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瀝青基質(zhì)的制備方法

文檔序號(hào):3694523閱讀:325來源:國知局

專利名稱::瀝青基質(zhì)的制備方法瀝青基質(zhì)的制備方法發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明涉及瀝青基質(zhì)(basesbitumes)的制備領(lǐng)域。更具體地,本發(fā)明涉及借助于有機(jī)添加劑,而非通過空氣或臭氧等氣體注射吹入的具有吹制瀝青的某些特點(diǎn)的瀝青基質(zhì)的制備。技術(shù)背景在精煉廠,吹制瀝青是可獲得的瀝青基質(zhì)的特殊族,吹制瀝青由于其性質(zhì)而^皮用于商品的制備。在吹制單元(unit6desouflage)中,通過使空氣流和/或氧氣流穿過初始瀝青基質(zhì)來制備吹制瀝青。在氧化催化劑存在下,例如在磷酸存在下,能夠?qū)嵤┰摬僮鳌Mǔ?,在約200。C至300。C的高溫下連續(xù)或間歇地進(jìn)行吹制相對(duì)較長的時(shí)期,該時(shí)期通常持續(xù)30分鐘至2小時(shí)。根據(jù)吹制瀝青的預(yù)期性質(zhì)以及根據(jù)初始瀝青的等級(jí)設(shè)定吹制時(shí)間(dure6desouflage)和溫度。對(duì)瀝青吹氣的主要目的在于降低其熱敏感性,即與初始瀝青相比較,增大所述吹制瀝青的針入度指數(shù)(或Pfeiffer數(shù))。吹氣操作的效果是通過氧化以硬化被處理的瀝青。吹制瀝青的環(huán)球法軟化點(diǎn)(TBA)比初始瀝青的高,其針入度(P25)的數(shù)量級(jí)與初始瀝青相同。據(jù)查證,瀝青的針入度越高,其可加工性越好,越易使用。此外,當(dāng)瀝青的TBA提高時(shí),在給定瀝青的使用溫度下,車轍風(fēng)險(xiǎn)減小。由于吹制瀝青的TBA比初始瀝青的高,所以其廣泛用于二十世紀(jì)七十年代,同時(shí)還保持令人滿意的針入度。因而,與初始瀝青相比,吹制瀝青的針入度指數(shù)得到改善。然而,吹制瀝青存在許多缺點(diǎn),導(dǎo)致它們不如以前那樣被廣泛使用。首先,吹制瀝青比初始瀝青更易老化。此外,在低溫條件下,吹制瀝青通常比初始瀝青更脆。這能通過吹氣具有硬化瀝青的效果這一事實(shí)來解釋。吹制瀝青的另一缺點(diǎn)在于其對(duì)集料的粘合性有時(shí)不夠因此,使瀝青混合物或其它類型的瀝青/集料組合的生產(chǎn)較為困難。最后,由于與初始瀝青相比,吹制瀝青^皮硬化,所以在給定溫度下,吹制瀝青的粘度比初始瀝青的大。此外,為了能夠易于使用吹制瀝青,將其升至較高的溫度是必要的,這涉及額外的能源成本,可能需要對(duì)操作者進(jìn)行額外的保護(hù),以及具有令人不愉快的煙霧噴射風(fēng)險(xiǎn)。此外,如上述所強(qiáng)調(diào)的,吹制瀝青的制備需要專門的吹制設(shè)備。國際專利申請(qǐng)WO02/26889Al涉及通過彈性聚合物如SBS,改性瀝青組合物,該瀝青組合物還含有添加劑,例如IRGANOXMD國1024、IRGANOX1098、IRGANOX259或NAUGARDXL-1。實(shí)施的實(shí)例展示了基于等級(jí)160/210瀝青、SBS彈性體、填料(30%重量比)和IRGANOXMD-1024的組合物。正如這些實(shí)例所示,與對(duì)照組合物如IRGANOXMD-1024相比,這些組合物在50°C的針入度減小。因此,這意味著所討論的組合物在50。C時(shí)較硬。另一方面,還確定了所討論的瀝青-聚合物組合物在180。C的粘度比對(duì)照組合物的大。因此這表明,與對(duì)照作合物的使用相比,這些組合物的使用更困難。換句話說,為了獲得所討論組合物使用的預(yù)期粘度,有必要將這些組合物加熱至一定溫度,該溫度高于對(duì)照組合物獲得相同粘度所需的溫度。這違背了節(jié)省能源、降低實(shí)施溫度、減少原位煙霧噴射(r6ductiondes6missionsdefumessurleschantiers)、保護(hù)工人的目的。發(fā)明筒要描述本發(fā)明的目的在于提出瀝青基質(zhì)制備的方法,其彌補(bǔ)了吹制瀝青的上述缺點(diǎn)。更具體地,本發(fā)明的目的在于提出與常規(guī)方法所述的吹制瀝青相比,具有低熱敏感性、甚至改良的熱敏感性的吹制瀝青的制備方法。該方法尤其涉及獲得與由同樣的初始瀝青得到的吹制瀝青的環(huán)球法軟化點(diǎn)相比,環(huán)球法軟化點(diǎn)更高的瀝青基質(zhì),和/或與由同樣的初始瀝青得到的吹制瀝青的針入度相比,針入度更低的瀝青基質(zhì)。因而,化學(xué)發(fā)泡的概念能夠被提及。