CN101228235A - 沥青基质的制备方法 - Google Patents

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CN101228235A CNA2006800269666A CN200680026966A CN101228235A CN 101228235 A CN101228235 A CN 101228235A CN A2006800269666 A CNA2006800269666 A CN A2006800269666A CN 200680026966 A CN200680026966 A CN 200680026966A CN 101228235 A CN101228235 A CN 101228235A
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Abstract

本发明涉及制备沥青基质的方法，包括以下主要阶段：a)将沥青引入到装有混合装置的容器中，并使沥青升温至120℃至300℃；b)将至少一种化学发泡添加剂引入到容器中，并混合，所述化学发泡添加剂的通式为Ar1－R－Ar2(I)，其中Ar1和Ar2彼此独立地表示苯环或6至20个碳原子的稠合芳环体系，其被至少一个羟基基团取代，以及R表示任选取代的二价基团，其主链包含6至20个碳原子以及至少一个酰胺基团和/或酯基团。本发明还涉及通过实施所述方法获得的沥青基质，以及该沥青基质在道路表面和工业应用中的用途。

Description

沥青基质的制备方法
发明领域
本发明涉及沥青基质(bases bitumes)的制备领域。更具体地，本发明涉及借助于有机添加剂，而非通过空气或臭氧等气体注射吹入的具有吹制沥青的某些特点的沥青基质的制备。
技术背景
在精炼厂，吹制沥青是可获得的沥青基质的特殊族，吹制沥青由于其性质而被用于商品的制备。在吹制单元(unitéde souflage)中，通过使空气流和/或氧气流穿过初始沥青基质来制备吹制沥青。在氧化催化剂存在下，例如在磷酸存在下，能够实施该操作。通常，在约200℃至300℃的高温下连续或间歇地进行吹制相对较长的时期，该时期通常持续30分钟至2小时。根据吹制沥青的预期性质以及根据初始沥青的等级设定吹制时间(dureéde souflage)和温度。
对沥青吹气的主要目的在于降低其热敏感性，即与初始沥青相比较，增大所述吹制沥青的针入度指数(或Pfeiffer数)。吹气操作的效果是通过氧化以硬化被处理的沥青。吹制沥青的环球法软化点(TBA)比初始沥青的高，其针入度(P25)的数量级与初始沥青相同。
据查证，沥青的针入度越高，其可加工性越好，越易使用。此外，当沥青的TBA提高时，在给定沥青的使用温度下，车辙风险减小。
由于吹制沥青的TBA比初始沥青的高，所以其广泛用于二十世纪七十年代，同时还保持令人满意的针入度。因而，与初始沥青相比，吹制沥青的针入度指数得到改善。
然而，吹制沥青存在许多缺点，导致它们不如以前那样被广泛使用。首先，吹制沥青比初始沥青更易老化。
此外，在低温条件下，吹制沥青通常比初始沥青更脆。这能通过吹气具有硬化沥青的效果这一事实来解释。
吹制沥青的另一缺点在于其对集料的粘合性有时不够：因此，使沥青混合物或其它类型的沥青/集料组合的生产较为困难。
最后，由于与初始沥青相比，吹制沥青被硬化，所以在给定温度下，吹制沥青的粘度比初始沥青的大。此外，为了能够易于使用吹制沥青，将其升至较高的温度是必要的，这涉及额外的能源成本，可能需要对操作者进行额外的保护，以及具有令人不愉快的烟雾喷射风险。
此外，如上述所强调的，吹制沥青的制备需要专门的吹制设备。
国际专利申请WO02/26889A1涉及通过弹性聚合物如SBS，改性沥青组合物，该沥青组合物还含有添加剂，例如IRGANOXMD-1024、IRGANOX1098、IRGANOX259或NAUGARD XL-1。
实施的实例展示了基于等级160/210沥青、SBS弹性体、填料(30％重量比)和IRGANOXMD-1024的组合物。正如这些实例所示，与对照组合物如IRGANOXMD-1024相比，这些组合物在50℃的针入度减小。因此，这意味着所讨论的组合物在50℃时较硬。
