189297. lajstromszámú szabadalom • Útépítésnél használatos kationaktív emulzió
189 297 2 A találmány tárgya kationaktív bitumenemulzió készítmény, amely bitumenből, emulgátorból, vízből, hozzáadott sav(ak)ból és - adott esetben - bitumenhígító (folyósító, „fluxáló”) szerből áll. A találmány szerinti bitumenemulziót útépítésnél, elsősorban bitumenzagyos hézagtömítéseknél, útburkolat-javításoknál, az útburkolat kifoltozásánál kőzetadalékokkal keverve lehet alkalmazni. A kationaktiv bitumenemulziókat előnyös tulajdonságaik alapján elterjedten alkalmazzák az útépítésben; e kedvező tulajdonságok az anionaktív vagy a nemionos emulziókkal szemben a felhasznált kőzetadalékokhoz való tapadás tekintetében mutatkoznak meg. A kationaktív bitumenemulziók a pozitívan feltöltött bitumenrészecskék folytán képesek a többnyire negatív töltésű kőzetanyagok - így például a kvarc, kvarcit, porfír - szemcséit tökéletesen bevonni, és a töltéskülönbség következtében erősen hozzátapadni e részecskékhez. Ezáltal olyan útburkolatok állíthatók elő, amelyek élettartama hosszú és mindenekelőtt vékonyabb rétegben hordhatók fel. Ezzel elérhető, hogy a bitumenes kötőanyagok felhasználásánál a gazdaságosság és a takarékosság érvényesüljön. Továbbá lehetőség van arra, hogy az emulziók gyors megtörése révén gyors megszilárdulást érjünk el. Ennek következtében a burkolatjavítások és burkolatfelújítások miatti huzamos ideig tartó útlezárások elkerülhetők. A kationaktív bitumenemulziók tulajdonságait alapjában véve az alkalmazott emulgátorok határozzák meg. Miután az útépítésnél csak olaj a vizben típusú emulziókat lehet alkalmazni, ezért csak olyan emulgátorok használhatók fel, amelyek képesek ilyen típusú emulziót képezni. Az útépítésnél alkalmazott kationaktív emulgátorok majdnem kivétel nélkül a következő három alap-vegyülettípusból kerülnek ki: 1. R—CH2—NH—CH2—CH2—CH2—NH2 2. R—CO—NH—CH2—CH2—CH2—NH2 /NH-CH2 Tehát mindezen vegyületek 2-2 nitrogénatomot tartalmaznak molekulánként. Az R-csoport jelentése a legtöbb esetben egy 10-20 szénatomos alifás szénhidrogéncsoport. Ennek a három alaptípusnak számos további változata ismert, különösképpen olyanok, amelyekben a nitrogénatomhoz oxietilcsoportokat tartalmazó oldalláncok kapcsolódnak, amelyek az emulgátor hidrofil jellegét és emulzióképző sajátságait fokozzák. Ezeken kívül kettőnél több nitrogénatomot tartalmazó vegyületek is alkalmazhatók; ez a körülmény még jobban kiemeli a vegyületek kationaktív jellegét. Az említett aminokat többnyire savas oldatban, tehát sóik formájában alkalmazzák. A gyakorlatban főképpen az aminok sósavas vagy ecetsavas oldataival dolgoznak. A gyakorlatban alkalmazható bitumenemulziók, a kívánt stabilitástól függően, 0,3-3 tömeg % emulgátor felhasználását igénylik. Az emulzió stabilitásának az alkalmazni kívánt eljárás szempontjából döntő jelentősége Vári. így az útburkolat-kezeléseknél az instabilis emulziók az előnyösek, amelyek a kőzetanyagokkal való összekeveréskor ez utóbbiakat azonnal bevonják, és aztán az emulziók a lehető leggyorsabban törnek meg. Ezzel szemben a bitumenzagyos eljárásokban stabilisabb emulziótípusokra van szükség, amelyek a kőzetadalékokkal történő összekeverés során még nem válnak szét, hanem az emulzió megtörése csak az útfelszínre való ráterítés után játszódik le. Az ilyenfajta stabil emulziótípusokban főleg oxietilcsoportokat tartalmazó diaminokat használnak fel. Az emulziókhoz adalékként még stabilizátorokat is hozzátesznek, vagy kőzetanyagokat az emulzióba való bekeverés előtt ezekkel a stabilizáló anyagokkal előkezelik, annak érdekében, hogy az emulziótörést késleltessék. E célra, mint ismeretes, mindenekelőtt kvaterner ammóniumvegyületeket, így például alkil-lrimelilammónium-kloridot vagy különféle mono- és diaminok alkilénoxid-adduktjait használják. A technika állásához tartozó említett anyagoknak és eljárásoknak megvan az a hátránya, hogy különösképpen a hatékony, bitumenzagyot alkalmazó eljárásoknál szükséges stabilis emulziók esetében nagy emulgátorkoncentráció alkalmazását és ezenkívül még a kőzetadalékok kationaktív stabilizálószerekkel való előkezelését is igénylik. A felhasznált emulgátorok ráadásul csak többlépcsős eljárással állíthatók elő, ezért igen költségesek és csak korlátozottan szerezhetők be. Az ismert monoaminokat ezért ugyancsak széleskörűen kipróbálták. Ismeretessé vált, hogy e célból döntően primer és szekunder aminokat, vagy kvaterner ammóniumsókat, illetve ezek elegyeit, adott esetben stabilizáló adalékokkal együtt célszerű alkalmazni. Kellő emulzióstabilitású primer és szekunder egyenértékű aminvegyületek mindamellett csak enyhén lúgos közegben alkalmazhatók a bitumen emulgálására. Kézenfekvő, hogy a közeg alkalitása a felhasznált emulgátorok kationaktivitását erőteljesen visszaszorítja, illetve a katíonaktív jelleg érvényrejutását egyáltalán nem is teszi lehetővé. Ezzel szemben speciális, főleg oxietilcsoportokat tartalmazó kvaterner ammóniumvegyületekkel meglehetősen jól használható, különböző minőségű, kationaktív bitumenemulziók állíthatók elő. Az útburkolatok felületi kezelésénél ezekkel az emulziókkal jó eredményeket lehet elérni. Az emulziók bitumenes zagyok készítéséhez is felhasználhatók, de ebben az esetben az emulziót igen stabilisra kell beállítani, és ennélfogva a törési ideje igen hosszú. Az emulziótörés megkezdődése után ezenfelül bizonyos mértékű reemulgeálódás is megfigyelhető, ami a kőzetszemcsékhez való nem kielégítő tapadásra vezethető vissza. Magát az emulziótörési folyamatot sem lehet egy időponthoz hozzárendelni, hanem az egy hosszú időre elnyúlik, ami a feldolgozhatóságot hátrányosan befolyásolja. A találmány célja - a fentiek figyelembevételével -olyan, útépítésnél vagy -javításnál felhasználható, nagy kationaktivitású és szabályozható emulziótörési idővel rendelkező bitumenemulzió kidolgozása, amely az emulgátoron, vízen és a bitumenen kívül adott esetben bitumenhígítót is tartalmaz, és amely a technika mai állása szerint ismert emulziók hátrányaitól mentes. A találmány szerinti bitumenemulzió ezen kívül könnyen állítható elő, nagy tá5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