本發(fā)明的另一目的在于提出來自標(biāo)準(zhǔn)瀝青的瀝青基質(zhì)的制備方法,在不需要預(yù)先改性初始瀝青的情況下,例如沒有使用稀釋劑(fluxant)的情況下,該方法使得瀝青基質(zhì)獲得所需的等級(jí)(針入度)和環(huán)球法軟化點(diǎn)。本發(fā)明的另一目的在于提出瀝青基質(zhì)的制備方法,該瀝青基質(zhì)的等級(jí)和TBA目前主要通過加入聚合物獲得的。本發(fā)明的其它目的在于提出瀝青基質(zhì)的制備方法,該方法可以獲得比常規(guī)吹制瀝青更抗老化的瀝青基質(zhì)。本發(fā)明的其它目的在于提出瀝青基質(zhì)的制備方法,該方法可以獲得比常規(guī)吹制瀝青更韌的瀝青基質(zhì)。本發(fā)明的另一目的在于提出瀝青基質(zhì)的制備方法,該方法可以獲得與非吹制瀝青對(duì)集料良好粘合性相當(dāng)?shù)臑r青。本發(fā)明的另一目的在于提出瀝青基質(zhì)的制備方法,,該方法可以獲得與初始瀝青的熱粘度相當(dāng)?shù)臑r青。本發(fā)明的其它目的在于提出瀝青基質(zhì)的制備方法,所述瀝青在使用溫度下硬化并且維持與初始瀝青相當(dāng)?shù)臒峒庸ば浴R虼?,發(fā)明人的成果在于,他們能夠指出,向?yàn)r青中加入某些有機(jī)添加劑使得上述提及的問題得以解決,本發(fā)明的目的得以實(shí)現(xiàn)。這類有機(jī)添加劑可以由給定初始瀝青獲得具有吹制瀝青的主要特點(diǎn)(與初始瀝青相比較,TBA增大,針入度減小)、沒有吹制瀝青缺點(diǎn)的瀝青基質(zhì)。例如,與常規(guī)吹制瀝青相比,根據(jù)本發(fā)明所獲得的吹制瀝青基質(zhì)具有改良的抗老化性,并且具有與初始瀝青相當(dāng)?shù)臒嵴扯纫约霸诘蜏貤l件下的脆性。附圖簡要描述圖1顯示了兩種等級(jí)的瀝青的環(huán)球法軟化點(diǎn)(TBA)(。C)相對(duì)于其化學(xué)發(fā)泡添加劑含量的圖形,以相對(duì)于瀝青重量的重量比a。/。表示該化學(xué)發(fā)泡添加劑的量。圖2顯示了加入1%重量比的化學(xué)發(fā)泡添加劑后兩種等級(jí)的瀝青的兩個(gè)主要特點(diǎn)一環(huán)球法軟化點(diǎn)(TBA)(。C)以及25°C的針入度一的圖形。發(fā)明詳細(xì)描述定義了三種溫度范圍誦制備溫度為了制備瀝青組合物必須將所述瀝青加熱到該溫度的溫度,該瀝青組合物例如與各種添加劑、填料、集料、任選的乳化液混合,-實(shí)施溫度在成品(路層、密封膜等)制造過程中,對(duì)基質(zhì)鋪設(shè)瀝青組合物的溫度,-使用溫度成品長時(shí)間所暴露的環(huán)境溫度。發(fā)明人開發(fā)了一方法,該方法可以在使用溫度獲得硬化的瀝青基質(zhì),同時(shí)仍保持與初始瀝青相當(dāng)?shù)闹苽錅囟群蛯?shí)施溫度。因此,本發(fā)明所述的瀝青基質(zhì)在高溫下保持良好的可加工性。相反,常規(guī)吹制瀝青的熱加工性比非吹制瀝青差,這尤其是由于熱狀態(tài)下的粘度增加造成的。因此,本發(fā)明的首要目的是瀝青基質(zhì)的制備方法,其包括以下主要階段a)將瀝青引入裝有攪拌裝置的容器中,并將該瀝青升溫至120。C至300。C,b)將至少一種化學(xué)發(fā)泡添加劑放入該容器中,并混合,所述化學(xué)發(fā)泡添加劑具有以下通式Arl-R-Ar2(I)其中Arl和Ar2彼此獨(dú)立地表示苯環(huán)或含有6至20個(gè)碳原子的稠合芳環(huán)體系,其被至少一個(gè)羥基基團(tuán)取代,并且R表示任選取代的二價(jià)基團(tuán),其主鏈包含6至20個(gè)碳原子以及至少一個(gè)酰胺基團(tuán)和/或酯基團(tuán)。本發(fā)明還涉及通過這樣的方法能夠獲得的瀝青基質(zhì)。更具體地,根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)NFEN1426測量,瀝青基質(zhì)在25。C的針入度(P25)為20至300個(gè)十分之一毫米,更特別為50至300個(gè)十分之一毫米,以及根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)NFEN1427測量,瀝青基質(zhì)的環(huán)球法軟化點(diǎn)(TBA)為70。C至120。C。有利地,在未加入聚合物的情況下制備這樣的瀝青基質(zhì)。此外,本發(fā)明涉及由此獲得的瀝青基質(zhì)在瀝青粘合劑的制備中的用途,尤其在瀝青乳化液、稀釋瀝青或聚合瀝青的制備中的用途。本發(fā)明還涉及在該處理結(jié)束時(shí)獲得的瀝青基質(zhì),一方面在瀝青粘合劑與公路集料的組合的制備中的用途,以及另一方面在工業(yè)應(yīng)用中的用途。本發(fā)明還涉及同樣包含本發(fā)明所述瀝青的湯青粘合劑與公路集料的組合。最后,本發(fā)明涉及如上所述的通式(I)化合物作為化學(xué)發(fā)泡添加劑用于制備瀝青基質(zhì),尤其由標(biāo)準(zhǔn)瀝青制備瀝青基質(zhì)的用途。