SK279228B6 - Prísada do bituménov a/alebo asfaltových výrobkov - Google Patents

Description

Oblasť techniky

Vynález sa týka priľnavostnej prísady do bituménov a/alebo asfaltových výrobkov a aj jej prípravy, ktorá je zvlášť vhodná do cestných asfaltov, na zvýšenie adhézie, resp. priľnavosti k tuhým, hydrofilnejším materiálom, najmä kamenivu, ďalej betónu a keramike na báze technicky ľahko dostupných organických adičných a kondenzačných produktov.

Doterajší stav techniky

Použiteľnosť asfaltu je vo veľkej miere determinovaná jeho reologickými vlastnosťami, nesmie sa lámať pri nízkych teplotách a trvalé deformácie pri vyšších teplotách majú byť malé, teda majú byť aspoň minimálne elastické, majú mať dlhú životnosť, dobrú adhéziu k hydrofilnejšiemu kamenivu, betónom ap. Preto na praktické aplikácie sa bitumény spravidla modifikujú prímesami, ako antioxidantmi, disperzantmi, antikorodantmi, emulgátormi, reologickými a ďalšími prísadami a na mnohé aplikácie tiež adhéznymi prísadami. Z adhéznych prísad sú najdôležitejšie tie [Veselý V., Káš P., Štépina V.: Chémia a technológia ropy, s. 511-522, II. Slovenské vydavateľstvo technickej literatúry, Bratislava (1967)], ktoré zväčšujú priľnavosť asfaltu ku kyslému alebo mokrému kamenivu. Takými sú katiónaktívne povrchovoaktívne látky, ktoré sa zvyčajne pridávajú do asfaltov spracúvaných za horúca, do riedených olejov, do emulzií alebo sa nimi pôsobí na kamenivo [McKennell R.: Proc. 2nd Intem. Congress Rheology, New York (1954), s. 350]. Ale aj asfaltogénne kyseliny zväčšujú afinitu asfaltu hlavne ku zásaditému kamenivu, napr. ku čadičovému a andezitovému kamenivu, ale môžu zhoršovať jeho afinitu ku kyslému kamenivu, napr. ku kremennému, žulovému a porfýrovému piesku.

V prítomnosti vody sa ďalej zhoršujú pomery, najmä pokiaľ ide o kyslé kamenivo, ktoré nadobúda záporný náboj. Pretože asfalt sám o sebe máva spravidla zásaditý charakter pre svoju aromatickosť a anión asfaltogénnej kyseliny mu dodáva záporný náboj, môže dochádzať k vytláčaniu asfaltu z povrchu kameniva vodou a k obnažovaniu kameniva. Tento nepriaznivý účinok možno naprávať jednak prísadou vápna ku kyslému kamenivu, hydrofobizáciou kameniva, napr. naftenátmi alebo lignosulfonátmi železa alebo pomocou katión-aktivnych prísad, ktoré sa hromadia na povrchu asfaltu a dávajú mu kladný náboj.

Napokon treba mať na zreteli, že asfalty sú v porovnaní s kamenivom, betónmi a ďalšími anorganickými materiálmi vždy hydrofóbnejšie. Preto neprekvapuje, že dobré adhézne, či priľnavostné prísady patria do skupiny tenzidov. Tieto hydrofilnou časťou molekúl sa orientujú k hydrofilnejšiemu kamenivu a hydrofóbnou (lipofilnou) časťou k asfaltu, čím sa zabezpečuje aj dobrá adhézia asfaltu ku kamenivu, betónu a ap. K takým používaným tenzidom patria soli vyšších mastných amínov alebo polyamínov, kvartéme pyrídíniové alebo amóniové soli s dlhým alkylovým reťazcom ako chlorid oktadecylaminu. Tieto priľnavostné prísady sa pridávajú do asfaltu alebo sa nimi spracúva kamenivo pred spracovaním s asfaltom [Lee A. R., Nicholas J. H.: Inst. Petroleum 43, 235 (1957)]. Ale ich nedostatkom, okrem technickej a surovinovej náročnosti, je aj nižšia termická stabilita, prejavujúca sa pri aplikácii ako prísady do asfaltu. Osobitná aplikácia na kamenivo pred pridaním asfaltu je zasa namáhavá a náročnejšia na spotrebu energii.

K účinným adhéznym prísadám do bituménov patrí aminoetylpiperazín (EP 117 385), potom lipidy, biolipidy, fosfatidy a tiež mastné kyseliny (DD 200 742), siloxány, ako aj organosilány (DE 3 236 381 a HU 22 188) i alkyléter-l,3-propyléndiamín. Ich nevýhodou je však technická, energetická a surovinová náročnosť a na viaceré kamenivá nižšie účinnosť. Podobne je tomu aj v prípade prísad polyuretánov (DE 3 028 365) do bituménov, pre niektoré prísady sú vhodné prísady mazadiel [Lojko A. I.: Izv. vuzov. stroit. archit. 10, 81 (1984)], najmä ak neškodí nižšia tvrdosť asfaltu. Pomerne menej účinné sú alkanoly a alkylaminoalkanoly (DD 152 801), ale častejšie používané, najmä na cestné asfalty a tam, kde nehrozí nebezpečie korózie kovov, sú prísady naflénových kyselín, naflenátov a zvlášť naftenátov železa (DD 159 549; Woodhams R. T., Varevorakul S.: Org. Coat. Appl. Sci. Proc. 46, 380).

