АСФАЛЬТОМИНЕРАЛЬНЫЕ КОМПОЗИЦИИ Российский патент 2013 года по МПК C08L95/00 C09D195/00 C07F7/12 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Настоящее изобретение относится к асфальту и асфальто-минеральным композициям, приемлемым для дорожных покрытий или нанесения покрытий на поверхность сооружений. Композиции включают, по меньшей мере, одно катионное кремнийорганическое соединение и проявляют улучшенную адгезию асфальтового связующего к заполнителям.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Асфальт является обычным материалом, применяемым для получения дорожного покрытия и кровельных материалов. Широкий ряд соединений добавляют к асфальтовым покрывающим композициям при попытках улучшить адгезию/смачивание асфальта к заполнителю.

Широкий ряд кремниевых соединений, в том числе силаны, использовали для пропитки и поверхностной обработки стекловолокон, чтобы стимулировать адгезию различных органических смол, таких как полиэфирные смолы, эпоксидные смолы или фенолформальдегидные смолы, и для поверхностной обработки тканей, кожи, керамики и стеклянных материалов.

Установлено, что адгезия асфальта к кремнеземистым поверхностям могла бы быть значительно улучшена за счет предварительной обработки поверхностей парами смеси метилхлорсиланов. Однако такой экзотический способ нанесения силанов на поверхность заполнителя не практичен при широкомасштабных вариантах применения. (Sanderson F.C., “Methylchlorosilanes as Anti-stripping Agents”. Proceedings, Highway Research Board, 31, 288 (1952)).

В патенте США № 2570185 раскрыто, что покрывающая способность и препятствующие отслаиванию характеристики асфальта улучшаются за счет добавления к асфальту продукта реакции аминоалкоксисиланов и высокомолекулярных алифатических первичных аминов, содержащих, по меньшей мере, 6 атомов углерода. Единственным примером силана, показанным в патенте США № 2570185, является ди-трет-бутоксидиаминосилан. В патенте США № 2985678 раскрыто, что более высокие алкильные или арильные радикалы в кремниевом соединении постепенно снижают стабильность соединений. Однако третичный бутильный радикал, как показано, повышает стабильность кремниевых соединений, даже в кремниевых соединениях, которые содержат длинноцепочечный алкил, такой как лауриловая группа.

Патент Германии № 800685 указывает на силаны формулы SiR_mX_n в качестве адгезионных добавок к асфальту, где Х представляет собой атом галогена или алкокси-группу, R представляет собой органический остаток и m и n представляют собой целое число от 1 до 3. Конкретными примерами R являются метил, фенил и 2-хлорэтилен. В патенте США № 4036661 раскрыто использование ряда органофункциональных силанов в качестве активаторов адгезии для асфальто-минеральных композиций. В патенте США № 5130354 раскрыто применение функционализированных силаном полимеров в качестве усилителей адгезии для асфальтобетонных смесей для дорожных покрытий. В патентах США №№ 4170484 и 4038096 раскрыто использование силанов для улучшения адгезии асфальтовых связующих к минеральному заполнителю.

Термическая стабильность кремниевых соединений, однако, также имеет первостепенное значение. То есть крайне желательно, чтобы соединения не только стимулировали адгезию асфальта к минеральному заполнителю, но также оставались стабильными в широком температурном интервале и в течение продолжительного периода времени. Помимо этого крайне желательно, чтобы активаторы адгезии можно было использовать без экзотических способов применения. Чтобы быть приемлемыми для материалов дорожного покрытия, смеси асфальт-(кремниевое соединение) должны быть смешиваемыми в асфальте и должны оставаться смешанными во время последующей переработки. Соединение должно быть устойчиво к окислению во время переработки и в процессе долговременного старения вследствие разрушения под влиянием атмосферных воздействий. Стабильность при температуре свыше 180^оС модифицированного кремниевым соединением асфальта является значимой для рассмотрения. Более низкое давление паров, более высокая температура кипения и устойчивость к окислению при 150-180^оС имеют большое значение для улучшенных эксплуатационных характеристик.

Одним из недостатков применения органосиланов является их неспособность использоваться и реагировать полностью с поверхностями заполнителей, если они смешаны с асфальтом. Например, предварительная обработка заполнителей силаном требуется всегда для достижения желаемой эффективности усилителей адгезии. Предварительная обработка заполнителей является непрактичной и очень дорогой при реализации.

Помимо силанов длинноцепочечные третичные амины и четвертичные амины традиционно используют в качестве добавок в асфальт, чтобы улучшить адгезию асфальтобетона. Такие продукты выполняют свою функцию соответствующим образом при 0,5-3% масс. из расчета на асфальт. Такие соединения, однако, имеют недостаток в том, что повышают образование колеи, имеют плохую усталостную прочность и работают за счет механизма смачивания и физического связывания. Кроме того, вследствие доступности и устойчивости результата и необходимости минимизировать издержки и растущий недостаток заполнителей хорошего качества и асфальта остается потребность в асфальто-минеральных композициях, которые имеют дополнительно улучшенную адгезию и/или пониженную чувствительность к влаге.

СУТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение выполняет, по меньшей мере, некоторые из упомянутых выше требований за счет создания асфальтовых композиций и асфальто-минеральных композиций, которые имеют улучшенную адгезию между асфальтом и заполнителем. Асфальтовые композиции и асфальто-минеральные композиции включают, по меньшей мере, одно катионное кремнийорганическое соединение. Катионное кремнийорганическое соединение предпочтительно присутствует в композиции в интервале от 0,001 до 5% масс. из расчета на асфальт.

В одном из аспектов настоящее изобретение предлагает асфальтовую композицию, которая включает, по меньшей мере, одно катионное кремнийорганическое соединение, перемешанное с асфальтом. Асфальтовые композиции проявляют улучшенное сцепление с большим рядом заполнителей. В некоторых вариантах осуществления катионное кремнийорганическое соединение имеет формулу, выбранную из группы, включающей:

Y_3-aSi(R_a ¹)R²N⁺R³R⁴R⁵X^-,

Y_3-aSi(R_a ¹)R²P⁺R³R⁴R⁵X^- и

Y_3-aSi(R_a ¹)R²ZX^-; или их смеси,

где в каждой из формул:

Y независимо друг от друга выбирают из группы, включающей OR, O(CH₂CH₂O)_nH, (CH₃OCH₂CH₂O) и (CH₃CH₂OCH₂CH₂O);

a имеет значение, выбранное из 0, 1 или 2;

n принимает значения 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 или 10;

R представляет собой С₁-С₄-алкил;

R¹ представляет собой или метил или этил;

R² представляет собой С₁-С₄-алкиленовую группу;

R³, R⁴ и R⁵ каждый независимо друг от друга выбирают из группы, включающей C₁-C₂₂-алкил, где, по меньшей мере, одна такая группа имеет более чем 8 С-атомов, -СН₂С₆Н₅, -СН₂СН₂ОН, -СН₂ОН и -(СН₂)_yNHC(O)R⁶, где y имеет значения от 2 до 10 и R⁶ представляет собой С₁-С₁₂-перфторалкильный радикал;

Х представляет собой хлорид, бромид, фторид, иодид, ацетат или тозилат; и

Z представляет собой пиридиниевое кольцо формулы C₅H₅N⁺.

В другом аспекте настоящее изобретение предлагает асфальто-минеральные композиции, которые включают минеральный заполнитель, асфальт и, по меньшей мере, одно катионное кремнийорганическое соединение. В одном из вариантов осуществления асфальто-минеральные композиции включают 100 массовых частей минерального заполнителя, от 3 до 20 массовых частей асфальта и от 0,001 до 5% масс., по меньшей мере, одного катионного кремнийорганического соединения из расчета на массу асфальта. В некоторых вариантах осуществления катионное кремнийорганическое соединение, присутствующее в асфальто-минеральной композиции, выбирают из группы, включающей:

Y_3-aSi(R_a ¹)R²N⁺R³R⁴R⁵X^-,

Y_3-aSi(R_a ¹)R²P⁺R³R⁴R⁵X^- и

Y_3-aSi(R_a ¹)R²ZX^-; или их смеси,

где в каждой из формул:

Y независимо друг от друга выбирают из группы, включающей OR, O(CH₂CH₂O)_nH, (CH₃OCH₂CH₂O) и (CH₃CH₂OCH₂CH₂O);

a имеет значение, выбранное из 0, 1 или 2;

n принимает значения 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 или 10;

R представляет собой С₁-С₄-алкил;

R¹ представляет собой или метил или этил;

R² представляет собой С₁-С₄-алкиленовую группу;

R³, R⁴ и R⁵ каждый независимо друг от друга выбирают из группы, включающей C₁-C₂₂-алкил, где, по меньшей мере, одна такая группа имеет более чем 8 С-атомов, -СН₂С₆Н₅, -СН₂СН₂ОН, -СН₂ОН и -(СН₂)_yNHC(O)R⁶, где y имеет значения от 2 до 10 и R⁶ представляет собой С₁-С₁₂-перфторалкильный радикал;

Х представляет собой хлорид, бромид, фторид, иодид, ацетат или тозилат; и

Z представляет собой пиридиниевое кольцо формулы C₅H₅N⁺.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

С учетом описанного таким образом изобретения далее в общих терминах рассматриваются сопровождающие чертежи, которые не обязательно выполнены в масштабе, и где:

фиг.1А показывает контрольный образец асфальтобетона после испытания кипячением;

фиг.1В показывает образец асфальтобетона, содержащего катионное кремнийорганическое соединение в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения, после испытания кипячением;

фиг.2А показывает остаточную воду из контрольного образца после 6-часового испытания кипячением;

фиг.2В показывает остаточную воду из образца асфальтобетона, содержащего катионное кремнийорганическое соединение в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения, после 6-часового испытания кипячением;

фиг.3А показывает остаточную воду из контрольного образца после испытания кипячением; и

фиг.3В показывает остаточную воду из образца асфальтобетона, содержащего катионное кремнийорганическое соединение в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения, после испытания кипячением.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение далее описано более подробно. Действительно, изобретение может быть осуществлено во многих различных формах, и его не следует рассматривать как ограниченное вариантами осуществления, представленными в нем; такие варианты осуществления представлены так, что данное описание будет удовлетворять применяемым юридическим требованиям. В данном описании и в прилагаемой формуле изобретения формы единственного числа включают и множественное число объектов ссылки, если контекст однозначно не указывает на другое.

