RU2233298C1 - Method for producing adhesive bitumen additive - Google Patents
Method for producing adhesive bitumen additive Download PDFInfo
- Publication number
- RU2233298C1 RU2233298C1 RU2002130660/04A RU2002130660A RU2233298C1 RU 2233298 C1 RU2233298 C1 RU 2233298C1 RU 2002130660/04 A RU2002130660/04 A RU 2002130660/04A RU 2002130660 A RU2002130660 A RU 2002130660A RU 2233298 C1 RU2233298 C1 RU 2233298C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- acid
- fatty acids
- building
- koh
- road
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION
Изобретение относится к области технологии строительных материалов, а более конкретно к способам получения поверхностно-активных (адгезионных) веществ, применяемых в качестве присадки к битумам для улучшения сцепления битума с минеральными материалами.The invention relates to the field of technology of building materials, and more particularly to methods for producing surface-active (adhesive) substances used as additives to bitumen to improve the adhesion of bitumen to mineral materials.
Уровень техникиState of the art
В качестве адгезионной присадки к битумам используют амидоамины, имидазолины и/или их смеси, образующиеся в процессе синтеза. Способы получения адгезионных присадок во многом определяют качество товарного продукта и достижение основной цели его введения в строительные материалы - улучшение адгезии битума и минеральных материалов в реальных условиях применения, например, при строительстве дорог.Amidoamines, imidazolines and / or their mixtures formed in the synthesis process are used as an adhesive additive to bitumen. The methods for producing adhesive additives largely determine the quality of a marketable product and the achievement of the main goal of its introduction into building materials - improving the adhesion of bitumen and mineral materials in real-world applications, for example, in road construction.
Известен способ получения адгезионной добавки для битумов полифункционального действия [1]. Способ включает совмещение в реакторе смеси полиэтиленполиаминов с пиперазинами и смеси насыщенных и ненасыщенных жирных кислот с длиной углеводородного радикала С8-С26, перемешивание реакционной массы с саморазогревом вследствие экзотермической реакции в течение 2-30 мин, подачу инертного газа (азота), постепенное нагревание реакционной массы до 200°С в течение 3-4- ч, до 240-260°С в течение 1 ч и термостатирование реакционной массы при 240-260°С в течение 3-4 ч с последующей отгонкой избыточных аминов при давлении 20-50 мм рт.ст. Способ предусматривает использование смеси полиэтиленполиаминов с пиперазинами следующего состава, мас.%:A known method of producing an adhesive additive for bitumen polyfunctional action [1]. The method includes combining in the reactor a mixture of polyethylene polyamines with piperazines and a mixture of saturated and unsaturated fatty acids with a length of hydrocarbon radical C 8 -C 26 , mixing the reaction mass with self-heating due to an exothermic reaction for 2-30 minutes, supplying an inert gas (nitrogen), gradual heating the reaction mass to 200 ° C for 3-4 hours, to 240-260 ° C for 1 h and thermostating the reaction mass at 240-260 ° C for 3-4 hours, followed by distillation of excess amines at a pressure of 20-50 mmHg. The method involves the use of a mixture of polyethylene polyamines with piperazines of the following composition, wt.%:
Диэтилентриамин, (ДЭТА) 25-35Diethylenetriamine, (DETA) 25-35
Триэтиленпентамин (ТЭТА) 15-25Triethylene Pentamine (THETA) 15-25
Тетраэтиленпентамин (ТЭПА) 15-25Tetraethylene pentamine (TEPA) 15-25
β-Аминопиперазин (β-АП) 8-12β-aminopiperazine (β-AP) 8-12
ди β-Аминопиперазин (ди β-АП) 5-10di β-aminopiperazine (di β-AP) 5-10
Совмещение реакционных смесей полиэтиленполиаминов с пиперазинами и насыщенных и ненасыщенных жирных кислот осуществляют в соотношении 1:(1,1-1,3).The combination of the reaction mixtures of polyethylene polyamines with piperazines and saturated and unsaturated fatty acids is carried out in a ratio of 1: (1.1-1.3).
В результате реализации способа образуется адгезионная добавка следующего состава:As a result of the implementation of the method, an adhesive additive of the following composition is formed:
1. Амидоимидазолины 40+50, n=1, 21. Amidoimidazolines 40 + 50, n = 1, 2
2. Бисимидазолины 10-202. Bisimidazolines 10-20
3. Аминоэтилимидазолины 15-25, m=1, 23. Aminoethylimidazolines 15-25, m = 1, 2
4. Амидопиперазины 5-25, х=0, 14. Amidopiperazines 5-25, x = 0, 1
где R - углеводородный радикал C15-55 насыщенных и ненасыщенных кислот или их смеси.where R is the hydrocarbon radical of C 15-55 saturated and unsaturated acids or mixtures thereof.
