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Title:
CONVERSION PRODUCTS OF MIXTURES OF LONG-CHAINED FATTY ACIDS AND ALIPHATIC DIAMINES, AND THE USE THEREOF
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2003/104318
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to conversion products of special mixtures of long-chained fatty acids and aliphatic diamines having an alkali number < 10 and an acid number < 15, and to the use of the same.

Inventors:
Heinrichs, Franz-leo (Am Arenberg 20, Gablingen, 86456, DE)
Stalmann, Ernst Rudolf (Am Pfannenstiel 19, Augsburg, 86153, DE)
Pechler, Norbert (Troppauer Strasse 2, Gersthofen, 86368, DE)
Application Number:
PCT/EP2003/005670
Publication Date:
December 18, 2003
Filing Date:
May 30, 2003
Export Citation:
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Assignee:
CLARIANT GMBH (Brüningstrasse 50, Frankfurt, 65929, DE)
Heinrichs, Franz-leo (Am Arenberg 20, Gablingen, 86456, DE)
Stalmann, Ernst Rudolf (Am Pfannenstiel 19, Augsburg, 86153, DE)
Pechler, Norbert (Troppauer Strasse 2, Gersthofen, 86368, DE)
International Classes:
E01C7/18; C07C231/02; C07C233/36; C07C233/38; C07C235/10; C07G99/00; C08K5/20; C08L95/00; C10C3/02; (IPC1-7): C08K5/20; C07C231/02
Domestic Patent References:
WO2000068329A1
Foreign References:
DE2730175A1
DE19929962A1
US2901370A
DE934767C
DE932965C
GB677935A
DE1096603B
Attorney, Agent or Firm:
Paczkowski, Marcus (Clariant Service GmbH, Patente Marken, Lizenze, Am Unisys-Park 1 Sulzbach, 65843, DE)
Mikulecky, Klaus (Clariant Service GmbH, Am Unisys-Park 1, Sulzbach, 65843, DE)
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Claims:
Patentansprüche :
1. Umsetzungsprodukte aus speziellen Mischungen langkettiger Fettsäuren und aliphatischen Diaminen mit einer Alkalizahl < 10 und einer Säurezahl < 15.
2. Umsetzungsprodukte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis von Mischungen der langkettigen Fettsäuren zu aliphatischen Diaminen 2 zu 1 beträgt.
3. Umsetzungsprodukte nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die spezielle Mischung langkettiger Fettsäuren 07 Gew. % Myristinsäure 085 Gew.% Palmitinsäure 085 Gew. % Stearinsäure 010 Gew.% Ölsäure 090 Gew. % 12Hydroxystearinsäure enthält, wobei sich in der Summe immer 100 Gew. % ergeben.
4. Umsetzungsprodukte nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischung langkettiger Fettsäuren 07 Gew. % Myristinsäure 3464 Gew.% Palmitinsäure 6445 Gew. % Stearinsäure 010 Gew.% Ölsäure enthält, wobei sich in der Summe immer 100 Gew. % ergeben.
5. Umsetzungsprodukte nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischung langkettiger Fettsäuren 05 Gew. % Myristinsäure 4060 Gew.% Palmitinsäure 6040 Gew. % Stearinsäure 05 Gew.% Ölsäure enthält, wobei sich in der Summe immer 100 Gew. % ergeben.
6. Umsetzungsprodukte nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass Bestandteile nativer oder synthetischer Fettsäuren enthalten sind.
7. Umsetzungsprodukte nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass als aliphatisches Diamin Ethylendiamin eingesetzt wird.
8. Umsetzungsprodukte nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass sie gesättigte und/oder ungesättigte Dicarbonsäuren enthalten.
