonater. Det er funnet at sulfonater, fortrinnsvis disulfonater, av alifatisk-substituerte difenylestre gir gode resultater, f. eks. de av dem i hvilke den alifatiske gruppe er dodecyl. Eksempler av andre mono - sulfonater , fortrinnsvis disulfonater som kan brukes , er sulfonater av alkylaryletere i hvilke arylgruppen er en annen enn fenylgruppen, av alkylfenylbenzyletere , av polyeteraryl-etere, av polyeter-substituer te aromatiske forbindelser , samt alkyl-aryl-sulfonater og forbindelser i hvilke alkylgruppen er substituert med alkanolamin. Et di-sulfonat som har spesiell verdi er dinatriumsaltet av 4-dodecyl-difenyleter av disulfonsyren.

De foretrukne emulsjoner er erholdt fra en labil bituminøs emulsjon erholdt ved dispergering av bituminøst materiale i fortynnet alkali som generelt har en konsentrasjon fra 50 til 75 % (alle prosenter er vektprosenter), fortrinnsvis 60 til 65 %, ved å tilsette til dem: (1)0,1% - 5% , fortrinnsvis 1 til 2% , av de organiske sulfater eller sulfonater , fortrinnsvis et alkyl-difenyl-eter -disulfonat og helst dinatriumsaltet av 4-dodecyl-difenyl-eter-disulfonsyre, (2) 0 - 1 % , fortrinnsvis fra 0,05 til 0, 5% , av et ikke-ionisk overflateaktivt middel, fortrinnsvis en høy-ere alkyl (dvs. en alkyl som fortrinnsvis inneholder 8 eller mere i car - bonatomer) f. eks. nonylfenol, etylenoksyd-kondensat inneholdende mere enn 9, f. eks. 10 til 50 mol av etylenoksyd pr. mol av høyere al-kylfenol, (3) 0 til 1%, fortrinnsvis 0,05 til 0,5% av et høyere alifatisk aminooksyd, fortrinnsvis N , N-dimetyl-N-dodecylamin-oksyd , (4) 0 til 5% av en harpikssåpe, (5) 0 til 5% av et oppløselig protein, såsom kasein eller lim. Når det under fremstillingen av disse emulsjoner brukes mere enn ett overflateaktivt middel, foretrekkes å blande dem sammen før de tilsettes til den labile grunn-emulsjon. j

Det brukte bituminøse materiale er vanligvis bitumen, som<1> definert i British Standard 434, men andre kan brukes. Bitumen som brukes i hver bestemt prosess velges med henblikk på de sluttegen - skaper som ønskes i overflatebelegget og med henblikk på de herskende betingelser, særlig temperaturen ved hvilken prosessen skal utfø-res. For de fleste formål, når bitumen er klebbar og de belagteipar-tikler skal klebe til hverandre , og for oppslemmingsbelegging av gater, veier og kjørebaner, er det funnet at de beste resultater oppnås når gjennomtrengningsverdien av bitumen ved brukstemperaturen ligger mellom 40 og 200, når undersøkelsen utføres i henhold tiljme-toden 1P49/63 "l.P. Standards for petroleum and its product", del

1, 1963. Således bruker man bitumen med lavere gjennomtrengning ved standard temperaturen av 25°C (som er mere viskøs) ved disise prosesser når man arbeider ved høyere temperaturer, og bitumen med høyere gjennomtrengning ved den brukte standardtemperatur når; man arbeider ved lavere temperaturer. Høyere gjennomtrengning av bitumen kan oppnås ved å blande bitumen med en flyktig skjæreolje.

Når man bruker en emulsjon av bitumen med en gjennomtrengningsverdi ved den høyere grense av brukstemperaturområdet, er det nødvendig å bruke en større mengde av vann og/eller overflateaktivt materiale, og omvendt.

t

Det er velkjent at de fleste emulsjoner og særlig labile bitumi-nøse emulsjoner, kan avemulgeres ved å tilsette til dem et passende avemulgeringsmiddel. Berøring av en labil emulsjon med knust sten-materiale forårsaker således en bristing av emulsjonen.