Асфальт обычно используют в композициях дорожного покрытия в качестве клея или связующего для частиц заполнителя. То есть асфальт используют для нанесения покрытия и связывания частиц заполнителя вместе. Такие подобные термопластику материалы, которые размягчаются при нагревании и затвердевают при охлаждении, также проявляют вязкоупругие свойства (то есть проявляют механические характеристики вязкого течения и упругой деформации) в пределах определенного температурного интервала.

Однако асфальты являются весьма сложными и плохо описанными материалами, содержащими ряд насыщенных и ненасыщенных алифатических и ароматических соединений. Такие соединения часто включают до 150 атомов углерода. Конкретные асфальтовые композиции меняются в зависимости от источника сырой нефти. Многие из соединений содержат кислород, азот, серу и другие гетероатомы. Асфальт, как правило, содержит приблизительно 80% масс. Углерода, около 10% водорода, до 6% серы, небольшие количества кислорода и азота и следовые количества металлов, таких как железо, никель и ванадий. Молекулярные массы составляющих соединений находятся в интервале от нескольких сотен до многих тысяч.

Широкое множество асфальтов может быть использовано для приготовления асфальтовых и асфальто-минеральных композиций в соответствии с настоящим изобретением. В общем случае любое дорожное асфальтовое связующее, соответствующее композициям дорожного покрытия, рассматривается как полезное. Дорожные асфальты могут иметь широкий интервал значений показателя пенетрации от значений до 30 или 40 дмм для более твердых асфальтов и до значений от 200 до 300 дмм при 25^оС (100 г, сек) для более мягких асфальтов. Наиболее широко используемые дорожные асфальты в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения обычно имеют пенетрацию при 25^оС приблизительно от 60 до 100 дмм (например, 60-70, 70-80 или 80-90 дмм). Однако в предпочтительных вариантах осуществления асфальт остается вязкоупругим при всех погодных условиях.

В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения асфальт может включать битум, природный асфальт, нефтяные остатки дорожного качества, пластичный остаток от перегонки дегтя, нефтяной пек и деготь.

Усилители адгезии представляют собой добавки или модификаторы, используемые для улучшения адгезии к заполнителям (например, устойчивости к отслаиванию). Усилители адгезии в соответствии с настоящим изобретением представляют собой катионные кремнийорганические соединения в соответствии со следующими формулами:

Y_3-aSi(R_a ¹)R²N⁺R³R⁴R⁵X^-,

Y_3-aSi(R_a ¹)R²P⁺R³R⁴R⁵X^- и

Y_3-aSi(R_a ¹)R²ZX^-; или их смеси,

где в каждой из формул:

Y независимо друг от друга выбирают из группы, включающей OR, O(CH₂CH₂O)_nH, (CH₃OCH₂CH₂O) и (CH₃CH₂OCH₂CH₂O);

a имеет значение, выбранное из 0, 1 или 2;

n принимает значения 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 или 10;

R представляет собой С₁-С₄-алкил;

R¹ представляет собой или метил или этил;

R² представляет собой С₁-С₄-алкиленовую группу;

R³, R⁴ и R⁵ каждый независимо друг от друга выбирают из группы, включающей C₁-C₂₂-алкил, где, по меньшей мере, одна такая группа имеет более чем 8 С-атомов, -СН₂С₆Н₅, -СН₂СН₂ОН, -СН₂ОН и -(СН₂)_yNHC(O)R⁶, где y имеет значения от 2 до 10 и R⁶ представляет собой С₁-С₁₂-перфторалкильный радикал;

Х представляет собой хлорид, бромид, фторид, иодид, ацетат или тозилат; и

Z представляет собой пиридиниевое кольцо формулы C₅H₅N⁺.

Заполнители или минеральные заполнители представляют собой материалы в виде грубых макрочастиц, которые используют в сооружении, включая песок, гравий, измельченный камень, грунт, шлак, переработанный бетон или их смеси. Минеральные наполнители также являются заполнителями, которые, как правило, включают доломит, граниты, речной измельченный гравий, песчаник, известь, базальт и другие неорганические камни, которые могут быть добавлены к системе.

Конкретные заполнители, песок, грунт и т.д., используемые для получения асфальто-минеральных композиций настоящего изобретения, не являются критическими, пока они имеют функциональные группы или реакционные сайты (например, силанольные группы) на поверхности, которые будут связываться с силанолами, возникающими за счет гидролиза алкокси-групп силана.

В одном из аспектов настоящее изобретение предлагает асфальтовые композиции, которые могут быть нанесены на ряд заполнителей, чтобы связать их вместе. Асфальтовые композиции в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения проявляют улучшенную адгезию к широкому ряду частиц заполнителей. То есть количество асфальтовых композиций в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения, остающееся на поверхности заполнителей после повторяемого воздействия или погружения в воду, значительно повышается вследствие введения катионного кремнийорганического соединения в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения.

В некоторых вариантах осуществления асфальтовые композиции включают асфальт и от 0,001 до 5% масс., по меньшей мере, одного катионного кремнийорганического соединения из расчета на массу асфальта. В одном из вариантов осуществления катионное кремнийорганическое соединение выбирают из соединений следующих формул:

Y_3-aSi(R_a ¹)R²N⁺R³R⁴R⁵X^-,

Y_3-aSi(R_a ¹)R²P⁺R³R⁴R⁵X^- и

Y_3-aSi(R_a ¹)R²ZX^-; или их смеси,

где в каждой из формул:

Y независимо друг от друга выбирают из группы, включающей OR, O(CH₂CH₂O)_nH, (CH₃OCH₂CH₂O) и (CH₃CH₂OCH₂CH₂O);

a имеет значение, выбранное из 0, 1 или 2;

n принимает любое значение от 1 до 10;

R представляет собой С₁-С₄-алкил;

R¹ представляет собой или метил или этил;

R² представляет собой С₁-С₄-алкиленовую группу;

R³, R⁴ и R⁵ каждый независимо друг от друга выбирают из группы, включающей C₁-C₂₂-алкил, где, по меньшей мере, одна такая группа имеет более чем 8 С-атомов, -СН₂С₆Н₅, -СН₂СН₂ОН, -СН₂ОН и -(СН₂)_yNHC(O)R⁶, где y имеет значения от 2 до 10 и R⁶ представляет собой С₁-С₁₂-перфторалкильный радикал;

Х представляет собой хлорид, бромид, фторид, иодид, ацетат или тозилат; и

Z представляет собой пиридиниевое кольцо формулы C₅H₅N⁺.

В других вариантах осуществления асфальтовые композиции включают от 0,01 до 5%, или от 0,01 до 3% масс., или от 0,02 до 1% масс., по меньшей мере, одного катионного кремнийорганического соединения из расчета на массу асфальта. В одном из вариантов осуществления асфальтовые композиции включают от 0,02 до 0,1% масс., по меньшей мере, одного катионного кремнийорганического соединения из расчета на массу асфальта.

В другом аспекте настоящее изобретение предлагает асфальто-минеральную композицию, содержащую минеральный заполнитель, асфальт и катионное кремнийорганическое соединение. В одном из вариантов осуществления композиция содержит 100 массовых частей минерального заполнителя и от 3 до 20 массовых частей асфальта, содержащего от 0,001 до 5% масс., по меньшей мере, одного катионного кремнийорганического соединения из расчета на массу асфальта. В некоторых вариантах осуществления катионное кремнийорганическое соединение в композиции выбирают из группы, включающей:

Y_3-aSi(R_a ¹)R²N⁺R³R⁴R⁵X^-,

Y_3-aSi(R_a ¹)R²P⁺R³R⁴R⁵X^- и

Y_3-aSi(R_a ¹)R²ZX^-; или их смеси,

где в каждой из формул:

Y независимо друг от друга выбирают из группы, включающей OR, O(CH₂CH₂O)_nH, (CH₃OCH₂CH₂O) и (CH₃CH₂OCH₂CH₂O);

a имеет значение, выбранное из 0, 1 или 2;

n принимает любое значение от 1 до 10;

R представляет собой С₁-С₄-алкил;

R¹ представляет собой или метил или этил;

R² представляет собой С₁-С₄-алкиленовую группу;

R³, R⁴ и R⁵ каждый независимо друг от друга выбирают из группы, включающей C₁-C₂₂-алкил, где, по меньшей мере, одна такая группа имеет более чем 8 С-атомов, -СН₂С₆Н₅, -СН₂СН₂ОН, -СН₂ОН и -(СН₂)_yNHC(O)R⁶, где y имеет значения от 2 до 10 и R⁶ представляет собой С₁-С₁₂-перфторалкильный радикал;

Х представляет собой хлорид, бромид, фторид, иодид, ацетат или тозилат; и

Z представляет собой пиридиниевое кольцо формулы C₅H₅N⁺.