9. Umsetzungsprodukte nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis von Mischungen langkettiger Carbonsäuren zu aliphatischen Diaminen zu Dicarbonsäuren (1,81, 98) : 1,0 : (0,1 0,01) beträgt.
10. Umsetzungsprodukte nach einem oder mehreren der Ansprüche 8 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Summe der Carboxylfunktionalität immer 2 ergibt.
11. Umsetzungsprodukte nach einem oder mehreren der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Alkalizahl < 10 und die Säurezahl < 15 eingestellt wird.
12. Umsetzungsprodukte nach einem oder mehreren der Ansprüche 8 bis11, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischung langkettiger Fettsäuren 07 Gew. % Myristinsäure 2085 Gew.% Palmitinsäure 8545 Gew. % Stearinsäure 010 Gew.% Ölsäure enthält, wobei sich in der Summe immer 100 Gew. % ergeben.
13. Umsetzungsprodukte nach einem oder mehreren der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischung langkettiger Fettsäuren 05 Gew. % Myristinsäure 2080 Gew.% Palmitinsäure 8020 Gew. % Stearinsäure 010 Gew.% Ölsäure enthält, wobei sich in der Summe immer 100 Gew. % ergeben.
14. Umsetzungsprodukte nach einem oder mehreren der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass als Diaminkomponente Ethylendiamin in Kombination mit linearen und/oder cycloaliphatischen Diaminen eingesetzt wird.
15. Umsetzungsprodukte nach einem oder mehreren der Ansprüche 8 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Kombination 50 bis 100 Gew.% Ethylendiamin und 0 bis 50 Gew.% lineare und/oder cycloaliphatische Diaminen enthält.
16. Umsetzungsprodukte nach einem oder mehreren der Ansprüche 8 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Kombination 95 bis 99,99 Gew. % Ethylendiamin und 0,01 bis 5 Gew.% lineare und/oder cycloaliphatische Diaminen enthält.
17. Umsetzungsprodukte nach einem oder mehreren der Ansprüche 8 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass als Diaminkomponente Ethylendiamin in Kombination mit linearen oder cycloaliphatischen Diaminen wie Hexamethylendiamin oder Tricyclodecandiamin eingesetzt wird.
18. Umsetzungsprodukte nach einem oder mehreren der Ansprüche 8 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischung langkettiger Fettsäuren 07 Gew. % Myristinsäure 085 Gew.% Palmitinsäure 085 Gew. % Stearinsäure 010 Gew.% Ölsäure 090 Gew. % 12Hydroxystearinsäure enthält, wobei sich in der Summe immer 100 Gew. % ergeben.
19. Verfahren zur Herstellung von Umsetzungsprodukten nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass man für die Umsetzungsprodukte eine Alkalizahl < 10 und eine Säurezahl < 15 einstellt.
20. Verwendung von Umsetzungsprodukte nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 18 als Modifizierungsmittel für Bitumen.
Description:
Beschreibung Umsetzungsprodukte aus Mischungen langkettiger Fettsäuren und aliphatischen Diaminen und deren Verwendung Die Erfindung betrifft Umsetzungsprodukte aus Mischungen langkettiger Fettsäuren und aliphatischen Diaminen und deren Verwendung Durch die erhebliche Zunahme des Straßenverkehrs, insbesondere des Schwerlastverkehrs, ist die Modifizierung von Bitumen (Asphalt) zur Verminderung von Straßenschäden heutzutage eine Notwendigkeit.