Dobrú priľnavostnú prísadu predstavuje produkt pozostávajúci z 50 až 80 % hmotn. najmenej jedného monoetanolamidu a/alebo dietanolamidu karboxylových kyselín Cg až C24, z 15 až 45 % hmotn. parciálneho esteru najmenej jednej karboacylovej kyseliny Cg C24 s jednou až dvoma -OH skupinami trietanolaminu a/alebo soli vytvorenej z najmenej jednej karboxylovej kyseliny Cg až C24 s trietanolamínom. Pritom zvyšok do 100 % tvorí najmenej jeden z vedľajších produktov spomedzi glyceridov karboxylových kyselín, zmesi voľných karboxylových kyselín a zmesi esterov monoetanolamínu a dietanolamínu s karboxylovými kyselinami (CS 268 560). Nedostatkom je však nižšia priľnavostná účinnosť pri koncentráciách v asfalte pod 0,2 % hmotn. a potreba technicky i surovinovo ťažšie dostupných medziproduktov.

Podstata vynálezu

Podstatou tohto vynálezu je priľnavostná prísada do bituménov a/alebo asfaltových výrobkov, aplikovateľná v množstve 0,02 až 2 % hmotn. na výrazné zvýšenie adhézie bituménov, hlavne asfaltov na kamenivo, betón, keramiku, ktorá pozostáva zo 45 až 99,8 % hmotn. parciálnej soli a/alebo alkanolamidu najmenej jednej dikarboxylovej kyseliny C4 až Cg a/alebo aromatickej dikarboxylovej kyseliny Cg najmenej s jedným alkanolamínom spomedzi monoetanolamínu, dietanolamínu, trietanolaminu, vytvorených adíciou a/alebo kondenzáciou pri mólovom pomere COOH k alkanolamínu 1 : 0,3 až 1,5 a zvyšok do 100 % tvorí najmenej jedna zlúčenina spomedzi solí hydroxykarboxylových alifatických kyselín C5 až Cg, karboxylových kyselín C2 až Cg, chlorovodíka, kyseliny sírovej, kyseliny trihydrogénfosforečnej s najmenej jedným alkanolamínom a neskonvertované východiskové zlúčeniny.

Spôsob prípravy prísady do bituménov a/alebo asfaltových výrobkov podľa tohto vynálezu, adíciou a/alebo kondenzáciou najmenej jedného alkanolamínu spomedzi monoetanolamínu, dietanolamínu, trietanolaminu a karboxylových kyselín C2 až Cg, pri teplote 40 až 180 °C, tlaku 2 až 400 kPa, sa uskutočňuje tak, že najmenej s jedným alkanolamínom reaguje najmenej jedna karboxylová kyselina, vybraná spomedzi monokarboxylových kyselín C2 až Cg, alifatických dikarboxylových kyselín C4 až Cg, aromatických dikarboxylových kyselín Cg, zmesi monokarboxylových a dikarboxylových kyselín C2 až Cg, hydrokarboxy lových kyselín C5 až Cg, laktónov a cyklohexylesterov monokarboxylových a dikarboxylových kyselín, pričom konečný mólový pomer použitý na prípravu prísady: COOH : alkanolamíny =1 : 0,3 až 1,5 a oddelia sa prchavé podiely s teplotou varu aspoň do 165 °C pri normálnom alebo zníženom tlaku.

Výhodou prísady podľa tohto vynálezu je dobrá priľnavostná účinnosť už pri nízkych koncentráciách v asfaltoch a vysoká teplotná stabilita, surovinová a technická dostupnosť, zlepšenie penetrácie aditivovaného asfaltu a synergický účinok spolu s prírodnými antioxidantmi, obsiahnutými v bituménoch, resp. asfaltoch alebo pridanými syntetickými na zvýšenie termickej a oxidačnej stability aditivovaného asfaltu a výrobkov s ich použitím.

Výhodou spôsobu umožňujúceho zhmotniť aj vedľajšie produkty z oxidácie cyklohexánu je technická jednoduchosť, umožňujúca prípravu na typovom zariadení kondenzačných reakcií a pritom navyše získať prchavé organické podiely.

Na výrobu adhéznych prísad podľa tohto vynálezu možno aplikovať tak jednotlivé aminoalkoholy: monoetanolamín, dietanolamín, trietanolamín, ako aj ich zmesi. Pre viacero kombinácií najvhodnejší je trietanolamín.

Ako dikarboxylové kyseliny na prípravu priľnavostnej prísady podľa tohto vynálezu sú vhodné kyseliny: jantárová, glutárová a adipová. Z hydrokarboxylových kyselín: 5-hydroxyvalérová a 6-hydroxykaprónová. Z monokarboxylových kyselín: octová, propiónová, maslová, izomaslová, valérová, izovalérová a kaprónová. Ako kyslíkaté organické prísady bývajú prítomné: cyklohexylestery, mono- a dikarboxylových kyselín, oligoméry hydroxykarboxylových kyselín, laktóny C4 a Cg, prípadne cyklohexanol a cyklohexanón.

Vhodnou zmesou kyselín, použiteľnou na prípravu prísady, je zmes izolovaná napr. destiláciou z tzv. kyslých vôd, odpadajúca ako vedľajší produkt z katalytickej oxidácie cyklohexánu na cyklohexano- a cyklohexanón. Obsahuje zvyčajne najviac kyseliny adipovej spolu s kyselinou glutárovou a jantárovou, ďalej kyseliny: 5-hydroxyvalérová, 6-hydroxykaprónová, octová, propiónová, maslová, izomaslová, valérová, izovalérová a kaprónová. Potom prímesi ďalších organických látok, ako cyklohexylestery mono- i dikarboxylových kyselín, oligoméry hydroxykarboxylových kyselín, laktóny i cyklohexanol a cyklohexanón.

Ak sa aplikuje aromatická kyselina Cg (ftalová, izoftalová, tereftalová), napr. vo forme prekurzora, napr. ftalanhydridu, je potrebné pridať vodu na jeho premenu na kyselinu fialovú. Mólový pomer COOH : alkanolamínu má byť v rozsahu 1 : 0,3 až 1,5, ale najvhodnejší je 1 : 0,5 až 1, resp. 1 : 0,6 až 0,8. Na vysokú kvalitu priľnavostnej prísady je vhodné, ak je chemicky viazaná len jedna karboxylová skupina dikarboxylovej kyseliny.

