多等级沥青粉末添加剂制造技术

一种添加剂成分可以加入沥青材料中，使其具有多等级性质。添加剂是由至少一种可皂化有机酸、至少一种树脂酸、至少一种非饱和有机化合物以及一种碱金属基共同反应所形成的反应产物。随反应的进行，反应过程中产生的水被取走。最终的反应产品可以制成粉末状，此粉末状物质与沥青材料相混合可以制成多等级沥青。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于铺路和铺顶的膏体地沥青成份，特别涉及一种可以向膏体地沥青中添加的粉末添加成份，通过添加粉末添加成份可以使膏体地沥青具有多等级性质。
技术介绍
在美国，超过90％的道路表面铺设沥青成份。早在1874年，就已经应用从湖泊沉积矿中采集到的天然沥青。多年之后，在南部和西部的几个州，发现了可被粉碎、铺平、然后碾压成道路表面的石沥青沉积物。从二十世纪初，主要从石油炼制过程中得到的沥青已经在铺路和铺顶的应用中占到了主要地位。沥青是一种以地沥青作为主要成分，颜色为黑棕色到黑色的高粘度物质，按不同比例存在于大多数原油中。原油精炼中得到的已被去除上层较轻部分的沥青基残油，通常被称作“沥青”。铺路用沥青通常可分为膏体地沥青、烯释沥青和沥青乳胶体。膏体地沥青特别适用于铺路、铺顶以及特殊产品。对于道路建设，沥青被加热成可自由流动的粘稠液体，并与一种加热到大约相同温度(通常135℃～160℃)的集聚体混合。得到的混合体放置在预制表面，夯实，然后二次加热以制备热沥青混合物(HMA)。在使用沥青铺路的长久历史中，将膏体地沥青与集聚体热混合的过程是选择一种性价比最佳的平衡过程。现今可以按老化前后不同温度下的硬度，将应用于铺路的膏体地沥青分成不同等级。在美国最常用的等级系统是根据美国公路和运输联合办公室(Association of American Highway and TransportationOfficials简称AASHTO)的技术规范而得到的。超铺路材料(Superpave，即优良性能的铺路材料)是指按照由美国AASHTO办公室基金支持的研究中的构成法制得的铺路材料。超铺路材料性能等级(Superpave performance graded简称PG)明确规定了铺路沥青在高温以及低温下的硬度等级。一个PG等级为PG64-22的铺路沥青在64℃时的硬度参数至少为1KPa。这种沥青在短时间和长时间的硬化过程中，在超过2小时的时间内，-22℃的温度下，硬度极限值小于300,000KPa。低温硬度是在超过2分钟的时间内，-12℃(10℃的加温套)的温度下，按AASHTO采用的方法测得的当量值。在PG等级中采用两个温度及其指定的温度范围标明沥青性能。对于PG 64-22温度范围为86℃。这是未改良的铺路用膏体地沥青非常典型的温度范围。按照AASHTO所规定的PG等级系统，每当温度增加6℃，会在原等级基础上增加或者减少一个等级。对于未改性的沥青，若不能将低温降至-16℃，制造等级为PG 70-22的沥青很困难，只能达到分类中的下一个高温等级。只有很少的沥青可以在没有改性的情况下达到92℃的温度范围。对于大多数的膏体地沥青，需要通过添加改性剂，来增加其温度范围。这种改性可以通过添加聚合物或者化学物质等一系列方法获得。美国以外的其它国家常利用像穿透性和粘度之类的方法划分沥青等级。穿透性是指将质量为100g的针落入25℃的膏体地沥青的深度。针在软沥青中插入的深度较深。在低温环境中使用软等级的沥青，在高温环境下使用高硬度沥青以避免在路面上产生车辙。另外一种等级系统是根据粘度划分的。在60℃的时候根据粘度划分等级，在25℃的时候利用穿透性划分等级，使用这两种温度下的性质来标明膏体地沥青的性质。用于屋顶建设中(Build Up Roofs简称BUR)的平面或者斜面屋顶所铺设的沥青是根据穿透性以及ASTM Method D312国际分类中的软化点来划分等级的。软化点是一个温度值，在此温度下，沥青第一次开始软化，对于铺顶以及铺路沥青的分类，此温度是指沥青的流动温度。通常具有较软透过性和较高软化点的沥青会与按PG等级划分的沥青相似，具有92℃或者更大的度范围，并且如果在其中加入改性剂，可以使沥青的温度范围更大。