Zur Modifizierung von Bitumen werden hochmolekulare Verbindungen eingesetzt wie Styrol-Butadien-Styrol (SBS), amorphes Polyalphaolefin (APAO), Polyethylen (PE) oder andere Polymere oder niedermolekulare Verbindungen wie Montanwachs, Fischer-Tropsch Wachs, Amidwachse oder anorganische Modifizierungsmittel wie hydratisiertes Carbonatgestein.

Polymermodifiziertes Bitumen zeichnet sich durch eine verbesserte Kälteflexibilität, etwas erhöhtem Erweichungspunkt und gering höherer Härte gegenüber reinem Bitumen aus. Die Viskosität von polymermodifiziertem Bitumen bei Misch-, Verlege- und Verdichtungstemperatur ist aber wesentlich höher als bei nichtmodifiziertem Bitumen. Dadurch ist die Verdichtungswilligkeit bzw. das Verdichtungsvermögen des von polymermodifizierten Bitumens vermindert und der Hohlraumgehalt des Bitumens wird erhöht, was zur Reduzierung der Stabilität in der Asphaltschicht führt.

Niedermolekulare Zusätze wie Montanwachs, Fischer-Tropsch-Paraffine und andere reduzieren die Viskosität und verbessern die Verdichtungswilligkeit des Bitumens. Die Erweichungstemperatur des Bitumens wird in Abhängigkeit vom Schmelzpunkt des Modifizierungsmittels leicht erhöht, die Kälteflexibilität wird aber erheblich reduziert,

mit dem Nachteil von erhöhten Kältebruchtemperaturen. Dies ist besonders bei Minus-Temperaturen, die über einen längeren Zeitpunkt auftreten, von Bedeutung.

Die Gebrauchs-und Verarbeitungseigenschaften von Bitumen für Straßenbauasphalte sind weitgehend von der Härte, dem Erweichungspunkt, der Viskosität und dem Kältebruch des jeweiligen Bitumens abhängig.

Für gute Gebrauchs-und Verarbeitungseigenschaften ist eine möglichst breite Plastizitätsspanne des Bitumens notwendig. Als Plastizitätsspanne wird die Differenz zwischen dem Erweichungspunkt Ring/Kugel nach DIN 52011/EN 1427 und dem Kältebruch nach Fraaß (DIN 52012/EN 12593) bezeichnet.

Die nachfolgende Tabelle 1 gibt einen Überblick über die Plastizitätsspanne von Bitumen B80 mit verschiedenen Zusätzen.

Tabelle 1 : Plastizitätsspanne Bitumen Typ Zusätze Menge (Gew.-%) Plastizitätsspanne Bitumen B80 kein Zusatz 0 -15 ... +50 °C Bitumen B80 SBS 4 % -20 ...+65°c Bitumen B80 Montanwachs 3 % 0... +55°C Bitumen B80 Fischer Tropsch 3 %-6... +75°C Bitumen B80 Amidwachs 3 % -11 ...+95°C Die Qualität des Asphalts wird immer vom schwächsten Eigenschaftsbild geprägt.

Ein Fortschritt gegenüber dem Einsatz von Polymeren oder Fischer-Tropsch- Paraffinen konnte durch die Bitumenmodifizierung mit Amidwachsen erreicht werden.

Amidwachse sind Umsetzungsprodukte aus Ethylendiamin und gehärteter Talgfettsäure.

Kommerziell verfügbares Amidwachs für den Straßenbau ist ein ebenfalls ein Umsetzungsprodukt aus Ethylendiamin mit gehärteter Talgfettsäure. Talgfettsäure wird aus Talg gewonnen. Es ist eine Mischung von Fettsäuren in der Zusammensetzung Tabelle 2 : Zusammensetzung von Talgfettsäuren (Angaben in Gew.-%) Fettsäure ungehärtet gehärtet Myristinsäure 1-7 1-7 Palmitinsäure 20-35 20-35 Stearinsäure 15-30 65-80 Ölsäure 20-50 < 2 Molekulare Wechselwirkungen zwischen dem Bitumen und dem Amidwachs bei höheren Temperaturen (> 100°C) erniedrigen die Viskosität des Bitumens im Asphalt. Dadurch wird die Verarbeitbarkeit gegenüber nichtmodifiziertem Bitumen verbessert. Sinkt die Temperatur im verarbeiteten Asphalt unter 100°C, so steigt die Viskosität an und die Asphaltschicht ist schon bei höheren Temperaturen belastbar.

Durch diesen Effekt kann die Bildung von Spurrinnen bei erhöhter Temperatur stark zurückgedrängt werden und die Lebensdauer der Asphaltschicht wird erhöht.

Gleichzeitig kann auch weicheres Bitumen eingesetzt werden, da durch den Zusatz von Amidwachs die Härte des Bitumens zunimmt.

Nachteil dieser Modifizierung ist, dass die Kälteflexibilität des modifizierten Bitumens gegenüber nichtmodifiziertem oder polymermodifiziertem Bitumin abnimmt. So liegen die Kältebruchwerte nach Fraaß für verschiedene im Markt angebotene Produkte bei - 10 bis-13°C bzw. -10 bis-11°C oder sogar bei nur-6 bis-8°C. Solche Bitumen sind für den Dauereinsatz bei tieferen Temperaturen nicht geeignet.

Es war daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Modifizierungsmittel für Bitumen zu finden, das die positiven Eigenschaften des kommerziellen Amidwachses zeigt ohne dabei gleichzeitig die Kälteeigenschaften des Bitumens zu verschlechtern.