Adhézna, resp. priľnavostná prísada podľa tohto vynálezu sa pridáva do asfaltu najčastejšie pri finálnej formulácii asfaltov, či bituménov, prípadne aj spolu s inými prísadami, či riedidlami, pri ich zušľachťovaní. V prípade, ak sa aplikujú pri výrobe bituménov, či asfaltov, najvhodnejšie je pridať prísady prakticky na konci operácii ich prípravy (fúkania vzduchu ap.), aby sa dlho teplotné nenamáhali, neoxidovali a zachoval sa tak aj antigradačný (termicky a oxidačné) účinok priľnavostnej prísady.

Priľnavostné prísady podľa tohto vynálezu možno vyrábať, ale aj aplikovať jednorázovo, po častiach alebo nepretržite.

Konkrétne výsledky účinku a zloženia priľnavostných prísad, ako aj ich výroby, ako aj ďalšie výhody sú zrejmé z príkladov.

Príklady uskutočnenia vynálezu

Príklad 1

Do trojhrdlej banky s objemom 250 cm³ s miešadlom, spätným chladičom, esterifikačným nadstavcom a teplomerom sa naváži 50 g destilačného zvyšku z destilácie „kyslých vôd“ ako vedľajšieho produktu z procesu katalytickej oxidácia cyklohexánu na cyklohexanol a cyklohexanón.

Takto získaný destilačný zvyšok (destiláciou za zníženého tlaku) je tuhý, s číslom kyslosti 531,6 mg KOH/g, pričom stanovený obsah kyseliny adipovej = 51,8 % hmotn.; kyseliny jantárovej = 7 % hmotn.; kyseliny glutárovej = 1,5 % hmotn.; kyseliny hydroxykaprónovcj = = 6,1 % hmotn., ďalej prímesi kyseliny hydroxyvalérovej, zmesi karboxylových kyselín Cj až Cg (HCOOH = 0,4 % hmotn., CH3COOH = 0,9 % hmotn., CH3CH2COOH = = 0,7 % hmotn., kyseliny maslovej = 0,7 % hmotn., kyseliny Valérovej = 0,6 % hmotn.), laktónov a cyklohexylesterov.

Ďalej sa pridá 58,8 g monetanolamínu a 165,05 g toluénu, takže na jednu karboxylovú skupinu COOH pripadajú dve -NH_Z skupiny monoetanolaminu.

Reakcia sa uskutočňovala pri teplote 110 °C počas 9 h, pričom sa oddcstilovalo 17 g predného podielu s vodou a ďalej za zvýšeného tlaku (12 kPa) sa oddestiluje 136,4 g predného podielu (vrátane neskonvertovaného monoetanolamínu) a získaný produkt, pozostávajúci predovšetkým z etanolamidov dikarboxylových kyselín C4 až Cg a etanolamidov monokarboxylových kyselín C2 až Cg, hlavne však C5 až Cg, v množstve 65 g sa ďalej skúša ako priľnavostná prísada do asfaltov (prísada 1-D).

V ďalšom pokuse sa postupuje podobne, ale sa naváži len polovica, t. j. 29,4 g monoetanolaminu a 79,7 g toluénu. Tak na jednu karboxylovú skupinu pripadá jedna aminoskupina. Získa sa 56,6 g produktu - potenciálnej adhezívnej prísady (prísada 2-D).

Príklad 2

Do kadičky s objemom 500 cm³, opatrenej kovovým miešadlom sa dalo 104,4 g trietanolamínu, ktorý sa vyhrial na teplotu 60 °C a potom sa pridalo 100 g kyseliny adipovej (mólový pomer kyseliny adipovej k trietanolamínu = = 1 : 1). Počas 5 min. teplota stúpla reakčným teplom na 81 °C a po ďalších 10 min. sa celý obsah vylial do hliníkovej formy a nechal vychladnúť. Potom sa zvážil (204 g), rozomlel na jemný prášok a aplikoval ako adhezívna prísada do asfaltu (prísada 3-D).

Príklad 3

Násada na pokus bola taká istá ako v príklade 2, ale postup bol pozmenený. Po pridaní kyseliny adipovej do trietanolamínu pri teplote 23 °C sa počas 5 min. teplota reakčnej zmesi samovoľne zvýšila na 62 °C. Po poklesnutí teploty ďalších 5 min. sa teplota celej zmesi ohrievaním zvýšila na 120 °C a pri tejto sa udržovala počas 5 min. Po tom sa reakčná zmes vyliala do hliníkovej formy. Získaný produkt stuhol až po 5 dňoch (prísada 3-D/l).

Príklad 4

Postupovala sa podobne ako v príklade 3, len mólový pomer kyselina adipová: trietanolamín = 1 : 2. Po pridaní kyseliny adipovej do trietanolamínu sa reakčná zmes samovoľne vyhriala na 30 °C a potom ohrievaním sa zvýšila teplota na 115 °C. Potom sa reakčná zmes vyliala do hliníkovej formy a ochladila (prísada 4-D).

Príklad 5

Do kadičky s objemom 250 crrú sa pridalo 50 g ftalanhydridu a 6,1 g vody. Potom sa obsah postupne za miešania vyhrial na 100 °C, pridalo sa 50,4 g trietanolamínu (mólový pomer ftalanhydrid : trietanolamín = 1 ) a teplota reakčnej zmesi sa zvýšila na 130 °C. Táto sa udržovala počas 2 h. Potom sa reakčný produkt vylial do hliníkovej formy, ochladil a zvážil (106 g). Získala sa tak prísada 5-D.

Príklad 6

Na 60 g destilačného zvyšku, resp. kryštalického podielu s číslom kyslosti 531,6 mg KOH/g, ako vedľajšieho produktu z výroby cyklohexanolu a cyklohexanónu špecifikovaného v príklade 1 (kryštalický, resp. tuhý podiel získaný oddestilovanim vody a prchavejších komponentov z „kyslých vôd“) sa pridalo 42,41 g trietanolamínu. Reakčná zmes sa za miešania vyhriala na 100 °C a pri tejto sa udržiavala počas 2 h. Tak sa získala priľnavostná prísada 6-D.