另一方面，还确定了所讨论的沥青-聚合物组合物在180℃的粘度比对照组合物的大。因此这表明，与对照作合物的使用相比，这些组合物的使用更困难。换句话说，为了获得所讨论组合物使用的预期粘度，有必要将这些组合物加热至一定温度，该温度高于对照组合物获得相同粘度所需的温度。
这违背了节省能源、降低实施温度、减少原位烟雾喷射(réductiondesémissions de fumes sur les chantiers)、保护工人的目的。
发明简要描述
本发明的目的在于提出沥青基质制备的方法，其弥补了吹制沥青的上述缺点。更具体地，本发明的目的在于提出与常规方法所述的吹制沥青相比，具有低热敏感性、甚至改良的热敏感性的吹制沥青的制备方法。该方法尤其涉及获得与由同样的初始沥青得到的吹制沥青的环球法软化点相比，环球法软化点更高的沥青基质，和/或与由同样的初始沥青得到的吹制沥青的针入度相比，针入度更低的沥青基质。因而，化学发泡的概念能够被提及。
本发明的另一目的在于提出来自标准沥青的沥青基质的制备方法，在不需要预先改性初始沥青的情况下，例如没有使用稀释剂(fluxant)的情况下，该方法使得沥青基质获得所需的等级(针入度)和环球法软化点。
本发明的另一目的在于提出沥青基质的制备方法，该沥青基质的等级和TBA目前主要通过加入聚合物获得的。
本发明的其它目的在于提出沥青基质的制备方法，该方法可以获得比常规吹制沥青更抗老化的沥青基质。
本发明的其它目的在于提出沥青基质的制备方法，该方法可以获得比常规吹制沥青更韧的沥青基质。
本发明的另一目的在于提出沥青基质的制备方法，该方法可以获得与非吹制沥青对集料良好粘合性相当的沥青。
本发明的另一目的在于提出沥青基质的制备方法，，该方法可以获得与初始沥青的热粘度相当的沥青。
本发明的其它目的在于提出沥青基质的制备方法，所述沥青在使用温度下硬化并且维持与初始沥青相当的热加工性。
因此，发明人的成果在于，他们能够指出，向沥青中加入某些有机添加剂使得上述提及的问题得以解决，本发明的目的得以实现。这类有机添加剂可以由给定初始沥青获得具有吹制沥青的主要特点(与初始沥青相比较，TBA增大，针入度减小)、没有吹制沥青缺点的沥青基质。例如，与常规吹制沥青相比，根据本发明所获得的吹制沥青基质具有改良的抗老化性，并且具有与初始沥青相当的热粘度以及在低温条件下的脆性。
附图简要描述
图1显示了两种等级的沥青的环球法软化点(TBA)(℃)相对于其化学发泡添加剂含量的图形，以相对于沥青重量的重量比a％表示该化学发泡添加剂的量。
图2显示了加入1％重量比的化学发泡添加剂后两种等级的沥青的两个主要特点-环球法软化点(TBA)(℃)以及25℃的针入度-的图形。
发明详细描述
定义了三种温度范围：
-制备温度：为了制备沥青组合物必须将所述沥青加热到该温度的温度，该沥青组合物例如与各种添加剂、填料、集料、任选的乳化液混合，
-实施温度：在成品(路层、密封膜等)制造过程中，对基质铺设沥青组合物的温度，
-使用温度：成品长时间所暴露的环境温度。
发明人开发了一方法，该方法可以在使用温度获得硬化的沥青基质，同时仍保持与初始沥青相当的制备温度和实施温度。因此，本发明所述的沥青基质在高温下保持良好的可加工性。相反，常规吹制沥青的热加工性比非吹制沥青差，这尤其是由于热状态下的粘度增加造成的。
因此，本发明的首要目的是沥青基质的制备方法，其包括以下主要阶段：
a)将沥青引入装有搅拌装置的容器中，并将该沥青升温至120℃至300℃，
b)将至少一种化学发泡添加剂放入该容器中，并混合，所述化学发泡添加剂具有以下通式：
Ar1-R-Ar2    (I)
其中Ar1和Ar2彼此独立地表示苯环或含有6至20个碳原子的稠合芳环体系，其被至少一个羟基基团取代，并且R表示任选取代的二价基团，其主链包含6至20个碳原子以及至少一个酰胺基团和/或酯基团。
本发明还涉及通过这样的方法能够获得的沥青基质。
更具体地，根据标准NF EN 1426测量，沥青基质在25℃的针入度(P25)为20至300个十分之一毫米，更特别为50至300个十分之一毫米，以及根据标准NF EN 1427测量，沥青基质的环球法软化点(TBA)为70℃至120℃。有利地，在未加入聚合物的情况下制备这样的沥青基质。