После окончания реакции циклоконденсации адгезионная добавка характеризуется кислотным числом 2-85 мг КОН/г и имеет температуру плавления 45-85°С.After the completion of the cyclocondensation reaction, the adhesive additive is characterized by an acid number of 2-85 mg KOH / g and has a melting point of 45-85 ° C.
Наиболее близким по технической сущности и эффективности адгезии является способ получения катионоактивной адгезионной присадки к битумам, включающий совмещение в реакторе кислотных и основных компонентов и перемешивание в течение 1-2 часов при нагревании до 100-180°С. В качестве основных компонентов, согласно изобретению, используют растворы аминосодержащих смол, а в качестве кислотных компонентов - смеси синтетических жирных кислот фракции С20 и выше [2]. Исходные характеристики смесей синтетических жирных кислот в известной способе (кислотное число) - 70-100 мг КОН/г. Режим синтеза адгезионной присадки в параметрах кислотного числа в описании изобретения не раскрыт. Показана устойчивость адгезионной присадки по изобретению к термообработке при 160-220°С.The closest in technical essence and the effectiveness of adhesion is a method of obtaining a cationic adhesive additive to bitumen, including combining in the reactor acid and basic components and mixing for 1-2 hours when heated to 100-180 ° C. As the main components, according to the invention, solutions of amino-containing resins are used, and as acidic components are mixtures of synthetic fatty acids of a fraction of C 20 and above [2]. The initial characteristics of mixtures of synthetic fatty acids in the known method (acid number) - 70-100 mg KOH / g The synthesis mode of the adhesive additive in the parameters of the acid number in the description of the invention is not disclosed. The stability of the adhesive additive according to the invention to heat treatment at 160-220 ° C is shown.
Эффективность действия известных присадок, оцениваемая по показателю сцепления эталонного битума (методом адсорбции красителя), при количестве адгезионной добавки в битуме не менее 1%, составляет с песком 91-92%, с мрамором 92-94% (таблица).The effectiveness of known additives, evaluated by the adhesion index of reference bitumen (by dye adsorption), with an amount of adhesive additive in bitumen of at least 1%, is 91-92% with sand, 92-94% with marble (table).
Недостаток известного способа - большой расход присадки и недостаточная адгезия битума к мрамору и песку при применении в количествах менее 1 мас.%The disadvantage of this method is the high consumption of additives and insufficient adhesion of bitumen to marble and sand when used in amounts of less than 1 wt.%
Сущность изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION
Задачей изобретения является повышение эффективности действия присадки преимущественно за счет увеличения адгезии битума к песку и уменьшение ее расхода.The objective of the invention is to increase the effectiveness of the additive mainly by increasing the adhesion of bitumen to sand and reducing its consumption.
Эта задача решается тем, что реакцию жирных кислот с аминосоединением осуществляют при температуре 140-180°С до достижения кислотного числа (Кч) не более 25 мг КОН/г (более чем 85%-ное превращение жирных кислот в амидоамины и имидазолины), затем смесь охлаждают до 60-45°С и в нее добавляют дибутилфосфорную кислоту.This problem is solved by the fact that the reaction of fatty acids with an amino compound is carried out at a temperature of 140-180 ° C until the acid number (Cp) reaches not more than 25 mg KOH / g (more than 85% conversion of fatty acids to amido amines and imidazolines), then the mixture is cooled to 60-45 ° C and dibutyl phosphoric acid is added to it.
В результате реакции при 140-180°С образуется преимущественно смесь амидоаминов и имидазолинов, которые при 60-45°С реагируют с дибутилфосфорной кислотой с образованием соответствующих солей. Последние обеспечивают высокое сцепление битума с минеральными материалами.As a result of the reaction at 140-180 ° C, a predominantly mixture of amidoamines and imidazolines is formed, which at 60-45 ° C react with dibutylphosphoric acid to form the corresponding salts. The latter provide a high adhesion of bitumen to mineral materials.
В качестве полиэтиленполиамина могут быть использованы триэтиленпентамин и тетраэтиленпентамин, а также их смесь. В качестве жирных кислот - олеиновая кислота, стеариновая кислота, синтетические жирные кислоты фракции C14-18, а также флотогудрон.As polyethylene polyamine, triethylene pentamine and tetraethylene pentamine, as well as a mixture thereof, can be used. As fatty acids - oleic acid, stearic acid, synthetic fatty acids of fraction C 14-18 , as well as flotogudron.
Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретенияInformation confirming the possibility of carrying out the invention
Пример 1. В реактор с мешалкой и обогревом загружают 700 г олеиновой кислоты с Кч=196 мг КОН/г и 300 гр полиэтиленполиамина с щелочностью 149 мл 0,1 н. НСl и нагревают до 160°С. При взаимодействии жирных кислот с полиэтиленполиамином (ПЭПА) протекают реакции образования солей:Example 1. In a reactor with a stirrer and heating, 700 g of oleic acid with Cp = 196 mg KOH / g and 300 g of polyethylene polyamine with an alkalinity of 149 ml of 0.1 N are charged. Hcl and heated to 160 ° C. When fatty acids interact with polyethylene polyamine (PEPA), salt formation reactions occur:
RCOO- NH3 [(CH2)2NH]nCH2CH2NH2,RCOO - NH 3 [(CH 2 ) 2 NH] n CH 2 CH 2 NH 2 ,
которые в результате дальнейших превращений образуют амидоамины:which, as a result of further transformations, form amidoamines:
и имидазолин:and imidazoline:
лубина протекания процесса на 1-й стадии характеризуется кислотным числом (Кч). Кч определяют путем потенциометрического титрования навески продуктов реакции раствором едкого калия и выражается в мг КОН на 1 г продукта. Кч характеризует количество непрореагировавших жирных кислот, находящихся в свободном состоянии или в виде солей с ПЭПА.the lubin of the process at the 1st stage is characterized by an acid number (Cp). Cf is determined by potentiometric titration of a portion of the reaction products with a solution of potassium hydroxide and is expressed in mg KOH per 1 g of product. Cch characterizes the amount of unreacted fatty acids in a free state or in the form of salts with PEPA.
При перемешивании в течение 90 мин Кч реакционной массы достигает 7,5 мг КОН/г, т.е. степень превращения жирных кислот в амидомины и имидазолины составляет 96,2%. Массу охлаждают до 45°С и вводят 100 г (10 мас.%) дибутилфосфорной кислоты.With stirring for 90 min, the Cc of the reaction mass reaches 7.5 mg KOH / g, i.e. the degree of conversion of fatty acids to amidomines and imidazolines is 96.2%. The mass is cooled to 45 ° C and 100 g (10 wt.%) Of dibutyl phosphoric acid are introduced.
Получают 1060 г продукта, содержащего преимущественно (более 85%) соли амидоаминов и имидазолинов с дибутилфосфорной кислотой, 5% солей жирных кислот, избыточный полиэтиленполиамин свободный или в виде солей - остальной.Get 1060 g of a product containing mainly (more than 85%) salts of amido amines and imidazolines with dibutyl phosphoric acid, 5% salts of fatty acids, excess polyethylene polyamine free or in the form of salts - the rest.
Пример 2 (контрольный)Example 2 (control)
В условиях примера 1 реакционную смесь нагревают до 100°С. Через 9 ч Кч равняется 60 мг КОН/г. Массу 3 охладили и добавили 106 г дибутилфосфорной кислоты. Получили 1092 г продукта, содержащего около 60% соли амидоаминов и имидазолинов с дибутилфосфорной кислотой, 20% соли жирных кислот, избыточный полиэтиленполиамин свободный или в виде солей - остальноеUnder the conditions of example 1, the reaction mixture is heated to 100 ° C. After 9 hours, Cz is 60 mg KOH / g. Mass 3 was cooled and 106 g of dibutyl phosphoric acid was added. Received 1092 g of a product containing about 60% salt of amido amines and imidazolines with dibutyl phosphoric acid, 20% salt of fatty acids, excess polyethylene polyamine free or in the form of salts - the rest
Пример 3.Example 3
В реактор с мешалкой и обогревом загружают 500 г флотогудрона Кч=70 мг/г КОН и 200 г полиэтиленполиамина. Реакционную массу нагревают до 160°С. Через 30 мин Кч достигает 14 мг КОН/г. Охлаждают реакционную массу до 60°С и вводят 35,5 г дибутилфосфорной кислоты (5 мас.%) и получают 726 г соли.In a reactor with a stirrer and heating load 500 g of flotation asphalt Kch = 70 mg / g KOH and 200 g of polyethylene polyamine. The reaction mass is heated to 160 ° C. After 30 minutes, Cc reaches 14 mg KOH / g. The reaction mass is cooled to 60 ° C and 35.5 g of dibutylphosphoric acid (5 wt.%) Is added and 726 g of salt are obtained.
