在沥青粘合剂中作为添加剂的甾醇共混物制造技术

本申请公开了沥青粘合剂组合物和用纯甾醇：粗甾醇共混物制备所述组合物的方法。所述甾醇共混物改善了各种流变性质。

Sterol blends as additives in asphalt binders

The present application discloses a asphalt binder composition and a method for preparing the composition with a pure sterol: crude sterol blend. The sterol blend improves various rheological properties.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】在沥青粘合剂中作为添加剂的甾醇共混物相关申请的交叉引用本申请要求于2016年8月9日提交的序列号为62/372,504的美国临时专利申请的优先权，其公开内容通过引用并入本文。
技术介绍
沥青路面是世界上再循环最多的材料之一，其作为未铺砌道路上的砾石替代物以及作为新沥青路面中的原始骨料和粘合剂的替代物，在铺砌表面和桥台的肩部再循环使用。通常，再循环沥青路面的用途限于次表面路面层或限于沥青基层和表面层中的受控量。这种用途受到限制，部分原因是沥青随时间发生劣化，失去其柔韧性，变得氧化和脆化，并且易于破裂，特别是在应力或低温下。这些结果主要是由于暴露于环境因素时沥青的有机组分(例如，含柏油的粘合剂)老化造成的。老化的粘合剂还具有高粘性。因此，再生沥青路面具有与原始沥青不同的特性并且必须以老化的粘合剂的特性不影响长期性能的方式加工。为了减少或延缓沥青老化对混合物的长期性能的影响，已经研究了许多材料。例如，再生剂的市场目标是逆转再循环原材料(例如，再生沥青路面(RAP)和/或再生沥青瓦(RAS))中发生的老化。实际上，不太可能出现沥青的再生剂，并且更可能的情况是这些添加剂可以替代地用作含有RAP和/或RAS的混合物中使用的原始粘合剂的软化剂。在一些情况下，当生产这种混合物时，将10wt.％或更多的这些软化剂添加到原始粘合剂中。可以通过测量ΔTc来评估老化，ΔTc是老化后刚度临界温度与蠕变临界温度之差。使用软化剂可以产生具有恢复的粘合剂性能的混合物，其在延长的混合物老化后具有可接受的ΔTc值，但是老化后这些可接受的粘合剂性能以在路面早期期间产生刚度非常低的混合物为代价。专利技术内容本申请公开了可延缓、减少或以其他方式改善再循环或再生沥青中老化的影响的组合物和方法，以保留或保持原始沥青粘合剂性能的部分或全部。在一个实施例中，本申请提供了一种用于延缓老化或修复老化的沥青粘合剂的方法，包括：将纯甾醇：粗甾醇共混物添加到沥青粘合剂组合物中，其中沥青粘合剂组合物包含原始沥青粘合剂、老化的沥青粘合剂或两者，并且其中甾醇共混物包含重量比为10：90至90：10的纯甾醇：粗甾醇。在一个实施例中，本专利技术提供了一种用于将老化的沥青重复利用于沥青粘合剂路面生产的方法，包括将纯甾醇：粗甾醇共混物添加到沥青粘合剂组合物中，其中沥青粘合剂组合物包含原始沥青粘合剂、老化的沥青粘合剂或两者，并且其中甾醇共混物包含重量比为10：90至90：10的纯甾醇：粗甾醇。在另一个实施例中，本专利技术提供沥青粘合剂铺路组合物，其包含原始沥青粘合剂、老化的沥青粘合剂或两者，以及纯甾醇：粗甾醇共混物，其中甾醇共混物包含重量比为10：90至90：10的纯甾醇：粗甾醇。在其他实施例中，本专利技术提供了一种用修复老化的沥青粘合剂的方法，其包括将纯甾醇：粗甾醇共混物添加到再生沥青粘合剂中，其中甾醇共混物包含重量比为10：90至90：10的纯甾醇：粗甾醇。附图说明图1描绘了一种示例性的植物甾醇结构，例如β-谷甾醇。图2是显示具有甾醇的重新精炼的机油底部残留物(REOB)的共混物的刚度和蠕变温度结果的图示。图3显示了示例性植物甾醇。图4是显示具有8％REOB与10％的不同浓度的妥尔油树脂和甾醇的共混物的PG64-22的刚度、m值临界温度和ΔTc的图示。图5是比较PG64-22+8％REOB+三个水平的纯甾醇与PG64-22+8％REOB的ΔTc的图示。具体实施方式所公开的沥青组合物含有有助于沥青组合物的保存、再循环利用和重复利用的抗老化(即，减少老化或延缓老化)甾醇共混物。沥青组合物优选不含含有酯或酯共混物的环状有机组合物。所公开的组合物对再生沥青特别是含有软化剂(例如，废机油)的沥青的更新具有特殊价值。所公开的沥青组合物提供了再循环沥青粘合剂，其可具有改善的物理和流变特性，例如刚度、有效温度范围和低温性能。一些实施例提供了从再循环沥青路面、再循环沥青瓦或两者中提取的粘合剂在沥青共混物中的用途。一些实施例提供添加甾醇共混物以使再循环沥青的潜在有害低温效应最小化，同时允许在高温下具有更高的刚度。本文提供的标题仅为便于阅读，不应理解为是一种限制。缩写、首字母缩写和定义“老化的沥青粘合剂”是指存在于再生沥青中或从再生沥青中回收的沥青或粘合剂。