В одном из вариантов осуществления катионное кремнийорганическое соединение представляет собой соединение формулы:

Y_3-aSi(R_a ¹)R²N⁺R³R⁴R⁵X^-,

где в формуле:

Y независимо друг от друга выбирают из группы, включающей OR, O(CH₂CH₂O)_nH, (CH₃OCH₂CH₂O) и (CH₃CH₂OCH₂CH₂O);

a имеет значение, выбранное из 0, 1 или 2;

n принимает любое значение от 1 до 10;

R представляет собой С₁-С₄-алкил;

R¹ представляет собой или метил или этил;

R² представляет собой С₁-С₄-алкиленовую группу;

R³, R⁴ и R⁵ каждый независимо друг от друга выбирают из группы, включающей C₁-C₂₂-алкил, где, по меньшей мере, одна такая группа имеет более чем 8 С-атомов, -СН₂С₆Н₅, -СН₂СН₂ОН, -СН₂ОН и -(СН₂)_yNHC(O)R⁶, где y имеет значения от 2 до 10 и R⁶ представляет собой С₁-С₁₂-перфторалкильный радикал; и

Х представляет собой хлорид, бромид, фторид, иодид, ацетат или тозилат.

В другом варианте осуществления заместитель R² в следующих соединениях:

Y_3-aSi(R_a ¹)R²N⁺R³R⁴R⁵X^-,

Y_3-aSi(R_a ¹)R²P⁺R³R⁴R⁵X^- и

Y_3-aSi(R_a ¹)R²ZX^-; или в их смесях,

представляет собой С₄-алкиленовую группу.

В еще одном варианте осуществления катионное кремнийорганическое соединение в композиции представляет собой, по меньшей мере, одно соединение, выбранное из 3-(триметокси-силил)пропилдиметилоктадециламмонийхлорид, 3-(триметокси-силил)пропилметилдидециламмонийхлорид, 3-(триметоксисилил)-пропилдиметилгексадециламмонийхлорид и 3-[диметокси(2-гидроксиэтокси)силил]пропилоктадецилдиметиламмонийхлорид.

Катионные кремнийорганические соединения присутствуют в композиции для нанесения покрытия на поверхности (например, в асфальтовых и асфальто-минеральных композициях) в количестве, эффективном, чтобы существенно повысить количество асфальта, удерживаемого на поверхностях заполнителя после испытания погружением в воду, описанного в изобретении. В общем случае количество катионного кремнийорганического соединения, необходимое, чтобы существенно повысить удержанное асфальтовое покрытие заполнителя, песка, грунта и т.д. после испытания на отслаивание, находится в интервале приблизительно от 0,001 до 5 массовых частей на 100 частей асфальта. Предпочтительно катионные кремнийорганические соединения присутствуют в количествах в интервале приблизительно от 0,05 до 0,1 массовой части на 100 частей асфальта.

Катионные кремнийорганические соединения могут быть введены в композиции для нанесения покрытия на поверхность (например, в асфальтовые и асфальто-минеральные композиции) разными способами во время их производства. Например, катионные кремнийорганические композиции могут быть добавлены к расплавленному асфальту или асфальтовой эмульсии в качестве предпочтительного способа до смешения с заполнителем. Если желательно по некоторым причинам, то катионные кремнийорганические соединения могут быть применены или нанесены в виде покрытия на поверхности заполнителей до смешения асфальта и заполнителей. С другой стороны, катионные кремнийорганические соединения могут быть добавлены к предварительно смешанной композиции, содержащей асфальт и заполнитель.

Помимо упомянутых выше ингредиентов ряд других материалов может присутствовать в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения. Они могут представлять собой материалы, которые оказывают влияние на физические свойства конечной поверхностной композиции. В общем случае любые добавки, которые обычно используют для улучшения полученных покрывающих композиций и которые совместимы с катионным кремнийорганическим соединением, могут быть добавлены в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения.

В случае эмульгированных асфальтов, которые могут быть анионными, катионными или неионными, холодные смеси могут быть получены путем смешения с мелкими заполнителями, полезными для суспензионного герметика, нанесения на поверхность микропокрытия, герметизирующего покрытия и т.д., для консервации искусственного покрытия и для ремонта. В таких случаях катионное кремнийорганическое соединение добавляют к эмульсии перед смешением с заполнителями. Испытание на совместимость предложенных добавок с катионными кремнийорганическими соединениями в соответствии с настоящим изобретением является простым и легкоосуществимым. Например, может быть приготовлен небольшой образец и испытан на минимальную эмульсионную стабильность в течение от 12 до 24 часов.

Другой аспект настоящего изобретения предлагает водную асфальтовую композицию, включающую эмульсию, содержащую асфальт, диспергированный в воде, и от 0,001 до 5% масс., по меньшей мере, одного катионного кремнийорганического соединения из расчета на массу асфальта.

В предпочтительных вариантах осуществления катионное кремнийорганическое соединение выбирают из группы, включающей:

Y_3-aSi(R_a ¹)R²N⁺R³R⁴R⁵X^-,

Y_3-aSi(R_a ¹)R²P⁺R³R⁴R⁵X^- и

Y_3-aSi(R_a ¹)R²ZX^-; или их смеси,

где в каждой из формул:

Y независимо друг от друга выбирают из группы, включающей OR, O(CH₂CH₂O)_nH, (CH₃OCH₂CH₂O) и (CH₃CH₂OCH₂CH₂O);

a имеет значение, выбранное из 0, 1 или 2;

n принимает любое значение от 1 до 10;

R представляет собой С₁-С₄-алкил;

R¹ представляет собой или метил или этил;

R² представляет собой С₁-С₄-алкиленовую группу;

R³, R⁴ и R⁵ каждый независимо друг от друга выбирают из группы, включающей C₁-C₂₂-алкил, где, по меньшей мере, одна такая группа имеет более чем 8 С-атомов, -СН₂С₆Н₅, -СН₂СН₂ОН, -СН₂ОН и -(СН₂)_yNHC(O)R⁶, где y имеет значения от 2 до 10 и R⁶ представляет собой С₁-С₁₂-перфторалкильный радикал;

Х представляет собой хлорид, бромид, фторид, иодид, ацетат или тозилат; и

Z представляет собой пиридиниевое кольцо формулы C₅H₅N⁺.

В некоторых вариантах осуществления водные асфальтовые композиции необязательно также могут включать один или несколько органических сорастворителей. Подходящие органические растворители предпочтительно не должны негативно воздействовать на стабильность катионных кремнийорганических соединений в композиции. Подходящими растворителями обычно могут быть, но не обязательно ограничиваются ими, спирты (предпочтительно гликоли), кетоны, растворители на основе сложных эфиров и полярные ацетатные растворители.

Примерами спиртов являются метанол, этанол, изопропанол и гликоли; примерами гликолей, которые могут быть использованы в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения, являются, но не ограничиваются ими, этиленгликоль, пропиленгликоль, эфироспирты, такие как этиленгликоль, моноэтиловый эфир этиленгликоля и монобутиловый эфир этиленгликоля; диалкиловые эфиры этиленгликоля, моноэтиловый эфир этиленгликоля, монобутиловый эфир этиленгликоля, дибутиловый эфир этиленгликоля, ацетат моноэтилового эфира этиленгликоля, ацетат моногексилового эфира этиленгликоля, моноэтиловый эфир пропиленгликоля и дибутиловый эфир пропиленгликоля; моно- и диалкиловые эфиры диэтиленгликоля, такие как моноэтиловый эфир диэтиленгликоля, дибутиловый эфир диэтиленгликоля, диэтиловый эфир диэтиленгликоля и ацетат монобутилового эфира диэтиленгликоля.

Примерами кетонов, которые могут быть использованы в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения, являются, но не ограничиваются ими, ацетон, ацетофенон, бутанон, циклогексанон, этилизопропилкетон, диацетон, изофорон, метилизобутилкетон, метилизопропилкетон, метилэтилкетон, метиламилкетон и 3-пентанон.

Примерами растворителей на основе сложных эфиров и ацетатных растворителей, которые могут быть использованы в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения, являются, но не ограничиваются ими, бензил-бензоат, бутилацетат, метилацетат, этилацетат, н-пропилацетат, изобутилацетат, изоамилацетат, изопропилацетат, н-бутилацетат, изобутилацетат, амилацетат, втор-бутилацетат, трет-бутил-ацетат, этилацетат этилацетоацетат, метилацетат, пропилацетат, ацетат монометилового эфира этиленгликоля и ацетат моноэтилового эфира этиленгликоля.

Настоящее изобретение также предлагает водную асфальто-минеральную композицию, включающую эмульсию, содержащую асфальт, диспергированный в воде, по меньшей мере, один минеральный заполнитель и от 0,001 до 5% масс., по меньшей мере, одного катионного кремнийорганического соединения из расчета на массу асфальта. Водные асфальто-минеральные композиции в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения необязательно также могут включать один или несколько ранее обсуждавшихся органических растворителей. В предпочтительных вариантах осуществления катионное кремнийорганическое соединение выбирают из группы, включающей:

Y_3-aSi(R_a ¹)R²N⁺R³R⁴R⁵X^-,

Y_3-aSi(R_a ¹)R²P⁺R³R⁴R⁵X^- и

Y_3-aSi(R_a ¹)R²ZX^-; или их смеси,

где в каждой из формул:

Y независимо друг от друга выбирают из группы, включающей OR, O(CH₂CH₂O)_nH, (CH₃OCH₂CH₂O) и (CH₃CH₂OCH₂CH₂O);

a имеет значение, выбранное из 0, 1 или 2;

n принимает любое значение от 1 до или 10;

R представляет собой С₁-С₄-алкил;

R¹ представляет собой или метил или этил;

R² представляет собой С₁-С₄-алкиленовую группу;

R³, R⁴ и R⁵ каждый независимо друг от друга выбирают из группы, включающей C₁-C₂₂-алкил, где, по меньшей мере, одна такая группа имеет более чем 8 С-атомов, -СН₂С₆Н₅, -СН₂СН₂ОН, -СН₂ОН и -(СН₂)_yNHC(O)R⁶, где y имеет значения от 2 до 10 и R⁶ представляет собой С₁-С₁₂-перфторалкильный радикал;

Х представляет собой хлорид, бромид, фторид, иодид, ацетат или тозилат; и

Z представляет собой пиридиниевое кольцо формулы C₅H₅N⁺.