I begge tilfeller bunnfelles bitumen som grove klumper dannet ved agglomerering av emulsjonspartikler. Ved fremgangsmåten iføl-ge oppfinnelsen brister imidlertid emulsjonen, men det dannes ilcke noe grove klumper men istedenfor oppnår man jevne belegg. Med dette menes at i det vesentlige alle de individuelle partikler i det partik-

kelformede materiale er effektivt belagt med bituminøst materiale.

De mest foretrukne avemulgeringsmidler som kan brukes ved oppfinnelsen er kalk, barytter og forskjellige kalsiumsalter. Meget effektive er også hydroksyder og salter, f. eks. klorider og sulfater av andre flerverdige metaller, såsom magnesium, aluminium og sink, og også dobbeltsalter , f. eks . aluner. Avemulgeringsmidlene kan dannes in situ, f. eks. ved å bruke oksyder som vil danne hydroksyder når det tilsettes vann. Sement kan brukes. Forskjellige kationiske materialer kan brukes som alternative avemulger ingsmidler , f. eks. kva-ternære ammoniumforbindelser. Det kan også brukes høyere fettsy-rer f.eks. oleinsyre.

Mengden av et bestemt avemulgeringsmiddel som forårsaker den mest tilfredsstillende avemulgering og belegging av det partikkelformede materiale, kan lett bestemmes ved hjelp av enkle forsøk. Det finnes generelt en kritisk verdi under hvilken avemulgeringen ikke finner sted, hvilken verdi antagelig er den teoretiske mengde som er nødven-dig for å avemulgere emulsjonen, og når denne mengde overskrides, øker hastigheten med hvilken emulsjonen brister, og det partikkelformede materiale belegges med økende mengder av det avemulgerende middel inntil et optimum er nådd over hvilket man ikke oppnår noen forbedring av betydning.

Det er funnet at en effektiv avemulgering tilveiebringes generelt med 0,5 vektprosent av kalsiumhydroksyd beregnet på det partikkelformede materiale. Fortrinnsvis brukes 1%, og selv et større overskudd har ikke noen skadelig virkning. Selv 0,5% kalk er mere enn den mengde som er teoretisk nødvendig for å forårsake en bristing av emulsjoner brukt ved oppfinnelsen. Når sement brukes som avemulgeringsmiddel, er det fordelaktig å bruke dobbelt så store mengder som de som er angitt for kalk.

Det partikkelformede materiale kan være et partikkelformet aggregat, men kan også være et fiberaktig materiale, cellulært partikkelformet materiale, f. eks. vermikulitt, eller stoffer i en annen ønsket form, med eller uten aggregat. Således kan hele eller en del av det partikkelformede materiale bestå f. eks. av sisal, glass, eller poly-propylen-fibrer. Dette har en særlig verdi når de belagte partikler skal bindes sammen for å tjene som overflatelag, eller som et bindende mellomlag på hvilket skal anbringes en annen overflate, f. eks. når det gjelder konstruksjon av løpebaner eller andre lignende anlegg. Det bitu-minøse materiale tilveiebringer i kombinasjon med et fiberformet aggregat en bøyelig overflate i hvilken hjulpigger kan innleires uten å skade varig overflaten. Om ønsket, kan emulsjonen eller aggregatet eller begge to farves for at overflaten ligner gress eller får et annet ønsket utseende. Det er mulig å la gress vokse på en slik fiberaktig overflate, hvorved man skaffer en gressoverflate hvor gressrøtter er beskyttet mot ødeleggelse.

Det i en bestemt prosess brukte partikkelformede materiale vil til en bestemt grad bestemme mengden av de særlige overflateaktive midler som brukes i emulsjonen for å oppnå de beste resultater. Det kan ved hjelp av enkle forsøk lett bestemmes hvordan mengdene av komponenter i emulsjonen skal avpasses for å oppnå de beste resultater med et bestemt partikkelformet materiale.