此外，本发明涉及由此获得的沥青基质在沥青粘合剂的制备中的用途，尤其在沥青乳化液、稀释沥青或聚合沥青的制备中的用途。
本发明还涉及在该处理结束时获得的沥青基质，一方面在沥青粘合剂与公路集料的组合的制备中的用途，以及另一方面在工业应用中的用途。
本发明还涉及同样包含本发明所述沥青的沥青粘合剂与公路集料的组合。
最后，本发明涉及如上所述的通式(I)化合物作为化学发泡添加剂用于制备沥青基质，尤其由标准沥青制备沥青基质的用途。
术语“吹制沥青”表示常规吹气操作结束时获得的沥青基质。通过穿过初始沥青的循环空气和/或氧气进行吹制。这导致存在于初始沥青中的短残基的脱氢。这导致氧化和缩聚，尤其是导致由马青烯开始的氧化和缩聚。从而形成新的沥青质(asphalthène)并且存在于初始沥青中的沥青质的总分子大小增大。
如前面所说明的，吹制沥青比制作其的初始沥青更硬。此外，吹制沥青的热敏感性比初始沥青的低。换句话说，它们的针入度指数比初始沥青的高。这与高于初始沥青的TBA以及低于初始沥青的针入度尤其相关。
在本申请中，“吹制型沥青”是指具有与吹制沥青相似特点的沥青基质，在这种意义上，在吹制型沥青的制备过程中，吹制型沥青的TBA和针入度分别高于和低于所用的初始沥青。然而，使用空气或氧气，通过常规吹制方法未获得本发明所述的这样的沥青基质。
沥青是能够从各种资源中获得的重产物。其中，根据本发明能够使用的沥青基质是天然沥青，或源于矿物油的沥青。沥青基质通常这样地(纯沥青)单独使用和/或以不同来源的基质混合的形式使用。还能够设计液化、稀释和/或氧化形式的沥青基质的用途，包括常规的吹制沥青以及这些不同形式任选与纯沥青的混合物。优选地，天然沥青或源于矿物油的沥青这样地单独使用或混合使用。
通过裂化获得的沥青(brai)或焦油能被用作沥青基质以及沥青组分的混合物。提到了的令人感兴趣的实例-单独或混合物形式的沥青基质、直接蒸馏沥青、沉淀沥青(bitume de précipatation)、脱沥青剩余物沥青(bitume de résidus de désasphaltage)、减粘裂化的合成沥青、天然沥青，其针入度P25的变化范围为10至900 1/10mm，尤其为20至280 1/10mm以及更特别为50至250 1/10mm。
“标准沥青”是指标准等级的沥青，如European Standard EN 12591所定义。
在本申请中，如下表1所示，测量沥青的下列性质：
表1
性质     缩写     单位   测量标准
25℃时的针入度环球法软化点弗拉斯沥青破裂点“旋转薄膜烘箱试验”老化测试布氏粘度被动粘合性复数模量     P25TBAPFFRTFOT--G*     1/10mm℃℃-mPa·s％Pa   NF EN 1426NF EN 1427EN12593EN12607-1参见实施例EN13614参见实施例
此外，PI针入度指数(或Pfeiffer数)通过以下计算式来定义：
PI = 1952 - 500 × log ( P 25 ) - 20 × TBA 50 × log ( P 25 ) - TBA - 120
特别地，本发明所述方法可以获得能够以与吹制沥青相似的方式用于各种公路和工业应用的沥青基质。
因而，对于公路应用，特别是将沥青混合物看作公路基建及其涂层的建设和维护材料以及实施所有公路工程的材料。因此，本发明涉及例如，表面填料、热沥青类物质混合物(enrobéàchaud)、冷沥青类物质混合物(enrobéàfroid)、冷型浇注沥青类物质混合物(enrobécouléàfroid)、沙粒乳化液(grave émulsion)、基质、粘合剂、粘接和磨耗层(accrochage et roulement)、以及具有特殊性质的沥青粘合剂和公路集料的其它组合物，例如抗车辙层(couche anti-orniérante)、排水混合物或沥青类物质(沥青粘合剂和诸如砂的细矿物填料的混合物)。
还考虑了特别用于公路应用的沥青粘合剂本身。这些粘合剂包括本发明所述的沥青基质。该粘合剂例如稀释沥青或沥青乳化液。
