用于暖沥青应用的聚磷酸盐改性剂制造技术

本发明专利技术涉及包含改性沥青粘合剂和集料的“热”沥青铺路组合物，其中至少部分通过将水合磷酸盐改性剂加入沥青来改性沥青粘合剂。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于暖沥青应用的聚磷酸盐改性剂专利技术背景 专利
本专利技术涉及包含水合磷酸盐改性剂的浙青铺路组合物，并且更特别地涉及水合磷 酸盐改性剂包含物，因为其将降低用于混合和成型或压缩浙青混凝土通常所需的温度，达 到某些规格和特征。相关技术的描述如公知的，浙青普遍用作铺路材料。典型地，将通常称为“浙青水泥”或“浙青粘合 剂”的浙青与集料混合形成适用于铺路的浙青混凝土。因此，浙青混凝土被通常描述为包含 通过浙青粘合剂附着在集料上而固定在浙青粘合剂的连续相内的集料。制备浙青混凝土和 用浙青混凝土铺路的传统方法典型地要求将浙青粘合剂和集料在至少300° F(约150°C ) 温度下混合，和在约265-320° F(约130-16(TC )温度下铺路。通过该方法制备的浙青铺 路组合物通常被称为“热混浙青”或本文中使用的“HMA”。就处理而言，热混浙青能够铺成 许多政府机构要求的技术规格和机械性能。然而不幸的是，在热混浙青的制备和铺路期间 典型使用的高温产生潜在的问题，包括环境、经济和健康影响。例如，将组分加热至典型的 热混温度需要大量通常来自化石燃料燃烧的能量，化石燃料将是昂贵的，产生散发物，包括 CO2和有害气体并且放出讨厌的气味。浙青铺路组合物也可以在比用于热混浙青的那些低的温度下制备(参见例如 W095/22661)，并且通常被称为“冷混浙青”。这类浙青混凝土可以通过以下方式制备首先 制备作为其中液体浙青悬浮于水中的乳液或作为泡沫的浙青粘合剂。然后将浙青粘合剂乳 液或泡沫与冷的并且湿的集料混合(“湿的”是一个相对术语，其是当在热混工艺中时未被 加热以干燥水分的集料)。冷混浙青可以希望用于常规浙青将难以制备的情形，例如偏远地 区或低环境温度的环境。然而，由于用于制备冷混浙青的方法，因此其通常不具有与常规热 混浙青相同的特征。冷混浙青将透过水和空气，这可能使得其与热混浙青相比更容易受到 路面损失的影响。冷混浙青还将具有比热混浙青少的附着力，这将导致较少的内稳定性。不 遵从于特定的理论，我们认为出于与以下方面相关的几个原因，冷混浙青遭受了这些问题 在其的制备中使用的低温，包括粘合剂和集料差的混合，浙青混凝土中水的存在，以及铺展 和压实浙青混凝土的困难。此外，冷混浙青将需要比热混浙青长的固化时间，其通常在路面 冷却后准备使用。尽管从使用较低温度中获益，但冷混浙青的使用被限制，因为其通常不能 用于制备具有与压实的热混浙青基本相当的技术规格和机械性能的压实浙青混凝土。另外，浙青混凝土可以在约250-约275° F(约121-约135°C )的降低的温度下 制备，稍微低于用于制备热混浙青的那些。通过该方法制备的浙青混凝土通常被称为“暖混 浙青”或本文中使用的“WMA”。由于暖混浙青使用比热混浙青低的温度制备，因此其具有成 为热混浙青的更低成本、更低影响的替代物的潜能。即是说，制备暖混浙青通常需要对用于 制备热混浙青的一些加工改性，使得暖混浙青当压缩时可以具有与压缩的热混浙青类似的 物理性能。例如，由于降低的温度，因此浙青粘合剂将更加粘稠，这可能使得其更难以混合、铺展和压实。为了抵抗通常与暖混浙青相关的增加的粘度，典型地将通常被称为“暖混改性 剂”或“暖混添加剂”的非_聚合物添加剂直接加入浙青混合物或者在生成浙青混合物之前 加入浙青粘合剂。暖混浙青组合物通常不需要相对于热混浙青的任何其他配方变化，并且 将具有类似的回弹性。有利地，对各种浙青粘合剂观察到在有用的温度和集料尺寸范围内， 暖混浙青将具有增加的致密/压实。暖混浙青可以提供给建筑领域几个优点。由于制备暖混浙青的方法使用了比常 规热混浙青低的温度，因此其处理更安全。用于暖混浙青的较低温度也可以使得在从设备 中取出浙青与铺设浙青之间有较长的时间。因此，在较长的距离内运输浙青装料可以是可 能的，温度没有关键的损失。当在冷的环境温度下铺路时，暖混浙青将比热混浙青更容易压 实，因为其在较低温度下将保持可用并且通常提供较长的时间范围用于压实。因此，暖混浙 青特别适合于在寒冷气候下铺路，并且在具有温和气候的地区可以将铺路季节延长到秋天 或冬天。在大的铺路工程或具有灌注最终期限的工程上，该特征可以是有利的。另外，暖浙 青混合物可以使得由浙青深层组成的路面较快建造，因为暖浙青混合物的温度较低并且在 铺设层之间使混合物冷却需要较少的时间。这对于通常需要尽可能快的开放的铺设十字路 口而言特别有利。暖混浙青可用于所有层，通常约0. 75-约3英寸厚。暖混技术也与市场上常用的混合物设计，包括Superpave和Marshall设计，以及 与生产设备和铺设设备相容。暖混添加剂还与广泛范围的集料和粘合剂，包括聚合物改性 的粘合剂和包含再生浙青的粘合剂相容。另外，在其中通常加入硬浙青作为所希望的聚合 物改性剂，这将使得实现所希望的压实程度更加困难的情况下，使用暖混合物代替热混合 物有助于实现所希望的压实水平。