152609. lajstromszámú szabadalom • Eljárás javított stabilitású kationaktív bitumenemulziók előállítására

r 3 járás alkalmazásával, mellyel a bitumen vagy spontán vagy kis mechanikai energia befektetésével emuigeálható, a kész bitumenemulzió gyengén savas vagy semleges közegben korlátlan ideig tárolható, továbbá a kész emulzió bármelyik jellegű kőzet felületét egyenletesen bevonja, hő- és "időálló kötést biztosít az alkalmazott kőzetfelületen. Ezt a .műszaki többlethatást bizonyos alább ismertetett, eddig hasonló célra nem használt vegyületek emulgeátorként való alkalmazásával értük el. A jelen találmány értelmében javított stabilitású, a bitument spontán emulgeáló és tartósain emulzióban tartó, savas vagy bázisos jellegű kőzetein egyaránt tartós kötést biztosító kationiaktív emulgeálószert tartalmazó bitumenemulziók előállításánál úgy járunk el, hogy az emulgeálandó bitument keverés közben 100 C°ig terjedő hőmérsékleten oly vizes oldatba adagoljuk, amely a kész emulzió súlyára számítva 0,1—6,0%-nyi mennyiségben emulgeátorokként tartalmaz egyrészt olyan kationaktív, N-tartalmú heterociklusos vegyületet — mely az N-atomhoz kötve valamely legalább 10 szénatomszámú alkilcsoportot, a nitrogénatomtól az oldaHáncon C2—Cs távolságra, hidrogénkötés létesítésére alkalmas funkcionális csoportot vagy csoportokat, mint pl. hidroxil-, karbonil-, észter-, éter- vagy savamid-, továbbá primer-, szekunder- vagy tercieramino-csoportot tartalmaz — másrészt olyan 5—6 tagú, két mtrogénheteroatomot tartalmazó heterociklusos vegyületet — amelynek a heterociklusban egyik nitrogénje szekunder- a másik nitrogénje tercieramino^kötésben van, mimellett a tercieraminoKnitrogén Melletti szénatomon legalább 10 szénatomszámú alkil-csopartot tartalmazó oldaU;ánc, a szekunderamino^nítrogénfeen pedig 2—4 szénatomszámú, véghelyzetben hidroxilprimeramino-csoportot tartalmazó alkillánc van — majd az ernulgeátorokkal spontán emulgeálandó bitument semleges vagy ahhoz közeli, pl. 6—8 pH értéken emulzióba visszük. Bmulgeátorpár felhasználása esetén egyik komponensként imidazolint, benzimidazolint, pinázolt, vagy ezeknek származékait, mint pl. az l-aminoetil-2-*spermil-2-imidazonnt, l^aminoetil-2-spermil-2-benzimidazolint, 2-oxietil~4-palmitil-jpirazolt alkalmazunk. Az emulgeátorpár kationaktív, N-tartalmú vegyület komponenseként előírt követelményeket pl. a következő vegyületek elégítik ki: N-alkoxi^piridinium szerves savakkal alkotott észterei, pl. piridinium-N-eül-spermilát, N-alkil-gamma-ol-kinolinium vegyületek, pl. N-mirisztil-3-ol-jkinolinium, N-iaminoalkil-piridinium-N'^savaimidok, pl. sztearinsav-piridinium^N^aminopropil^N'-amidja, alkilolok észterei piridinium-iN-zsír(olaj)savakkal, pl. iauril-alkoholok észtere piridinium-nN-ecetsawal stb. A találmány szerinti eljárással készített bitumenemulziók előnyeit, a bitumenemulziók előállítása közben talált felismeréseinket és ezek értelmezését az alábbiakban részletezzük: A jelen eljárás szerint készült bitumenemul-4 ziók egyik előnye abban áll, hogy az alkalmazott emulgeátorok a bitumen spontán emulgeálására képesek, és ennek folytán csekély mechanikai alkalmazásával az emulgeálást az 5 ismert eljárásokhoz képest nagymértékben meggyorsíthatjuk. Az előírt emulgeátorokhoz, illetve azok vizes oldatához szokásos módon bitument adagolunk. Az a tény tapasztalható, hogy a beadagolás során és azt követően a víz 10 és bitumen közötti éles fázishatár látszólag eltűnik, apró szemcsékből álló tartós emulzió képződik. Ilyen spontán emulgeálást a hagyományos emulgeátortípusokfcal nem lehet elérni, csak olyan szerekkel, amelyek egymással köl-15 csönihatásfoan a kívánt műszaki hatást, vagyis az emulzió kialakítását és tartós fenntartását létrehozzák. A spontán emulgeáló hatást kifejtő szerek célszerűségét fokozza, hogy az így készített, emulziók időben korlátlanul tárolha-20 tók és az ismert ernulgeátorokkal szemben állás közben agglomerálódás, vagyis az emulzió megtörése nem következik be. A spontán emulgeáló hatást kifejtő szerek hatásmechanizmusának egyik lényege, hogy a kialakuló 25 emulzió cseppecskéi addig osztódnak, míg elérik a termodinamikailag stabilis, kis szemcseméretnek megfelelő eniulziószerkezetet. Tapasztalataink szerint a spontán emulgeáló hatás kifejtésében a fáziselválasztó felületi réteg ki-30 alakuló szerkezete játszik nagy szerepet, ez viszont az emulgeátormolekulák egymásra hatásától függ. Az emulgeátorok ui. hidrogénkötés kialakítására alkalmas elektrondonor-csoportokat és elektronakzepiter-csoportokat is tartal-35 máznak, ennek folytán az egyes csoportok hidrogónkötést létesítenek, miáltal az ismertnél stabilabb kettős réteg alakul, ki. A kialakuló kettős réteg hidrofób oldala a bitumenbe nyúlik, míg hidrofil oldala a vízoldhatóságát segíti 40 elő. A felületi kettős rétegen tehát az emulgeátor molekulái egymáshoz kötődnek és korlátlan stabilitású, a diszperzitásfok csökkenésre vagy koagulálásra nem hajlamos rendszert alkotnak. 45 A "találmány szerinti bitumenemulziók ipari célokra való hasznosításával rendkívül nagy előnyt biztosít az a tény, hogy a kész emulziók időkben korlátlan stabilitása nem csupán a savas pH-tartományban biztosítható, hanem 50 gyengén savas vagy semlegeshez közeli pH értékeken is fennáll. Ha ezt a tényt párhuzamba állítjuk az ismert időben korlátolt stabilitású bitumenemulziókkal, melyek kizárólag savas közegben hozhatók forgalomba, akkor rögtön 55 világosság derül arra, hogy milyen előnyök származnak a találmány szerinti eljárás alkalmazásából. A találmány szerinti emulgeátorok molekuláinak egymásra való hatását egyszerű módon 60 lehet bizonyítani. Ha pl. valamely megfelélő emulgeátorpárt vízben azonos mólarányban külön-külön feloldunk és ezen oldatokat összeöntjük, majd állni hagyjuk, akkor az alkalmazott töménységtől függően a következő jelen-65 ségeket tapasztalhatjuk. Ha az alkalmazott 2