Водные асфальтовые эмульсии в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения содержат капли или деформированные частицы асфальта, диспергированные в воде. Как правило, асфальт удерживают в дисперсной фазе с помощью добавок, известных как химические стабилизаторы (например, эмульгаторы). Водные асфальтовые эмульсии в соответствии с вариантами осуществления изобретения могут быть получены с помощью сдвиговой деформации расплавленного асфальта в мелкие капли в системе с высоким сдвигающим усилием, таком как коллоидная мельница. Асфальт может быть введен в тесный контакт с раствором химического стабилизатора в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения. При выгрузке из мельницы эмульсия содержит воду с мелкими частицами асфальта, диспергированными в ней.

Примерами эмульгаторов, которые могут быть использованы для систем асфальт-вода (например, эмульсий) в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения, являются, но не ограничиваются ими, октадециламин, твердые амины, лаурилсульфат натрия, алкилфенолэтоксилаты, такие как нонилфенольные, октилфенольные конденсаты этиленоксида. В соответствии с некоторыми вариантами осуществления такие эмульгаторы (10-20 молей) могут быть использованы при приготовлении эмульсий в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения для получения стабильных эмульсий. В некоторых вариантах осуществления концентрация эмульгатора может находиться в интервале 0,2-2,0% масс. из расчета на конечную эмульсию или 0,2-1,0%, или 0,2-0,5% масс. из расчета на конечную эмульсию.

Несколько преимуществ, реализуемых за счет использования водных асфальтовых эмульсий в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения, включают контроль загрязнения за счет исключения испарения обычно используемых «разжижающих асфальт» материалов (например, паров керосина и газойля), повышенную безопасность, так как композиции не являются воспламеняющимися или взрывающимися, и простоту применения. Например, водные асфальтовые эмульсии в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения могут быть просто разбрызганы на поверхность для обработки или нанесены вручную непосредственно из барабана путем разливки или распределения руками или инструментом (например, совком или шитом). Кроме того, так как эмульсии являются водными, нет необходимости сушить заполнители для их применения.

В некоторых вариантах осуществления асфальто-минеральные композиции или в ГСА (НМА, Hot Mix Asphalt, горячая смесь асфальта) или в эмульсионной форме в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения являются идеальными для применения в качестве асфальтовой мембраны, для настилки кровли кровельной плиткой или в качестве подстилающих слоев. Различные варианты осуществления являются идеальными для применения в качестве «перекрывающего полотна» и/или «несущего полотна». «Перекрывающие полотна» имеют одну поверхность, на которую воздействует окружающая среда, тогда как «несущие полотна» не предназначены для воздействия элементов окружающей среды. Перекрывающие полотна или кровельные плитки обычно наносят поверх несущих полотен. Подстилающие слои, которые обычно усиливают стекловолокном (например), но которые также могут не содержать усиливающего материала, обычно используют под кровельной плиткой.

В таких вариантах осуществления композиция необязательно может содержать различные полимерные и/или неполимерные добавки, которые обычно используют в таких вариантах применения. Например, некоторые полимеры, обычно используемые для модификации асфальта, включают аморфный или атактический полипропилен (АРР, АПП), аморфный поли(альфа-олефин) (АРАО, АПАО), термопластичный полиолефин (ТРО, ТПО), стирол-бутадиен-стирол (SBS, СБС), стирол-этилен-бутадиен-стирол (SEBS, СЭБС), синтетический каучук или другие асфальтовые модификаторы, которые усиливают свойства асфальта. Введение таких модификаторов в асфальт расширяет его интервал рабочих температур для кровельного применения и приводит к улучшенным механическим и вязкоупругим свойствам.

В другом аспекте настоящее изобретение предлагает кровельный материал, состоящий из сердцевины, которая насыщена и/или покрыта композицией в соответствии с одним или несколькими вариантами осуществления настоящего изобретения. Сердцевина, как правило, представляет собой усиливающий носитель или усиленный полимерными волокнами мат, изготовленный из нетканых материалов, тканых материалов, или комбинацию обоих в качестве усиления. Такие маты могут быть изготовлены из неорганических волокон типа стекла или органических полимеров типа полиэфира, нейлона, полиуретана, полипропилена и т.д., или комбинации как неорганических, так и органических полимеров.

Асфальтовые мембраны в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения предпочтительно проявляют желаемую степень растяжимости и конструкционной прочности. Такие мембраны с успехом могут быть использованы для гидроизоляции или в водозащитных вариантах применения. В таких вариантах осуществления содержание асфальта составляет свыше 50% (например, 50-100%, или 50-90%, или 50-70%). В некоторых вариантах осуществления асфальтовая композиция составляет свыше 60% (например, 60-100%, или 60-90%, или 60-70%), 70% (например, 70-100%, или 70-90%, или 70-80%), 80% (например, 80-100%, или 80-90%) или 90% (например, 90-100% или 90-95%).

В еще одном аспекте настоящее изобретение предлагает «концентрат» композиции, который может быть разбавлен путем добавления воды или другого желаемого растворителя (например, органического растворителя, если это желательно). В одном из вариантов осуществления «концентрат» композиции включает катионное кремнийорганическое соединение в соответствии с настоящим изобретением в воде. В таких вариантах изобретения катионное кремнийорганическое соединение, как правило, присутствует в количестве приблизительно от 0,01 до 5,0% масс. В других вариантах осуществления настоящее изобретение предлагает «концентрат» композиции, содержащий, по меньшей мере, одно катионное кремнийорганическое соединение в одном или в нескольких органических растворителях, предпочтительно выбранных из ранее упоминавшихся растворителей. Наиболее предпочтительно органическим растворителем является этиленгликоль. В других вариантах осуществления «концентрат» композиции включает, по меньшей мере, одно катионное кремнийорганическое соединение в смеси (например, смешиваемой или в дисперсии жидкость-жидкость) воды и одного или нескольких органических растворителей.

С успехом «концентрат» композиций в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения может быть экономично упакован, транспортирован и/или оставлен на хранение без необходимости большого объема или пространства для содержания. «Концентрат» композиций может быть разбавлен водой, например, во время применения, если это желательно. Соотношения разбавления для «концентрата» композиции водой (или другим желаемым растворителем) может находиться в интервале от 1 части «концентрата» композиции к 250 частям воды, или от 1 части «концентрата» к 200, 150, 100, 75, 50, 25 или 10 частям воды (или другого растворителя в зависимости от предполагаемого применения). В одном из предпочтительных вариантов осуществления «концентрат» композиции включает, по меньшей мере, одно катионное кремнийорганическое соединение в этиленгликоле. Предпочтительно содержание твердых веществ в таком варианте осуществления находится в интервале приблизительно от 35 до 55% или приблизительно от 40 до 50%. «Концентрат» композиции может быть разбавлен водой (например), чтобы получить разбавленную композицию, которая может быть использована в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения.

ПРИМЕРЫ

ИСПЫТАНИЕ АДГЕЗИИ АСФАЛЬТ-ЗАПОЛНИТЕЛЬ

Методика приготовления образца и испытание погружением в воду (устойчивость к отслаиванию)

Композиции для нанесения покрытия на поверхность получают путем смешения 3-5 частей асфальта со 100 частями заполнителя или песка. Перед смешением как асфальт, так и заполнитель или песок нагревают до 165°С. Смесь отверждают 15 минут при 135°С. После заданного отверждения образцы охлаждают и затем подвергают испытанию погружением в воду. Изучают ряд условий погружения. Эти условия включают короткое воздействие воды при 80°С от одного часа до двадцати четырех часов и более длительное воздействие при 40°С (1, 2 и 5 дней). Процент асфальтового покрытия, остающегося на заполнителе по окончании испытания погружением в воду, ранжируют визуально по шкале 0-100%. Показатели ниже 95% удерживания асфальта на заполнителях после испытания погружением в воду считают плохими/неудачными. В приведенных ниже примерах все части являются массовыми, если не указано другое.

Варианты осуществления настоящего изобретения далее проиллюстрированы рабочими примерами, которые предназначены для иллюстрации улучшенных свойств, реализованных с помощью вариантов осуществления настоящего изобретения, и не должны рассматриваться как подразумевающие какие-либо ограничения объема настоящего изобретения.

ПРИМЕР 1

Готовят образцы дорожного асфальта (показатель пенетрации 60/70 при 25°С), чтобы он содержал от 0,0 до 0,1% масс. 3-[диметокси(2-гидроксиэтокси)силил]пропилоктадецилдиметил-аммонийхлорида (42% раствор в этиленгликоле). 5 частей таких наполненных асфальтовых композиций смешивают со 100 частями заполнителей Igneous. Смеси отверждают в течение 15 минут при 135°С и затем дают охладиться до комнатной температуры. Проводят испытание погружением в воду (при 40°С в течение 24 часов). Результаты представлены в таблице 1.

Таблица 1 Катионное кремнийоргани-ческое соединение, % 0 0,02 0,04 0,06 0,08 0,1 Адгезия, %, через 24 часа 92 96 98 98,5 99 99

Результаты показывают значительное улучшение в сравнении с асфальтом без добавки.

ПРИМЕР 2

Готовят образцы дорожного асфальта (показатель пенетрации 60/70 при 25°С), чтобы он содержал 0,0% (то есть контроль без катионного кремнийорганического соединения) и 0,08% масс. 3-[диметокси(2-гидроксиэтокси)силил]пропилоктадецилдиметил-аммонийхлорида (42% раствор в этиленгликоле). 5 частей таких наполненных асфальтовых композиций смешивают со 100 частями заполнителей Igneous. Смеси отверждают в течение 15 минут при 135°С и затем дают охладиться до комнатной температуры. Проводят испытание погружением в воду при 40°С в течение 5 дней. Результаты представлены в таблице 2.