Príklad 7

Do kadičky s objemom 250 crrú sa navážilo 30 g destilačného zvyšku, resp. kryštalického podielu špecifikovaného v príklade 1. K tomu 42,4 g trietanolamínu a 22,04 g ftalanhydridu. Reakčná zmes sa udržovala za miešania pri teplote 100 ± 2 °C počas 2 h. Získaný produkt je potenciálnou adhezívnou prísadou do asfaltov (prísada 7-D).

Príklad 8

Do trojhrdlej banky, opatrenej spätným chladičom, esterifikačným nadstavcom, teplomerom a miešadlom, sa navážilo 60 g monoetanolamínu, ďalej 143,56 g kyseliny adipovej a 62,6 g xylénu. Reakčná zmes sa postupne za vydestilovávania azeotropu reakčnej vody s xylénom vyhriala na 150 °C a pri tejto sa udržovala počas 2 h. Získalo sa 181,2 g produktu ako potenciálnej adhezivnej prísady (prísada 8-D).

Príklad 9

Do trojhrdlej banky špecifikovanej v príklade 8 sa naváži 50 g destilačného zvyšku, resp. kryštalického podielu špecifikovaného v príklade 1, 14,3 g monoetanolamínu a 29,4 g xylénu. Pri teplote 150 °C sa reakčná zmes udržovala počas 2 h. Získalo sa 59 g potenciálnej priľnavostnej prísady (prísada 9-D).

Príklad 10

Do kadičky sa navážilo 97 g ftalanhydridu, 23,4 g destilovanej vody a 40 g monoetanolamínu. Reakčná zmes sa postupne počas 20 min. vyhriala na teplotu 120 °C. Získaný produkt - potenciálna adhezívna prísada - sa schladil a rozdrvil na jemný prášok (prísada 10-D).

Príklad 11

Do trojhrdlej banky sa navážilo 200 g „kyslých vôd“ ako vedľajšieho produktu z procesu oxidácie cyklohexánu na cyklohexanol a cyklohexanón. Zloženie týchto „kyslých vôd“ bolo (v % hmotn.): kyselina mravčia 0,29; kyselina octová 0,4; kyselina propiónová 0,2; kyselina maslová 0,6; kyselina valérová 0,6; kyselina hydroxykaprónová 7,3; kyselina jantárová 0,07; kyselina glutárová 0,64; kyselina adipová 4,6; číslo kyslosti 86,61 mg KOH/g; číslo zmydelnenia 124,57 mg KOH/g.

K tomu sa pridalo 23,04 g trietanolamínu a reakčná zmes za zníženého tlaku a teplote 90 °C sa nechala reagovať za súčasného oddestilovania vody a prchavého podielu. Vydestilovalo sa tak 185,5 g vodného roztoku a zvyšný destilačný zvyšok bol v množstve 37,9 g (prísada 11-D).

Príklad 12

Do trojhrdlej banky sa navážilo 200 g „kyslých vôd“ špecifikovaných v príklade 11 a za zníženého tlaku (3 kPa) sa pri teplote vodného kúpeľa 85 až 90 °C vydestilovalo 161,8 g zriedeného vodného roztoku, obsahujúceho (v % hmotn.): kyselina mravčia 0,26; kyselina octová 0,18; kyselina propiónová 0,1; kyselina maslová 0,07; kyselina valérová 0,11; číslo kyslosti S,SS mg KOH/g; číslo zmydelnenia 11,53 mg KOH/g.

K destilačným zvyškom v množstve 38,2 g (číslo kyslosti 395,1 mg KOH/g; číslo zmydelnenia 530 mg KOH/g; kyselina adipová 16,3 % hmotn.; kyselina jantárová 0,8 % hmotn,; kyselina glutárová 2,1 % hmotn.; kyselina hydroxykaprónová 22,4 % hmotn.; kyselina kaprónová 3,5 % hmotn.; kyselina valérová 2,7 % hmotn.; zmes karboxylových kyselín C, až C4 9,5 % hmotn.) sa pridalo 23,04 g zmesi 94,5 % hmotn. trietanolamínu s 5,5 % hmotn. dietanolamínu (mólový pomer -COOH : trietanolaminy = 1 : : 0,6) a reakčná zmes za miešania sa zohrievala na teplotu 95 až 100 °C pri tlaku 3 kPa počas 1 h. Získaný produkt sa potom ochladil, zvážil (57,4 g), čím sa získala adhezívna prísada (prísada 12-D).

Príklad 13

Postupovalo sa podobne ako v príklade 12, len k 37,9 g destilačného zvyšku sa pridalo 19,9 g zmesi trietanolamínu s dietanolamínom (mólový pomer -COOH : etanolamíny = = 1 : 0,5). Získaný produkt v množstve 57,2 g je potenciálnou adhezívnou prísadou do asfaltov (prísada 13-D).

Príklad 14

Do kadičky s objemom 1 dnú sa navážilo 683,8 g „kyslých vôd“ ako vedľajšieho produktu z procesu oxidácie cyklohexánu na cyklohexanol a cyklohexanón tohto zloženia (v % hmotn.): kyselina mravčia 0,29; kyselina octová 0,30; kyselina propiónová 0,17; kyselina maslová 0,45; kyselina valérová 0,48; kyselina hydroxykaprónová 5,1; kyselina jantárová 0,10; kyselina glutárová 0,28; kyselina adipová 3,51; číslo kyslosti 75,05 mg KOH/g; číslo zmydelnenia 133,82 mg KOH/g.

