DE2053340A1

DE2053340A1 - Adhesion adjuvant - to improve adhesion of bituminous binders to solids eg gravel

Info

Publication number: DE2053340A1
Application number: DE19702053340
Authority: DE
Inventors: Helmut Dr. 4300 Essen. B65b 7 02 Wagner
Original assignee: TH Goldschmidt AG
Current assignee: Evonik Operations GmbH
Priority date: 1970-10-30
Filing date: 1970-10-30
Publication date: 1972-05-04
Also published as: DE2053340B2

Abstract

Adhesion of bituminous binders to solids esp. gravel is improved by adding to an adhesion adjuvant (e.g. montan wax) 0.05 to 0.5 wt.% of a silicone oil such as a predominantly linear polymethylsiloxane. Presence of the silicone oil enables the adjuvant to the evenly and finely dispersed throughout the bitumen. Foaming of the bitumen on application is reduced. Used in road surfacings.

Description

Th. Goldschmidt A.-G., EssenTh. Goldschmidt A.-G., Essen

HaftmittelAdhesive

Die Erfindung betrifft ein Haftmittel zur Verbesserung der Adhäsion von bituminösen Bindemitteln an Oberflächen von Festkörpern, insbesondere Gestein.The invention relates to an adhesive for improving the adhesion of bituminous binders to surfaces of Solids, especially rock.

Es ist bekannt, daß bituminöse Bindemittel an bestimmten Gesteinsoberflächen, insbesondere an sauren, d.h. si Iicatischen Gesteinsoberflächen, schlecht haften. Zur Verbesserung der Haftung fügt man diesen bituminösen Binde- Λ mitteln seit vielen Jahren sogenannte Haftmittel zu. Die Haftmittel sind meistens hochmolekulare Verbindungen mit polaren Gruppen, z.B. COOH-, OH- oder NH₂~Gruppen. Sehr wirksame Mittel sind insbesondere kationaktive Amine, von denen meist nur wenige zehntel Prozent, bezogen auf das bituminöse Mittel, genügen, um eine überraschende Erhöhung der Haftfestigkeit zu erzielen.It is known that bituminous binders adhere poorly to certain rock surfaces, in particular to acidic, ie, silicatic, rock surfaces. To improve adhesion, these bituminous binders Λ have been added to so-called adhesives for many years. The adhesives are mostly high molecular weight compounds with polar groups, eg COOH, OH or NH ₂ groups. Very effective agents are in particular cationic amines, of which only a few tenths of a percent, based on the bituminous agent, are usually sufficient to achieve a surprising increase in adhesive strength.

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Man hat auch bereits versucht, Chlorsilane zur Verbesserung der Haftfähigkeit zu verwenden. Dabei wird z.B. entsprechend dem Patent 800 685 dasGestein mit einer geringen Menge Chlorallan in Dampfform vorbehandelt. Die Vorbehandlung hat sich aber nicht durchsetzen können, da sie verhältnismäßig aufwendig ist, das Gestein im wesentlichen trocken sein muß und sich bei dem Verfahren Salzsäure entwickelt.Attempts have also been made to improve chlorosilanes to use the adhesiveness. For example, according to the patent 800 685, the rock with a small amount Chlorallan pretreated in vapor form. The pretreatment has but cannot prevail because it is relatively expensive and the rock has to be essentially dry and hydrochloric acid develops in the process.

Es ist ferner bekannt, Polysiloxane, insbesondere Polysiloxanöle, als Antischaummittel bei der Bearbeitung von Bitumen und ähnlichen Stoffen zu verwenden. So setzt man bereits in großem Umfang in den Raffinerien dem Bitumen Silicone" 1 zu, um das Schäumen des Bitumens zu verhindern. Die üblichen Siliconöle des Handels sind aber in den bituminösen Rohstoffen schwer löslich oder unlöslich. Eine genügende Feinverteilung des Siliconöls ließe sich nur durch Verwendung besonderer Vorrichtungen, wie z.B. Intensivmischer, erreichen .It is also known to use polysiloxanes, in particular polysiloxane oils, to be used as an anti-foam agent when processing bitumen and similar materials. So you already set in to a large extent in the refineries the bitumen silicone "1, to prevent the bitumen from foaming. The usual However, commercial silicone oils are sparingly soluble or insoluble in bituminous raw materials. A sufficient fine distribution the silicone oil can only be achieved by using special devices, such as an intensive mixer .

