[发明专利]改性沥青结合料和沥青铺设组合物

说明书

本申请是中国专利申请200680053604.6的分案申请，原申请200680053604.6的申请日为2006年12月22日，其名称为“改性沥青结合料和沥青铺设组合物”。

本申请要求2005年12月29日提交的美国临时申请60/755,666、60/755,670、60/755,668、60/755,667和2006年6月15日提交的美国临时申请60/813,950的权益。

技术领域

本发明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。

背景技术

包含沥青结合料和骨料的混合物的沥青铺设组合物，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，已将聚合物加入到沥青结合料组合物中。美国专利No.4,145,322教导聚合物改性的沥青组合物，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)以改进沥青的机械性能，特别是弹性性能。并且，在这些沥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)教导改性沥青组合物，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沥青，这是因为它们与沥青中的沥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沥青组合物中。石油组合物的特征在于燃点为150℃以上且包含0.5-40％的沥青质。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沥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教导聚合物改性沥青组合物，该聚合物改性沥青组合物通过将促进剂-凝胶添加剂与聚合物和沥青组合，并在200℉和500℉之间的温度下固化该聚合物改性沥青制备。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教导用于沥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)的沥青组合物。认为无机磷化合物起到作为橡胶类和/或树脂类改性剂与沥青中高度有序的网络结构(沥青质)之间的交联剂作用，并且对于加强沥青中的凝胶结构是有用的。

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。

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方法，该方法包含混合沥青结合料、聚合物和五硫化二磷，从而形成改性沥青组合物，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方法，该方法包含将聚合物引入到沥青结合料中，并将五硫化二磷引入到沥青结合料中，其中所述将五硫化二磷引入到沥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。