術(shù)語"吹制瀝青"表示常規(guī)吹氣操作結(jié)束時(shí)獲得的瀝青基質(zhì)。通過穿過初始瀝青的循環(huán)空氣和/或氧氣進(jìn)行吹制。這導(dǎo)致存在于初始瀝青中的短殘基的脫氫。這導(dǎo)致氧化和縮聚,尤其是導(dǎo)致由馬青烯開始的氧化和縮聚。從而形成新的瀝青質(zhì)(asphalth^ie)并且存在于初始瀝青中的瀝青質(zhì)的總分子大小增大。如前面所說明的,吹制瀝青比制作其的初始瀝青更硬。此外,吹制瀝青的熱敏感性比初始瀝青的低。換句話說,它們的針入度指數(shù)比初始瀝青的高。這與高于初始瀝青的TBA以及低于初始瀝青的針入度尤其相關(guān)。在本申請(qǐng)中,"吹制型瀝青"是指具有與吹制瀝青相似特點(diǎn)的瀝青基質(zhì),在這種意義上,在吹制型瀝青的制備過程中,吹制型瀝青的TBA和針入度分別高于和低于所用的初始瀝青。然而,使用空氣或氧氣,通過常規(guī)吹制方法未獲得本發(fā)明所述的這樣的瀝青基質(zhì)。瀝青是能夠從各種資源中獲得的重產(chǎn)物。其中,根據(jù)本發(fā)明能夠使用的瀝青基質(zhì)是天然瀝青,或源于礦物油的瀝青。瀝青基質(zhì)通常這樣地(純?yōu)r青)單獨(dú)使用和/或以不同來源的基質(zhì)混合的形式使用。還能夠設(shè)計(jì)液化、稀釋和/或氧化形式的瀝青基質(zhì)的用途,包括常規(guī)的吹制瀝青以及這些不同形式任選與純?yōu)r青的混合物。優(yōu)選地,天然瀝青或源于礦物油的瀝青這樣地單獨(dú)使用或混合使用。通過裂化獲得的瀝青(brai)或焦油能被用作瀝青基質(zhì)以及瀝青組分的混合物。提到了的令人感興趣的實(shí)例一單獨(dú)或混合物形式的瀝青基質(zhì)、直接蒸餾瀝青、沉淀瀝青(bitumedepr6cipatation)、脫瀝青剩余物瀝青(bitumeder6sidusded6sasphaltage)、;咸粘裂4b的合成瀝青、天然瀝青,其針入度P25的變化范圍為10至9001/10mm,尤其為20至2801/10mm以及更特別為50至2501/10mm。"標(biāo)準(zhǔn)瀝青"是指標(biāo)準(zhǔn)等級(jí)的瀝青,如EuropeanStandardEN12591所定義。在本申請(qǐng)中,如下表l所示,測量瀝青的下列性質(zhì)表1<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>此外,PI針入度指數(shù)(或Pfeiffer數(shù))通過以下計(jì)算式來定義:1952-500xlog(P25)-20xTBA<formula>formulaseeoriginaldocumentpage10</formula>特別地,本發(fā)明所述方法可以獲得能夠以與吹制瀝青相似的方式用于各種Z^路和工業(yè)應(yīng)用的瀝青基質(zhì)。因而,對(duì)于公路應(yīng)用,特別是將源青混合物看作公路基建及其涂層的建設(shè)和維護(hù)材料以及實(shí)施所有公路工程的材料。因此,本發(fā)明涉及例如,表面填料、熱瀝青類物質(zhì)混合物(enrob6&chaud)、冷瀝青類物質(zhì)混合物(enrob6&froid)、冷型澆注瀝青類物質(zhì)混合物(enrob6coul6&froid)、沙粒乳化液(grave6mulsion)、基質(zhì)、粘合劑、粘接和磨耗層(accrochageetroulement)、以及具有特殊性質(zhì)的瀝青粘合劑和公路集料的其它組合物,例如抗車轍層(coucheanti-omi6rante)、排t)c混合物或?yàn)r青類物質(zhì)(瀝青粘合劑和諸如砂的細(xì)礦物填料的混合物)。還考慮了特別用于公路應(yīng)用的瀝青粘合劑本身。這些粘合劑包括本發(fā)明所述的瀝青基質(zhì)。該粘合劑例如稀釋瀝青或?yàn)r青乳化液。在本發(fā)明所述的瀝青基質(zhì)的工業(yè)應(yīng)用中,提及的瀝青基質(zhì)能夠用來制造密封膜、抗噪音膜、絕緣膜、表面涂層、地磚、滲透層等。在本發(fā)明所述的制備方法的實(shí)施過程中,能夠使用各種類型的瀝青。根據(jù)本發(fā)明所定義,未改性的瀝青可用作初始瀝青,即不含有聚合物的瀝青。向?yàn)r青或?yàn)r青混合物中加入化學(xué)發(fā)泡添加劑,升至高溫,可以獲得本發(fā)明所述的瀝青基質(zhì)。正如實(shí)施例所表明的,低溫下,低含量的化學(xué)發(fā)泡添加劑在瀝青塊體內(nèi)部迅速起作用,并且無有害排出物。更確切地,化學(xué)發(fā)泡添加劑為通式(I)的有才幾化合物Arl-R-Ar2(I)其中Arl和Ar2彼此獨(dú)立地表示苯環(huán)或含有6至20個(gè)碳原子的稠合芳環(huán)體系,其被至少一個(gè)羥基基團(tuán)取代,以及R表示任選取代的二價(jià)基團(tuán),其主鏈包含6至20個(gè)碳原子以及至少一個(gè)酰胺基團(tuán)和/或酯基團(tuán)。