Таблица 2 Дни 1 2 3 4 5 Адгезия, %, контроль (то есть без кремнийорганического соединения) 92 90 87 85 85 Адгезия, %, с катионным кремнийорганическим соединением 99 98 98 98 98

Показатели процента адгезии ниже 95% после испытания погружением в воду считают плохими/неудачными. Как видно из данных таблицы 2, композиция, включающая 0,08% масс. 3-[диметокси(2-гидроксиэтокси)силил]пропилоктадецилдиметил-аммонийхлорида (42% раствор в этиленгликоле) проявляет превосходную адгезию к заполнителям в течение всех 5 дней. Таким образом, эти результаты однозначно указывают на значительное улучшение адгезии асфальта к заполнителям благодаря добавлению катионного кремнийорганического соединения.

ПРИМЕР 3

Готовят образцы дорожного асфальта (показатель пенетрации 60/70 при 25°С), чтобы он содержал 0,0% (то есть контроль без катионного кремнийорганического соединения) и 0,08% масс. 3-[диметокси(2-гидроксиэтокси)силил]пропилоктадецилдиметил-аммонийхлорида (42% раствор в этиленгликоле). 5 частей таких наполненных асфальтовых композиций смешивают со 100 частями заполнителей Igneous. Смеси отверждают в течение 15 минут при 135°С и затем дают охладиться до комнатной температуры, после чего проводят испытание погружением в воду при 40°С в течение 3 дней. Результаты представлены в таблице 3.

Таблица 3 Часы 24 48 72 Адгезия, %, контроль (то есть без кремнийорганического соединения) 92 90 87 Адгезия, %, с катионным кремнийорганическим соединением 99 98 98

И снова показатели процента адгезии ниже 95% после испытания погружением в воду считают плохими/неудачными.

ПРИМЕР 4

Готовят образцы дорожного асфальта (показатель пенетрации 60/70 при 25°С), чтобы он содержал 0,0% (то есть контроль без катионного кремнийорганического соединения) и 0,08% масс. 3-[диметокси(2-гидроксиэтокси)силил]пропилоктадецилдиметил-аммонийхлорида (42% раствор в этиленгликоле). 5 частей таких наполненных асфальтовых композиций смешивают со 100 частями заполнителей Igneous. Смеси отверждают в течение 15 минут при 135°С и затем дают охладиться до комнатной температуры. Проводят испытание погружением в воду при 80°С в течение 24 часов.

Результаты показывают 98%-ное удерживание асфальтового покрытия на поверхности заполнителей в случае асфальта, включающего катионное кремнийорганическое соединение, в сравнении с менее чем 85% на контрольном образце (то есть в случае асфальта, не включающего катионное кремнийорганическое соединение).

ПРИМЕР 5

Готовят образцы дорожного асфальта (показатель пенетрации 60/70 при 25°С), чтобы он содержал 0,0% (то есть контроль без катионного кремнийорганического соединения) и 0,08% масс. 3-[диметокси(2-гидроксиэтокси)силил]пропилоктадецилдиметил-аммонийхлорида (42% раствор в этиленгликоле). 3 части таких наполненных асфальтовых композиций смешивают со 100 частями заполнителей Igneous. Заполнители предварительно сортируют так, чтобы 100% проходило через 22 мм стандартное сито и 100% удерживалось на 12 мм стандартном сите. Смеси отверждают в течение 15 минут при 135°С и затем дают охладиться до комнатной температуры. Проводят испытание погружением в воду при 40°С в течение 5 дней. Результаты представлены в таблице 4.

Таблица 4 Дни 1 2 3 4 5 Адгезия, %, контроль (то есть без кремнийорганического соединения) 92 70 60 <60 <60 Адгезия, %, с катионным кремнийорганическим соединением 99 98 98 98 98

И снова показатели процента адгезии ниже 95% после испытания погружением в воду считают плохими/неудачными.

ПРИМЕР 6

Готовят образцы дорожного асфальта (показатель пенетрации 60/70 при 25°С), чтобы он содержал 0,0% (то есть контроль без катионного кремнийорганического соединения) и 0,08% масс. 3-[диметокси(2-гидроксиэтокси)силил]пропилоктадецилдиметил-аммонийхлорида (42% раствор в этиленгликоле). 5 частей таких наполненных асфальтовых композиций смешивают со 100 частями заполнителей плохого качества (такие заполнители не приемлемы для обычных асфальтобетонных смесей, так как их поглощение воды составляет свыше 2%). Смеси отверждают в течение 15 минут при 135°С и затем дают охладиться до комнатной температуры. Проводят испытание погружением в воду при 40°С в течение 24 часов.

Результаты показывают, что свыше 95% асфальтового покрытия удерживается на поверхности заполнителя в случае асфальта, включающего катионное кремнийорганическое соединение, в сравнении с менее чем 50% асфальтового покрытия на контрольной асфальтовой композиции, которая не содержит катионное кремнийорганическое соединение.

ПРИМЕР 7

Готовят образцы дорожного асфальта (показатель пенетрации 60/70 при 25°С), чтобы он содержал 0,0% (то есть контроль без катионного кремнийорганического соединения) и 0,08% масс. 3-[диметокси(2-гидроксиэтокси)силил]пропилоктадецилдиметил-аммонийхлорида (42% раствор в этиленгликоле). 3 части таких наполненных асфальтовых композиций смешивают со 100 частями песка. Смеси отверждают в течение 15 минут при 135°С и затем дают охладиться до комнатной температуры. Проводят испытание погружением в воду при 40°С в течение 1 дня.

Результаты показывают 95%-ное удерживание асфальтового покрытия на поверхности песка в случае асфальта, включающего катионное кремнийорганическое соединение, в сравнении с менее чем 80% на заполнителе, покрытом контрольной асфальтовой композицией, которая не включает катионное кремнийорганическое соединение.

ПРИМЕР 8

Готовят образцы дорожного асфальта (показатель пенетрации 60/70 при 25°С), чтобы он содержал 0,0% (то есть контроль без катионного кремнийорганического соединения) и 0,1% масс. 3-[триметоксисилил]пропилоктадецилдиметиламмонийхлорида (42% раствор в метаноле). 4,5 части таких наполненных асфальтовых композиций смешивают со 100 частями заполнителей Igneous. Профиль размера частиц композиции заполнителя, используемого для испытания и оценки, является следующим: приблизительно 45% частиц составляют частицы меньше чем 22 мм, но больше чем 10 мм; приблизительно 10% частиц составляют частицы меньше чем 10 мм, но больше чем 6 мм; и приблизительно 45% частиц составляют частицы меньше чем 6 мм. То есть 100% проходит через 20 мм сито, 45% остается на 10 мм сите, 10% остается на 6 мм сите и 45% проходит через 6 мм сито. Смеси отверждают в течение 120 минут при 135°С в качестве стандартного времени кондиционирования и затем дают охладиться до комнатной температуры, после чего проводят испытание кипячением в воде в соответствии со стандартом ASTM D3625. Результаты показаны в таблице 5.

Таблица 5 Образец 10 минут 1 час 6 часов Адгезия, %, контроль (то есть без кремнийорганического соединения) 40 10 <5 Адгезия, %, с катионным кремнийорганическим соединением 98 96 95

Контрольный образец асфальтобетона после испытания кипячением показан на фиг.1А. Образец асфальтобетона, содержащий 0,1% масс. 3-[триметоксисилил]пропилоктадецил-диметиламмонийхлорида (42% раствор в метаноле), после испытания кипячением показан на фиг.1В. Сравнение фиг.1А и 1В показывает, что включение катионного кремнийорганического соединения приводит к значительно большему количеству асфальта, оставшемуся на заполнителе. То есть контрольный образец, показанный на фиг.1А, является тусклым, и большая часть асфальта удалена с заполнителя. Напротив, фиг.1В показывает, что почти весь асфальт остается на поверхности заполнителя, о чем свидетельствует блестящий черный внешний вид асфальтобетона.

После испытания кипячением остаточную воду удаляют и проверяют на присутствие в воде какого-либо отслоенного асфальта. Фиг.2А показывает остаточную воду в контрольном образце. Как видно из фиг.2А, остаточная вода контрольного образца является темной (например, черной) вследствие значительного присутствия асфальта, отслоившегося от заполнителя. Фиг.2В показывает остаточную воду образца, включающего асфальт, обработанный катионным кремнийорганическим соединением. Как показано на фиг.2В, остаточная вода является по большей части прозрачной и содержит значительно меньше асфальта, отслоенного от заполнителя. Такие результаты показывают, что содержащий кремнийорганическую четвертичную соль образец асфальтобетона дает свыше 95% адгезии асфальта на смеси заполнителей, тогда как контрольный образец теряет почти весь или большую часть асфальта с заполнителей (то есть адгезия к заполнителю маленькая или отсутствует).

ПРИМЕР 9

ПОКАЗАТЕЛЬ ПЕНЕТРАЦИИ АСФАЛЬТОВОГО СВЯЗУЮЩЕГО

Сорт по показателю пенетрации 80-100 и 60-70 асфальтовых связующих определяют в соответствии со способом стандарта ASTM D946-09: Стандартные технические условия для классифицируемого по прониканию асфальтобетона для применения в дорожных сооружениях. Значения пенетрации получают для образцов с 0,1% и 0,4% 3-[диметокси(2-гидроксиэтокси)силил]пропилоктадецил-диметиламмонийхлорида (42% раствор в этиленгликоле) и для контрольного образца без кремнийорганической четвертичной соли в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения. Результаты приведены в таблице 6.

Таблица 6 Сорт асфальта по пенетрации Кремнийорганическая четвертичная соль, % (42% в этиленгликоле) Показатель пенетрации 80-100 0,0 86 80-100 0,1 67 60-70 0,0 67 60-70 0,1 65 60-70 0,4 61

Такие результаты показывают, что добавление кремнийорганической четвертичной соли (в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения) к асфальту помогает понизить показатель пенетрации, что будет приводить к улучшенной жесткости и прочности при растяжении ГСА (HMA, горячая смесь асфальта).