Za zníženého tlaku (3,33 kPa) sa pri teplote vodného kúpeľa 90 až 95 °C vydestilovalo 554,8 g vodného roztoku prchavých organických komponentov. Tento vodný roztok obsahoval (v % hmotn.): kyseliny mravčej 0,26; kyseliny octovej 0,18; kyseliny propiónovej 0,10; kyseliny maslovej 0,07 a 0,11 kyseliny valérovej. Číslo kyslosti bolo 5,55 mg KOH/g a číslo zmydelnenia 11,5 mg KOH/g.

SK 279228 Β6

Destilačný zvyšok v množstve 129 g obsahoval (v % hmotn.): 0,1 kyseliny mravčej; 0,7 kyseliny octovej; 2,1 kyseliny propiónovej; 4,0 kyseliny maslovej; 2,4 kyseliny Valérovej; 3,1 kyseliny kaprónovej; 19,8 kyseliny hydroxykaprónovej; 0,6 kyseliny jantárovej; 1,8 kyseliny glutárovej a 15,3 kyseliny adipovej. Zvyšok tvoria bližšie neidentifikované cyklohexylestery monokarboxylových a dikarboxylových kyselín, laktóny, oligoméiy ap. Číslo kyslosti = 379,1 mg KOH/g a číslo zmydelnenia = 530,5 mg KOH/g. Teplota tuhnutia zmesi je 55 až 58 °C.

Z tohto zvyšku sa odobralo 57,3 g a zmiešalo sa s 34,6 g trietanlamínu s prímesou 4,6 % hmotn. dietanolamínu (technický trietanolamín). Táto reakčná zmes (mólový pomer -COOH : etanolamíny = 1 : 0,6) sa vyhriala na teplotu 95 až 100 “C pri tlaku 3,33 kPa počas 1 h. Potom sa ochladila a zvážila. Získalo sa 90,5 g potenciálnej adhezívnej prísady (prísada 12-D/R).

V ďalšom experimente sa vzalo 45,0 g destilačného zvyšku a pridalo sa 15,1 g trietanolamínu (mólový pomer COOH : trietanolamíny = 1 : 0,5). Podobným spôsobom, ako v uvedenom sa získalo 65,9 g priľnavostncj prísady (prísada 13-D/R).

V treťom pokuse sa vzalo 30,0 g destilačného zvyšku a 30,2 g trietanolamínu (mól. pomer COOH : trietanolamín = = 1:1). Získalo sa 59,5 g potenciálnej adhezívnej prísady (prísada 14-D).

Príklad 15

Destilačný zvyšok z „kyslých vôd“ charakterizovaný v príklade 4, v množstve 30 g sa zmiešal so 60,4 g trietanolamínu s prímesou 4,6 % hmotn. dietanolamínu (mól. pomer -COOH : trietanolamín =1:2). Táto zmes sa vyhriala za zníženého tlaku (3,33 kPa) na teplotu 95 až 100 °C počas 1 h. Potom sa schladila a zvážila (89,4 g). Získala sa potenciálna priľnavostná prísada ďalej označovaná ako 15-D.

Príklad 16

Postupovalo sa podobne ako v príklade 15, len bol iný mólový pomer, teda reagovalo 40 g destilačného zvyšku s 52,4 g trietanolamínu (mólový pomer -COOH : trietanolamín = 1 : 1,3) a získalo sa 91,2 g potenciálnej priľnavostnej prísady (prísada 16-D).

Príklad 17

Postupovalo sa podobne ako v príklade 16, len množstvo destilačného zvyšku bolo 50 g a trietanolamínu 37,8 g (mólový pomer -COOH : trietanolamín = 1 : 0,75). Získalo sa 87,6 g potenciálnej priľnavostnej prísady do asfaltov (prísada 17-D).

Príklad 18

Stanovenie účinnosti priľnavostných prísad do asfaltov sa robí s využitím ČSN 657 089. Priľnavosťou asfaltu sa rozumie odolnosť asfaltového povlaku na povrchu kameniva proti jeho vytesneniu vodou. Podstatou skúšky je vizuálne posúdenie miery odkrytia povrchu zŕn kamennej drviny obalenej asfaltom po 1 h pôsobenia teplej vody (60 °C). Kamenivo sa pred skúškou premyje destilovanou vodou a vysuší pri teplote 110 °C.

Takto pripravené kamenivo v množstve 300 g sa vyhreje počas 30 min. na teplotu 150 °C a obalí 12 g asfaltu vyhriateho na teplotu 170 °C. Intenzívnym premiešavaním počas 4 min. sa dosiahne viac-menej dokonalé obalenie kameniva. Obalené kamenivo sa prenesie opatrne do kryš talizačnej misky a ponechá počas 24 h pri teplote miestnosti. Po tomto čase sa zaleje teplou (60 °C) destilovanou vodou, prikryje hodinovým sklíčkom, vloží do vodného kúpeľa a nechá pôsobiť ešte 1 h. Kryštalizačná miska s obaleným kamenivom sa vyberie z vodného kúpeľa a hodnotí sa miera odkrytia povrchu kameniva. Obalené kamenivo zostáva ponorené vo vode. Pri hodnotení sa používa lampa a čítacia lupa. Pri skúške a hodnotení sa dbá, aby bola zaliata vodou a položená na bielom podklade. Pre dôkladnejšie vyhodnotenie sa do misky s obaleným kamenivom po 1 h pôsobení teplej vody ponorí neobalený kameň. Pri celkovom vyhodnotení rozhoduje stav obalenia väčšiny kameňov, pričom sa osobitne vyhodnocuje stav obalenia hrán kameniva a plôch.

Vlastné vyhodnotenie:

I. hrany kameniva

1/1 - úplne obalené (t. j. čierne), bez porušenia asfaltového filmu;

1/2 - hrany bledohnedé, t. j. pokryté tenkým olejovým filmom;

1/3 - hrany neobalené, t. j. farba hrán je totožná s čistým kamenivom;

II. plochy kameniva

II/l - plochy kameniva sú úplne obalené, t. j. čiernej farby, bez porušenia asfaltového filmu;

II/2 - plochy sú hnedé, t. j. sú úplne obalené olejovým filmom;

II/3 - plochy sú čiastočne obnažené vo veľkosti špendlíkových hlavičiek;

II/4 - plochy sú obnažené vo veľkosti menších plôch;

II/5 - väčšie plochy sú obnažené, t. j. jednotlivé plochy sú pokryté len kvapôčkami asfaltu.