Man hat auch bereits versucht, dem Bitumen Lösungen von Siliconölen zuzusetzen, um hierdurch die Verteilung des Siliconöls zu erleichtern. Da Bitumen in der Regel jedoch bei erhöhten Temperaturen gelagert werden muß, die bei 2OO°C und darüber liegen, ist es nachteilig, daß die Lö-Attempts have also been made to add solutions of silicone oils to the bitumen in order to thereby reduce the distribution of the To facilitate silicone oil. Since bitumen usually has to be stored at elevated temperatures, which at 2OO ° C and above, it is disadvantageous that the

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sungsmittel bei der Lagerung wieder aus dem Bitumen entweichen, wobei das Siliconöl erneut ausfällt und sich zu großen Tröpfchen zusammenfügt.solvent escape from the bitumen again during storage, whereby the silicone oil precipitates again and becomes too large Droplets put together.

Gleichgültig, ob der Zusatz des Siliconöls mit oder ohne zusätzliches Lösungsmittel erfolgt, bereitet aus den vorgenannten Gründen die Verteilung der geringen Menge Siliconöl in der großen Menge Bitumen erhebliche Schwierigkeiten. Zwar genügen bereits geringe Mengen von etwa 1 bis 3 g Siliconöl je Tonne, um das Schäumen des Bitumens zu unterdrücken. Die gröberen Siliconöltröpfchen können aber bei der anschließenden Verarbeitung des Bitumens, beispielsweise beim Heißeinbau von Straßendecken, erhebliche Störungen verursachen. An den Stellen, an denen sich das Siliconöl in größerer Konzentration befindet, wirken sich die spezifischen Trenneigenschaften der Siliconöle aus. Die Fahrbahndecke hat stellenweise schlechten Verbund, so daß sich beim späteren Befahren der Fahrbahn Teile der Fahrbahndecke lockern und lösen können.Regardless of whether the silicone oil is added with or without an additional solvent, it is based on the aforementioned The distribution of the small amount of silicone oil in the large amount of bitumen causes considerable difficulties. Small amounts of around 1 to 3 g of silicone oil per ton are sufficient to suppress the foaming of the bitumen. The coarser silicone oil droplets can, however, during the subsequent processing of the bitumen, for example cause considerable disruptions when paving road surfaces with hot water. At the points where the silicone oil is in greater concentration, the specific release properties of the silicone oils have an effect. The road surface has a poor connection in places, so that when the road surface is later driven on, parts of the road surface will be loosen and loosen.

Überraschenderweise wurde nun gefunden, daß man diese Nachteile in einfacher Weise überwinden kann und das Siliconöl außerordentlich fein im Bitumen verteilen kann, wenn man Haftmittel und Siliconöl dem Bitumen gemeinsam zusetzt.Surprisingly, it has now been found that these disadvantages can be overcome in a simple manner, as can the silicone oil Can be distributed extremely finely in the bitumen if adhesive and silicone oil are added to the bitumen together.

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Das Haftmittel vorliegender Erfindung ist deshalb dadurch gekennzeichnet, daß es zusätzlich 0,05 bis etwa 0,5 Gew.-% Siliconöl in dispergierter Form enthält.The adhesive of the present invention is therefore characterized in that it additionally contains 0.05 to about 0.5% by weight Contains silicone oil in dispersed form.

Vorzugsweise enthält das Haftmittel Siliconöl einer Viskosität von 50 bis etwa 1000 cP bei 20°C.Preferably the adhesive contains silicone oil having a viscosity of 50 to about 1000 cP at 20 ° C.

Als besonders brauchbar hat sich ein Siliconöl erwiesen, welches vorwiegend linear ist und das als Kohlenwasserstoffreste Methylgruppen gebunden enthält.A silicone oil which is predominantly linear and which is a hydrocarbon residue has proven to be particularly useful Contains bound methyl groups.

Die chemische Struktur des Haftmittels, das erfindungsgemäß Siliconöl enthält, ist von untergeordneter Bedeutung. Es können die bekannten Haftmittel des Standes der Technik verwendet werden. Von besonderem Vorteil ist es jedoch, solche Haftmittel mit Siliconöl zu versetzen, die pastöse bis feste Konsistenz aufweisen.The chemical structure of the adhesive used according to the invention Contains silicone oil is of minor importance. The known prior art adhesives can be used be used. However, it is particularly advantageous to add silicone oil to such adhesives, the pasty ones to have a firm consistency.

