[发明专利]改性沥青结合料和沥青铺设组合物

说明书

本发明要求2007年6月20日提交的美国临时专利申请 60/936,410的优先权，在此将其引入以作参考。

技术领域

本发明的一个或多个实施方案涉及改性沥青结合料组合物 以及使用这些结合料组合物制备的沥青铺设组合物，所述改性 沥青结合料组合物通过采用有机硫化剂(organothionating agent) 和聚合物来制备。

背景技术

在铺设路面中已长期采用包括沥青结合料和骨料的混合物 的沥青铺设组合物。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，已将聚合物添加至沥青结合料组合物中。美国专利 4,145,322教导了聚合物改性沥青组合物，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 沥青的机械性质，特别是弹性。而且，在这些沥青组合物中苯 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)教导了改性沥青组合物， 其包括磷化合物，如五氧化二磷、多磷酸或硫化剂。表明这些 磷化合物能够改性沥青，这是因为它们键合至沥青中的沥青质 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 添加至沥青组合物。石油组合物的特征在于，着火点为150℃以 上，并包括0.5-40％沥青质。磷化合物可以0.5至50重量％的量包 括于石油组合物中，添加至要改性的沥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教导了聚合物改性沥青组合物，其通过 如下制备：将促进剂-凝胶添加剂与聚合物和沥青组合，并在 200°F和500°F之间的温度下固化该聚合物改性沥青。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教导了用于沥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)的沥青组合物。相信无机磷化合物起到橡胶类和/ 或树脂类改性剂与沥青中的较高有序网络结构(沥青质)之间的 交联剂的作用，并可用于增强沥青中的凝胶结构。

发明内容

本发明的一个或多个实施方案提供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。

本发明的一个或多个实施方案还提供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结合料、聚合物和 有机硫化剂以形成改性沥青组合物，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。

本发明的一个或多个实施方案进一步提供用于制备改性沥 青结合料组合物的工艺，所述工艺包括引入聚合物至沥青结合 料，和引入有机硫化剂至沥青结合料，其中引入有机硫化剂至 沥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。