優(yōu)選地,Arl和Ar2為苯環(huán)或含有6至10個(gè)碳原子的裯合芳環(huán)體系。優(yōu)選地,Arl和Ar2為苯環(huán)。苯環(huán)或稠合芳環(huán)體系被至少一個(gè)羥基基團(tuán)取代,甚至被若干個(gè)羥基基團(tuán)取代。優(yōu)選地,-R-在相對(duì)于Arl和/或Ar2的羥基基團(tuán)的對(duì)位上。此外,Arl和/或Ar2優(yōu)選在相對(duì)于Arl和/或Ar2羥基基團(tuán)的一個(gè)或多個(gè)鄰位能夠被一個(gè)或多個(gè)烷基基團(tuán)所取代,該烷基基團(tuán)包含1至10個(gè)碳原子。優(yōu)選地,Arl和Ar2是3,5-二烷基-4-羥苯基基團(tuán),以及更優(yōu)選為3,5-二叔丁基-4-羥苯基基團(tuán)。優(yōu)選地,Ar1和Ar2的二價(jià)基團(tuán)-R-具有以下通式(II):<formula>formulaseeoriginaldocumentpage12</formula>(II)-以及X表示二價(jià)NH基團(tuán)或氧原子。優(yōu)選地,W基團(tuán)為亞乙基基團(tuán),W基團(tuán)獨(dú)立地為共價(jià)單鍵或正亞己基基團(tuán)。當(dāng)R"被取代時(shí),這能夠通過一個(gè)或多個(gè)帶有Arl和/或Ar2類型基團(tuán)的取代基實(shí)現(xiàn),諸如烷芳基或芳烷基基團(tuán)。優(yōu)選地,所述化學(xué)發(fā)泡添加劑為2,,3-雙[[3-[3,5-二叔丁基-4-羥苯基]丙?;鵠]丙?;k?。相對(duì)于瀝青重量,發(fā)泡添加劑優(yōu)選為0.1%至5.0%重量比。根據(jù)遞增的優(yōu)選順序,發(fā)泡添加劑相對(duì)于瀝青重量為至少0.1%、0.4%、0.5%或0.8%重量比,以及獨(dú)立地,才艮據(jù)遞增的優(yōu)選順序,發(fā)泡添加劑相對(duì)于瀝青重量為至多5.0%、2.0%或1.0%重量比。數(shù)量小于0.1%重量比的添加劑可能不足以獲得本發(fā)明所述的瀝青基質(zhì),而數(shù)量大于5.0%重其中-Ri表示C廣C4亞烷基基團(tuán);-112表示單鍵或任選取代的亞烷基基團(tuán),其主鏈包含1至10個(gè)碳原子,量比的添加劑是不必要的,因?yàn)榈蛣┝康脑撎砑觿┦腔顫姷?。根?jù)優(yōu)選的實(shí)施方式,相對(duì)于瀝青重量,化學(xué)發(fā)泡添加劑為0.4%至1.5%重量比,以及更優(yōu)選地,相對(duì)于瀝青重量,其為0.5%至1.0%重量比。在本發(fā)明所述的制備方法過程中,將瀝青升溫至120。C至300。C并將瀝青保持在該溫度范圍內(nèi)。在許多情況下,正如實(shí)施例所表明的,150。C至180。C的溫度范圍足以獲得瀝青基質(zhì)。從本方法的觀點(diǎn)來看,與常規(guī)吹制方法相比,本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于無需控制溫度。事實(shí)上,在常規(guī)吹制過程中,進(jìn)行的氧化反應(yīng)為放熱反應(yīng)。因此該反應(yīng)能夠?qū)е逻^熱,不利于吹制設(shè)備的效率或吹制瀝青的質(zhì)量。本發(fā)明所述的方法沒有這樣的缺點(diǎn)?;瘜W(xué)發(fā)泡添加劑優(yōu)選以干粉形式被引入到瀝青或加熱的瀝青混合物中。此外,減少混合時(shí)間根據(jù)待處理瀝青的體積,瀝青和化學(xué)發(fā)泡添加劑的混合進(jìn)行至少若干分鐘,例如5分鐘至IO分鐘,并且優(yōu)選至少15分鐘。通常,根據(jù)待處理瀝青的體積,進(jìn)行混合的時(shí)間小于1小時(shí),甚至小于45分鐘或甚至30分鐘?;旌蠗l件,尤其是攪拌條件幾乎對(duì)本方法令人滿意的過程沒有影響。使用漿式攪拌器、螺桿式混合器、向心螺桿式混合器、高剪切混合器等能夠進(jìn)行攪拌。在方法結(jié)束時(shí),獲得的瀝青基質(zhì)具有吹制瀝青的某些特點(diǎn)。具體地,與初始瀝青相比較,獲得的瀝青基硬化。此外,與初始瀝青相比,針入度P25降低并且TBA相對(duì)于初始瀝青升高。另一方面,與吹制瀝青的情況相反,所述瀝青基質(zhì)的低溫性質(zhì)未降低,例如弗拉斯點(diǎn)。此外,吹制型的瀝青具有較好的老化行為,正如實(shí)施例中通過RTFOT試驗(yàn)所表明的。此外,在實(shí)施溫度下(即,使用的溫度,例如在路面上的使用溫度),與初始瀝青相比,化學(xué)發(fā)泡添加劑不影響瀝青基質(zhì)的粘度。