在本发明所述的沥青基质的工业应用中，提及的沥青基质能够用来制造密封膜、抗噪音膜、绝缘膜、表面涂层、地砖、渗透层等。
在本发明所述的制备方法的实施过程中，能够使用各种类型的沥青。根据本发明所定义，未改性的沥青可用作初始沥青，即不含有聚合物的沥青。
向沥青或沥青混合物中加入化学发泡添加剂，升至高温，可以获得本发明所述的沥青基质。正如实施例所表明的，低温下，低含量的化学发泡添加剂在沥青块体内部迅速起作用，并且无有害排出物。
更确切地，化学发泡添加剂为通式(I)的有机化合物：
Ar1-R-Ar2  (I)
其中Ar1和Ar2彼此独立地表示苯环或含有6至20个碳原子的稠合芳环体系，其被至少一个羟基基团取代，以及R表示任选取代的二价基团，其主链包含6至20个碳原子以及至少一个酰胺基团和/或酯基团。
优选地，Ar1和Ar2为苯环或含有6至10个碳原子的稠合芳环体系。优选地，Ar1和Ar2为苯环。苯环或稠合芳环体系被至少一个羟基基团取代，甚至被若干个羟基基团取代。
优选地，-R-在相对于Ar1和/或Ar2的羟基基团的对位上。此外，Ar1和/或Ar2优选在相对于Ar1和/或Ar2羟基基团的一个或多个邻位能够被一个或多个烷基基团所取代，该烷基基团包含1至10个碳原子。
优选地，Ar1和Ar2是3，5-二烷基-4-羟苯基基团，以及更优选为3，5-二叔丁基-4-羟苯基基团。
优选地，Ar1和Ar2的二价基团-R-具有以下通式(II)：
Figure S2006800269666D00081
其中
-R1表示C1-C4亚烷基基团；
-R2表示单键或任选取代的亚烷基基团，其主链包含1至10个碳原子，
-
Figure S2006800269666D00082
表示
Figure S2006800269666D00083
或
Figure S2006800269666D00084
-以及X表示二价NH基团或氧原子。
优选地，R1基团为亚乙基基团，R2基团独立地为共价单键或正亚己基基团。当R2被取代时，这能够通过一个或多个带有Ar1和/或Ar2类型基团的取代基实现，诸如烷芳基或芳烷基基团。
优选地，所述化学发泡添加剂为2’，3-双[[3-[3，5-二叔丁基-4-羟苯基]丙酰基]]丙酰基酰肼。
相对于沥青重量，发泡添加剂优选为0.1％至5.0％重量比。根据递增的优选顺序，发泡添加剂相对于沥青重量为至少0.1％、0.4％、0.5％或0.8％重量比，以及独立地，根据递增的优选顺序，发泡添加剂相对于沥青重量为至多5.0％、2.0％或1.0％重量比。数量小于0.1％重量比的添加剂可能不足以获得本发明所述的沥青基质，而数量大于5.0％重量比的添加剂是不必要的，因为低剂量的该添加剂是活泼的。根据优选的实施方式，相对于沥青重量，化学发泡添加剂为0.4％至1.5％重量比，以及更优选地，相对于沥青重量，其为0.5％至1.0％重量比。
在本发明所述的制备方法过程中，将沥青升温至120℃至300℃并将沥青保持在该温度范围内。在许多情况下，正如实施例所表明的，150℃至180℃的温度范围足以获得沥青基质。从本方法的观点来看，与常规吹制方法相比，本发明的优点在于无需控制温度。事实上，在常规吹制过程中，进行的氧化反应为放热反应。因此该反应能够导致过热，不利于吹制设备的效率或吹制沥青的质量。本发明所述的方法没有这样的缺点。
化学发泡添加剂优选以干粉形式被引入到沥青或加热的沥青混合物中。
此外，减少混合时间：根据待处理沥青的体积，沥青和化学发泡添加剂的混合进行至少若干分钟，例如5分钟至10分钟，并且优选至少15分钟。通常，根据待处理沥青的体积，进行混合的时间小于1小时，甚至小于45分钟或甚至30分钟。
混合条件，尤其是搅拌条件几乎对本方法令人满意的过程没有影响。使用浆式搅拌器、螺杆式混合器、向心螺杆式混合器、高剪切混合器等能够进行搅拌。
在方法结束时，获得的沥青基质具有吹制沥青的某些特点。具体地，与初始沥青相比较，获得的沥青基硬化。此外，与初始沥青相比，针入度P25降低并且TBA相对于初始沥青升高。另一方面，与吹制沥青的情况相反，所述沥青基质的低温性质未降低，例如弗拉斯点。此外，吹制型的沥青具有较好的老化行为，正如实施例中通过RTFOT试验所表明的。此外，在实施温度下(即，使用的温度，例如在路面上的使用温度)，与初始沥青相比，化学发泡添加剂不影响沥青基质的粘度。