Пример 4.Example 4
В реактор с обогревом и мешалкой загружают 500 г жирных кислот подсолнечного масла с 172,5 мг КОН/г и 357 г полиэтиленполиамина. Реакционную массу нагревают до 150°С, через 180 мин Кч достигает 24,3 мг КОН/г. Охлаждают реакционную массу до 60°С и добавляют 82,0 г (около 10 мас.%) дибутилфосфорной кислоты. Получают 919 г соли.500 g of sunflower oil fatty acids with 172.5 mg KOH / g and 357 g of polyethylene polyamine are loaded into a heated and stirred reactor. The reaction mass is heated to 150 ° C, after 180 minutes CKh reaches 24.3 mg KOH / g. Cool the reaction mass to 60 ° C and add 82.0 g (about 10 wt.%) Of dibutyl phosphoric acid. 919 g of salt is obtained.
Пример 5 (контрольный)Example 5 (control)
В опыте по примеру 4 добавляют вместо дибутилфосфорной кислоты 92,0 г ортофосфорной кислоты. В реакционной среде образуется стекловидная масса, которую невозможно выгрузить из реактора.In the experiment of Example 4, instead of dibutylphosphoric acid, 92.0 g of orthophosphoric acid are added. A vitreous mass forms in the reaction medium, which cannot be unloaded from the reactor.
Пример 6.Example 6
В опыте по примеру 4 добавляют 25,6 г (около 3 мас.%) дибутилфосфорной кислоты. Получают 852,6 г соли.In the experiment of Example 4, 25.6 g (about 3% by weight) of dibutyl phosphoric acid are added. 852.6 g of salt are obtained.
Пример 7.Example 7
В опыте по примеру 4 добавляют 16,9 г (около 2 мас.%) дибутилфосфорной кислоты. Получают 843,9 г соли.In the experiment of Example 4, 16.9 g (about 2% by weight) of dibutyl phosphoric acid were added. 843.9 g of salt are obtained.
Пример 8 (контрольный).Example 8 (control).
В опыте по примеру 5 добавляют 112,8 (12,0%) дибутилфосфорной кислоты. Получают 939,8 г соли.In the experiment of Example 5, 112.8 (12.0%) of dibutylphosphoric acid was added. 939.8 g of salt are obtained.
Результаты испытаний адгезионных свойств присадок в сравнении с прототипом приведены в таблице.The test results of the adhesive properties of additives in comparison with the prototype are shown in the table.
Как видно из примеров, осуществление реакции при температуре ниже 140°С приводит к значительному увеличению времени реакции (пример 2). Основным продуктом реакции являются соли полиэтиленполиамина и жирной кислоты.As can be seen from the examples, the reaction at temperatures below 140 ° C leads to a significant increase in reaction time (example 2). The main reaction product are salts of polyethylene polyamine and fatty acids.
В этом случае дибутилфосфорная кислота как более сильная вытесняет жирные кислоты из их солей с полиэтиленполиамином.In this case, dibutylphosphoric acid as a stronger one displaces fatty acids from their salts with polyethylene polyamine.
Образующиеся при этом соли полиэтиленполиамина и дибутилфосфорной кислоты не являются поверхностно-активными веществами и не будут работать как адгезионная присадка, а выделившиеся жирные кислоты будут являться балластом.The resulting salts of polyethylene polyamine and dibutyl phosphoric acid are not surface-active substances and will not work as an adhesive additive, and the released fatty acids will be ballast.
При массовой доле дибутилфосфорной кислоты менее 3% эффективность присадки снижается (пример 7), при массовой доле более 10% - не увеличивается (пример 8).When the mass fraction of dibutylphosphoric acid is less than 3%, the effectiveness of the additive decreases (example 7), while the mass fraction of more than 10% does not increase (example 8).
Таким образом, предлагаемый способ обеспечивает получение адгезионной присадки с большей эффективностью сцепления при меньшем ее расходе по сравнению с аналогом.Thus, the proposed method provides an adhesive additive with greater adhesion at a lower consumption than the analogue.
Использованные источникиUsed sources
1. Патент РФ 2130954, кл. С 08 L 95/00, опубл. 1999 г., бюл.15.1. RF patent 2130954, cl. C 08 L 95/00, publ. 1999, bull. 15.