Gelöst wird diese Aufgabe durch Umsetzungsprodukte aus Mischungen langkettiger Fettsäuren und aliphatischen Diaminen mit einer Alkalizahl < 10 und einer Säurezahl < 15.

Bevorzugt beträgt das Verhältnis von Mischungen der langkettigen Fettsäuren zu aliphatischen Diaminen 2 zu 1.

Bevorzugt enthält die Mischung langkettiger Fettsäuren 0-7 Gew. -% Myristinsäure 0-85 Gew.-% Palmitinsäure 0-85 Gew. -% Stearinsäure 0-10 Gew.-% Ölsäure 0-90 Gew. -% 12-Hydroxystearinsäure, wobei sich in der Summe immer 100 Gew. -% ergeben.

Geeignet ist hierbei reine (100 % ige) Hydroxystearinsäure sowie die technische Hydroxystearinsäure (ca. 90 % ig mit anderen Fettsäuren).

Bevorzugt enthält die Mischung langkettiger Fettsäuren 0-7 Gew. -% Myristinsäure 34-64 Gew.-% Palmitinsäure 64-45 Gew. -% Stearinsäure 0-10 Gew.-% Ölsäure, wobei sich in der Summe immer 100 Gew. -% ergeben.

Besonders bevorzugt enthält die Mischung langkettiger Fettsäuren 0-5 Gew. -% Myristinsäure 40-60 Gew.-% Palmitinsäure

60-40 Gew.-% Stearinsäure 0-5 Gew.-% Ölsäure, wobei sich in der Summe immer 100 Gew. -% ergeben.

Bevorzugt sind zusätzlich Bestandteile nativer oder synthetischer Fettsäuren enthalten.

Bevorzugt wird als aliphatisches Diamin Ethylendiamin eingesetzt.

Bevorzugt enthalten die Umsetzungsprodukte auch gesättigte und/oder ungesättigte Dicarbonsäuren.

Bevorzugt beträgt das Verhältnis von Mischungen langkettiger Carbonsäuren zu aliphatischen Diaminen zu Dicarbonsäuren (1,8-1, 98) : 1,0 : (0,1-0, 01).

Bevorzugt ergibt die Summe der Carboxylfunktionalität immer 2. Unter Carboxylfunktionalität wird die Gruppe-COOH und daraus abgeleitete Derivate wie - COOR mit R = Alkyl und-CONR2 mit R = H oder Alkyl verstanden.

Bevorzugt wird bei den Umsetzungsprodukten, die auch gesättigte und/oder ungesättigte Dicarbonsäuren enthalten, die Alkalizahl < 10 und die Säurezahl < 15 eingestellt.

Bevorzugt enthält bei den Umsetzungsprodukten, die auch gesättigte und/oder ungesättigte Dicarbonsäuren enthalten, die Mischung der langkettigen Fettsäuren 0-7 Gew. -% Myristinsäure 20-85 Gew.-% Palmitinsäure 85-45 Gew. -% Stearinsäure 0-10 Gew. -% Ölsäure. wobei sich in der Summe immer 100 Gew. -% ergeben.

Bevorzugt enthält hierbei die Mischung langkettiger Fettsäuren

0-5 Gew. -% Myristinsäure 20-80 Gew.-% Palmitinsäure 80-20 Gew. -% Stearinsäure 0-10 Gew.-% Ölsäure. wobei sich in der Summe immer 100 Gew. -% ergeben.

Bevorzugt wird bei den Umsetzungsprodukten, die auch gesättigte und/oder ungesättigte Dicarbonsäuren enthalten als Diaminkomponente Ethylendiamin in Kombination mit linearen und/oder cycloaliphatischen Diaminen eingesetzt.

Bevorzugt enthält diese Kombination 50 bis 100 Gew.-% Ethylendiamin und 0 bis 50 Gew.-% lineare und/oder cycloaliphatische Diamine.

Besonders bevorzugt enthält die Kombination 95 bis 99,99 Gew. -% Ethylendiamin und 0,01 bis 5 Gew.-% lineare und/oder cycloaliphatische Diaminen.