Mengden og arten av de overflateaktive midler og vannmengden i en bestemt blanding bestemmer hastigheten med hvilken emulsjonen brister og belegger det partikkelformede materiale i denne blanding. Oppfinnelsen har den fordel at etter at avemulgeringsmidlet, aggregatet og emulsjonen er blandet sammen, brister emulsjonen hurtig og belegger partiklene. Hvis mengden av avemulgeringsmidlet er temmelig lav, f. eks. 0,3 vektprosent kalk beregnet på vekten av det partikkelformede materiale, kan emulsjonen trenge en tid på

f. eks. 10 minutter for å briste og belegge partiklene. Selv denne tid er enda meget kort sammenlignet med de tider som konvensjonelt brukes for å la anioniske emulsjoner briste. Med optimale mengder av avemulgeringsmidlet, er det bare nødvendig å bruke 5 minutter eller mindre etter sammenblandingen for bristing av emulsjonen. Når man f. eks. bruker 0,5% kalk, er det mulig å bestemme vannmengden således at bristingen skjer innen 2 eller 3 minutter eller mindre etter sammenblandingen.

De belagte partikler kan bindes sammen til en hvilken som helst ønsket form, f. eks. til bygningsblokker eller til et overflatebelegg. F. eks. kan fremgangsmåten brukes for påføring av en oppslemming på en overflate, på en måte som ligner oppslemmingstetningsprosesser, for å danne en slitasjemotstandsdyktig overflate eller for å danne et klebende mellomlag.

Bristingen av emulsjonen og beleggingen av aggregatet kan skje enten før blandingen er formet til den ønskede form eller under eller etter formningen av blandingen. Hvis emulsjonen brister og beleggingen finner sted, forblir intet bituminøst materiale i den vandige fase. Blandingen har da den naturlige tilbøylighet til å herdne før den spres eller formes. En fortsatt blanding etter at emulsjonen brister, resul-terer imidlertid i dannelsen av et skum som inneholder aggregatpartiklene belagt med i det vesentlige alt bituminøst materiale. Dette skum lar seg bearbeide så lenge skummet bibeholder sin skum-struktur. En fortsatt omrøring av skummet vil forårsake at skummet bibeholder sin skum-struktur, men det er også lett mulig å velge således de overflateaktive midler i emulsjonen at det kan erholdes et skum som er stabilt etter at omrøringen avbrytes. Det er ikke vanskelig å danne et skum som er stabilt i 10 minutter etter at omrøringen er stanset, og ved å bruke overflateaktive midler som fremmer skumdannelsen kan man er-holde skum som er stabile under passende betingelser i flere dager eller selv flere uker. De tidligere nevnte ikke-ioniske overflateaktive midler og aminoksyder egner seg for å fremme skumdannelsen. Det er vanligvis nødvendig at skummet ikke er utsatt for trykk hvis det skal lagres, og at det ikke blir utsatt for åpen atmosfære. Skumstrukturen av hvert skum faller vanligvis sammen når skummet spres til et tynt lag, f. eks. for å danne en overflate over et stort overflateområde, og/ eller når det utsettes for trykk, f. eks. ved valsing av en overflate eller ved støpning av det skummede materiale.

En blanding som nedenfor beskrives som brun, brukes hvis beleggingen trenges under eller etter formningen. Hvis beleggingen trenges før formningen, brukes en blanding som i det følgende beskrives som sort. Meget generelt kan det sies at en brun blanding kan erholdes ved å bruke mere vann eller mere overflateaktive midler enn det som trenges for å oppnå en sort blanding. Når et overflatelag eller et overflatebelegg påføres på en overflate er det lettere å påføre en brun blanding, fordi blandingen kan da formes og påføres for å danne et overflatebelegg i en enkel operasjon i løpet av noen få minutter. En brun blanding har også den fordel at den forblir flytende og brun i lang tid under omrøringen, f. eks. i 1 time. Det er imidlertid av og til ønsket å danne en overflate som ligger fjernt fra blanderen. Det er da fordelaktig å bruke en sort blanding som fortrinnsvis har en struktur som faller sammen eller kan falle sammen i løpet av ikke mere enn ca. 10 minutter etter spredningen.