因此，本发明还涉及在如上所述的方法结束时所获得的沥青基质，其具有以下特征：
-根据标准NF EN 1426测量，25℃针入度(P25)为20至300个十分之一毫米，优选50至300个十分之一毫米，
-根据标准NF EN 1427测量，环球法软化点(TBA)为70℃至120℃，
-在未加入聚合物的情况下被制备。
本发明所述的方法可以获得上述提及的沥青等级，其预先需要使用聚合物。
换句话说，本发明所涉及沥青基质，其包含未改性的沥青以及至少一种化学发泡添加剂，该化学发泡添加剂具有以下通式：
Ar1-R-Ar2  (I)
其中Ar1和Ar2彼此独立地表示苯环或含有6至20个碳原子的稠合芳环体系，其被至少一个羟基基团取代，以及R表示任选取代的二价基团，其主链包含6至20个碳原子以及至少一个酰胺基团和/或酯基团。
在以上描述中更准确地定义了化学发泡添加剂。这类沥青基质由未改性的沥青基质制备，即由不含有聚合物的沥青基质制备。
正如实施例中将要看到的，获得硬化沥青基质是特别有用的，硬化至使用温度不会影响该硬化沥青的实施质量。事实上，使沥青硬化通常降低了所述沥青的热加工性，即尤其是其热粘度增加。如25℃针入度减少所证实的，硬化根据本发明获得的沥青基质，其160℃的粘度相当于初始沥青。这意味着无需使沥青基质过热以获得用于实施的足够低的粘度。
这用于热应用和冷应用。例如，对于依照本发明所获得的沥青基质的乳化，在包含这类沥青基质的沥青组合物的生产和实施过程中无需“过热”该沥青基质，不论其是否在使用温度下被硬化。
本发明的另一优点在于可以将软等级的沥青用于通常需要较硬等级的沥青。事实上，在本发明所述方法结束时，所获得的沥青基质将被硬化。因此，其能够符合涉及使用温度的规范。此外，与由于使用硬沥青预先所必需的温度相比，使用软沥青将允许在较低的温度下的生产和实施。
本发明所述的沥青基质能够以与常规吹制沥青相同的方式用于公路和/或工业应用。因此，本发明所述的沥青基质能够用于制备沥青粘合剂，例如沥青乳化液、稀释沥青或聚合沥青。
稀释沥青是从纯沥青中获得的沥青组合物，通过加入挥发溶剂来降低该纯沥青的粘度。大多数粘性类型的稀释沥青专供表面填料使用，而大多数的流体通常用于渗透、土壤稳定化、乳化液的生产和耐贮存的冷型浇注混合物的制备。
通过使沥青粘合剂与碳化学油或石油混合而获得液化沥青。稀释沥青不同于液化沥青，尤其关于其稀释剂的蒸馏曲线，其基本上向上延伸。
沥青乳化液是沥青的另一种形式，其成为在低温下(即例如在60℃至80℃下)能够被处理的流体液体形式。将所测定的直径为若干微米的液滴状沥青分散在加入了乳化剂的水相中获得这些乳化液。乳化液包括阴离子乳化液(最早已知的)以及目前作为主要产品的阳离子乳化液。在每一种类中，通过沥青粘合剂含量、破裂速度和粘度来表征所述乳化液。
根据本公开范围内所采用的术语，液化沥青粘合剂和稀释沥青粘合剂被包括在相同种类中。因此，认为术语“稀释的”和“液化的”是同义词。
传统上，如在150℃下，通过混合一方面的沥青粘合剂和另一方面的稀释剂来获得稀释沥青。基于石油的稀释剂和基于植物的稀释剂通常是已知的。
根据本发明，还可以向方法结束时所获得的沥青基质中加入聚合物。这与在不加入聚合物的情况下制备的沥青基质所具有的特点不矛盾。事实上，提及的针入度和TBA特征是在方法结束时，加入任何聚合物之前所获得的沥青基质的特征。
作为用于沥青的聚合物的实例，能够被提及的弹性体例如共聚物SB，SBS，SIS，SBS*，SBR，EPDM，聚氯丁二烯，聚降冰片烯和任选的聚烯烃，如聚乙烯PE、PEHD、聚丙烯PP，塑性体，如EVA、EMA、烯烃和不饱和羧酸酯EBA的共聚物，弹性聚烯烃共聚物，聚丁烯型的聚烯烃，乙烯和丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯或顺丁烯二酸酐酯的共聚物，乙烯和甲基丙烯酸缩水甘油酯的共聚物和三元共聚物，乙烯-丙烯共聚物，橡胶，聚异丁烯，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乙烯丙烯二烯单体
