189297. lajstromszámú szabadalom • Útépítésnél használatos kationaktív emulzió
1 189 297 2 rolási és szállítási stabilitással rendelkezik és felületkezeléseknél, bitumenzagyos hézagtömítéseknél, útburkolat kifoltozások esetén egyaránt felhasználható. Az emulzió megtörése a kívánt időpontban következik be; ez mindenképpen a kőzetanyagokkal való érintkezés, illetve más alkalmazási technológia esetén a kőzetadalékokkal való összekeverés után játszódik le. Ekkor azonban a törés önmagától, külső behatás nélkül, gyorsan végbemegy, és a keverék egy hosszú élettartamú, kopásálló, vékony útfelszínt képez, amelyet rövid idő múlva használatba lehet venni. A találmány lényegét annak a feladatnak a megoldása képezi, amely úgy foglalható össze, hogy kationaktív, olaj-a-vízben típusú emulzió kialakításával egy útépítésnél, illetve útjavításnál használható, bitumenből, emulgátor(ok)ból, vízből és savakból, valamint adott esetben bilumenhígító-szerekböl álló emulziót kell készíteni, amely a kőzet- és ásványi adalékokkal érintkezésben idöbelileg pontosan szabályozható törési idővel rendelkezik és az említett adalékokhoz jól tapad. A feladat találmány szerinti megoldása egy olyan emulzió előállítása, amely bitumenből, emulgátor(ok)ból, vízből és savakból - adott esetben bitumenhígíló-szerek, így például benzin, dízelolajok, egyéb ásványolajok hozzáadásával - készül, s 0,05 lömeg% (1) általános képletü vegyületet tartalmaz, ahol a képletben -R, jelentése 12-22 szénatomos, előnyösen 16-18 szénatomos alifás szénhidrogéncsoport; R2 és R3 jelentése - egymástól függetlenül - metil- vagy etilcsoport vagy hidrogénatom; A jelentése anion, kedvező esetben hidrogénszulfátion, kloridion vagy acetátion ; és x + y = 10, előnyösen 2 és 6 között van. A találmány egy másik jellegzetessége, hogy az emulzió további komponensként 0,01-2 tömegszázalékban egy hosszúszénláncú alkilamint, célszerűen egy telített vagy telítetlen, primer, illetve szekunder, 8-22 szénatomos, előnyösen 12-18 szénatomos „zsíramint”, és/vagy 0,01-3 tömegszázalék hosszúszénláncú szénhidrogén-csoporttal helyettesített kvaterner ammóniumsót tartalmaz. A kvaterner ammóniumsó oxietilcsoportokat is tartalmazhat. Meglepő módon azt találtuk, hogy ha a találmány szerinti kombinációban az oxi-alkiléncsoportokkal helyettesített alkiiaminok javasolt kalionaktív sóit alkalmazzuk, akkor lehetővé válik, hogy az emulziók törési idejét az alkalmazási célnak megfelelően, az emulgátortartalom megváltoztatásával, illetve a só anionjának variálásával vagy az emulgátornak más adalékanyagokkal való kombinációja révén tetszőlegesen állíthassuk be. Kis mennyiségű emulgátor hozzáadása, az emulzió összmennyiségére számítva, 0,05 és mintegy 0,3 tömegszázalék közötti koncentrációban instabilis, igen gyorsan megtörő bitumenemulziók képződéséhez vezethet; a törési idők 10 és 30 másodperc között vannak. Az emulziók stabilitása növekszik, ha az emulgátorban az aniont hidrogén-szulfátról kloridra, illetve kloridról acetátra változtatjuk. Az emulziótörés folyamata nagyon rövid idő alatt lejátszódik. Az ilyenfajta emulziók különösen alkalmasak felületi utókezelésre hűvösebb időjárás esetén. A találmány értelmében javasolt emulgátor nagyobb, 0,3-1,0 tömeg% közötti koncentrációban félig stabilis, 30-180 másodperc közötti törési idejű emulziók előállitását teszi lehetővé. Emellett meglepő az a megfigyelés, hogy egy meghatározott időpontig az emulzió a kőzetanyagokkal szemben nagy stabilitást mutat, amely azután egy bizonyos időpontban hirtelen lecsökken, azaz az emulziótörés ekkor spontán bekövetkezik. Ez a sajátossága az emulziónak különösképpen kedvező a bitumenzagyos munkáknál, mert itt az emulziónak a kőzetanyagokkal szembeni nagyfokú stabilitása kívánatos a keverési folyamat alatt. A technológiailag szükséges fázisidők az általánosan használt bitumenzagykészítő berendezéseknél 30-150 másodpercet tesznek ki. Ez alatt az idő alatt tehát az elegynek stabilisnak és hígan folyósnak kell maradnia. A javítandó útra történő ráterítés után viszont az emulzió szétválása lehetőleg hamar következzék be. Ez a folyamat a megadott emulgátor-mennyiségek esetében fel is lép, éspedig a legkifejezettebben az acetátsók használata esetén. Az 1% fölötti, 1 és 5 tömeg% közötti emulgátordózisok az emulgátorkoncentráció növekedtével egyre stabilabb emulziók képződéséhez vezetnek, amelyeknek a megtörése a kőzetanyagokkal való keverés folyamán az időben mindjobban kitolódik. így olyan keverékek is előállíthatok, amelyek már egyáltalán nem törnek meg, fázisszétválás már nem lép fel, hanem csak kiszáradás útján kötnek meg. A találmány tárgyát képező emulgátor-adalékokkal a végtermékek tulajdonságait a mindenkori kívánt tulajdonságok irányába változtathatjuk meg. 0,01- 2 tömeg%, előnyösen 0,1-0,5 tömeg% hosszú szénláncú alkil-amin, különösen 12-18 szénatomos „zsíramin” alkalmazása a spontán emulziótörés és szétválás felerősödéséhez vezet. Meglepő az is, hogy jól meghatározott mennyiségi arányok esetén a kétféle aminszármazék kationaktivitása összegződik. Az egyértékű zsíraminok felhasználása révén az emulzió viszkozitása erősen befolyásolható. Emelkedő koncentrációban növelik a viszkozitást. Számos alkalmazási területen, így különösképpen a felületkezeléseknél ezt a tulajdonságot jól ki lehet használni, mivel a nagy viszkozitású termékek az utak lejtős és emelkedő szakaszain nem folynak el. További találmány szerinti adalékok a kvaterner ammóniumsók, ezeken belül is különösen azok a vegyületek, amelyekben egy hosszú alkillánc, egy vagy két oxietilcsoportból álló oldallánc és egy vagy két metilcsoport kapcsolódik a nitrogénatomhoz; ezek az emulziókban járulékos stabilizálószerek gyanánt fejtik ki hatásukat. Magának az emulzióképzésnek a folyamatát pedig e vegyületek különösen nagy mértékben megkönnyítik. így viszonylag lassú működésű emulzióképző berendezésekkel is kis œszecskeméretû, finom emulziók előállítását lehet elérni. Ezek a vegyületek csökkentik az emulzió viszkozitását és ezzel lehetővé teszik nagy töménységű emulziók (75%-ig terjedő bitumentartalommal) előállítását; Ráadásul a kvaterner ámmóniumsók a szállítási és tárolási stabilitást is jelentősért fokozzák. A törési és emulziószétválási idő a kőzetanyagok felszínén ezáltal megnövekszik. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