Overflaten som erholdes ved å spre en brun blanding er i det vesentlige slitasjemotstandsdyktig med en gang etter at partiklene er belagt, eller, når det brukes en sort blanding, med en gang etter at skummet faller sammen. Den kan da tåle enhver normal bruk. Når overflaten skal danne et slitasjemotstandsdyktig veidekke kan den således bru-

kes for normal trafikk med en gang etter spredningen.

Den totale vannmengde som trenges for fremgangsmåten kan tilveiebringes av emulsjonen før den blandes med aggregatet, eller ytterligere vann kan tilsettes under blandingen av aggregatet.

En foretrukken metode for å utføre i stor målestokk oppslemm-ingsbeleggingsprose ssen ifølge oppfinnelsen består i å innføre partikkelformet aggregat, avemulgeringsmiddel, vann og vandig bituminøs emulsjon separat i separate trakter på en transporterbar blander. An-legget er utstyrt med minst en blander og med matning sorganer som kontinuerlig innfører i blanderen en avmålt mengde av hver av de fire komponenter. I blanderen oppnåes en grundig blanding av de fire in - gredienser, og denne blanding mates deretter til en sprederboks an-brakt bak den transporterbar e blander, ved hjelp av hvilken et lag med avmålt tykkelse spres på det overflateområdet som skal belegges. Det foretrekkes ofte å ha to blandeavdelinger , idet blandingen fra den ene avdelingen innføres i den andre avdelingen før den føres til sprederboksen. I en typisk fremgangsmåte ifølge oppfinnelsen kan blanderen bevege seg, mens den sprer opp slemm ingen, med en hastighet på 1.5 til 3 km, pr. time. Det er ikke nødvendig å avstenge veibanen for trafikk og man kan faktisk åpne den behandlete overflate for trafikk i lø-pet av noen få minutter.

Det er fordelaktig å valse overflaten for å presse ut vann fra overflatebelegget. Trafikken kan skaffe en tilstrekkelig valsing, men for å sikre en jevn valsing foretrekkes å valse overflaten med en passende valse, f. eks. en valse forsynt med et antall av pnevmatiske dekk, før man åpner veien for trafikken. Under de optimale arbeids-betingelser trykkes ut av den belagte overflate bare et hvitt skum av vann og overflateaktivt middel.

Det er mulig å velge komponentene i blandingen og påføringsmåt - en således at trafikken kan løpe over overflaten innenfor 2 til 3 minutter, eller høyst 5 minutter, etter at blandingen er spredt, uten at overflaten forringes, og trafikken kan til en viss grad gå over denne overflate også før denne tid uten å skade overflaten. Dette gjelder særlig når en brun blanding spres og påføres uannsett værforholdene, bare det ikke fryser. Blandingen kan påføres selv når det regner og ble faktisk påført mens overflaten bestandig var dekket av vann.

Disse egenskaper står i tydelig kontrast til egenskaper av alle kjente oppslemmingstetningsprosesser hvor man trengte tørre værfor-hold og hvor trafikken måtte avstenges i en tid av en halv time til 8

timer og mere.

En annen fordel av oppslemmingstetningsprosessen ifølge oppfinnelsen består i at den samme blanding kan brukes for å fylle sprekker eller selv større hull i veioverflaten som den blanding som brukes for å belegge overflaten. Før blandingen av aggregatet og emulsjonen spres på overflaten, kan det være fordelaktig å påføre et klebebelegg.