Bevorzugt werden als Diaminkomponente Ethylendiamin in Kombination mit linearen oder cycloaliphatischen Diaminen wie Hexamethylendiamin oder TCD-Diamin (Tricycoldecandiamin) eingesetzt.

Bevorzugt enthält hierbei die Mischung langkettiger Fettsäuren 0-7 Gew. -% Myristinsäure 0-85 Gew.-% Palmitinsäure 0-85 Gew. -% Stearinsäure 0-10 Gew.-% Ölsäure 0-90 Gew.-% 12-Hydroxystearinsäure. wobei sich in der Summe immer 100 Gew. -% ergeben.

Die Aufgabe wird auch gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung von Umsetzungsprodukten aus Mischungen langkettiger Fettsäuren und aliphatischen Diaminen, dadurch gekennzeichnet, dass man für die Umsetzungsprodukte eine Alkalizahl < 10 und eine Säurezahl < 15 einstellt.

Die Erfindung betrifft schließlich auch die Verwendung der erfindungsgemäßen Umsetzungsprodukte als Modifizierungsmittel für Bitumen.

Für die Beispiele wurde der Einfluss der Zusammensetzung der Fettsäuren, die als Rohstoffe für die Herstellung des Amidwachses eingesetzt wurden, untersucht.

Geprüft wurden Mischungen gesättigter Fettsäuren verschiedener Kettenlängen, der Einfluss von ungesättigten Fettsäuren und von Hydroxyfettsäuren in diesen Mischungen, der Einfluss von Dimerfettsäuren sowie die Variation der Aminkomponente.

Die Produkte wurden nach bekannten Verfahren hergestellt und in Abmischung mit Bitumen B80 3ppH (Shell, GFK, Miro) geprüft. Untersucht wurden die für die Verarbeitung und Qualität des Asphalts relevanten Größen Viskosität, Erweichungspunkt (Ring/Kugel, DIN 52011, EN 1427), Nadelpenetration und Kältebruch nach Fraaß (DIN 52012, EN 12593). Als Vergleichsbeispiele wurden Produkte aus Standardfettsäuremischungen und kommerziell verfügbare EBS- Produkte (Ethylenbisstearoyldiamin) getestet.

Es wurde überraschend gefunden, dass spezielle Kombinationen der Fettsäuren sowie gegebenenfalls noch Variationen bei der Diaminkomponente und der Zusatz von Dimerfettsäure eine Verbesserung gegenüber dem Stand der Technik bewirken.

Beispiele Allgemeines Herstellungsverfahren Die Fettsäure wird in der angegebenen Menge (flüssig) in einen 11 Druckreaktor eingefüllt. Der Reaktor wird geschlossen inertisiert und auf 140°C aufgeheizt. Bei dieser Temperatur wird das Amin zudosiert. Nach der Aminzugabe wird auf 200°C erhitzt und das Reaktionswasser abdestilliert. Der Druck im Reaktor wird dabei auf ca. 2 bar eingestellt. Nach Beendigung der Umsetzung wird auf 150°C abgekühlt und auf Atmosphärendruck entspannt und die Schmelze ausgegossen. Zur Charakterisierung werden Alkalizahl (DGF Einheitsmethode M IV 4), Säurezahl (DIN 53403) und Tropfpunkt (DIN 51801/2, ASTM D 127) nach den genannten bekannten Methoden bestimmt.

Bei den eingesetzten Fettsäuren und Fettsäuremischungen wurde die Zusammensetzung nach Säurezahl berechnet und über Gaschromatographie geprüft.

Zum Vergleich wurden im Markt verfügbare und für diese Anwendung empfohlene Amidwachse eingesetzt. Die Fettsäurezusammensetzung der Handelsprodukte wurde über Gaschromatographie geprüft. Die Fraaß-Werte wurden in einer Mischung aus 3 Teilen Wachs und 97 Teilen Bitumen B80 ermittelt Tabelle 3 : Beispielwachse und Vergleichsprodukte aus Ethylendiamin und Monocarbonsäuremischungen Beispiel 1 2 3 4 5 6 7 8 Ethylendiamin 1 1 1 1 1 1 1 Stearinsäure 98-100 2 Talgfettsäure 80/20 2 Talgfettsäure 70/30 2 2 Palmitinsäure 98-100 2 Talgfettsäure 65/35 1 Talgfettsäure 60/40 2 Talgfettsäure 55/45 2 SZ 5 5 5 10 9 3 8 9 AZ 5 5 5 5 5 105 7 5 Tp 144 144 144 144 146 126 144 144 Fraß-Wert-10-13-10-11-6-8-15-17-14-16-17 20.--15.-18-15.-18