因此,本發(fā)明還涉及在如上所述的方法結(jié)束時(shí)所獲得的瀝青基質(zhì),其具有以下特征-根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)NFEN1426測量,25。C針入度(P25)為20至300個(gè)十分之一毫米,優(yōu)選50至300個(gè)十分之一毫米,曙根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)NFEN1427測量,環(huán)球法軟化點(diǎn)(TBA)為70。C至120。C,-在未加入聚合物的情況下被制備。本發(fā)明所述的方法可以獲得上述提及的瀝青等級(jí),其預(yù)先需要使用聚合物。換句話說,本發(fā)明所涉及瀝青基質(zhì),其包含未改性的瀝青以及至少一種化學(xué)發(fā)泡添加劑,該化學(xué)發(fā)泡添加劑具有以下通式Arl-R-Ar2(I)其中Arl和Ar2彼此獨(dú)立地表示苯環(huán)或含有6至20個(gè)碳原子的稠合芳環(huán)體系,其被至少一個(gè)羥基基團(tuán)取代,以及R表示任選取代的二價(jià)基團(tuán),其主鏈包含6至20個(gè)碳原子以及至少一個(gè)酰胺基團(tuán)和/或酯基團(tuán)。在以上描述中更準(zhǔn)確地定義了化學(xué)發(fā)泡添加劑。這類瀝青基質(zhì)由未改性的瀝青基質(zhì)制備,即由不含有聚合物的瀝青基質(zhì)制備。正如實(shí)施例中將要看到的,獲得硬化瀝青基質(zhì)是特別有用的,硬化至使用溫度不會(huì)影響該硬化瀝青的實(shí)施質(zhì)量。事實(shí)上,使瀝青硬化通常降低了所述瀝青的熱加工性,即尤其是其熱粘度增加。如25。C針入度減少所證實(shí)的,硬化根據(jù)本發(fā)明獲得的瀝青基質(zhì),其160。C的粘度相當(dāng)于初始瀝青。這意味著無需使瀝青基質(zhì)過熱以獲得用于實(shí)施的足夠低的粘度。這用于熱應(yīng)用和冷應(yīng)用。例如,對(duì)于依照本發(fā)明所獲得的瀝青基質(zhì)的乳化,在包含這類瀝青基質(zhì)的瀝青組合物的生產(chǎn)和實(shí)施過程中無需"過熱"該瀝青基質(zhì),不論其是否在使用溫度下被硬化。本發(fā)明的另一優(yōu)點(diǎn)在于可以將軟等級(jí)的瀝青用于通常需要較硬等級(jí)的瀝青。事實(shí)上,在本發(fā)明所述方法結(jié)束時(shí),所獲得的瀝青基質(zhì)將被硬化。因此,其能夠符合涉及使用溫度的規(guī)范。此外,與由于使用硬瀝青預(yù)先所必需的溫度相比,使用軟瀝青將允許在較低的溫度下的生產(chǎn)和實(shí)施。本發(fā)明所述的瀝青基質(zhì)能夠以與常規(guī)吹制瀝青相同的方式用于公路和/或工業(yè)應(yīng)用。因此,本發(fā)明所述的瀝青基質(zhì)能夠用于制備瀝青粘合劑,例如瀝青乳化液、稀釋瀝青或聚合瀝青。稀釋瀝青是從純?yōu)r青中獲得的瀝青組合物,通過加入揮發(fā)溶劑來降低該純?yōu)r青的粘度。大多數(shù)粘性類型的稀釋瀝青專供表面填料使用,而大多數(shù)的流體通常用于滲透、土壤穩(wěn)定化、乳化液的生產(chǎn)和耐貯存的冷型澆注混合物的制備。通過使瀝青粘合劑與碳化學(xué)油或石油混合而獲得液化瀝青。稀釋瀝青不同于液化瀝青,尤其關(guān)于其稀釋劑的蒸餾曲線,其基本上向上延伸。瀝青乳化液是瀝青的另一種形式,其成為在低溫下(即例如在60。C至80。C下)能夠被處理的流體液體形式。將所測定的直徑為若干微米的液滴狀瀝青分散在加入了乳化劑的水相中獲得這些乳化液。乳化液包括陰離子乳化液(最早已知的)以及目前作為主要產(chǎn)品的陽離子乳化液。在每一種類中,通過瀝青粘合劑含量、破裂速度和粘度來表征所述乳化液。根據(jù)本公開范圍內(nèi)所采用的術(shù)語,液化瀝青粘合劑和稀釋瀝青粘合劑被包括在相同種類中。因此,認(rèn)為術(shù)語"稀釋的"和"液化的"是同義詞。傳統(tǒng)上,如在150。C下,通過混合一方面的瀝青粘合劑和另一方面的稀釋劑來獲得稀釋瀝青?;谑偷南♂寗┖突谥参锏南♂寗┩ǔJ且阎摹8鶕?jù)本發(fā)明,還可以向方法結(jié)束時(shí)所獲得的瀝青基質(zhì)中加入聚合物。這與在不加入聚合物的情況下制備的瀝青基質(zhì)所具有的特點(diǎn)不矛盾。事實(shí)上,提及的針入度和TBA特征是在方法結(jié)束時(shí),加入任何聚合物之前所獲得的瀝青基質(zhì)的特征。作為用于瀝青的聚合物的實(shí)例,能夠被提及的彈性體例如共聚物SB,SBS,SIS,SBS*,SBR,EPDM,聚氯丁二烯,聚降冰片烯和任選的聚烯烴,如聚乙烯PE、PEHD、聚丙烯PP,塑性體,如EVA、EMA、烯烴和不飽和羧酸酯EBA的共聚物,彈性聚烯烴共聚物,聚丁烯型的聚烯烴,乙烯和丙烯酸酯、曱基丙烯酸酯或順丁烯二酸酐酯的共聚物,乙烯和曱基丙烯酸縮水甘油酯的共聚物和三元共聚物,乙烯-丙烯共聚物,橡膠,聚異丁烯,SEBS,ABS。