SIS苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯
EMA乙烯丙烯酸甲酯共聚物
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丁苯橡胶
能够向本发明所述的沥青基质中加入其它试剂。例如当涉及弹性体和/或功能塑性体时，这些试剂为能够与聚合物反应的硫化剂和/或交联剂。
在硫化剂中，能够被提及的那些硫化剂是基于硫及其衍生物的，并用于以相对于弹性体重量的0.01％至30％的比例交联弹性体。优选地，当聚合物用于沥青基质时，至少一种基于硫的硫化剂或其衍生物也被使用。
在交联剂中，能够被提及的阳离子交联剂，例如以相对于聚合物的0.01％至30％的比例的单酸或多酸、或羧酐、羧酸的酯、磺酸、硫酸、磷酸、甚至酰氯、酚。这些试剂能够与弹性体和/或功能塑性体反应。它们能够被用于填补或代替硫化剂。
作为非限制性实例，在阳离子交联剂中，提及
-羧酸，如4，4’二羧基二苯基酯、癸二酸，
-酐，如邻苯二甲酸酐、氧双邻苯二甲酸酐(oxydiphtalique)、1，2，4-苯三酸酐、对苯二酸酐，
-邻苯二甲酸酐或氧双邻苯二甲酸酐的酸性丁酯，
-磺酸，如对甲苯磺酸、萘磺酸或萘二磺酸、甲磺酸、1-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。
实施例
通过以下非限制性实例来说明本发明。参考这些实施例对沥青或沥青-添加剂组合物的流变学特征和机械特征进行测量，如表1所示。
此外，将布氏粘度表示为mPa·s。使用Brookfield CAP 2000+粘度计测量粘度。在160℃和不同转速(100rpm、500rpm、750rpm和1000rpm)下进行测量。每一转速进行30秒后读取测量值。
使用Rheometric Scientific RDA2流变仪测量复数模量。在10℃和60℃以及7.8Hz频率下进行测量。
在这些实施例中所使用的产品：
-沥青：Total France出售的沥青。
-化学发泡添加剂：包含酰肼官能的酚类化合物。具体地，使用2’，3-双[[3-[3，5-二叔丁基-4-羟苯基]丙酰基]]丙酰基酰肼。其被称为添加剂A。
实施例1：从不同来源的沥青制备沥青+添加剂A组合物
该第一实施例涉及本发明所述的沥青+添加剂A组合物。在本实施例中使用五种不同来源的沥青。它们各自的性质在下表2中给出。
制备在170℃下于反应器中搅拌进行。将99％重量比的沥青引入反应器中。然后加入1％重量比的添加剂A，该添加剂A的熔点为221℃至232℃。将混合物搅拌约15分钟。其最终外观是均匀的。
表2
    添加剂加入前
    沥青A     沥青B     沥青C     沥青D     沥青E
来源     中美洲     中东     CEI     中东     中东
P25(1/10mm) 200 153 187 55 169
TBA     40     40.6     40.7     50     39.8
    加入1％的添加剂A
P25(1/10mm) 40 54 71 28 57
TBA     98     100     ＞100     110     111.8
如本实施例的结果所示，不论初始沥青的来源，添加剂的作用是相同的。其特征在于针入度P25的减少和TBA的升高。该作用与沥青的常规吹制所观察到的作用相同。
这些结果如图1和图2所示。图1显示，对于两种等级的沥青(菱形：等级70/100RN；正方形：等级160/220RN)，从某一添加剂的含量开始，TBA实际上增加了一倍。图2显示，两种不同等级的沥青的TBA和25℃的针入度被改变。虽然25℃的针入度降低，但是TBA实际上增加了一倍，甚至两倍。因此在所述两种情况中，与初始沥青相比，结果是沥青被硬化。此外，对软沥青的硬化效果似乎更显著。
实施例2：沥青+添加剂A组合物的制备
本实施例涉及本发明所述的沥青+添加剂A组合物。表明了添加剂作用的速度及其对160℃时的粘度和弗拉斯沥青破裂点的有益效果。
