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方法，该方法包括混合沥青、不饱和聚合物和五硫化二磷，从而形成改性沥青组合物。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术的一个或多个实施方案涉及通过使用五硫化二磷和聚合物制备的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。
技术介绍
包含浙青结合料和骨料的混合物的浙青铺设组合物，已长期用于路面的铺装。对于这些路面长期存在的技术挑战是它们在极端温度下的行为。即，在高温下，路面变软；和在低温下，路面变脆。几十年来，已使用添加剂来缓解极端温度下存在的问题。例如，已将聚合物加入到浙青结合料组合物中。美国专利No. 4，145，322教导聚合物改性的浙青组合物，该组合物包括可使用弹性体(如，聚异戊二烯、丁基橡胶、SBR橡胶)以改进浙青的机械性能，特别是弹性性能。并且，在这些浙青组合物中使用特定的苯乙烯和二烯单体的嵌段共聚物提供即使在低温下也具有期望的机械性能的组合物。以相似的方式，JP51-149312 (1976)教导改性浙青组合物，其包含磷化合物如五氧化二磷、多磷酸或五硫化二磷。表明这些磷化合物能够改性浙青，这是因为它们与浙青中的浙青质键合从而进一步加强凝胶结构。为了克服与这些磷化合物相关的分散性和加工问题，将该磷化合物与石油组合物混合，然后将混合物加入到浙青组合物中。石油组合物的特征在于燃点为150°C以上且包含0. 5-40%的浙青质。可将磷化合物以0. 5至50重量％的量包含在石油组合物中，并且加入到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No. 6，569，351教导聚合物改性浙青组合物，该聚合物改性浙青组合物通过将促进剂-凝胶添加剂与聚合物和浙青组合，并在200下和500 °F之间的温度下固化该聚合物改性浙青制备。该促进剂-凝胶添加剂包括2-75 %的促进剂、25-88 %的加工油和 0. 5-10%的粘土。该促进剂可以包括硫、4，4，_ 二硫代双吗啉(4，4-dithiodimorpholine)、 噻唑衍生物、二硫代氨基甲酸盐(dithiocarbamates)、五硫化二磷、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、或这些的组合或其它硫化剂或促进剂。 可将该促进剂-凝胶添加剂在大约1-25%聚合物之间加入到浓缩物中。美国专利No. 5，990，206教导用于浙青组合物的聚合物和磷化合物(改性剂组合物)的混合物。聚合物可以包括橡胶类聚合物(改性剂)和/或树脂类聚合物(改性剂)。 磷化合物可以包括磷酸酐(P2O5)、多磷酸、正磷酸、三氯氧磷(POCl3)、三氯化磷(PCl3)和五硫化二磷(p2s5)。混合物可以含有约0. 1至约10重量％的磷化合物，并且可以制备含有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。认为无机磷化合物起到作为橡胶类和/或树脂类改性剂与浙青中高度有序的网络结构(浙青质)之间的交联剂作用，并且对于加强浙青中的凝胶结构是有用的。
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方法，该方法包括混合浙青、不饱和聚合物和五硫化二磷，从而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方法，该方法包含混合浙青结合料、聚合物和五硫化二磷，从而形成改性浙青组合物，其中聚合物与五硫化二磷的重量比为至少0.5 1并且小于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方法，该方法包含将聚合物引入到浙青结合料中，并将五硫化二磷引入到浙青结合料中，其中所述将五硫化二磷引入到浙青中的步骤包括加入包含少于5重量％的烃原料的五硫化二磷组合物。本专利技术的一个或多个实施方案再进一步提供用于形成改性浙青结合料组合物的方法，该方法包含通过引入和混合五硫化二磷和浙青结合料制备五硫化二磷-结合料浓缩物(concentrate)，其中五硫化二磷-结合料浓缩物每100重量份浙青包含大于0. 5重量份的五硫化二磷，通过引入和混合聚合物和浙青结合料制备聚合物-结合料浓缩物，其中该聚合物-结合料浓缩物每100重量份浙青包含大于5重量份的聚合物，以及引入和混合五硫化二磷-结合料浓缩物与聚合物-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包含浙青、五硫化二磷和不饱和聚合物的组合或反应产物的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通过包括引入和混合浙青、五硫化二磷和聚合物的方法制备的改性浙青结合料组合物，其中聚合物与五硫化二磷的重量比为至少 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了包含浙青、不饱和聚合物、磷源和硫源的反应产物的浙青组合物，其中所述磷源和硫源在浙青和不饱和聚合物的组分之间形成反应性的交联键。