SB苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物SBS苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物SBS^^星型苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物EVA乙烯乙酸乙烯酯共聚物EBA乙烯丙烯酸丁酯共聚物PE聚乙烯EPDM乙烯丙烯二烯單體SIS苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯EMA乙烯丙烯酸曱酯共聚物SEBS苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯共聚物ABS丙烯腈-丁二烯-苯乙烯PEHD高密度聚乙烯SBR丁苯橡膠能夠向本發(fā)明所述的瀝青基質(zhì)中加入其它試劑。例如當(dāng)涉及彈性體和/或功能塑性體時(shí),這些試劑為能夠與聚合物反應(yīng)的硫化劑和/或交聯(lián)劑。在硫化劑中,能夠被提及的那些硫化劑是基于硫及其衍生物的,并用于以相對(duì)于彈性體重量的0.01%至30%的比例交聯(lián)彈性體。優(yōu)選地,當(dāng)聚合物用于瀝青基質(zhì)時(shí),至少一種基于硫的硫化劑或其衍生物也被使用。在交聯(lián)劑中,能夠被提及的陽離子交聯(lián)劑,例如以相對(duì)于聚合物的0.01%至30%的比例的單酸或多酸、或羧酐、羧酸的酯、磺酸、硫酸、磷酸、甚至酰氯、酚。這些試劑能夠與彈性體和/或功能塑性體反應(yīng)。它們能夠被用于填補(bǔ)或代替硫化劑。作為非限制性實(shí)例,在陽離子交聯(lián)劑中,提及-羧酸,如4,4,二羧基二苯基酯、癸二酸,-酐,如鄰苯二曱酸肝、氧雙鄰苯二曱酸酐(oxydiphtalique)、1,2,4-苯三酸酐、對(duì)苯二酸酐,-鄰苯二曱酸酐或氧雙鄰苯二曱酸酐的酸性丁酯,-磺酸,如對(duì)曱苯磺酸、萘磺酸或萘二磺酸、曱磺酸、l-己磺酸,-膦酸,如膦酸苯、叔丁基膦酸,-磷酸,如磷酸、多聚磷酸和烷基磷酸,例如十二烷基磷酸或二乙基磷酸或甘油磷酸,或者甚至是芳基磷酸,例如苯基磷酸。實(shí)施例通過以下非限制性實(shí)例來說明本發(fā)明。參考這些實(shí)施例對(duì)瀝青或?yàn)r青-添加劑組合物的流變學(xué)特征和機(jī)械特征進(jìn)行測量,如表1所示。此外,將布氏粘度表示為mPa's。使用BrookfieldCAP2000+粘度計(jì)測量粘度。在160。C和不同轉(zhuǎn)速(100rpm、500rpm、750rpm和1000rpm)下進(jìn)行測量。每一轉(zhuǎn)速進(jìn)行30秒后讀取測量值。使用RheometricScientificRDA2流變儀測量復(fù)數(shù)才莫量。在10。C和60。C以及7.8Hz頻率下進(jìn)行測量。在這些實(shí)施例中所使用的產(chǎn)品-瀝青TotalFrance出售的瀝青。-化學(xué)發(fā)泡添加劑包含酰肼官能的酚類化合物。具體地,使用2,,3-雙[[3-[3,5-二叔丁基-4-羥苯基]丙?;鵠]丙酰基酰肼。其被稱為添力口劑A。實(shí)施例l:從不同來源的瀝青制備瀝青+添加劑A組合物該第一實(shí)施例涉及本發(fā)明所述的瀝青+添加劑A組合物。在本實(shí)施例中使用五種不同來源的瀝青。它們各自的性質(zhì)在下表2中給出。制備在170。C下于反應(yīng)器中攪拌進(jìn)行。將99%重量比的瀝青引入反應(yīng)器中。然后加入1%重量比的添加劑A,該添加劑A的熔點(diǎn)為221。C至232。C。將混合物攪拌約15分鐘。其最終外觀是均勻的。表2<table>tableseeoriginaldocumentpage18</column></row><table>如本實(shí)施例的結(jié)果所示,不論初始瀝青的來源,添加劑的作用是相同的。其特征在于針入度P25的減少和TBA的升高。該作用與瀝青的常規(guī)吹制所觀察到的作用相同。這些結(jié)果如圖1和圖2所示。圖1顯示,對(duì)于兩種等級(jí)的瀝青(菱形等級(jí)70/100RN;正方形等級(jí)160/220RN),從某一添加劑的含量開始,TBA實(shí)際上增加了一倍。圖2顯示,兩種不同等級(jí)的瀝青的TBA和25°C的針入度被改變。雖然25。C的針入度降低,但是TBA實(shí)際上增加了一倍,甚至兩倍。因此在所述兩種情況中,與初始瀝青相比,結(jié)果是瀝青被硬化。此外,對(duì)軟瀝青的硬化效果似乎更顯著。實(shí)施例2:瀝青+添加劑A組合物的制備本實(shí)施例涉及本發(fā)明所述的瀝青+添加劑A組合物。表明了添加劑作用的速度及其對(duì)160。C時(shí)的粘度和弗拉斯瀝青破裂點(diǎn)的有益效果。制備在160。C下于反應(yīng)器中攪拌進(jìn)行。