制备在160℃下于反应器中搅拌进行。将99.1％重量比的沥青C引入反应器中，该沥青C的25℃的针入度为187 1/10mm，环球法软化点为40.7℃。然后加入0.9％重量比的添加剂A，该添加剂A的熔点为221℃至232℃。对该混合物搅拌20分钟、40分钟或1小时。获得的混合物具有均匀的外观。通常认为，小于10％的粘度变化是不显著的。
不同搅拌时间后测量的性质并列于下表3中。
表3
    沥青C     沥青C+0.9％添加剂
温度     160℃     160℃     160℃
搅拌时间     20分钟     40分钟     1小时
P25(1/10mm) 187 71 70 70
TBA(℃)     40.7     ＞100     106     106
PI     -0.04     8.15     8.15
PFF(℃)     -19     -19     -17     -17
160℃下的布氏粘度(mPa·s)
500rpm     75.4     76.6
750rpm     73.3     73.2     73.5     75.3
1000rpm     71.4     73.5
本实施例清楚地显示，不论混合的持续时间，初始沥青和加入添加剂后获得的沥青基质在160℃下的粘度和弗拉斯沥青破裂点未改变。因此，加入添加剂后获得的沥青基质的热加工性与初始沥青相当。
实施例3：沥青+添加剂A组合物的制备
本实施例涉及本发明所述的沥青+添加剂A组合物。表明了初始沥青等级的影响和通过RTFOT试验模拟的老化效果。
制备在170℃下于反应器中搅拌进行。将99％重量比的沥青引入反应器中。然后加入1％重量比的添加剂A，该添加剂A的熔点为221℃至232℃。将混合物搅拌约15分钟。其最终外观是均匀的。将混合物的性质列于表4中。与不同类型的集料相比较，尤其评估了沥青基质的被动粘合性。
表4
    沥青D     沥青D+1％添加剂     沥青E     沥青E+1％添加剂
P25(1/10m)     55     28     169     57
TBA(℃)     50     110     39.8     111.8
IP     -0.99     6.16     -0.87     8.07
PFF(℃)     -11     -15
布氏粘度(mPa·s)(1)
    203     188     135     128
复数模量G*(Pa)(2)
10℃     1.9×107     3.2×107     4.1×106     1.5×107
60℃     1.0×104     1.8×105     2.6×103     1.4×105
被动粘合性(％)
闪长岩     100     100
石英岩     100     100
石灰石     100     100
硅石     100     100
RTFOT老化后
P25(1/10mm)     102     47
PR25(％)(3)     60.3     82.4
TBA(℃)     44.4     106.8
ΔTBA(℃)(4)     4.6     -5
IP     0.9     7.1
(1)在160℃和100rpm(mPa·s)下的布氏粘度
(2)在7.8Hz(Pa)下测量的复数模量
(3)残余针入度PR25＝RTFOT后的P25/RFTOT前的P25×100，以％表示
(4)以℃表示的环球法软化点的变化，ΔTBA＝RTFOT后的TBA-RFTOT前的TBA
对于两种沥青D和E，观察到针入度的减少和TBA的升高与加入的添加剂有关。此外，该实施例显示，当加入添加剂时，沥青的复数模量增加。
通过标准化的RTFOT试验模拟沥青的老化。通常，老化时，沥青硬化：其针入度减少的同时，其环球法软化点升高。
以百分比表示的残余针入度是RTFOT试验模拟老化后，25℃(P25)的针入度和RTFOT试验前的P25的比值。残余针入度越大，沥青的抗老化能力越好。此外，软化点的变化越小，沥青的抗老化能力越好。