附图说明图1为示出本专利技术具体的实施方案的流程图。 具体实施例方式本专利技术的一个或多个实施方案提供了用于形成可用于制备浙青铺设组合物的改性浙青结合料组合物的方法。在一个或多个实施方案中，可通过引入和混合浙青结合料、聚合物和五硫化二磷形成改性浙青结合料组合物。可将改性浙青结合料组合物与骨料组合以形成浙青铺设组合物。在具体的实施方案中，浙青铺设组合物能够形成路面。术语“浙青结合料^本领域熟练技术人员理解的那样使用并和AASHTO M320提供的意义一致。在已将浙青结合料与骨料组合的情况下，使用术语“浙青铺设组合物”。如本说明书中使用的，术语“浙青”和“浙青结合料”可以同义使用。浙青结合料材料可以来源于任何浙青源，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经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、稀释浙青或建筑浙青。作为选择， 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No. 4，437，896中描述了适用于本专利技术的合成的浙青混合物。在一个或多个实施方案中， 浙青包括得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、环状化合物和饱和烃。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还含有一些氮、硫和氧的黑色非晶态固体。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为约2000至约5000g/mol的高极性芳烃材料，并且可以组成浙青重量的约5至约25%。树脂(极性芳烃)包括存在于软浙青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^g/摩尔的数均分子量，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(环烷属芳烃)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烃和环烷芳烃(naphthenic aromatic)核的化合物，并且可具有0. 5至约9kg/摩尔的分子量。饱和烃主要包括存在于浙本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种用于形成改性沥青结合料组合物的方法，该方法包含：通过引入和混合五硫化二磷和沥青结合料制备五硫化二磷－结合料浓缩物，其中该五硫化二磷－结合料浓缩物包括大于０．５重量份的五硫化二磷，基于每１００重量份沥青；通过引入和混合聚合物和沥青结合料制备聚合物－结合料浓缩物，其中该聚合物－结合料浓缩物包括大于５重量份的聚合物，基于每１００重量份沥青；和引入和混合该五硫化二磷－结合料浓缩物与该聚合物－结合料浓缩物，从而形成改性沥青结合料组合物。

【技术特征摘要】
2005.12.29 US 60/755,666;2005.12.29 US 60/755,667;1.一种用于形成改性浙青结合料组合物的方法，该方法包含通过引入和混合五硫化二磷和浙青结合料制备五硫化二磷-结合料浓缩物，其中该五硫化二磷-结合料浓缩物包括大于0. 5重量份的五硫化二磷，基于每100重量份浙青；通过引入和混合聚合物和浙青结合料制备聚合物-结合料浓缩物，其中该聚合物-结合料浓缩物包括大于5重量份的聚合物，基于每100重量份浙青；和引入和混合该五硫化二磷-结合料浓缩物与该聚合物-结合料浓缩物，从而形成改性浙青结合料组合物。2.根据权利要求1所述的方法，其中该五硫化二磷-结合料浓缩物基于每100重量份浙青结合料包含大于2. 0重量份的五硫化二磷和该聚合物-结合料浓缩物基于每100重量份浙青结合料包含大于10重量份的聚合物。3.根据权利要求2所述的方法，其中该五硫化二磷-结合料浓缩物基于每100重量份浙青结合料包含大于5. 0重量份的五硫化二磷和该聚合物-结合料浓缩物基于每100重量份浙青结合料包含大于15重量份的聚合物。4.根据权利要求2所述的方法，其中该五硫化二磷-结合料浓缩物基于每100重量份浙青结合料包含大于8. 0...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒂莫西·里斯，克里斯汀·雷德麦彻，丹尼尔·格雷夫斯，彼得·波尔纳，赫伯特·威斯尔，威廉·赫根洛泽，
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