2. Патент РФ 2185401, кл. С 04 В 26/26, опубл. 2002 г., бюл.20 - прототип.2. RF patent 2185401, cl. From 04 to 26/26, publ. 2002, bull. 20 - prototype.
3. Патент РФ 2099370, кл. С 08 L 95/00, опубл. 1997 г., бюл.35.3. RF patent 2099370, cl. C 08 L 95/00, publ. 1997, bull. 35.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002130660/04A RU2233298C1 (en) | 2002-11-18 | 2002-11-18 | Method for producing adhesive bitumen additive |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002130660/04A RU2233298C1 (en) | 2002-11-18 | 2002-11-18 | Method for producing adhesive bitumen additive |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2002130660A RU2002130660A (en) | 2004-05-10 |
RU2233298C1 true RU2233298C1 (en) | 2004-07-27 |
Family
ID=33413263
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2002130660/04A RU2233298C1 (en) | 2002-11-18 | 2002-11-18 | Method for producing adhesive bitumen additive |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2233298C1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2461594C1 (en) * | 2011-03-30 | 2012-09-20 | Сергей Михайлович Гайдар | Modified bitumen |
RU2642661C2 (en) * | 2012-10-31 | 2018-01-25 | Акцо Нобель Кемикалз Интернэшнл Б.В. | Phosphate compounds as adhesion promotors |
RU2723843C1 (en) * | 2019-12-20 | 2020-06-17 | Открытое акционерное общество Химическая компания «НИТОН» | Method of producing adhesive additive for road bitumen |
-
2002
- 2002-11-18 RU RU2002130660/04A patent/RU2233298C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2461594C1 (en) * | 2011-03-30 | 2012-09-20 | Сергей Михайлович Гайдар | Modified bitumen |
RU2642661C2 (en) * | 2012-10-31 | 2018-01-25 | Акцо Нобель Кемикалз Интернэшнл Б.В. | Phosphate compounds as adhesion promotors |
RU2723843C1 (en) * | 2019-12-20 | 2020-06-17 | Открытое акционерное общество Химическая компания «НИТОН» | Method of producing adhesive additive for road bitumen |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6786963B2 (en) | Paving compositions and methods for their use | |
CA2690846C (en) | Non-gellable and pumpable concentrated binder for bitumen/polymer | |
HUE035442T2 (en) | Bituminous composition with thermoreversible properties | |
US7608142B2 (en) | Process for the manufacture of a bitumen-aggregate mix suitable for road paving and a polyamine compound and its use | |
US4430127A (en) | Epoxylated amine asphalt anti-stripping agent | |
CN103319364B (en) | The precursor of (methyl) acrylamide compound | |
JPH0342305B2 (en) | ||
US20130161014A1 (en) | Amine adducts, derivatives thereof, methods for making such adducts and derivatives, and methods for using such adducts and derivatives | |
CN104151179B (en) | A kind of dication type asphalt emulsifier and preparation method thereof | |
RU2233298C1 (en) | Method for producing adhesive bitumen additive | |
FR2924121A1 (en) | THERMOREVERSIBLE CROSSLINKED ELASTIC BITUMINOUS COMPOSITION | |
JP3545639B2 (en) | Polyamine | |
EP1077922B1 (en) | Polyamine | |
CN110054590B (en) | Compound, warm-mixed asphalt, asphalt mixture and preparation method and application thereof | |
RU2130954C1 (en) | Adhesive addition agent to bitumens of semifunctional activity | |
CN111978561B (en) | Quaternary ammonium salt polyamine amphoteric asphalt emulsifier, emulsified asphalt, and preparation method and application thereof | |
CN110305336A (en) | A kind of polyamide-polyamino type asphalt emulsifier, emulsified asphalt and the preparation method and application thereof | |
CN108699491B (en) | Amide of aliphatic polyamine and 12-hydroxyoctadecanoic acid and lipase-stabilized thickener composition | |
JP2022105489A (en) | High-performance asphalt composition, asphalt mixture comprising the same and method for producing asphalt mixture | |
KR102070927B1 (en) | Warm-mix additive and warm-mix asphalt mixture using the same | |
RU2723843C1 (en) | Method of producing adhesive additive for road bitumen | |
CN102226079A (en) | Liquid anti-swelling oil displacement agent for water injection wells, production method and application method thereof | |
CN106995393B (en) | A kind of double quaternary ammonium salt type hydroxypropyl azochlorosulfonate acid sodium asphalt emulsifier and preparation method thereof | |
US3389090A (en) | Asphalt emulsions | |
HU187069B (en) | Method for producing cation active indirect materials containing nitrogen |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20041119 |