Celkové hodnotenie priľnavosti: priľnavosť je dobrá, ak platí:

a) 1/1 a II/1; b) 1/2 a II/1; c) 1/2 a II/2; priľnavosť je vyhovujúca, ak platí:

a) 1/3 a Π/l; b) 1/3 a II/I;

priľnavosť je nevyhovujúca, ak platí:

a) 1/3 a II/3; b) 1/3 a 11/4; c) 1/3 a II/5.

Na vyhodnotenie sa používalo vysušené kamenivo (drvený dolomitový vápenec) zmenia 10 až 18 mm a cestný ropný asfalt AP - 80.

Výsledky stanovenia adhezívnej účinnosti a ďalších parametrov jednotlivých produktov 1-D až 7-D, resp. priľnavostných prísad pripravených postupmi uvedenými v tabuľke v príkladoch I až 7, sú uvedené v tabuľke 1.

Z hľadiska priľnavosti všetky produkty v koncentráciách 0,2 % hmotn. v asfalte sú dobré alebo aspoň vyhovujúce, najvyšší účinok dosahujú vzorky 6-D a 7-D, ale 7-D zhoršuje bod lámavosti, ktorý je dôležitým kritériom nizkoteplotného správania asfaltu.

V tabuľke 2 sú výsledky hodnotenia priľnavostného účinku prísad 8-D až 11-D, pripravených príkladmi 8 až 11, v tabuľke 3 priľnavostné prísady, resp. produkty pripravené postupmi uvedenými v príkladoch 12 až 16.

Z výsledkov tabuľky 2 vyplýva, že produkt 8-D má vyhovujúcu priľnavostnú účinnosť pri koncentráciách 0,2 % hmotn. a dobrú pri koncentrácii 1 % hmotn., ale táto zreteľne poklesne dlhodobejším teplotným namáhaním. Zhoršuje tiež bod lámavosti. Účinnejší je produkt 9-D, ktorý aj po teplotnom namáhaní je vyhovujúci, ale čiastočne zhoršuje bod lámavosti. Produkt 10-D je neúčinný, nie je priľnavostnou prísadou.

Produkt 11-D je vyhovujúci, pri koncentrácii 1 % hmotn. až dobrý, ale jeho účinnosť rýchlo klesá teplotným namáhaním len na vyhovujúcu kvalitu.

Ako vidieť z výsledkov tabuľky 3, veľmi dobrú kvalitu má produkt 12-D, pripravený postupom uvedeným v príklade 12. Dobrá priľnavostná účinnosť sa prejavuje už koncentráciou 0,2 % hmotn., ktorá sa zachová aj teplotným namáhaním. Dokonca aj teplotným namáhaním aditivovaného asfaltu (v množstve 0,5 % hmotn.) počas 16 h pri teplote 160 °C zostáva dobrá priľnavosť asfaltu (1/ 1; II/ 1).

Príklad 19

Priľnavostná prísada sa pripravuje z koncentrátu, tzv. kyslých vôd ako vedľajšieho produktu z oxidácie cyklohexánu na cyklohexanol a cyklohexanón (zakoncentrované kyslé vody), kvalitatívne totožné s produktom špecifikovaným v príkladoch 1 a 6, kvantitatívne odlišného o číslo kyslosti 379 mg KOH/g. Priľnavostná prísada sa pripravuje z 20 g uvedeného koncentrátu, 20,2 g trietanolamínu (TEA) a 3,5 g kyseliny chlorovodíkovej s koncentráciou 35 % hmotn. Tak mólový pomer -COOH : TEA : HC1 = 1 : : 0,75 : 0,25. Syntéza sa uskutočňuje pri 95 až 100 °C počas 0,5 h, pričom pri tlaku 5,33 kPa sa oddestiluje 2,6 g destilátu a zvyšok 41,1 g sa skúša ako priľnavostná prísada (19-D). Pri koncentrácii 0,2 % hmotn. v asfalte je jej účinnosť dobrá (1/1 i 1/2 a II/l).

Príklad 20

Na prípravu priľnavostnej prísady sa použije 30 g kyseliny adipovej a 36,75 g trietanolamínu, t. j. mólový pomer kyselina adipová : trietanolamín =1 : 1,2. Príprava sa uskutočňuje pri teplote 100 °C počas 1 h a zníženom tlaku (2,67 kPa). Získaný produkt (21-D) sa skúša ako priľnavostná prísada do cestného asfaltu. Pri koncentrácii prísady 0,1 a 0,2 % hmotn. v asfalte je jeho priľnavosť dobrá (1/2, II/2), ako aj pri 0,5 % hmotn. (1/1, II/l).

Za inak podobných podmienok, ale s priľnavostnou prísadou pripravenou pri molovom pomere kyselina adipová : trietanolamín = 1 : 0,7 (35 g kyseliny adipovej a 25,01 g trietanolamínu), sa získa 59,96 g produktu (22-D), ktorý sa skúša ako priľnavostná prísada do asfaltu. Aditovaný asfalt s 0,2 % hmotn. priľnavostnej prísady má priľnavosť na kamenivo vynikajúcu (1/2, II/2) a s 0,5 % hmotn. dobrú (I/I, II/l).

Príklad 21

Priľnavostná prísada sa pripraví z koncentrátu, resp. destilačného zvyšku charakterizovaného v príklade 14, len mólový pomer -COOH : TEA = 1 . 0,589; teplota prípravy 100 °C, počas lh; pri tlaku 2,67 kPa sa získa 60,05 g produktu (29-D). Tento v množstve 0,2 % hmotn. zabezpečuje už dobrú priľnavosť asfaltu (1/2 i 1/3, II/2), ako pri 0,5 % hmotn. (1/1, II/l).

