改性沥青结合料和沥青铺设组合物制造技术

一种用于制备改性沥青结合料组合物的工艺，所述工艺包括混合沥青、不饱和聚合物和有机硫化剂以形成改性沥青组合物。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术的一个或多个实施方案涉及改性浙青结合料组合物以及使用这些结 合料组合物制备的浙青铺设组合物，所述改性浙青结合料组合物通过采用有机硫化剂 (organothionating agent)禾口聚合物来制备。
技术介绍
在铺设路面中已长期采用包括浙青结合料和骨料的混合物的浙青铺设组合物。这 些路面长期存在的技术挑战是它们在极端温度下的形状。即，在高温下，路面变软；在低温 下，路面易碎。几十年来，已采用添加剂减轻在极端温度下经历的问题。例如，已将聚合物添加至 浙青结合料组合物中。美国专利4，145，322教导了聚合物改性浙青组合物，其包括弹性体 (例如，聚异戊二烯、丁基橡胶、SBR橡胶)，可采用所述弹性体来改进浙青的机械性质，特别 是弹性。而且，在这些浙青组合物中苯乙烯和二烯单体的特定嵌段共聚物的使用提供即使 在低温下也具有期望机械性质的组合物。以类似的方式，JP51-149312(1976)教导了改性浙青组合物，其包括磷化合物，如 五氧化二磷、多磷酸或硫化剂。表明这些磷化合物能够改性浙青，这是因为它们键合至浙青 中的浙青质以进一步增强凝胶结构。为了克服与这些磷化合物相关的分散性和处理问题， 将磷化合物与石油组合物混合，并将该混合物添加至浙青组合物。石油组合物的特征在于， 着火点为150°C以上，并包括0.5-40%浙青质。磷化合物可以0.5至50重量％的量包括于 石油组合物中，添加至要改性的浙青中的磷化合物的量可为0. 2至5. 0重量％。美国专利6，569，351教导了聚合物改性浙青组合物，其通过如下制备将促进 剂-凝胶添加剂与聚合物和浙青组合，并在200° F和500° F之间的温度下固化该聚合物 改性浙青。促进剂_凝胶添加剂包括2-75%促进剂、25-88%加工油和0. 5-10%粘土。促 进剂可包括硫磺、4，4' - 二硫代二吗啉、噻唑衍生物、二硫代碳酸酯、硫化剂(thionating agent)、五氧化二磷、硬脂酸锌、硬脂酸铵、氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙、氧化铝或者这些 或其它硫化剂(vulcanizers)或促进剂的组合。促进剂-凝胶添加剂可添加至约1_25%聚 合物的浓缩物。美国专利5，990，206教导了用于浙青组合物的聚合物和磷化合物的混合物(改性 剂组合物)。聚合物可包括橡胶类聚合物(改性剂)和/或树脂类聚合物(改性剂)。磷化 合物可包括磷酸酐(P2O5)、多磷酸、正磷酸、三氯氧化磷(POCl3)、三氯化磷(PCl3)和硫化剂 (P2S5)。该混合物可包含约0. 1至约10重量％的磷化合物，并可制备包含0. 1至30重量％ 的聚合物/磷化合物共混物(改性剂组合物)的浙青组合物。相信无机磷化合物起到橡胶 类和/或树脂类改性剂与浙青中的较高有序网络结构(浙青质)之间的交联剂的作用，并可用于增强浙青中的凝胶结构。
技术实现思路
本专利技术的一个或多个实施方案提供用于制备改性浙青结合料组合物的工艺，所述 工艺包括混合浙青、不饱和聚合物和有机硫化剂以形成改性浙青组合物。本专利技术的一个或多个实施方案还提供用于制备改性浙青结合料组合物的工艺，所 述工艺包括混合浙青结合料、聚合物和有机硫化剂以形成改性浙青组合物，其中聚合物与 有机硫化剂的重量比为至少0.5 1至小于8 1。本专利技术的一个或多个实施方案进一步提供用于制备改性浙青结合料组合物的工 艺，所述工艺包括引入聚合物至浙青结合料，和引入有机硫化剂至浙青结合料，其中引入有 机硫化剂至浙青结合料的所述步骤包括添加有机硫化剂组合物，所述有机硫化剂组合物包 括小于5重量％的烃材料。