除了其在建筑中的优点，暖混浙青还可以提供环境、经济和健康优点，这与其的使 用温度低于用于常规热混浙青的那些有关。使用降低的温度需要较少的能量并且因此消耗 较少的燃料，通常是化石燃料。因此，暖混浙青制备具有使用较少非-可再生资源和控制浙 青生产商的成本的潜在优点。几种暖混技术声称减少燃料消耗30-55%。另外，排放物减 少成为日益重要的问题，尤其是在不断超过政府标准的人口密集地区。这些地区具有足够 高的臭氧水平，使得环境保护机构将它们命名为未达标地区。在这些地区，排放物被高度调 节，以致于浙青生产可能被某些规定限制，例如在晚上制备浙青混合物。由于暖混浙青具有 减少不同生产阶段的设备排放物并且减少至多30%的潜能，因此其的制备可以使得更容易 获得将允许生产商在他们以前不能够的区域和时间制备浙青混合物的许可。通过暖混技术 减少的排放物包括二氧化碳和一氧化碳、二氧化硫和氮氧化物。在经济上，减少的排放物也 可以减少归因于排放物控制的成本，排放物控制可能占生产商的开销成本的30-50%。除了 排放物，加热至使用的高温的常规浙青使得其还产生有害气味和气体，这可能对在场的建 筑工人造成健康风险。使用暖混浙青减少了建筑工人暴露在这些职业危险下，以及使得在 降低的温度下更安全的加工。鉴于前述内容，已经作出许多尝试以改性暖混浙青来增加其的应用。特别地，许多 尝试旨在通过将各种非-聚合物改性剂添加剂包括在浙青混凝土混合物中或者甚至粘合 剂组合物和集料中来降低浙青的粘度。两种主要类型的将铺路浙青改性包括将浙青发泡或 者将蜡(烃-基改性剂)加入浙青。发泡方法基于这样的原理将水分加入浙青并且使水 分蒸发，由此造成浙青发泡，这将降低混合物的粘度并且提高附着力。另一方面，由于润滑效果，蜡被认为改进了混合物的流动。如US 2005/0076810中公开，发泡型技术的一个例子涉及到使用沸石，它是水 合硅酸盐作为暖混浙青改性剂。沸石是在它们的结构中具有大的相互连接的空余空间 和通道，使得容易吸收和放出水而不损坏它们的结构的框架硅酸盐。由沸石保持在内部 的水的百分比典型地约为20质量％并且通常在185-360° F(约185-182°C)的温度下 放出。一种这类可商购获得的沸石暖混改性剂是Aspha-Min (EuroviaS本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种包含沥青粘合剂和集料的沥青铺路组合物，其中沥青粘合剂包含沥青和水合磷酸盐改性剂。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2008-2-6 61/026,649一种包含沥青粘合剂和集料的沥青铺路组合物，其中沥青粘合剂包含沥青和水合磷酸盐改性剂。2.权利要求1的浙青铺路组合物，其中浙青粘合剂为浙青铺路组合物的约3-约8重 量％的浓度，并且集料为大于约浙青铺路组合物的约90体积％的浓度。3.权利要求1的浙青铺路组合物，其中集料具有至少9.5mm的Superpave等级。4.权利要求1的浙青铺路组合物，其中水合磷酸盐改性剂的浓度为使得其的水合水为 浙青粘合剂的至少约0. 01重量％并且不大于约6. 0重量％的浓度。5.权利要求1的浙青铺路组合物，其中水合磷酸盐改性剂的浓度为使得其的水合水为 浙青粘合剂的至少约0. 05重量％并且不大于约2. 0重量％的浓度。6.权利要求1的浙青铺路组合物，其中水合磷酸盐改性剂选自六水合三聚磷酸钠、三 水合磷酸二镁、二水合磷酸二钠、结晶磷酸三钠、一水合磷酸单钙、十二水合焦磷酸四钠和 二水合磷酸二钙，及其的组合。7.权利要求4的浙青铺路组合物，其中水合磷酸盐改性剂是六水合三聚磷酸钠或结晶 磷酸三钠。8.权利要求7的浙青铺路组合物，其中六水合三聚磷酸钠为浙青铺路组合物的至少约 0. 20重量％并且不大于约1. 00重量％的浓度，并且结晶磷酸三钠为浙青铺路组合物的至 少约0. 020重量％并且不大于约1. 00重量％的浓度。9.权利要求8的浙青铺路组合物，其中六水合三聚磷酸钠的浓度为浙青铺路组合物的 约0. 40重量％，并且结晶磷酸三钠的浓度为浙青铺路组合物的约0. 11重量％。10.一种包含浙青和水合磷酸盐改性剂的改性浙青粘合剂。11.权利要求10的改性浙青粘合剂，其中水合磷酸盐改性剂的浓度使得其的水合水为 浙青粘合剂的至少约0. 01重量％并且不大于约6. 0重量％的浓度。12.权利要求10的改性浙青粘合剂，其中水合磷酸盐改性剂选自六水合三聚磷酸钠、 三水合磷酸二镁、二水合磷酸二钠、结晶磷酸三钠、一水合磷酸单钙、十二水合焦磷酸四钠 和二水合磷酸二钙，及其的组合。13.权利要求10的改性浙青粘合剂，其中水合磷酸盐改性剂是六水合三聚磷酸钠或结 晶磷酸三钠。14.权利要求13的改性浙青粘合剂，其中六水合三聚磷酸钠为浙青粘合剂的至少约 0. 25重量％并且不大...

【专利技术属性】
技术研发人员：R玛尔丹纳杜，M法克维克兹，
申请(专利权)人：ICL性能产品有限合伙公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]