Катионоактивная битумная эмульсия и эмульгирующая добавка в эмульсию

 

Изобретение относится к дорожному строительству, а именно к получению битумных эмульсий, используемых для приготовления асфальтобетонных смесей. Изобретение решает задачу получения высокодисперсной эмульсии с повышенной устойчивостью к расслаиванию и коалесценции. Катионоактивная битумная эмульсия содержит битум, эмульгирующую добавку, хлорид кальция, кислоту и воду. В качестве эмульгирующей добавки содержит катионоактивный эмульгатор, представляющий собой смесь полиэтиленполиамина NH₂C₂H₄(NHC₂H₄)_nNH₂, где n=1-5, и его соли жирных и/или смоляных кислот или смесь полиэтиленполиаминов и их солей жирных и/или смоляных кислот. Эмульсия содержит, мас.%: 30-70 битума, не менее 0,3 катионоактивного эмульгатора, 1-2 хлорида кальция. Эмульгирующая добавка для приготовления катионоактивной битумной эмульсии содержит смесь полиэтиленполиамина, указанного выше, и его соли жирных и/или смоляных кислот или смесь полиэтиленполиаминов и их солей жирных и/или смоляных кислот при весовом соотношении полиэтиленполиаминов и их солей от 30:70 до 40: 60. Технический результат - получение высокодисперсной эмульсии с повышенной устойчивостью к расслаиванию и коалесценции. 2 с. и 4 з.п. ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к дорожному строительству, а именно к получению битумных эмульсий, используемых для приготовления асфальтобетонных смесей, для ухода за цементобетонными покрытиями, для устройства гидроизоляции и других видов работ.

Известны битумные эмульсии, содержащие битум, воду и катионоактивный эмульгатор.

Известно применение в качестве катионоактивных эмульгирующих добавок диаминов R-NH-(CH₂)_2или3NH₂ (Дорожные эмульсии. Энциклопедия в 3 томах. Т. 3. Минск, 1988, с. 28) четвертичных аммониевых оснований (Сыромятников С.А., Сидорин Г.Н. Битумные эмульсии и их применение в строительстве автомобильных лесовозных дорог. М., 1964), амидоаминов R-CO-NH-(CH₂)-NH-(CH₂)₂-NH₂ (AKZO NOBEL Asphalt Application. Технический бюллетень 2 "Битумные эмульсии", с. 6).

Наиболее близкой к предлагаемому изобретению является битумная эмульсия, содержащая в качестве катионоактивного эмульгатора смесь жирного диамина и амидоамина жирной кислоты (Патент СССР 1109053, B 01 F 17/00, 1984).

Изобретение решает задачу получения высокодисперсной эмульсии с повышенной устойчивостью к расслаиванию и коалесценции.

Решение задачи достигается созданием катионоактивной битумной эмульсии, содержащей битум, эмульгирующую добавку, хлорид кальция, кислоту и воду, при этом в качестве эмульгирующей добавки содержит катионоактивный эмульгатор, представляющий собой смесь полиэтиленполиамина NH₂C₂H₄(NHC₂H₄)_nNH₂, где n= 1-5, и его соли жирных и/или смоляных кислот или смесь полиэтиленполиаминов и их солей жирных и/или смоляных кислот. Катионоактивная битумная эмульсия содержит 30-70 мас.% битума, не менее 0,3 мас.% катионоактивного эмульгатора, 1-2 мас.% хлорида кальция.

В качестве кислоты эмульсия содержит соляную, азотную, фосфорную, фтористоводородную, муравьиную, уксусную, пропионовую в количестве, необходимом для придания водному раствору эмульгатора значения рН 2-4, при этом катионоактивная битумная эмульсия имеет значение рН 5-6.

Задача также решается созданием эмульгирующей добавки для приготовления катионоактивной битумной эмульсии, которая содержит смесь полиэтиленполиамина и его соли жирных и/или смоляных кислот или смесь полиэтиленполиаминов и их солей жирных и/или смоляных кислот при весовом соотношении полиэтиленполиаминов и их солей от 30:70 до 40:60. Полиэтиленполиамины имеют общую формулу NH₂C₂H₄(NHC₂H₄)_nNH₂, где n=1-5.

Эмульгирующая добавка в качестве жирных кислот содержит органические кислоты с общими формулами C_mH_2m+1COOH, C_mH_2m-1COOH или С_mН_2m-3СООН, где m= 10-20, а также смеси кислот, входящих в состав растительных масел. Смоляными кислотами являются кислоты, входящие в состав талловых масел.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1. В 3,8 кг воды растворяют 100 г эмульгатора, содержащего 35 мас.% триэтилентетрамина и 65 мас.% его соли стеариновой кислоты C₁₇H₃₅COOH, добавляют соляную кислоту до значения рН раствора 2-4. Полученный раствор нагревают до 80^oС и смешивают с 6 кг битума, нагретого до 110^oС, в аппарате для приготовления битумных эмульсий.