ПРИМЕР 10

СТАБИЛЬНОСТЬ АСФАЛЬТОВОГО СВЯЗУЮЩЕГО

Образцы состаренного асфальта (сорт по пенетрации 60-70) с 0,1% 3-[диметокси(2-гидроксиэтокси)силил]пропилоктадецил-диметиламмонийхлорида (42% раствор в этиленгликоле) и без него получают путем выдерживания образцов в печи при 160°С в течение 15 дней. Образцы такого состаренного нагреванием асфальта используют при изготовлении образцов ГСА (горячая смесь асфальта), содержащей 5,1% асфальта, с использованием базальтовых заполнителей; 33% заполнителя проходит через 20 мм сито, но остается на 10 мм сите, 24% проходит через 10 мм сито, но остается на 6 мм сите, и 41% проходит через 6 мм сито. Контрольные образцы готовят с использованием такого же сорта асфальта без старения. Устойчивость по Маршаллу, отношение стабильности и значения текучести определяют в соответствии с методологией стандарта ASTM D1075/AASHTO T165: Стандартный метод испытания влияния воды на прочность при сжатии уплотненных битумных смесей. Результаты обобщены в приведенной ниже таблице 7.

Таблица 7 Образец Стабильность по Маршаллу, в сухом состоянии,
кг Стабильность по Маршаллу, во влажном состоянии,
кг Отношение стабиль-ности % влажный/
сухой Значение текучести,
мм 5,1% асфальта (ГСА) без кремнийоргани-ческой четвертичной соли;
Контроль: несостаренный 1650 1260 76,3 2,78 5,1% асфальта (ГСА) с 0,1% кремнийоргани-ческой четвертичной соли; 2512 2461 97,9 2,95 Контроль: несостаренный         5,1% асфальта (ГСА) с 0,1% кремнийоргани-ческой четвертичной соли;
Состаренный 2652 2445 92,2 3,4

Результаты однозначно показывают, что содержащая кремнийорганическую четвертичную соль горячая смесь (ГСА) в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения обеспечивает более хорошее соотношение стабильности, чем без использования кремнийорганической четвертичной соли в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения. Такие результаты также подтверждают, что состаренные в течение 15 дней образцы, содержащие кремнийорганическую четвертичную соль в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения, сохраняют стабильность и значение текучести.

ПРИМЕР 11

ХАРАКТЕРИСТИКИ КАЧЕСТВА АСФАЛЬТОВОГО СВЯЗУЮЩЕГО

Испытания асфальтового связующего проводят с использованием технического фракционированного асфальтового связующего PG 64-22 с 0,0% (контроль), 0,05% и 0,1% 3-[диметокси(2-гидроксиэтокси)силил]пропилоктадецилдиметил-аммонийхлорида (42% раствор в этиленгликоле). Асфальтовое связующее испытывают в соответствии со стандартными методами AASHTO. Результаты обобщены в таблице 8.

Таблица 8 Связующее: PG 64-22 с кремнийорганической четвертичной солью (42% в этиленгликоле) (OSiOS) Вязкость на ротационном вискозиметре при 135°С, AASHTO T 316, Па.сек Результаты испытания 0,1% кремнийорганической четвертичной соли (OSiOS) 0,458 0,05% кремнийорганической четвертичной соли (OSiOS) 0,468 Контроль 0,470 Динамический сдвиговый реометр, AASHTO T 315 Температура испытания, 64°С G*, кПа Фазовый угол G*/sinδ, кПа 0,1% (OSiOS) 1,55 86,4 1,55 0,05% (OSiOS) 1,56 86,4 1,57 Контроль 1,44 86,4 1,44 Связующее, состаренное методом вращения тонкой пленки (RTFOT), Динамический сдвиговый реометр, AASHTO T 315 Температура испытания, 64°С G*, кПа Фазовый угол G*/sinδ, кПа 0,1% (OSiOS) 4,00 82,7 4,02 0,05% (OSiOS) 3,75 82,8 3,78 Контроль 3,44 82,7 3,47

Связующее, состаренное в автоклаве ускоренного старения (PVA), AASHTO R28 Связующее, состаренное в автоклаве ускоренного старения (PVA), Динамический сдвиговый реометр, AASHTO T 315 Температура испытания, 64°С G*, кПа Фазовый угол G*/sinδ, кПа 0,1% (OSiOS) 6628 44,8 4668 0,05% (OSiOS) 6001 44,1 4173 Контроль 6373 43,3 4368 Гибочный лучевой реометр (BBR), AASHTO T 313 Температура испытания, -12°С Жесткость, МПа m-значение 0,1% (OSiOS) 186 0,314 0,05% (OSiOS) 202 0,317 Контроль 201 0,312 Сорт PG 64-22

Полученные результаты показывают, что вязкость на ротационном вискозиметре при 135°С асфальтового связующего с кремнийорганической четвертичной солью ниже, чем нормального асфальтового связующего. Более низкая вязкость при 135°С является хорошей для смешения с заполнителями и смачивания заполнителей асфальтовым связующим.

Результаты также показывают, что комплексный модуль упругости при сдвиге G* выше, тогда как фазовый угол остается одинаковым для образцов, содержащих кремнийорганическую четвертичную соль. Это однозначно указывает на то, что добавление кремнийорганической четвертичной соли улучшает жесткость при одной и той же вязкоупругой характеристике (фазовый угол).

Содержащие кремнийорганическую четвертичную соль остатки асфальтового связующего RFTOT также показывают повышенное значение G* с аналогичным фазовым углом. Такие результаты подтверждают, что содержащие кремнийорганическую четвертичную соль асфальтовые связующие имеют улучшенную устойчивость к окислению во время переработки.

Остатки состаренного в автоклаве ускоренного старения (PVA) содержащего кремнийорганическую четвертичную соль асфальтового связующего имеют более хорошую жесткость при более высоком значении фазового угла. Это также указывает на то, кремнийсодержащая четвертичная соль улучшает долговременную устойчивость к окислению и сохраняет вязкоупругую характеристику.

Данные гибочного лучевого реометра показывают, что присутствие кремнийорганической четвертичной соли в асфальтовом связующем снижает жесткость при более низкой температуре. Это будет улучшать низкотемпературную усталостную прочность.

Все полученные результаты однозначно показывают, что присутствие кремнийорганической четвертичной соли в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения улучшают свойства асфальта по сравнению со свойствами исходного связующего.

ПРИМЕР 12

ИСПЫТАНИЕ НА ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ К ВЛАГЕ (AASHTO T283)

Для испытания смеси выбирают заполнители из двух источников в штате Джорджия (Lithonia и Lithia Springs). Для проведения испытания и оценки получают гранулометрические составы заполнителей с номинальным размером заполнителя 12,5 мм. Два образца такой модели смеси изготавливают с помощью связующего PG 64-22 с добавлением и без добавления в асфальтовое связующее 3-[диметокси(2-гидроксиэтокси)силил]-пропилоктадецилдиметиламмонийхлорида (42% раствор в этиленгликоле). Асфальт и смеси заполнителей уплотняют до 65 вибраций.

Оценку чувствительности смесей к влаге проводят путем измерения предела прочности при растяжении в соответствии со способом AASHTO T 283. Отношения предела прочности при растяжении рассчитывают с использованием значений предела прочности при растяжении кондиционированных и некондиционированных образцов. Совокупность результатов таких испытаний представлена в таблицах 9-14.

Таблица 9
Заполнители Luthenia с асфальтовым связующим PG 64-22 (Контроль) Предел прочности при растяжении,
некондиц., фунт/дм²
(МПа) Предел прочности при растяжении,
некондиц., фунт/дм²
(МПа)
Средний Предел прочности при растяжении,
кондицион., фунт/дм²
(МПа) Предел прочности при растяжении,
кондицион., фунт/дм²
(МПа)
Средний Отношение пределов прочности при растяжении (ОПП) 195,17 (1,346) 188,08 (1,242) 133,78 (0,922) 160,32 (1,105) 0,85 188,87 (1,302) 176,64 (1,218) 180,21 (1,243) 170,56 (1,177)

Таблица 10
Заполнители Luthenia с асфальтовым связующим PG 64-22, 0,05% 3-[диметокси(2-гидроксиэтокси)силил]пропил-октадецилдиметиламмонийхлорида (42% раствор в этиленгликоле) Предел прочности при растяжении,
некондиц., фунт/дм²
(МПа) Предел прочности при растяжении,
некондиц., фунт/дм²
(МПа)
Средний Предел прочности при растяжении,
кондицион., фунт/дм²
(МПа) Предел прочности при растяжении,
кондицион., фунт/дм²
(МПа)
Средний Отношение пределов прочности при растяжении (ОПП) 165,05 (1,138) 158,21 (1,091) 143,29 (0,988) 150,08 (1,035) 0,95 153,64 (1,05) 153,47 (1,058) 155,95 (1,075) 153,47 (1,058)

Таблица 11
Заполнители Luthenia с асфальтовым связующим PG 64-22, 0,1% 3-[диметокси(2-гидроксиэтокси)силил]пропил-октадецилдиметиламмонийхлорида (42% раствор в этиленгликоле) Предел прочности при растяжении,
некондиц., фунт/дм²
(МПа) Предел прочности при растяжении,
некондиц., фунт/дм²
(МПа)
Средний Предел прочности при растяжении,
кондицион., фунт/дм²
(МПа) Предел прочности при растяжении,
кондицион., фунт/дм²
(МПа)
Средний Отношение пределов прочности при растяжении (ОПП) 178,10 (1,228) 174,79 (1,205) 181,94 (1,254) 173,52 (1,196) 0,99 179,05 (1,235) 171,13 (1,18) 167,22 (1,153) 167,50 (1,155)