將99.1%重量比的瀝青C引入反應(yīng)器中,該瀝青C的25。C的針入度為1871/10mm,環(huán)球法軟化點(diǎn)為40.7。C。然后力口入0.9%重量比的添力口劑A,該添加劑A的熔點(diǎn)為221。C至232。C。對(duì)該混合物攪拌20分鐘、40分鐘或1小時(shí)。獲得的混合物具有均勻的外觀。通常認(rèn)為,小于10%的粘度變化是不顯著的。不同攪拌時(shí)間后測量的性質(zhì)并列于下表3中。表3<table>tableseeoriginaldocumentpage19</column></row><table>本實(shí)施例清楚地顯示,不論混合的持續(xù)時(shí)間,初始瀝青和加入添加劑后獲得的瀝青基質(zhì)在160。C下的粘度和弗拉斯瀝青破裂點(diǎn)未改變。因此,加入添加劑后獲得的瀝青基質(zhì)的熱加工性與初始瀝青相當(dāng)。實(shí)施例3:瀝青+添加劑A組合物的制備本實(shí)施例涉及本發(fā)明所述的瀝青+添加劑A組合物。表明了初始瀝青等級(jí)的影響和通過RTFOT試驗(yàn)?zāi)M的老化效果。制備在170。C下于反應(yīng)器中攪拌進(jìn)行。將99%重量比的瀝青引入反應(yīng)器中。然后加入1%重量比的添加劑A,該添加劑A的熔點(diǎn)為221。C至232。C。將混合物攪拌約15分鐘。其最終外觀是均勻的。將混合物的性質(zhì)列于表4中。與不同類型的集料相比較,尤其評(píng)估了瀝看基質(zhì)的被動(dòng)粘合性。表4<table>tableseeoriginaldocumentpage20</column></row><table>(1)在160。C和100rpm(mPa's)下的布氏粘度(2)在7.8Hz(Pa)下測量的復(fù)數(shù)模量(3)殘余針入度PR25=RTFOT后的P25/RFTOT前的P25x100,以%表示(4)以°C表示的環(huán)球法軟化點(diǎn)的變化,△TBA=RTFOT后的TBA-RFTOT前的TBA對(duì)于兩種瀝青D和E,觀察到針入度的減少和TBA的升高與加入的添加劑有關(guān)。此外,該實(shí)施例顯示,當(dāng)加入添加劑時(shí),瀝青的復(fù)數(shù)模量增加。通過標(biāo)準(zhǔn)化的RTFOT試驗(yàn)?zāi)M瀝青的老化。通常,老化時(shí),瀝青硬化其針入度減少的同時(shí),其環(huán)球法軟化點(diǎn)升高。以百分比表示的殘余針入度是RTFOT試驗(yàn)?zāi)M老化后,25。C(P25)的針入度和RTFOT試驗(yàn)前的P25的比值。殘余針入度越大,瀝青的抗老化能力越好。此外,軟化點(diǎn)的變化越小,瀝青的抗老化能力越好。RTFOT試驗(yàn)顯示,模擬老化后,針入度在加入添加劑的瀝青基質(zhì)中比在初始瀝青中下降得少。此外,即使在模擬老化后,加入添加劑的瀝青基質(zhì)的Pfeiffer針入度指數(shù)仍然很高。加入添加劑的瀝青基質(zhì)的殘余針入度比初始瀝青的高。此外,加入添加劑的湯青基質(zhì)的TBA變化為負(fù)值。因此加入添加劑的瀝青基質(zhì)比初始瀝青更不易于老化。加入添加劑的瀝青基質(zhì)呈現(xiàn)良好的被動(dòng)粘合性觀察到在粘合性試驗(yàn)結(jié)束時(shí),集料沒有裂紋。由于加入添加劑的瀝青基質(zhì)的性質(zhì)如上所述,則其構(gòu)成合適的粘合劑尤其適于抗車轍應(yīng)用。權(quán)利要求1.瀝青基質(zhì)的制備方法,其包括以下主要階段a)將瀝青引入到裝有攪拌裝置的容器中,并使所述瀝青升溫至120℃至300℃,b)將至少一種化學(xué)發(fā)泡添加劑引入到所述容器中,并進(jìn)行混合,所述化學(xué)發(fā)泡添加劑具有以下通式Ar1-R-Ar2(I)其中Ar1和Ar2彼此獨(dú)立地表示苯環(huán)或含有6至20個(gè)碳原子的稠合芳環(huán)體系,其被至少一個(gè)羥基基團(tuán)取代,并且R表示任選取代的二價(jià)基團(tuán),其主鏈包含6至20個(gè)碳原子以及至少一個(gè)酰胺基團(tuán)和/或酯基團(tuán)。2.如前述權(quán)利要求所述的方法,其中Arl和/或Ar2優(yōu)選在相對(duì)于羥基基團(tuán)的一個(gè)或多個(gè)鄰位被一個(gè)或多個(gè)烷基基團(tuán)取代,所述烷基基團(tuán)含有1至IO個(gè)碳原子。3.如前述權(quán)利要求中任一權(quán)利要求所述的方法,其中-R-處在相對(duì)于Arl和/或Ar2的輕基基團(tuán)的對(duì)位上。4.如前述權(quán)利要求中任一權(quán)利要求所述的方法,其中Arl和Ar2是3,5-二烷基-4-羥苯基基團(tuán),優(yōu)選為3,5-二叔丁基-4-羥苯基基團(tuán)。5.如權(quán)利要求1所述的方法,其中所述添加劑是2,,3雙[[3-[3,5-二叔丁基-4-羥苯基]丙?;鵠]丙酰基酰肼。