189297. lajstromszámú szabadalom • Útépítésnél használatos kationaktív emulzió
1 189 297 2 A szétválási időt az alkalmazásra kerülő kőzetanyaggal való összekeverést követően fellépő emulziótörési folyamat meghatározásán kívül - amely relatív időértékeket ad abszolút értékben is meghatározhatjuk elektroforézis segítségével. Ez esetben előnyösen alkalmazhatjuk Albers módszerét [a Bitumen, Teere, Asphalte, Peche, 11, (1960) 1, 9 irodalmi helyen található eljárás ismertetése] némileg megváltoztatott formában. A mérendő emulziót egy katódként szolgáló fémedénybe töltjük. Az edény közepébe egy platinaanódot függesztünk. 10-12 Volt egyenfeszültséget alkalmazunk. A pozitív töltésű bitumenrészecskék az edénykatódhoz vándorolnak, ott elvesztik töltésüket, és lassan egy mind kevésbé áteresztővé váló bitumen réteget képeznek. Ez a folyamat egy áramerősségmérő műszer segítségével közvetlenül nyomonkövethetö. Ha a mért áramerősséget az elektroforézis időtartamával szemben diagramon ábrázoljuk, többékevésbé meredeken csökkenő görbéket kapunk, amelyeknek meghatározott időpontokban inflexiós pontjuk van. Az inflexiós pont helyzete, ahol a görbék hajlási iránya megváltozik, igen jól meghatározható, ha az áramerősség-értékek különbségeit - az egyik mérési időponttól a rákövetkezőig diagramon ábrázoljuk a mérési idővel szemben. Ennek a közelítő differenciálgörbének az áramerősség-görbe inflexiós pontjánál maximuma van. Ez a pont az emulziótörés időpontjának tekinthető, miután ebben az időpontban legnagyobb az áramerősség-csökkenés, azaz leggyorsabb a bitumen kiválása. Ennek az időpontnak a túllépése után már alig válik ki bitumen, a törési folyamat véget ért, és az áram intenzitása majdnem a zérusra csökken. A 2., 3. és 4. ábrán ezt néhány példán keresztül mutatjuk be. A 2. ábra görbéiből azonban az is látható, hogy a AI = f(t) differenciálgörbék között olyanok is vannak, amelyeknél az áramerősségcsökkenés sebességének maximuma élesen kiugrik és csak egy szűk időintervallumot fog át. Ezeknek az emulzióknak jól definiált törési időpontjuk van. Más görbéknél viszont a maximum erősen ellaposodik, hosszabb időtartamot ölel át. Ezeknek az emulzióknak az a tulajdonsága, hogy csak egy lassan végbemenő folyamat során törnek meg. A törés nem egy meghatározott időpontban következik be, hanem a folyamat apránként előrehaladva egy hosszabb időpontban játszódik le és csak igen hoszszú idő után fejeződik be véglegesen. Találmányunk alapján olyan bitumenemulziókat célszerű kidolgozni, amelyeknek a differenciálgörbéi a fentiek értelmében egy lehetőleg éles, kifejezett maximummal rendelkeznek, tehát amelyek egy pontosan definiált időpontban törnek meg. Az 1. ábrán látható I = F(t) és AI = f(t) görbe egy tipikus ilyen példát illusztrál. A találmány szerinti bitumenemulzióknál azonban annak is lehetővé kell válnia, hogy ezt a maximumot - élességét változatlanul megtartva - időben eltolhassuk, hogy ezáltal különböző alkalmazási lehetőségeket teremtsünk meg. A 3. ábrán látható mindhárom görbe azonos élességü maximumot mutat, ami a 4-6 görbéknek megfelelő emulziók, egyforma törési sajátságaira utal; ugyanakkor azonban az emulziótörés sebességének a maximuma különböző időpontokban lép fel. Meglepő módon épp a tercier, alkoxilezett alkil-aminsók találmány szerinti alkalmazásával sikerült elérni - noha ez eddig nem volt ismeretes -, hogy a gyengén bázikus kémhatású tercier aminok egyedüli emulgátorként olaj-a-vízben típusú bitumenemulziók előállítására alkalmazhatók legyenek. Kiviteli példák 1. Összehasonlítás céljából három kationaktív bitumenemulziót készítettünk, amelyek mindegyike 63 tömeg% B 200 bitument tartalmazott, s amelyeket 0,5 tömeg% ismert kationaktív emuigátor, cc. sósav és víz hozzáadásával ismert módon. Annyi sósavat használtunk fel, hogy a pH értéke 1,8-2,2 legyen. A felhasznált víz mennyiségét úgy állapítottuk meg, hogy az a többi komponens összmennyiségét 100%-ra egészítse ki. Az I emulzió emulgátorként az alábbi képletű díamint tartalmazza : R—NH—(CH2)3—NH2; ahol R jelentése 12-20 szénatomos szénhidrogén-csoport; a 2 emulzió egy 2) képletű diamint tartalmazott, amelynek képletében R jelentése a fenti és x + y = 10 ; végül a 3 emulzió egy 3) képletű kvaterner ammóniumsót tartalmazott, amelynek képletében R valamint x + y jelentése, illetve értéke a fentivel azonos volt. Az elektroforézis vizsgálatok eredményeit 2. ábrán mutatjuk be. 2. Három bitumenemulziót készítettünk a találmány szerinti eljárással, amelyek 63% B200 bitument vagy B 90 bitumen és tesztbenzin 9 : 1 arányú elegyét tartalmazták, továbbá emulgátorként 0,5 t ömeg % tercier, etoxilezett alkil-aminsót, 0,5% cc. sósavat és 36 tömeg% vizet. A bitumen emulgeálását, csakúgy mint az előző példában, az emulgátorként használt aminsó sósavas vizes oldatával végeztük. A 4 emulzióban a 4) képletű, az 5 emulzióban az 5) képletű és a 6 emulzióban a 6) képletű tercier, a]koxilezett alkil-aminsót alkalmaztuk. Az elektroforézises vizsgálatok eredményeit a 3. ábrán mutatjuk be. Mind a három emulzió spontán válik szét, csak a szétválás időpontjában különböznek. 3. Négy találmány szerinti bitumenemulziót állítottunk elő úgy, hogy 63 tömeg% B 200 bitument emulgátort tartalmazó vizes sósavoldattal emulgáltunk. A 7 emulzió 1,5 tömeg%, a 2. példabeli 4) képletű vegyülettel azonos emulgátort és 0,6 tömeg% sósavat tartalmazott. 8 emulzió: a 2. példabeli 5) képletű vegyületet 1 tömeg%-ban, egy 14-20 szénatomos hosszúszénláncú, egyértékü zsíramint 0,2 tömeg%-ban és sósava’ 0,7 tömeg%-ban tartalmazó emulziót állítottunk össze; 9 emulzió: 1 tömeg%, 2. példa szerinti 6) képletű vegyület, 0,5 tömeg%, egy hosszúszénláncú szénhidrogén-csoportot, két etoxilezett oldalláncot, valamint egy rövidszénláncú csoportot, illetve metilcsoportot tartalmazó kvaterner ammóniumsó és 0,6 tömeg% sósav felhasználásával emulziót készítettünk. 5 10 1 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 4