Príklad 22

Priľnavostná prísada sa pripravuje z destilačného zvyšku, charakterizovaného v príklade 1, dietanolamínu a kyseliny chlorovodíkovej pri molovom pomere -COOH : : dietanolamín : HC1 = 1 : 0,6 : 0,4, pri teplote 100 °C, tlaku 2,67 kPa a reakčnom čase 0,5 h. Získaný produkt s teploteoutuhnutia 10 až 11 °C (27-D) sa skúša ako priľnavostná prísada do asfaltu. V množstve 0,2 % hmotn. je vyhovujúca (1/3 aj 1/2, II/2) a pri 0,5 % hmotn. dobrá (1/2, II/2).

Priemyselná využiteľnosť

Prísada do bituménov ako aj asfaltových výrobkov a spôsob jej výroby sú využiteľné hlavne v rafinérskom, ale aj v chemickom priemysle v širšom slova zmysle. Prísada je vhodná aj na fortifikáciu asfaltov v staviteľstve, najmä cestnom.

Tabuľka 1

Parameter	Samotný asfalt AP-80	Druh a koncentrácia priľnavostnej prísady v asfalte AP-80 [% hmotn ]
1-D	2-D	3-D	3-0/1
0,1	0,2	0,5	0,1	0,2	0,5	OJ	0,2	0,5	0,2
Východiskové vlastnosti
bod mäknutia KG [°C]	46,5	46,5	47,0	47,0	-	-	-	46,5	46,5	47,0	47,0
penetrácia/25 [°C]	78,0	75,0	73,0	73,0	-	-	-	69,0	70,0	67,0	76,0
bod lámavosti [°C]	-21	17,5	-18	-15,5	-	-	-	15,5	-14,5	-15,5	-16,5
bod vzplanutia [°C]	296	298	304	302	-	-	-	302	298	296	296
priľnavosť	V3.II/3	V2.II/2	1/2,11/2	Vl.II/1	1/2,Π/2	V2.1I/2	V2.II/2	V2.II/2	V2.II/2	VI,II/l	1/1,1/2 II/2
Teplotná stálosť (po teplotnom namáhaní pri 160°C/6h
bod mäknutia KG [°C]	48,0	47,0	47,0	48,0	-	-	-	47,0	47,5	48,0	48,0
penetrácia/25 [°C]	68,0	66,0	67,0	66,0	-	-	-	67,0	68,0	72,0	70,0
bod lámavosti [°C]	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-19
priľnavosť	•	V2.II/2 1/3,11/3	1/2,11/2	1/2,11/2		•		V2.II/2	1/2, IV2	1/2,Π/2	1/2, IV2

Tabuľka 1 - pokračovanie

Parameter	Samotný asfalt AP-80	Dnth a koncentrácia priľnavostnej prísady v asfalte AP-80 ľ% hmotn ]
4-D	5-D	6-D	7-D
0,2	0,1	0,2	0,5	0,1	0,2	0,5	0,1	0,2	0,5
Východiskové vlastnosti:
bod mäknutia KG [°C]	46,5	47,0	-	47,0	47,0	-	46,5	46,0	-	46,0	46,0
penetrácia/25 [°C]	78,0	77,0	-	77,0	78,0	-	80,0	75,0	-	78,0	76,0
bod lámavostí [°C]	-21	-17,0	-	-20,0	16,0	-	-20,0	-20,0	-	-16,0	-15,0
bod vzplanutia [°C]	296	297	-	-	-	-	-	-	-	-	-
priľnavosť	1/3,11/3	Ι/3.Π/2	1/2,11/3	1/2,1/1	Ι/Ι,Π/2	1/2,1/3	I/2.U1	Vl.Wl	I/2.I/3	1/2,VI	Ι/Ι.Π/2
						IU2.II/3	102,11/1		IV2.II/3	11/2,11/1
Teplotná stálosť (po tep-
lotnom namáhaní pri
160°C/6h
bod mäknutia KG [°C]	48,0	48,0	-	47,0	47,5	-	47,0	46,5	-	47,0	47,0
penetrácia/25 (“CJ	68,0	68,0	-	73,0	70,0	•	70,0	73,0	-	72,0	73,0
bod lámavostí [°C]	-	-19	-	-18	-18	•	-18	-17	-	-14	-11
priľnavosť	-	I/2.IV3	-	1/2,11/2	1/2,11/2		IV2.I/2	1/1,11/2		V2.II/2	Vl,n/1

Tabuľka 2

Parameter	Samotný asfalt	Druh a koncentrácia priľnavostnej prísady v asfalte AP-80 [% hmotn.]
8-D	9-D	10-D	11-D
	AP-80	o.l	0,2	0,5	0,1	0,2	0,5	1	0,5	1	0,2	0,5	1
Východiskové vlastnosti: bod mäknutia KG [°C]	47,5			47,5	47,5		47,5	47,2	47,5	47,4		47,5	47,5
penetrácia/25 [°C]	70,0	-	-	75,0	79,0		80,0	75,0	78,0	82,0	-	79.0	79,0
bod lámavostí [°C]	-21	-	-	-17,0	-14	-	-14,0	-14,0	-	-	-	-17,0	-19,0
priľnavosť	1/3,11/3	1/2,1/3	V2.II/2	V2.VI	V1.IV1	V2.IV2	1/2,VI	Vl.n/1	V3.IV3	ΙΖ3.ΠΖ3	1/2,11/2	1/1,11/2	1/1,11/1
		11/2,11/3		IV2			Π/2.Π/1
Teplotná stálosť (po teplotnom namáhaní pri 160 °C/6 h
bod mäknutia KG [°C	49,5	-	-	47,4	47,6	-	47,8	47,8	-	-	-	47,5	47,5
penetrácia/25 [°C]	59,0	-	-	74,0	70,0	-	75,0	71,0	-	-	-	75,0	73,0
bod lámavostí [°C]	-18	-	-	-15	-11	-	-14	-14	-	-	-	-16	-18
priľnavosť	1/3,11/3	-	-	1/3,11/3	1/3,11/3	V3.IV3	I/2.V3	V2,V3	-	-	-	V2,V3	1/2,11/2
							II/2	II/2				IV2.II/3