6.如前述權(quán)利要求中任一權(quán)利要求所述的方法,其中所述發(fā)泡添加劑相對(duì)于瀝青的重量為0.1%至5.0%重量比。7.如前述權(quán)利要求中任一權(quán)利要求所述的方法,其中所述混合進(jìn)行的時(shí)間為5分鐘至1小時(shí)。8.瀝青基質(zhì),其能夠通過前述權(quán)利要求中任一權(quán)利要求所述的方法獲得。9.瀝青基質(zhì),其包含未改性的瀝青和至少一種具有以下通式的化學(xué)發(fā)泡添加劑Arl-R-Ar2①其中Arl和Ar2彼此獨(dú)立地表示苯環(huán)或含有6至20個(gè)碳原子的稠合芳環(huán)體系,其被至少一個(gè)羥基基團(tuán)取代,并且R表示任選取代的二價(jià)基團(tuán),其主鏈包含6至20個(gè)碳原子以及至少一個(gè)酰胺基團(tuán)和/或酯基團(tuán)。10.如權(quán)利要求8或9所述的瀝青基質(zhì),根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)NFEN1426測量,所述瀝青基質(zhì)在25。C的針入度(P25)為20至300個(gè)十分之一毫米,以及根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)NFEN1427測量,所述瀝青基質(zhì)的環(huán)球法軟化點(diǎn)(TBA)為70。C至120。C,所述瀝青基質(zhì)是在未加入聚合物的情況下制備的。11.如權(quán)利要求8至10中任一權(quán)利要求所述的瀝青基質(zhì),根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)NFEN1426測量,所述瀝青基質(zhì)在25。C的針入度(?25)為50至300個(gè)十分之一毫米,以及根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)NFEN1427測量,所述瀝青基質(zhì)的環(huán)球法軟化點(diǎn)(TBA)為70。C至120。C,所述瀝青基質(zhì)是在未加入所述聚合物的情況下制備的。12.權(quán)利要求8至11中任一權(quán)利要求所述的瀝青基質(zhì)在瀝青粘合劑的制備中的用途,尤其在瀝青乳化液、稀釋瀝青或聚合瀝青的制備中的用途。13.權(quán)利要求8至11中任一權(quán)利要求所述的瀝青基質(zhì)在瀝青粘合劑和公路集料的組合的制備中的用途,尤其在表面填料、熱瀝青類物質(zhì)混合物、冷瀝青類物質(zhì)混合物、冷型澆注瀝青類物質(zhì)混合物、沙粒乳化液、磨耗層的制備中的用途。14.權(quán)利要求8至11中任一權(quán)利要求所述的瀝青基質(zhì)在密封膜、膜或滲透層的制備中的用途。15.瀝青粘合劑的組合,其包含權(quán)利要求8至11中任一權(quán)利要求所述的瀝青基質(zhì)和公路集料,尤其是表面填料、熱瀝青類物質(zhì)混合物、冷瀝青類物質(zhì)混合物、冷型澆注瀝青類物質(zhì)混合物、沙粒乳化液、磨耗層。16.作為化學(xué)發(fā)泡添加劑的通式(I)的化合物在瀝青基質(zhì)的制備中的用途Arl-R-Ar2①其中Arl和Ar2彼此獨(dú)立地表示苯環(huán)或含有6至20個(gè)碳原子的稠合芳環(huán)體系,其被至少一個(gè)羥基基團(tuán)取代,并且R表示任選取代的二價(jià)基團(tuán),其主鏈包含6至20個(gè)碳原子以及至少一個(gè)酰胺基團(tuán)和/或酯基團(tuán)。全文摘要本發(fā)明涉及制備瀝青基質(zhì)的方法,包括以下主要階段a)將瀝青引入到裝有混合裝置的容器中,并使瀝青升溫至120℃至300℃;b)將至少一種化學(xué)發(fā)泡添加劑引入到容器中,并混合,所述化學(xué)發(fā)泡添加劑的通式為Ar1-R-Ar2(I),其中Ar1和Ar2彼此獨(dú)立地表示苯環(huán)或6至20個(gè)碳原子的稠合芳環(huán)體系,其被至少一個(gè)羥基基團(tuán)取代,以及R表示任選取代的二價(jià)基團(tuán),其主鏈包含6至20個(gè)碳原子以及至少一個(gè)酰胺基團(tuán)和/或酯基團(tuán)。本發(fā)明還涉及通過實(shí)施所述方法獲得的瀝青基質(zhì),以及該瀝青基質(zhì)在道路表面和工業(yè)應(yīng)用中的用途。文檔編號(hào)C08L95/00GK101228235SQ200680026966公開日2008年7月23日申請(qǐng)日期2006年7月28日優(yōu)先權(quán)日2005年7月28日發(fā)明者勞倫斯·拉帕呂,雷吉斯·樊尚申請(qǐng)人:道達(dá)爾法國公司
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