Пример 2. Аналогичен примеру 1, но в качестве эмульгатора используют смесь, содержащую 30 мас.% триэтилентетрамина и 70 мас.% его соли олеиновой кислоты С₁₇Н₃₃СООН.

Пример 3. Аналогичен примеру 1, но в качестве эмульгатора используют смесь, содержащую 35 мас.% триэтилентетрамина и 65 мас.% его соли пальмитиновой кислоты C₁₅H₃₁COOH.

Пример 4. Аналогичен примеру 1, но в качестве эмульгатора используют смесь, содержащую 35 мас.% триэтилентетрамина и 65 мас.% его соли миристиновой кислоты С₁₃Н₂₇СООН.

Пример 5. Аналогичен примеру 1, но в качестве эмульгатора используют смесь, содержащую 40 мас.% диэтилентриамина и 60 мас.% его соли олеиновой кислоты С₁₇Н₃₃СООН.

Пример 6. Аналогичен примеру 1, но в качестве эмульгатора используют смесь, содержащую 35 мас.% триэтилентетрамина и 65 мас.% его солей жирных кислот растительного масла.

Пример 7. Аналогичен примеру 1, но в качестве эмульгатора используют смесь, содержащую 35 мас.% полиэтиленполиаминов и 65 мас.% их солей стеариновой кислоты C₁₇H₃₅COOH.

Пример 8. Аналогичен примеру 1, но в качестве эмульгатора используют смесь, содержащую 35 мас.% полиэтиленполиаминов и 65 мас.% смеси их солей жирных и смоляных кислот таллового масла.

Пример 9. Аналогичен примеру 1, но в водный раствор дополнительно вводят 1 мас.% хлорида кальция, а вместо соляной кислоты используют фосфорную.

Пример 10 (сравнительный). Аналогичен примеру 1, но в качестве эмульгатора используют смесь диамина С₁₇Н₃₃МH(СН₂)₂NН₂ и амидоамин С₁₇Н₃₃CONH(СН₂)₂NН₂.

В таблице приведены результаты проверки качества эмульсий по примерам 1-9 в соответствии с требованиями ГОСТ 18659-81. Данные таблицы свидетельствуют о достижении цели изобретения.

Формула изобретения

1. Катионоактивная битумная эмульсия, содержащая битум и катионоактивный эмульгатор, отличающаяся тем, что в качестве катионоактивного эмульгатора содержит смесь полиэтиленполиамина NH₂C₂H₄(NHC₂H₄)_nNH₂, где n= 1-5, и его соли органических жирных кислот общей формулы C_mH_2m+1COOH, C_mH_2m-1COOH или C_mH_2m-3COOH, где m= 10-20, и/или жирных кислот, входящих в состав растительных масел, и/или смоляных кислот, входящих в состав таловых масел, и имеет следующий состав, мас. %: Битум - 30 - 70 Эмульгатор - 0,3 - 1 Кислота и вода - Остальное до 100 2. Катионоактивная битумная эмульсия по п. 1, отличающаяся тем, что содержит 1-2 мас. % хлорида кальция.

3. Катионоактивная битумная эмульсия по п. 1, отличающаяся тем, что содержит в качестве кислоты соляную, азотную, фосфорную, фтористоводородную, муравьиную, уксусную, пропионовую в количестве, необходимом для придания водному раствору эмульгатора значения рН 2-4.

4. Катионоактивная битумная эмульсия по п. 1, отличающаяся тем, что она имеет значение рН 5-6.

5. Эмульгирующая добавка для приготовления катионоактивной битумной эмульсии, отличающаяся тем, что содержит смесь полиэтиленполиамина общей формулы NH₂C₂H₄(NHC₂H₄)_nNH₂, где n= 1-5, и его соли органических жирных кислот общей формулы C_mH_2m+1COOH, C_mH_2m-1COOH или C_mH_2m-3COOH, где m= 10-20, и/или жирных кислот, входящих в состав растительных масел, и/или смоляных кислот, входящих в состав таловых масел.

6. Эмульгирующая добавка по п. 5, отличающаяся тем, что весовое соотношение полиэтиленполиаминов и солей полиаминов с кислотами составляет от 30: 70 до 40: 60.

РИСУНКИ

Рисунок 1