Tabuľka 3

Parameter	Samotný asfalt	Druh a koncentrácia priľnavostnej prísady v asfalte AP-80 [% hmotn.]
12-D	13-D	14-D	15-D	16-D
	AP-80	0.1	0,2	0.5	1	0,1	0,2	0,5	1	ο,ΐ	0,2	0,5	0.2	0,5	0.2	0,5
Východiskové vlastnosti: bod mäknutia KG [”C]	48			48	48			47,5	47,5
penetrácia/25 [°C]	70	-	-	83	83	-	-	79	80	-	-	-	-	-	-	-
bod lámavostí [’C]	-21	-	-	-16	-17	-	-	-16	-17	-	-	-	-		-	-
priľnavosť	1/3,IV3	Ι/2.Π/1	νι,π/ι	νι,π/ι	νι,ινι	V2.IV2	1/2,11/1	νι,ινι	νι,ινι	V3	1/2	1/2	V3	V2	1/3	V2
										1/2	1/3	V3	IV3	V3	IV3	ΙΖ3
										ΙΙ/3	ΙΙ/3	ΙΙ/2		IU2		Π/2
												IV3		IV3		IV3
Teplotná stálosť (po teplotnom namáhaní pri 160 °C/6h bod mäknutiaKG [°C]	48,5			48	48			47,5	47,5
penetrácia/25 [°C]	59	-	-	81	82			77	80	-	-	-	-	-	-	-
bod lámavostí [eC]	-17		-	-16	-16			-17	-16	-	-	-	-	-	-	-
priľnavosť	V3.IV3		1/1,11/2	ι/ι,π/ι	νι,π/ι			V2.V3	V1.V2	-	-	-	-	-	-	-
								Π/2.Π/3	IV1

SK 279228 Β6

Claims (6)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Prísada do bituménov a/alebo asfaltových výrobkov aplikovateľná v množstve 0,02 až 2 % hmotn. na výrazné zvýšenie adhézie bituménov, hlavne asfaltov na kamenivo, betón, keramiku, vyznačujúca sa tým, že pozostáva zo 45 až 99,8 % hmotn. parciálnej soli a/alebo alkanolamidu najmenej jednej dikarboxylovej kyseliny C4 až Cg a/alebo aromatickej dikarboxylovej kyseliny Cg najmenej s jedným alkanolamínom spomedzi monoetanolamínu, dietanolamínu, trietanolamínu, vytvorených adíciou a/alebo kondenzáciou pri mólovom pomere COOH k alkanolamínu 1 : 0,3 až 1,5 a zvyšok do 100 % hmotn. tvorí najmenej jedna zlúčenina spomedzi solí hydroxykarboxylových alifatických kyselín C5 až Cg, karboxylových kyselín C2 až Cg, chlorovodíka, kyseliny sírovej, kyseliny trihydrogénfosforečnej s najmenej jedným alkanolamínom a neskonvertované východiskové zlúčeniny.
2. 2. Spôsob prípravy prísad do bituménov a/alebo asfaltových výrobkov podľa nároku 1, adíciou a/alebo kondenzáciou najmenej jedného alkanolamínu spomedzi monoetanolamínu, dietanolamínu, trietanolamínu a karboxylových kyselín C2 až Cg, pri teplote 40 až 180 °C, tlaku 2 až 400 kPa, vyznačujúci sa tým, že najmenej s jedným alkanolamínom reaguje najmenej jedna karboxylová kyselina, vybraná spomedzi monokarboxylových kyselín C2 až Cg, alifatických dikarboxylových kyselín C4 až Cg, aromatických dikarboxylových kyselín Cg, zmesi monokarboxylových a dikarboxylových kyselín C2 až Cg, hydrokarboxylových kyselín C5 až Cg, laktónov a cyklohexylesterov monokarboxylových a dikarboxylových kyselín, pričom konečný mólový pomer použitý na prípravu prísady COOH : alkanolamíny =1 : 0,3 až 1,5 a oddelia sa prchavé podiely s teplotou varu aspoň do 165 °C pri normálnom alebo zníženom tlaku.
3. 3. Spôsob prípravy podľa nároku 2, vyznačujúci sa tým, že alkanolamín reaguje so zmesou dikarboxylových kyselín C4 až Cg s koncentráciou 30 až 70 % hmotn., karboxylových alifatických kyselín C2 až Cg, hydrokarboxylových kyselín C5 až Cg s koncentráciou 25 až 65 % hmotn., pričom zvyšok do 100 % hmotn. tvoria laktóny a cyklohexylestery a kyslíkaté organické zlúčeniny, izolované z vedľajších kyslíkatých organických produktov katalytickej oxidácie cyklohexánu na cyklohexanol a cyklohexanón.
4. 4. Spôsob prípravy podľa nároku 3, vyznačujúci sa tým, že vo forme alkanolamínu reaguje trietanolamín.
5. 5. Spôsob prípravy podľa nárokov 2 a 3, vyznačujúci sa tým, že celkový mólový pomer COOH : alkanolamínu alebo zmesi alkanolamínov = 1 : 0,3 až 1,5, pričom prchavé podiely sa odstránia za zníženého tlaku.
6. 6. Spôsob prípravy podľa nároku 5, vyznačujúci sa tým, že celkový mólový pomer COOH : : alkanolamínu alebo zmesi alkanolamínov = 1 : 0,5 až 1, pričom prchavé podiely sa odstránia pri tlaku 2 až 10 kPa.