Таблица 12
Заполнители Lithia Spring с асфальтовым связующим PG 64-22 (Контроль) Предел прочности при растяжении,
некондиц., фунт/дм²
(МПа) Предел прочности при растяжении,
некондиц., фунт/дм²
(МПа)
Средний Предел прочности при растяжении,
кондицион., фунт/дм²
(МПа) Предел прочности при растяжении,
кондицион., фунт/дм²
(МПа)
Средний Отношение пределов прочности при растяжении (ОПП) 182,43 (1,258) 165,87 (1,144) 131,46 (0,906) 135,59 (0,935) 0,82 153,47 (1,058) 130,56 (0,900) 161,72 (1,115) 144,78 (0,998)

Таблица 13
Заполнители Lithia Spring с асфальтовым связующим PG 64-22, 0,05% 3-[диметокси(2-гидроксиэтокси)-силил]пропилоктадецилдиметиламмонийхлорида (42% раствор в этиленгликоле) Предел прочности при растяжении,
некондиц., фунт/дм²
(МПа) Предел прочности при растяжении,
некондиц., фунт/дм²
(МПа)
Средний Предел прочности при растяжении,
кондицион., фунт/дм²
(МПа) Предел прочности при растяжении,
кондицион., фунт/дм²
(МПа)
Средний Отношение пределов прочности при растяжении (ОПП) 170,39 (1,175) 159,99 (1,103) 154,79 (1,67) 151,56 (1,045) 0,95 159,41 (1,099) 155,95 (1,075) 150,17 (1,035) 144,20 (0,994)

Таблица 14
Заполнители Lithia Spring с асфальтовым связующим PG 64-22, 0,1% 3-[диметокси(2-гидроксиэтокси)-силил]пропилоктадецилдиметиламмонийхлорида (42% раствор в этиленгликоле) Предел прочности при растяжении,
некондиц., фунт/дм²
(МПа) Предел прочности при растяжении,
некондиц., фунт/дм²
(МПа)
Средний Предел прочности при растяжении,
кондицион., фунт/дм²
(МПа) Предел прочности при растяжении,
кондицион., фунт/дм²
(МПа)
Средний Отношение пределов прочности при растяжении (ОПП) 155,95 (1,075) 167,55 (1,155) 164,61 (1,135) 167,40 (1,216) 1,00 170,84 (1,178) 172,98 (1,193) 175,87 (1,213) 164,61 (1,135)

Каждое из значений ОПП (TSR) Lithonia с 0,05% кремнийорганической четвертичной соли и Lithia Springs с 0,05% кремнийорганической четвертичной соли составляет 0,95, тогда как значения для контрольных смесей равны 0,85 и 0,82 соответственно. Смеси с 0,1% кремнийорганической четвертичной соли показывают значение ОПП 0,99 и 1,00, что указывает на то, что кремнийорганическая четвертичная соль значительно улучшает влагостойкость смесей ГСА.

ПРИМЕР 13

КОМПОЗИЦИЯ ХОЛОДНОЙ СМЕСИ АСФАЛЬТА

Смесь базальтовых заполнителей (500 г), имеющая следующее распределение частиц по размерам: 33% проходит через 20 мм сито, но остается на 10 мм сите, 24% проходит через 10 мм сито, но остается на 6 мм сите, и 41% проходит через 6 мм сито. Смесь базальтовых наполнителей (500 г) используют для приготовления холодной смеси асфальта. Контрольный образец получают смешением заполнителей с 58,3 г легкоосаждающейся асфальтовой эмульсии (содержащей 60% твердых веществ) путем смешения вручную.

Легкоосаждающуюся асфальтовую эмульсию смешивают с 0,034 г кремнийорганической четвертичной соли, 3-[диметокси(2-гидроксиэтокси)силил]пропилоктадецилдиметиламмонийхлорид (42% раствор в этиленгликоле), растворенной в 0,306 г воды. Композицию холодной смеси асфальта готовят так, как описано выше.

Оба образца сушат в течение 48 часов на открытом воздухе (атмосферные условия, температурный интервал от 25 до 40^оС). Образцы оценивают с использованием метода стандарта ASTM D3625: стандартная оценка влияния воды на покрытый битумом заполнитель с использованием кипячения в воде. Полученные результаты обобщены в таблице 15.

Таблица 15 Образец Время испытания кипячением
(минуты) Оставшееся асфальтовое покрытие (%) Контрольный 10 70 Содержащий кремнийорганическую четвертичную соль 10 98

После испытаний кипячением остаточную воду удаляют и исследуют на наличие какого-либо отслоившегося асфальта в воде. Фиг.3А показывает остаточную воду контрольного образца. Как видно на фиг.3, остаточная вода контрольного образца включает большой слой темного (например, черного) асфальта, который отслоился от заполнителя. Фиг.3В показывает остаточную воду образца, включающего асфальт, обработанный катионным кремнийорганическим соединением. Как видно на фиг.3В, остаточная вода является прозрачной и никакого отслоившегося асфальта нельзя увидеть при визуальной оценке. Такие результаты однозначно показывают, что образец, содержащий кремнийорганическую четвертичную соль, показывает улучшенное связывание асфальта с заполнителем. Например, контрольный образец показывает приблизительно 30%-ное отслаивание (то есть приблизительно 30% асфальта отслаивается от заполнителя), тогда как образец, содержащий кремнийорганическую четвертичную соль, проявляет приблизительно 2%-ный уровень отслаивания (то есть приблизительно 2% асфальта отслаивается от заполнителя) при визуальном изучении в соответствии со стандартной практикой в данной области техники.

Большое число модификаций и других вариантов осуществления изложенного изобретения, имеющих положительный эффект от указаний, представленных в приведенном выше описании, будет возникать у специалистов в области техники, к которой относится изобретение. Таким образом, следует понимать, что изобретение не ограничено раскрытыми конкретными вариантами осуществления и что модификации и другие варианты осуществления, как полагают, должны быть включены в объем прилагаемой формулы изобретения. Хотя в данном случае используют конкретные понятия, эти понятия использованы только в общем и описательном значении, а не для целей ограничения изобретения.

Изобретение относится к асфальту и асфальто-минеральным композициям, приемлемым для дорожных покрытий или нанесения покрытий на поверхность сооружений. Асфальто-минеральная композиция содержит 100 мас.ч. минерального заполнителя и от 3 до 20 мас.ч. асфальта, содержащего от 0,001 до 5% мас., по меньшей мере, одного катионного кремнийорганического соединения из расчета на массу асфальта. Изобретение также относится к асфальтовой композиции, содержащей асфальт и катионное кремнийорганическое соединение, водной асфальтовой композиции, включающей эмульсию, содержащую асфальт, диспергированный в воде, и катионное кремнийорганическое соединение, водной асфальто-минеральной композиции, включающей эмульсию, минеральный заполнитель и катионное кремнийорганическое соединение, асфальтовой мембране, включающей, по меньшей мере, 50% мас. асфальта, минеральный наполнитель и катионное кремнийорганическое соединение, и к композиции, используемой для асфальтовых кровельных систем, включающей, по меньшей мере, 50% мас. асфальта, минеральный наполнитель, волоконный усиливающий мат и катионное кремнийорганическое соединение. Количество катионного кремнийорганического соединения во всех композициях составляет от 0,001 до 5% мас. из расчета на массу асфальта. Композиции проявляют улучшенную адгезию асфальтового связующего к заполнителям. 6 н. и 10 з.п. ф-лы, 3 ил., 15 табл., 13 пр.

1. Асфальтоминеральная композиция, содержащая:
(a) 100 мас.ч. минерального заполнителя, выбранного из группы, состоящей из песка, гравия, измельченного камня, грунта, шлака, переработанного бетона, доломита, гранитов, речного измельченного гравия, песчаника, извести и базальта или их смесей; и
(b) от 3 до 20 мас.ч. асфальта, содержащего от 0,001 до 5%, по меньшей мере, одного катионного кремнийорганического соединения из расчета на массу асфальта.

2. Композиция по п.1, где катионное кремнийорганическое соединение выбирают из группы, состоящей из:
Y_3-aSi(R_a ¹)R²N⁺R³R⁴R⁵X^-,
Y_3-aSi(R_a ¹)R²P⁺R³R⁴R⁵X^-,
Y_3-aSi(R_a ¹)R²ZX^- и
их смесей,
где в каждой из формул:
Y независимо друг от друга выбирают из группы, состоящей из OR, О(СН₂СН₂О)_nH, (СН₃ОСН₂СН₂О) и (СН₃СН₂ОСН₂СН₂О);
а имеет значение 0, 1 или 2;
n принимает значения от 1 до 10;
R представляет собой С₁-С₄-алкил;
R¹ представляет собой или метил или этил;
R² представляет собой С₁-С₄-алкиленовую группу;
R³, R⁴ и R⁵ каждый независимо друг от друга выбирают из группы, состоящей из С₁-С₂₂-алкила, где, по меньшей мере, одна такая группа имеет более чем 8 С-атомов, -СН₂С₆Н₅, -СН₂СН₂ОН, -СН₂ОН и -(CH₂)_yNHC(O)R⁶, где y имеет значения от 2 до 10 и R⁶ представляет собой С₁-С_]2-перфторалкильный радикал;
X представляет собой хлорид, бромид, фторид, иодид, ацетат или тозилат и
Z представляет собой пиридиниевое кольцо формулы C₅H₅N⁺.

3. Композиция по п.1, где катионное кремнийорганическое соединение имеет формулу
Y_3-aSi(R_a ¹)R²N⁺R³R⁴R⁵X^-,
где Y независимо друг от друга выбирают из группы, включающей OR, О(СН₂СН₂О)_nH, (СН₃ОСН₂СН₂О) и (СН₃СН₂ОСН₂СН₂О);
а имеет значение 0, 1 или 2;
n принимает значение от 1 до 10;
R представляет собой С₁-С₄алкил;
R¹ представляет собой или метил или этил;
R² представляет собой С₁-С₄алкиленовую группу;
R³, R⁴ и R⁵ каждый независимо друг от друга выбирают из группы, состоящей из С₁-С₂₂-алкила, где, по меньшей мере, одна такая группа имеет более чем 8 С-атомов, -СН₂С₆Н₅, -СН₂СН₂ОН, -СН₂ОН и -(CH₂)_yNHC(O)R⁶, где y имеет значения от 2 до 10 и R⁶ представляет собой С₁-С₁₂-перфторалкильный радикал; и
X представляет собой хлорид, бромид, фторид, иодид, ацетат или тозилат.