Tabelle 4 : Beispielwachse aus Ethylendiamin und Monocarbonsäuremischungen unter Zusatz von aliphatischen Diaminen Beispiel 9 10 11 12 13 14 15 16 Ethylendiamin 1 1 1 1 1 1 1 1 Hexamethylendiamin 0, 03 0, 03 0, 03 TCD-Diamin 0, 03 0, 03 0, 02 Talgfettsäure 80/20 2, 06 Talgfettsäure 70/30 2, 03 Talgfettsäure 60/40 1, 96 Talgfettsäure 55/45 1, 87 2, 03 1, 96 Talgfettsäure 50/50 2, 02 Ölsäure 0, 17 0, 09 0, 09 12-Hydroxystearinsäure 2 Säurezahl 10 9 7 8 11 15 5 8 Aalkalizahl 4 6 2 4 8 9 5 12 Tropfpunkt 136 138 139 138 136 138 142 140 Fraß-Wert-14.-16-15.-17-14.-16-15.-18-15.-17-13.-18-15.-18- 14.-16 Tabelle 5 : Beispielwachse aus Ethylendiamin und Monocarbonsäuremischungen unter Zusatz von aliphatischen Diaminen und/oder aliphatischen Dicarbonsäuren

Beispiel 17 18 19 20 21 22 23 Ethylendiamin 1 1 1 1 1 Hexamethylendiamin 0,04 0,05 1 1 TCD-Diamin Talgfettsäure 80/20 Talgfettsäure 70/30 2 Talgfettsäure 65/35 1, 82 1, 82 1, 82 Taigfettsäure 60/40 Talgfettsäure 55/45 1, 87 1, 83 2, 03 Talgfettsäure 45/50 Ölsäure Hydroxystearinsäure Dimerfettsäure 1025 0, 08 0, 05 Adipinsäure 0, 07 0, 05 Sebacinsäure 0, 09 0, 09 Dodecandisäure 0,09 Säurezahl 10 10 12 8 8 15 6 Alkalizahl 4 5 5 2 1 3 2 Tropfpunkt 151 138 136 159 149 180 148 Fraß-Wert -10..-13 -17..-10 -16..-20 -16..-19 -12..-14 -11..-14 -11..-13 Die Messwerte für den Kältebruch zeigen, dass der Charakter der Fettsäure und die Kettenverteilung in der Fettsäuremischung erheblichen Einfluss auf die Eigenschaften des Bitumens haben. Bei den reinen Fettsäuren liegen die Werte bei niedrigen Temperaturen, reine Fettsäuren sind aber wirtschaftlich unattraktiv, natürlich

vorkommende Fettsäuremischungen wie Talgfettsäure gehärtet oder Palmkernsäure gehärtet führen zu dem schon beschriebenen Anstieg der Bruchtemperatur.

Erst beim Einsatz der erfindungsgemäßen Fettsäurezusammensetzungen oder durch den Zusatz von anderen aliphatischen Diaminen oder durch den Zusatz von aliphatischen Dicarbonsäuren zu Talgfettsäure entstehen bei der Umsetzung Produkte mit niedrigem Bruchwert in der Bitumenmischung. Eine überraschende Ausnahme ist beim Einsatz von Hydroxystearinsäure festzustellen, die sowohl rein als auch in Kombination mit Talgfettsäure niedrige Bruchwerte zeigt.

Physikalische Prüfungen : Drei Teile Wachs werden mit 97 Teilen Bitumen bei 180°C für 30 Minuten gemischt.

Die flüssige Mischung wird vergossen. Mit Probemengen der Vergussmasse werden die Prüfungen durchgeführt. Die Ergebnisse der Prüfungen sind in den nachfolgenden Tabellen aufgeführt.