Bei der Herstellung des Siliconöl enthaltenden Haftmittels geht man zweckmäßig so vor, daß man in das gegebenenfalls auf Schmelztemperatur erhitzte Haftmittel die gewünschte Menge Siliconöl einbringt und das Gemisch intensiv durchmischt. Man kann die Verteilung des Siliconöls im Haftmittel noch dadurch begünstigen, daß man Siliconöl und eineIn the manufacture of the silicone oil-containing adhesive it is expedient to proceed in such a way that the desired adhesive is added to the adhesive, which is optionally heated to the melting temperature The amount of silicone oil is introduced and the mixture is thoroughly mixed. One can see the distribution of the silicone oil in the adhesive still benefit from having silicone oil and a

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kleinere Menge Haftmittel intensiv vermischt und diese an Siliconöl konzentriertere Mischung der restlichen Menge Haftmittel zufügt.Small amount of adhesive mixed intensively and this attached Add silicone oil to a more concentrated mixture of the remaining amount of adhesive.

Von besonderem Vorteil ist die Verwendung fester Haftmittel, da bei diesen Produkten die Feinverteilung des SiliconölsThe use of solid adhesives is of particular advantage, since these products allow the silicone oil to be finely divided

im Haftmittel auch bei längerer Lagerung gewährleistet Jin the adhesive, even after prolonged storage, J

bleibt.remain.

Verwendet man pastöse oder flüssige Haftmittel, können zusätzliche Maßnahmen getroffen werden, um die Feinverteilung des Siliconöls aufrechtzuerhalten. So ist es beispielsweise möglich, Dispergierhilfsmittel oder Thixotropierungsmittel zuzusetzen. Als Dispergierhilfsmittel eignen sich Äthylenoxidanlagerungsprodukte an Verbindungen mit aktiven Wasserstoffen, wie z.B. Alkylphenole, ferner Metallseifen oder Erdalkalisalze von Sulfonaten. Als Thixotropierungsmittel sind ebenfalls Metallseifen oder feinteilige, vorzugsweise pyrogen erzeugte, Kieselsäure brauchbar.If pasty or liquid adhesives are used, additional Measures are taken to maintain the fine distribution of the silicone oil. This is how it is, for example possible, dispersants or thixotropic agents to add. Ethylene oxide addition products are suitable as dispersing aids on compounds with active hydrogens, such as alkylphenols, also metal soaps or Alkaline earth salts of sulfonates. Metal soaps or finely divided soaps are also preferred as thixotropic agents Pyrogenically produced silica can be used.

Es war für den Fachmann in hohem Maße überraschend, daß der Effekt des Haftmittels und des Siliconöls bei gemeinsamer Konfektionierung voll erhalten bleibt, obwohl Haftmittel und Siliconöle an sich bezüglich ihres Verhaltens an Festkörperoberflächen gegensätzliche Eigenschaften zeigen.It was highly surprising for the person skilled in the art that the effect of the adhesive and the silicone oil when combined Packaging remains fully intact, although adhesives and silicone oils are inherently different in terms of their behavior Solid surfaces show opposing properties.

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In den folgenden Versuchen wird die entschäumende Wirkung des mit Siliconöl versehenen Haftraittels nachgewiesen.In the following tests, the defoaming effect of the adhesive agent provided with silicone oil.

Die Haftmittel/Siliconöl-Proben werden wie folgt hergestellt! Zu 25 ml des flüssigen Haftmittels (das Haftmittel wird gegegebenenfalls durch Erwärmen verflüssigt) ,,werden 0,25 ml einer 10 %igen toluolischen Lösung von Siliconöl einer Viskosität von 1000 cP gegeben. Die Mischung wird 5 Minuten lang mit einem Hochfrequenz-Rührer homogenisiert.The adhesive / silicone oil samples are prepared as follows! To 25 ml of the liquid adhesive (the adhesive is optional liquefied by heating) ,, become 0.25 ml a 10% solution of silicone oil in toluene with a viscosity of 1000 cP. The mixture is 5 minutes homogenized for a long time with a high-frequency stirrer.