由于老化和暴露于室外天气，老化的粘合剂与原始沥青或原始柏油相比具有高粘度。术语“老化的粘合剂”还指使用本文所述的实验室老化试验方法(例如，RTFO和PAV)老化的原始沥青或原始粘合剂。“老化的粘合剂”也可指硬质、劣质或不合规格的原始粘合剂，其得益于加入所公开的共混物，特别是环球软化点大于65℃(EN1427)且在25℃(EN1426)下渗透值小于或等于12dmm的原始粘合剂。“骨料”和“建筑骨料”是指用于铺路和路面应用的颗粒状矿物材料，例如石灰岩、花岗岩、暗色岩、砾石、碎砾石砂、碎石、碎岩和矿渣。“沥青粘合剂”是指含有柏油以及可选的适于与骨料混合以制备铺路混合物的其它组分的粘合剂材料。取决于当地用法，术语“柏油”可与术语“沥青”或“粘合剂”互换使用或代替术语“沥青”或“粘合剂”使用。“沥青路面”是指沥青和骨料的压实混合物。“沥青铺路混合物”、“沥青混合物”和“混合物”是指未压实的沥青和骨料的混合物。取决于当地用法，术语“柏油混合物(bitumenmix)”或“柏油混合物(bituminousmixture)”可与术语“沥青铺路混合物”、“沥青混合物”或“混合物”互换使用或代替术语“沥青铺路混合物”、“沥青混合物”或“混合物”使用。“柏油”是指一类黑色或深色的(固体、半固体或粘性的)胶结物质，其是天然的或经加工的，主要由高分子量烃类组成，其中典型的有沥青、焦油、树脂和沥青质。当相对于含有甾醇或甾醇混合物的材料使用时，“粗”是指未经完全精制并且还能含有除甾醇外的其他组分的甾醇。“净”或“原始”粘合剂是尚未在沥青路面或沥青瓦中使用或未从沥青路面或沥青瓦再循环利用的粘合剂，其可包括性能等级粘合剂(PerformanceGradebinders)。“PAV”是指加压的老化容器试验。PAV试验使用加压老化容器模拟如ASTMD6521-13(使用加压的老化容器(PAV)进行沥青粘合剂的加速老化的标准实践)中所述的沥青的加速老化。当相对于甾醇或甾醇混合物使用时，“纯”意指至少具有工业级纯度或至少试剂级纯度。“再生沥青”和“再循环沥青”是指RAP、RAS以及来自旧路面、瓦生产废料、屋顶毡和其他产品或应用的再生沥青。“再生沥青路面”和“RAP”是指已从先前使用的道路或路面或其他类似结构中移除或挖掘出的，并且通过任何各种公知的方法(包括碾磨、撕碎、破碎、粉碎或磨碎)加工以重复利用的沥青。“再生沥青瓦”和“RAS”是指来自包括屋顶拆除、制造废弃沥青瓦和消费后废料等来源的瓦。“RTFO”是指旋转薄膜烘箱试验(RollingThinFilmOvenTest)。这种试验用于模拟如ASTMD2872-12e1(热和空气对沥青的移动膜的影响的标准试验方法(旋转薄膜烘箱试验))中所述的沥青粘合剂的短期老化。“软化剂”是指在沥青混合物生产过程中易于将(或促进)再循环沥青混合并掺入新制柏油或沥青混合物中的添加剂。“甾醇共混物”是指纯甾醇和粗甾醇的组合物、混合物或共混物，其可与老化的粘本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于延缓老化或修复老化的沥青粘合剂的方法，包括：将纯甾醇：粗甾醇共混物添加到沥青粘合剂组合物中，其中所述沥青粘合剂组合物包含原始沥青粘合剂、老化的沥青粘合剂或两者，并且其中所述甾醇共混物包含重量比为10：90至90：10的纯甾醇：粗甾醇。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.08.09 US 62/372,5041.一种用于延缓老化或修复老化的沥青粘合剂的方法，包括：将纯甾醇：粗甾醇共混物添加到沥青粘合剂组合物中，其中所述沥青粘合剂组合物包含原始沥青粘合剂、老化的沥青粘合剂或两者，并且其中所述甾醇共混物包含重量比为10：90至90：10的纯甾醇：粗甾醇。2.一种用于将老化沥青重复利用于沥青粘合剂路面生产的方法，包括：将纯甾醇：粗甾醇共混物添加到沥青粘合剂组合物中，其中所述沥青粘合剂组合物包含原始沥青粘合剂、老化的沥青粘合剂或两者，并且其中所述甾醇共混物包含重量比为10：90至90：10的纯甾醇：粗甾醇。3.一种沥青粘合剂组合物，包含原始沥青粘合剂、老化的沥青粘合剂或两者以及纯甾醇：粗甾醇共混物，其中所述甾醇共混物包含重量比为10：90至90：10的纯甾醇：粗甾醇。4.根据前述任一项权利要求所述的方法或组合物，其特征在于，所述粗甾醇包括生物衍生来源或生物衍生来源的蒸馏残留物。5.根据前述任一项权利要求所述的方法或组合物，其特征在于，所述粗甾醇包括妥尔油树脂。6.根据前述任一项权利要求所述的方法或组合物，其特征在于，所述粗甾醇包括大豆油。7.根据前述任一项权利要求所述的方法或组合物，其特征在于，所述粗甾醇来源包括玉米油。8.根据前述任一项权利要求所述的方法或组合物，其特征在于，所述甾醇共混物包含0.5wt.％至15wt.％沥青粘合剂。9.根据权利要求1、...

【专利技术属性】
技术研发人员：杰拉德·H·瑞克，盖隆·L·鲍姆加德纳，安德鲁·汉茨，
申请(专利权)人：ALM控股公司，尔刚沥青及乳剂公司，
类型：发明
国别省市：美国,US