本专利技术的一个或多个实施方案还进一步提供用于形成改性浙青结合料组合物的 方法，所述方法包括通过引入和混合有机硫化剂与浙青结合料来制备有机硫化剂-结合料 浓缩物，其中所述有机硫化剂-结合料浓缩物包括大于0. 5重量份有机硫化剂，基于每100 重量份浙青；通过引入和混合聚合物与浙青结合料来制备聚合物_结合料浓缩物，其中所 述聚合物_结合料浓缩物包括大于5重量份聚合物，基于每100重量份浙青；和引入和混合 所述有机硫化剂_结合料浓缩物与所述聚合物_结合料浓缩物，从而形成改性浙青结合料 组合物。本专利技术的一个或多个实施方案还提供改性浙青结合料组合物，其包含浙青、有机 硫化剂和不饱和聚合物的组合或反应产物。本专利技术的一个或多个实施方案还提供改性浙青结合料组合物，其通过包括以下步 骤的工艺制备引入和混合浙青、有机硫化剂和聚合物，其中所述聚合物与所述有机硫化剂 的重量比为至少0.5 1至小于8 1。附图说明图1为示出本专利技术的特定实施方案的流程图。 具体实施例方式本专利技术的一个或多个实施方案提供用于形成改性浙青结合料组合物的方法，所述 改性浙青结合料组合物用于制备浙青铺设组合物。在一个或多个实施方案中，改性浙青结 合料组合物可通过引入和混合浙青结合料、聚合物和有机硫化剂来形成。改性浙青结合料 组合物可与骨料组合以形成浙青铺设组合物。在特定的实施方案中，可将浙青铺设组合物 形成路面。如本领域技术人员所理解地使用术语“浙青结合料”，并与由AASHTO M320提供的 含义一致。当浙青结合料与骨料组合时，采用术语“浙青铺设组合物”。如在本说明书内使 用的，术语“浙青”和“浙青结合料”可同义使用。浙青结合料材料可以源自任何浙青源，如 天然浙青、由浙青砂生产的岩浙青或在精炼石油过程中得到的石油浙青。浙青结合料可以 选自通常由AASHTO M320和ASTM D-6373分级的那些，包括性能分级的浙青结合料。在其5它实施方案中，浙青结合料可以包括不满足任何具体等级规范的各种浙青的共混物。这包 括氧化浙青、真空蒸馏浙青、蒸汽蒸馏浙青、稀释浙青或铺顶浙青。可选地，可以选择单独或 与石油浙青混合使用的天然或合成的硬浙青(gilsonite)。例如，在美国专利4，437，896中 描述了适用于本专利技术的合成浙青混合物。在一个或多个实施方案中，浙青包括源自石油的 浙青和浙青残渣。这些组合物可以包括浙青质、树脂、环状化合物和饱和物。在全部浙青结 合料组合物中这些组分的百分比可以基于浙青来源变化。浙青质包括除碳和氢之外含有一些氮、硫和氧的黑色无定形固体。痕量元素如镍 和钒也可存在。浙青质一般被视为数均分子量约2000至约5000g/mol的高极性芳香烃材 料，并且可以组成浙青重量的约5至约25%。树脂(极性芳族物)包括存在于石油质中的相对高分子量的暗色的固体和半固体 的非常粘的馏分。它们可以包括用于浙青质的胶溶剂的分散剂，树脂与浙青质比例一定程 度上控制浙青的溶胶型或凝胶型特性。从浙青中分离的树脂可以具有约0. 8至约2kg/mol 的数均分子量，但具有宽的分子量分布。该组分可以组成浙青重量的约15至约25%。环状化合物(环烷属芳族物)包括浙青中最低分子量的化合物并代表用于胶溶浙 青质的分散介质的主要部分。它们可组成总浙青结合料的约45至约60重量％，并可为暗 色粘性液体。它们可包括具有存在侧链成分的芳族物和环烷芳族物(naphthenicaromatic) 核的化合物，并且可具有0. 5至约9kg/mol的分子量。饱和物主要包括存在于浙青中的直链和支链脂族烃，以及烷基环烷烃和一些烷基 芳族物。平均分子量范围本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于制备改性沥青结合料组合物的工艺，所述工艺包括：　　混合沥青、不饱和聚合物和有机硫化剂，以形成改性沥青组合物。

【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：克里斯汀雷德麦彻，丹尼尔格雷夫斯，赫伯威斯尔，蒂莫西里斯，
申请(专利权)人：费尔斯通聚合物有限责任公司，遗产研究组，
类型：发明
国别省市：US[美国]