Die Ermittlung der Schaumhöhe erfolgt auf die nachstehend beschriebene Weise:The foam height is determined as follows described way:

200 g des Bitumens bzw. des Bitumen/Haftmittel/Siliconöl-Gemisches werden in ein 1000 ml Becherglas eingefüllt. Anschließend werden 10 ml Wasser bei 90°C eingerührt, wobei mit einem Glasstab mit etwa 1 Umdrehung/Sekunde gerührt wird. Die Probe wird sodann innerhalb von 5 Minuten unter langsamem Rühren auf 120°C erwärmt. Nach Erreichen der Temperatur wird die Schaumhöhe in mm gemessen.200 g of the bitumen or the bitumen / adhesive / silicone oil mixture are poured into a 1000 ml beaker. Then, 10 ml of water are stirred at 90 ° C, while stirring with a glass rod having about 1 revolution / second. The sample is then heated to 120 ° C. over a period of 5 minutes with slow stirring. After the temperature has been reached, the foam height is measured in mm.

Bei den Produkten, die bei den Vergleichsversuchen verwendet werden, handelt es sich um Handelsprodukte. Mit PoIyamin A und Polyamin B werden Umsetzungsprodukte von Fettsäuren mit mehrfunktionellen aliphatischen und cyclo-The products used in the comparison tests are commercial products. With polyamine A and polyamine B are reaction products of fatty acids with polyfunctional aliphatic and cyclo-

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aliphatischen Aminen bezeichnet. Haftmittel C ist ein Umsetzungsprodukt von Hydrostearinsäure mit Dimethylaminopropylamin. aliphatic amines. Adhesive C is a reaction product of hydrostearic acid with dimethylaminopropylamine.

Das Bitumen A, Typ B 180/200, das Bitumen B, Typ B 180/200, sowie das Bitumen C, Typ B 80, sind unter dieser Bezeichnung erhältliche Bitumina der Penetration 180/200 bzw. 80.Bitumen A, type B 180/200, bitumen B, type B 180/200, as well as bitumen C, type B 80, are bitumens of penetration 180/200 or 80 available under this name.

Den einzelnen Bitumensorten werden jeweils 0,3 Gew.-% Siliconöl enthaltendes Haftmittel zugesetzt. Lediglich bei Verwendung von Montanwachs als Haftmittel werden im Hinblick auf die geringere Wirksamkeit 1,5 Gew.-% zugesetzt. Der Siliconölgehalt wird beim Montanwachs entsprechend verringert, so daß in allen Proben, bezogen auf das Bitumen, 3 ppm Siliconöl enthalten sind.Adhesive agent containing 0.3% by weight of silicone oil is added to the individual types of bitumen. Only at If montan wax is used as an adhesive, 1.5% by weight are added in view of the lower effectiveness. The silicone oil content is reduced accordingly in the montan wax, so that in all samples, based on the bitumen, 3 ppm silicone oil are included.

Haftmittel
TypAdhesive
Type Sch
Bitumen ANS
Bitumen A laumhöhe in r
Bitumen Broom height in r
Bitumen B nm
Bitumen Cnm
Bitumen C kein Haftmittelzusatzno adhesive additive 100100 130130 120120 Polyamin APolyamine A 3030th 3535 3030th Polyamin BPolyamine B 3030th 3030th 3030th Haftmittel CAdhesive C 1515th 1515th 1515th Talgfettpropylen-
diaminSebum propylene
diamine 2020th 3030th 2525th ImidazolinImidazoline 3030th 3030th 3030th MontanwachsMontan wax 3030th 2525th 2525th

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Die Versuche zeigen die hervorragende schaumhindernde Wirkung des zugesetzten Siliconöls.The tests show the excellent foam-preventing effect of the added silicone oil.

In weiteren Versuchen wird die haftverbessernde Wirkung der vorgenannten Haftmittel mit und ohne Siliconölzusatz geprüft. Es ergeben sich in bezug auf die Haftwirkung an nassem, saurem und basischem Gestein keine Unterschiede.In further experiments, the adhesion-improving effect of the The aforementioned adhesives with and without the addition of silicone oil were tested. It results in relation to the adhesive effect wet, acidic and basic rock no differences.

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Claims

1. adhesive for improving the adhesion of bituminous binders on surfaces of solids, in particular rock, characterized in that the adhesive supply λ additionally 0.05 to 0.5 wt .-% of silicone oil in dispersed form.

2. Adhesive according to claim 1, characterized in that it contains silicone oil with a viscosity of about 50 to 1000 cP at 20 ° C.

3. Adhesive according to claim 1 or 2, characterized in that the silicone oil is a predominantly linear methylpolysiloxane is.

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