用于铺路的膏体地沥青必须根据沥青铺设地的交通负载、车速和气候选择。高的交通负载、低的车速以及温度范围变化较大的的环境需要沥青具有较大温度范围。沥青必须有足够的硬度以承受高温天气下，由于低速运行的车辆而产生的流动性能。特别在多年使用之后，沥青不能在一年中的最冷天气产生破裂现象。在温度适宜的天气以及低交通流量下，需要采用温度范围较小的铺路沥青，历史上常在这种情况下，采用上述未经改良的沥青。用于屋顶铺设的沥青，屋顶的位置(气候)以及屋顶的坡度都是重要的考虑因素。并且沥青不能在每年中最热的天气下变软，使得屋顶沥青由于坡度的存在而下滑。为防止这种情况的发生，最小软化点是一种优良的标准。这与铺路沥青在高温下的硬度测量相似。为了避免低温下，根据穿透性划分的膏体地沥青破裂，膏体地沥青需要在25℃以及4℃下测定其穿透性的最小值，以保证沥青不会达到铺路沥青等级测试中的极限硬度值300,000Kpa。专利号为4,874,432的美国专利披露了一种沥青物质，这种沥青物质是在传统膏体地沥青基础上改性得到的“多等级”或者凝胶状膏体地沥青，这里的改性包括降低温度敏感性以及降低时效硬化率。这些改良的性质可以通过在传统的热混合设备、标准铺顶应用设备和特殊沥青应用设备中进行传统的热混合过程来实现。专利号为4,874,432的美国专利中，设计者采用了多等级沥青这个术语，用于描述一个与传统膏体地沥青相比，降低了温度敏感性以及改善了时效硬化性的新颖的凝胶状膏体地沥青。这些改进可以通过以下过程获得在无水条件下，在液体沥青中使至少一种可皂化有机酸、至少一种树脂酸与碱金属基进行皂化反应，或者将现存的皂化产物添加到液态沥青中。得到的凝胶状沥青可以用于铺路、铺顶的传统过程以及特殊应用。在热混合过程中升高温度，传统的膏体地沥青具有粘性流体的流变性。贯穿沥青与集聚体相混合并以膏体地沥青状态沉淀的过程，沥青是一种保持与其特殊粘度-温度关系相对应的流动性的液体。在这种物理状态，根据温度、集聚体的物性和表面积以及空洞的大小和形状这些参数，沥青很容易流离集聚体。专利号为4,874,432的美国专利的专利技术人披露只需在能发生皂化反应的液态沥青中加入少量的电离液体来形成电离区域，沥青就可以在这里通过直接的皂化反应凝结。反应过程中生成的水足以维持整个包含了沥青和皂化成份的混合体的反应。根据专利号为4,874,432的美国专利制得的凝胶状多等级沥青，由于其性质上的优点，超铺路材料中等级为PG 64-22的一种铺路沥青的等级可以升至PG 70-22。这使得在不失去低温下性能的同时将高温下的沥青性能增加一个等级。结果，利用这种方式制得的膏体地沥青会使其温度范围由86℃增加为92℃。同样，此过程会改善利用穿透性、粘性以及软化点范围得到的铺路和铺顶沥青的等级范围。由上面所描述的专利号为4,874,432的美国专利制得的多等级膏体地沥青是一种无水物质，可以在120℃或者更高的温度下储存，而不会产生泡沫并且适合货运至用户手中，用户可以利用传统的热混合方法将其与集聚体混合，制得膏状沥青。这种沥青也适于货运至用户手中，用于传统的铺顶以及特殊用途。在一些小工厂中采用专利号为4,874,432的美国专利中披露的方法制造多等级膏体地沥青。然后将这种多等级膏体地沥青运送至其它地点的HMA制造设备中，与适当的已加热的集聚体混合。由于货运成本的限制，多等级膏体力沥青对市场的占有仅限于运送成本所及的范围内。此本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多等级沥青添加剂，主要包括以下反应产物：ａ）至少有一种可皂化有机酸；ｂ）至少有一种树脂酸；ｃ）至少一种非饱和有机化合物；和ｄ）一种碱金属基，其特征在于水在反应过程中被移走，使得最终反应产物中水的质 含量大约为０．２％～１．５％。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：安东尼J卡瑞其，赫伯特L韦赛尔，周海防，刘雪峰，徐峰，
申请(专利权)人：山东华瑞道路材料技术有限公司，
类型：发明
国别省市：88[中国|济南]