Aggregatene som brukes ved oppslemmingstetningsprosessen i-følge oppfinnelsen er vanligvis, men ikke alltid, finkornede. Hvis man ønsker en grov overflate, påføres et lag av større splintrer, f. eks. 20 mm, på veioverflaten ved hjelp av den ovenfor beskrevne overflatebe-kledningsprosess , og dette etterfølges av oppslemmingstetningsprosessen ifølge oppfinnelsen, hvilket sikrer at splintrene ikke blir for løse.

De følgende eksempler illustrerer oppfinnelsen.

Eksempel 1

En blanding for oppslemmingsbelegging av en veioverflate eller en rullebane på flyplasser ved hjelp av en prosess som tildels ligner oppslemmingstetning, ble dannet ved å blande de følgende ingredienser i en mekanisk blander.

Blandingen av kalksten, kalk og sand er en selvbindende blanding

og skal oppfyllede følgende krav:

(Siktstørrelser refererer seg til British Standard sikt nr.)

Bitumenemulsjonen var en labil emulsjon dannet ved å dispergere bitumen i fortynnet alkali ved hjelp av en standard metode (f. eks. metoden ifølge britisk patent nr. 226.032). Den har et bitumen-innhold på 65%, idet den brukte bitumen har en gjennomtrengningsverdi på 190 - 210 (målt ved hjelp av Institute of Petroleum-metoden 49/63). Det ble innført følgende tilsetninger før den ble blandet med aggregatet, idet tilsetningene ble blandet sammen i den angitte rekkefølge og til - sått til 100 vektdeler av den labile bitumenemulsjon:

Aggregatet og tørr kalk ble veiet og innført i blanderen, og forhåndsblandet vann og emulsjon ble innført, idet blandingen ble utført ved atmosfærisk temperatur, f. eks. på 21°C. I løpet av 1 minutt ble aggregatet belagt, og i løpet av 2 minutter utviklet seg en skumaktig struktur, i hvilket øyeblikk oppslemmingen ble spredt ved utpressing eller ved hjelp av en sprederboks på veioverflaten som tidligere var påført et klebebelegg av en kationisk bitumenemulsjon. Snart etter spredningen mistet oppslemmingen den skumaktige struktur og det dannet seg en slitasjemotstandsdyktig overflate. Den ble fortrinnsvis valset for å presse den sammen og å trykke ut vann. Den tid som var nød-vendig for at skummet forsvant var avhengig av mengden av vann som var tilstede og av omgivelsestemperaturen, men under passende betingelser var den lavere enn 5 minutter. Derteom denne tid var lengre, ble bestanddelene i blandingen innstilt for å gjøre tiden kortere. F. eks. ble mengden av tilsetningen til den labile emulsjon minsket. Oppslemmingen var motstandsdyktig mot regn i alle trinn. Overflaten kunne åpnes for trafikken så snart den slitasjemotstandsdyktige overflate var dannet (dvs. etter mindre enn 5 min. etter spredningen), men den ble fortrinnsvis først valset.

Den brukte vannmengde kan varieres avhengig av reaktiviteten

og kornstørreisen av aggregatene, og også avhengig av den herskende temperatur. Når man f. eks. utførte blandingen ved 15°C, brukte man 20 deler vann istedenfor 40 deler. Når man brukte bitumen som hadde en penetrasjonsverdi på 280/300 og en temperatur på 15°C, trengte man

20 deler vann.

Ved passende andre modifikasjoner av vannmengden eller av emul-geringsmidlet eller av penetrasjonsverdien av bitumen var det mulig å gjennomføre prosessen ved temperaturer helt ned til frysepunktet, 0°C.