4. Композиция по п.1, где указанное катионное кремнийорганическое соединение содержит приблизительно от 0,01 до 3 мас.%, по меньшей мере, одного катионного кремнийорганического соединения.

5. Композиция по п.1, где катионное кремнийорганическое соединение представляет собой, по меньшей мере, соединение, выбранное из 3-(триметоксисилил)пропилдиметилоктадециламмонийхлорида, 3-(триметокси-силил)пропилметилдидециламмонийхлорида, 3-(триметоксисилил)пропилди-метилгексадециламмонийхлорида и 3-[диметокси(2-гидроксиэтокси)силил]-пропилоктадецилдиметиламмонийхлорида.

6. Композиция по п.2, где R² представляет собой С₄-алкиленовую группу.

7. Асфальтовая композиция, содержащая: (а) асфальт и (b) от 0,001 до 5%, по меньшей мере, одного катионного кремнийорганического соединения из расчета на массу асфальта.

8. Композиция по п.7, где, по меньшей мере, одно катионное кремнийорганическое соединение выбирают из группы, включающей:
Y_3-aSi(R_a ¹)R²N⁺R³R⁴R⁵X^-,
Y_3-aSi(R_a ¹)R²P⁺R³R⁴R⁵X^-,
Y_3-aSi(R_a ¹)R²ZX^- и
их смеси,
где в каждой из формул:
Y независимо друг от друга выбирают из группы, включающей OR, О(СН₂СН₂О)_nH, (СН₃ОСН₂СН₂О) и (СН₃СН₂ОСН₂СН₂О);
а имеет значение 0, 1 или 2;
n принимает значения от 1 до 10;
R представляет собой С₁-С₄-алкил;
R¹ представляет собой или метил или этил;
R² представляет собой С₁-С₄-алкиленовую группу;
R³, R⁴ и R⁵ каждый независимо друг от друга выбирают из группы, состоящей из С₁-С₂₂-алкила, где, по меньшей мере, одна такая группа имеет более чем 8 С-атомов, -СН₂С₆Н₅, -СН₂СН₂ОН, -СН₂ОН и -(CH₂)_yNHC(O)R⁶, где y имеет значения от 2 до 10 и R⁶ представляет собой С₁-С₁₂-перфторалкильный радикал;
X представляет собой хлорид, бромид, фторид, иодид, ацетат или тозилат и
Z представляет собой пиридиниевое кольцо формулы C₅H₅N⁺.

9. Водная асфальтовая композиция, включающая:
(а) эмульсию, содержащую асфальт, диспергированный в воде; и
(b) от 0,001 до 5%, по меньшей мере, одного катионного кремнийорганического соединения из расчета на массу асфальта.

10. Композиция по п.9, где, по меньшей мере, одно катионное кремнийорганическое соединение выбирают из группы, состоящей из:
Y_3-aSi(R_a ¹)R²N⁺R³R⁴R⁵X^-,
Y_3-aSi(R_a ¹)R²P⁺R³R⁴R⁵X^-,
Y_3-aSi(R_a ¹)R²ZX^- и
их смесей,
где в каждой из формул:
Y независимо друг от друга выбирают из группы, включающей OR, О(СН₂СН₂О)_nH, (СН₃ОСН₂СН₂О) и (СН₃СН₂ОСН₂СН₂О);
а имеет значения 0, 1 или 2;
n принимает значения от 1 до 10;
R представляет собой С₁-С₄алкил;
R¹ представляет собой или метил или этил;
R² представляет собой С₁-С₄-алкиленовую группу;
R³, R⁴ и R⁵ каждый независимо друг от друга выбирают из группы, состоящей из С₁-С₂₂-алкила, где, по меньшей мере, одна такая группа имеет более чем 8 С-атомов, -СН₂С₆Н₅, -СН₂СН₂ОН, -СН₂ОН и -(CH₂)_yNHC(O)R⁶, где y имеет значения от 2 до 10 и R⁶ представляет собой С₁-С₁₂-перфторалкильный радикал;
X представляет собой хлорид, бромид, фторид, иодид, ацетат или тозилат и
Z представляет собой пиридиниевое кольцо формулы C₅H₅N⁺.

11. Водная асфальтоминеральная композиция, включающая:
(a) эмульсию, содержащую асфальт, диспергированный в воде;
(b) минеральный заполнитель и
(c) от 0,001 до 5%, по меньшей мере, одного катионного кремнийорганического соединения из расчета на массу асфальта.

12. Композиция по п.11, где, по меньшей мере, одно катионное кремнийорганическое соединение выбирают из группы, состоящей из:
Y_3-aSi(R_a ¹)R²N⁺R³R⁴R⁵X^-,
Y_3-aSi(R_a ¹)R²P⁺R³R⁴R⁵X^-,
Y_3-aSi(R_a ¹)R²ZX^- и
их смесей,
где в каждой из формул:
Y независимо друг от друга выбирают из группы, состоящей из OR, О(СН₂СН₂О)_nH, (СН₃ОСН₂СН₂О) и (СН₃СН₂ОСН₂СН₂О);
а имеет значение 0, 1 или 2;
n принимает значения от 1 до 10;
R представляет собой С₁-С₄-алкил;
R¹ представляет собой или метил или этил;
R² представляет собой С₁-С₄-алкиленовую группу;
R³, R⁴ и R⁵ каждый независимо друг от друга выбирают из группы, состоящей из С₁-С₂₂-алкил, где, по меньшей мере, одна такая группа имеет более чем 8 С-атомов, -СН₂С₆Н₅, -СН₂СН₂ОН, -СН₂ОН и -(CH₂)_yNHC(O)R⁶, где y имеет значения от 2 до 10 и R⁶ представляет собой С₁-С₁₂-перфторалкильный радикал;
X представляет собой хлорид, бромид, фторид, иодид, ацетат или тозилат и
Z представляет собой пиридиниевое кольцо формулы C₅H₅N⁺.

13. Асфальтовая мембрана, включающая:
(a) по меньшей мере, 50 мас.% асфальта;
(b) минеральный наполнитель и
(c) от 0,001 до 5%, по меньшей мере, одного катионного кремнийорганического соединения из расчета на массу асфальта.

14. Мембрана по п.13, где, по меньшей мере, одно катионное кремнийорганическое соединение выбирают из группы, состоящей из:
Y_3-aSi(R_a ¹)R²N⁺R³R⁴R⁵X^-,
Y_3-aSi(R_a ¹)R²P⁺R³R⁴R⁵X^-,
Y_3-aSi(R_a ¹)R²ZX^- и
их смесей,
где в каждой из формул:
Y независимо друг от друга выбирают из группы, включающей OR, О(СН₂СН₂О)_nH, (СН₃ОСН₂СН₂О) и (СН₃СН₂ОСН₂СН₂О);
а имеет значение 0, 1 или 2;
n принимает значения от 1 до 10;
R представляет собой C₁-С₄-алкил;
R¹ представляет собой или метил или этил;
R² представляет собой С₁-С₄-алкиленовую группу;
R³, R⁴ и R⁵ каждый независимо друг от друга выбирают из группы, состоящей из С₁-С₂₂-алкила, где, по меньшей мере, одна такая группа имеет более чем 8 С-атомов, -СН₂С₆Н₅, -СН₂СН₂ОН, -СН₂ОН и -(CH₂)_yNHC(O)R⁶, где y имеет значения от 2 до 10 и R⁶ представляет собой С₁-С₁₂-перфторалкильный радикал;
X представляет собой хлорид, бромид, фторид, иодид, ацетат или тозилат и
Z представляет собой пиридиниевое кольцо формулы C₅H₅N⁺.

15. Композиция, используемая для асфальтовых кровельных систем, включающая:
(a) по меньшей мере, 50 мас.% асфальта;
(b) минеральный наполнитель;
(c) волоконный усиливающий мат и
(d) от 0,001 до 5%, по меньшей мере, одного катионного кремнийорганического соединения из расчета на массу асфальта.

16. Композиция по п.15, где, по меньшей мере, одно катионное кремнийорганическое соединение выбирают из группы, состоящей из:
Y_3-aSi(R_a ¹)R²N⁺R³R⁴R⁵X^-,
Y_3-aSi(R_a ¹)R²P⁺R³R⁴R⁵X^-,
Y_3-aSi(R_a ¹)R²ZX^- и
их смесей,
где в каждой из формул:
Y независимо друг от друга выбирают из группы, состоящей из OR, О(СН₂СН₂О)_nH, (СН₃ОСН₂СН₂О) и (СН₃СН₂ОСН₂СН₂О);
а имеет значение 0, 1 или 2;
n принимает значения от 1 до 10;
R представляет собой С₁-С₄-алкил;
R¹ представляет собой или метил или этил;
R² представляет собой С₁-С₄-алкиленовую группу;
R³, R⁴ и R⁵ каждый независимо друг от друга выбирают из группы, состоящей из С₁-С₂₂-алкил, где, по меньшей мере, одна такая группа имеет более чем 8 С-атомов, -СН₂С₆Н₅, -СН₂СН₂ОН, -СН₂ОН и -(CH₂)_yNHC(O)R⁶, где y имеет значения от 2 до 10 и R⁶ представляет собой С₁-С₁₂-перфторалкильный радикал;
X представляет собой хлорид, бромид, фторид, иодид, ацетат или тозилат и
Z представляет собой пиридиниевое кольцо формулы C₅H₅N⁺.