RTFOT试验显示，模拟老化后，针入度在加入添加剂的沥青基质中比在初始沥青中下降得少。此外，即使在模拟老化后，加入添加剂的沥青基质的Pfeiffer针入度指数仍然很高。加入添加剂的沥青基质的残余针入度比初始沥青的高。此外，加入添加剂的沥青基质的TBA变化为负值。因此加入添加剂的沥青基质比初始沥青更不易于老化。
加入添加剂的沥青基质呈现良好的被动粘合性：观察到在粘合性试验结束时，集料没有裂纹。
由于加入添加剂的沥青基质的性质如上所述，则其构成合适的粘合剂尤其适于抗车辙应用。

Claims (16)

1.沥青基质的制备方法，其包括以下主要阶段：
a)将沥青引入到装有搅拌装置的容器中，并使所述沥青升温至120℃至300℃，
b)将至少一种化学发泡添加剂引入到所述容器中，并进行混合，所述化学发泡添加剂具有以下通式：
Ar1-R-Ar2    (I)
其中Ar1和Ar2彼此独立地表示苯环或含有6至20个碳原子的稠合芳环体系，其被至少一个羟基基团取代，并且R表示任选取代的二价基团，其主链包含6至20个碳原子以及至少一个酰胺基团和/或酯基团。
2.如前述权利要求所述的方法，其中Ar1和/或Ar2优选在相对于羟基基团的一个或多个邻位被一个或多个烷基基团取代，所述烷基基团含有1至10个碳原子。
3.如前述权利要求中任一权利要求所述的方法，其中-R-处在相对于Ar1和/或Ar2的羟基基团的对位上。
4.如前述权利要求中任一权利要求所述的方法，其中Ar1和Ar2是3，5-二烷基-4-羟苯基基团，优选为3，5-二叔丁基-4-羟苯基基团。
5.如权利要求1所述的方法，其中所述添加剂是2’，3-双[[3-[3，5-二叔丁基-4-羟苯基]丙酰基]]丙酰基酰肼。
6.如前述权利要求中任一权利要求所述的方法，其中所述发泡添加剂相对于沥青的重量为0.1％至5.0％重量比。
7.如前述权利要求中任一权利要求所述的方法，其中所述混合进行的时间为5分钟至1小时。
8.沥青基质，其能够通过前述权利要求中任一权利要求所述的方法获得。
9.沥青基质，其包含未改性的沥青和至少一种具有以下通式的化学发泡添加剂：
Ar1-R-Ar2  (I)
其中Ar1和Ar2彼此独立地表示苯环或含有6至20个碳原子的稠合芳环体系，其被至少一个羟基基团取代，并且R表示任选取代的二价基团，其主链包含6至20个碳原子以及至少一个酰胺基团和/或酯基团。
10.如权利要求8或9所述的沥青基质，根据标准NF EN 1426测量，所述沥青基质在25℃的针入度(P25)为20至300个十分之一毫米，以及根据标准NF EN 1427测量，所述沥青基质的环球法软化点(TBA)为70℃至120℃，所述沥青基质是在未加入聚合物的情况下制备的。
11.如权利要求8至10中任一权利要求所述的沥青基质，根据标准NF EN 1426测量，所述沥青基质在25℃的针入度(P25)为50至300个十分之一毫米，以及根据标准NF EN 1427测量，所述沥青基质的环球法软化点(TBA)为70℃至120℃，所述沥青基质是在未加入所述聚合物的情况下制备的。
12.权利要求8至11中任一权利要求所述的沥青基质在沥青粘合剂的制备中的用途，尤其在沥青乳化液、稀释沥青或聚合沥青的制备中的用途。
13.权利要求8至11中任一权利要求所述的沥青基质在沥青粘合剂和公路集料的组合的制备中的用途，尤其在表面填料、热沥青类物质混合物、冷沥青类物质混合物、冷型浇注沥青类物质混合物、沙粒乳化液、磨耗层的制备中的用途。
14.权利要求8至11中任一权利要求所述的沥青基质在密封膜、膜或渗透层的制备中的用途。
15.沥青粘合剂的组合，其包含权利要求8至11中任一权利要求所述的沥青基质和公路集料，尤其是表面填料、热沥青类物质混合物、冷沥青类物质混合物、冷型浇注沥青类物质混合物、沙粒乳化液、磨耗层。
16.作为化学发泡添加剂的通式(I)的化合物在沥青基质的制备中的用途：
Ar1-R-Ar2  (I)
其中Ar1和Ar2彼此独立地表示苯环或含有6至20个碳原子的稠合芳环体系，其被至少一个羟基基团取代，并且R表示任选取代的二价基团，其主链包含6至20个碳原子以及至少一个酰胺基团和/或酯基团。
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