Eksempel 2

En transporterbar blander av den ovenfor beskrevne art, utstyrt med separate trakter for aggregatet, kalk, vann og bituminøs emulsjon og utstyrt også med to blandeavdelinger og en spreder boks, ble brukt for å belegge en veioverflate eller en flyplass-rullebane. Kalksten og sand hadde den samme størrelse som angitt i eksempel 1 , men de var forhåndsblandet, og den anvendte bitumenemulsjon var den samme som i eksempel 1. Blandingen av kalksten og sand, kalk og bitumenemulsjonen ble utporsjonert fra deres trakter i den første blander-avdeling i de i eks. 1 angitte mengder, men den brukte vannmengde var 50 vektdeler . Komponentene ble først blandet i den ene avdeling og deretter i den andre, og den samlede blandingstid, før blandingen ble innført i sprederboksen, var vesentlig mindre enn 1 minutt. Blandingen i sprederboksen var brun, hvilket betydde at en stor del av bitumen ennå var i emulsjonsform og at aggregatet ennå var i det minste delvis ubelagt, og blandingen hadde en meget flytende konsistens. Sprederboksen ble så innstilt at den avsatte et lag med ca. 5 mm tykkelse på overflaten som skulle belegges. Under blande- og spredeoperasjonen beveget blanderen seg med 2,5 km pr. time og i løpet av 1 minutt var belegget slitasjemotstandsdyktig. Etter at det slitasjemotstandsdyktige belegg var dannet, brukte man en valse med gummihjul for å komprimere belegget og å trykke ut vann og skum fra overflaten. Det fløt ut et vesentlig klart vann og hvitt skum.

Ved passende innstilling av vannmengden og emulsjonskomponen-tene kunne fremgangsmåten utføres ved temperaturer helt til frysepunktet og den kunne utføres når det regnet. Fremgangsmåten ble faktisk utført for å belegge en overflate som bestandig var under vann.

Eksempel 3

Det ble brukt i det vesentlige den samme blanding som i eks. 2, unntatt, at istedenfor en blanding av sand og kalksten ble brukt et enkelt granitt-aggregat med følgende kornstørrelser:

Når man brukte den samme metode som i eksempel 2 oppnådde man lignende resultater.

For oppslemmingstettede kjørebaner og ikke for flyplassrulle - baner foretrekkes å bruke et enkelt aggregat, såsom apanitt, med en høyere glidemotstand enn den som kan erholdes med kalksten pluss sand.

Eksempel 4

En blanding for å belegge hårde tennisbaner ble fremstilt ved å blande ved 24°C følgende ingredienser:

Bitumen-emulsjonen ble fremstilt ved tilsetning av 3,4% dinatriumsaltet av 4-dodecyl-difenyleter-di sulfonsyre (45% aktivt materiale) til en labil bitumenemulsjon som beskrevet i eksempel 1. Ved 24°C trengtes ikke noe tilleggsvann. Det ble erholdt en sort belagt blanding etter en 2 minutters blanding, og en overflate på hvilken man kunne gå i løpet av 1 minutt etter spredningen. Når denne blandingen ble spredt med en tykkelse på 20 mm over en gre ss overflate hvor gress var sådd, vokste gresset godt gjennom overflatebelegget.

Eksempel 5

En blanding for å belegge overflaten av innendørs løpebaner ble fremstilt fra følgende ingredienser:

Det ble erholdt en sort belagt blanding etter 2 minutters blanding og en overflate som var motstandsdyktig mot regn og på hvilken man kunne gå i løpet av 1 minutt etter spredningen.

Claims (16)

1. Fremgangsmåte for belegging av partikkelformet materiale bestående av mineralpartikler , f. eks. av granitt, med en bituminøs emulsjon for dannelse av overflater på gater, veier, rullebaner på flyplasser, kjørebaner eller lignende overflater, hvor det trenges gode kjøre-egenskaper , karakterisert ved at man blander sammen (l) det partikkelformede materiale, (2) en vandig alkalisk bituminøs emulsjon inneholdende et overflateaktivt materiale og (3) et emulsjons-nedbryt-ende middel f. eks. kalk eller sement i en mengde som er større enn den som trenges for å bryte emulsjonen, idet det overflateaktive materiale i emulsjonen omfatter et organisk sulfonat-overflateaktivt middel som inneholder en eterbinding og mengden av det overflateaktive middel og av vann er slik at emulsjonen brytes hurtig, dvs. i løpet av f. eks. ikke mere enn ca. 10 minutter, fortrinnsvis i løpet av 2 eller 3 minutter etter blandingen og utspredningen, hvorved partiklene av det partikkelformede materiale belegges individuelt og i det vesentlige ensartet med vedheftende bituminøst materiale som kleber til partiklene mens partiklene forblir i det vandige medium av emulsjonen.

2. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at brytingen av emulsjonen skjer under blandingen og at det ved ytterligere blanding frembringes et skum i hvilket de belagte partikler er sus-pendert.

3. Fremgangsmåte som angitt i krav 2, karakterisert ved at det bituminøse materiale er klebbart og at den oppskummede blanding utspredes på en overflate og den oppskummede struktur brytes sammen, idet de belagte partikler klebes til hverandre.

4. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at det bituminøse materiale er klebbart og at blandingen utspredes på overflaten før emulsjonen brytes.

5. Fremgangsmåte som angitt i et av de foregående krav, karakterisert ved at det som overflateaktivt materiale anvendes et alifatisk-substituert aromatisk sulfonat.

6. Fremgangsmåte som angitt i krav 5, karakterisert ved at sulfonatet er et alifatisk-substituert difenyleter-sulfonat.

7. Fremgangsmåte som angitt i et av de foregående krav, karakterisert ved at det overflateaktive materiale omfatter et organisk sulfonat som er et disulfonat.

8. Fremgangsmåte som angitt i krav 6, karakterisert ved at sulfonatet er dinatriumsaltet av 4-dodecyl-di-fenyleterdisulfonsyre.

9. Fremgangsmåte som angitt i et av de foregående krav, karakterisert ved at det overflateaktive materiale omfatter også et ikke-ionisk overflateaktivt middel.

10. Fremgangsmåte som angitt i et av de foregående krav, karakterisert ved at den vandige alkaliske emulsjon inneholder såper erholdt ved å dispergere bitumen i fortynnet alkali.

11. Bituminøs emulsjon egnet til bruk ved fremgangsmåten ifølge krav 1 og erholdt ved dispergering av bituminøst materiale i het alkali for å danne en labil emulsjon som har en konsentrasjon fra 50 til 75% og som er karakterisert ved at den også inneholder, basert på vekten av den labile emulsjon, fra 0,5 til 5% av et organisk sulfonat som inneholder en eter binding, fra 0 til 1% av et ikke-ionisk overflateaktivt middel, fra 0 til 1% av et høyere alifatisk aminoksyd-overflateaktivt middel, fra 0 til 5% av en harpikssåpe og fra 0 til 5% av ammoniumkaseinat eller lim og emulsjonen er fri for sta-biliserende midler av leirtypen.

1 2. Emulsjon som angitt i krav 11, karakterisert ved at den inneholder et organisk sulfonat som er et alifatisk-substituert aromatisk sulfonat.

13. Emulsjon som angitt i krav 12, karakterisert ved at sulfonatet er et difenyleter sulfonat med en alifatisk substituent inneholdende mindre enn 18 karbonatomer , fortrinnsvis C10 eller C , .-12 14 alkylgrupper.

14. Emulsjon som angitt i krav 11 og inneholdende en organisk sulfonat, eller som angitt i krav 12 eller 13, karakterisert ved at sulfonatet er et disulfonat.

1 5. Emulsjon som angitt i krav 14, karakterisert ved at sulfonatet er dinatriumsaltet av 4-dodecyldifenyleter-disulfonat.

16. Emulsjon som angitt i krav 15 , karakterisert ved at den inneholder fra 1 til 2% av natriumsaltet av 4-dodecyldifenyleter rdi - sulfonsyre, fra 0,05 til 0,5% av et høyere alkyl-fenol-etylenoksyd-kondensat inneholdende mer enn 9 mol av etylenoksyd pr. mol av høy-ere alkylfenol, og fra 0,05 til 0,5% av N , N-dimetyl-N-dodecylaminoksyd.