Tabelle 6a : Kenndaten von Bitumenabmischungen mit 3 % Modifizierungsmittel aus Tabelle 3 Vergleichswachs aus aus aus aus aus aus Beispiel Beispiel Beispiel Beispiel Beispiel Beispiel Nr. 7 Nr. 4 Nr. 5 Nr. 21 Nr. 22 Nr. 23 B80 Erfindung Vergleich Vergleich Cariant FACI Cariant * * Talgfettsäure-alleine 60/40 98/2 2/98 70/30 65/35 70/30* Zusammensetzung Viskosität mPas Methode a 100 40 60 45 55 55 50 Methode b 80 50 60 50 50 60 50 Erweichungspunkt 52 100 95 95 85 87 85 Ring/Kugel °C Nadelpenetration 75 42 39 41 45 43 48 in 1/10 mm Kältebruch nach Fraaß °C **

Vergleich* : Wachse aus reinen Rohstoffen zum Vergleich Kältebruch nach Fraaß °C ** : Versuchsreihe mit 5 Messpunkten, min + max Viskositäten Platte/Kegel bei 180°C/in mPas a = D : 100 1/s b = D : 300 1/s Tabelle 6b : Kenndaten von Bitumenabmischungen mit 3 % Modifizierungsmittel aus Tabelle 4 Wachs aus Beispiel 9 10 13 15 16 Erfindung Erfindung Erfindung Erfindung Erfindung Viskosität mPas a 60 55 50 60 50 b 60 65 60 60 60 Erweichungspunkt 99 100 98 97 88 Ring/Kugel Nadelpenetration in 51 47 49 46 46 1/10 mm Kältebruch nach c-14-..-16-15-..-17-15..-17-15-..-18-14..-16 Fraaß °C

Kältebruch nach Fraaß °C ** : Versuchsreihe mit 5 Messpunkten, min + max Viskositäten Platte/Kegel bei 180°C/in mPas a = D : 100 1/s b = D : 300 1/s Tabelle 6c : Kenndaten von Bitumenabmischungen mit 3 % Modifizierungsmittel aus Tabelle 5 Wachs aus 18 21 19 20 22 23 Beispiel Erfindung Erfindung Erfindung Erfindung Erfindung Erfindung Viskosität mPas a 50 70 40 40 50 40 b 50 65 50 50 60 50 Erweichungspunkt 98 97 102 97 100 99 Ring/Kugel °C Nadelpenetration 42 40 52 43 38 41 in 1/10 mm Kältebruch Fraaß °C

Kältebruch nach Fraaß °C ** : Versuchsreihe mit 5 Messpunkten, min + max Viskositäten Platte/Kegel bei 180°C/in mPas a = D : 100 1/s b = D : 300 1/s Eine anwendungstechnische Prüfung im Spurinnentest hat gezeigt, dass durch die Modifizierung der Kettenverteilung keine anwendungstechnischen Nachteile erkennbar sind.

Spurinnentest, Eindringtiefe in mm Wachs nach unmodifiziert Beispiel 1 Beispiel 7 Gussasphalt 8 4 3, 9 Tragschicht 3 0, 8 0, 8 Splitmastix 3, 8 0, 8 0, 9 Asphaltbinder 5, 3 1, 2 1, 1

Bewertung : Unmodifiziertes Bitumen hat eine hohe Viskosität, einen niedrigen Erweichungspunkt und eine hohe Nadelpenetrationshärte. Es bricht aber erst bei relativ niedrigen Temperaturen. Durch den Zusatz von ca. 3 % Amidwachs wird die Viskosität bei Verarbeitungstemperatur gesenkt, das Netzverhalten verbessert und der Erweichungspunkt erhöht. Beim Einsatz nichterfindungsgemäßer Produkte wird aber der Brechpunkt nach Fraaß deutlich zu höheren Temperaturen verschoben.

Setzt man dagegen Umsetzungsprodukte aus Mischungen langkettiger Fettsäuren und aliphatischen Diaminen (Amidwachse) gemäß der Erfindung ein, so bleiben die guten Effekte der Standardprodukte erhalten, der Brechwert wird aber wieder in den Temperaturbereich von nichtmodifiziertem Bitumen abgesenkt. Der Praxistest zeigt, dass durch die Veränderung keine Nachteile in der Belastbarkeit bei den Spurrinnen auftritt.