CN1109077C - 制备沥青组合物的方法 - Google Patents
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Abstract
制备开式级沥青组合物的方法，它包括在低于140℃的温度下，将非常硬粘合剂组分加入到非乳化非常软粘合剂组分和骨料的混合物中。
Description
本发明涉及制备沥青组合物的方法。
通常在140℃至170℃的温度范围内将沥青与骨料混合以生产随时用于路面的沥青组合物，不过，一些文献例如US3,832,200教导应该使用更高的温度。
由于目前人们充分地认识到这样热的沥青会对健康，安全和环境带来潜在的危害，因而在这个技术领域投入了很多努力以开发能够在更低温度下处理的沥青组合物。
在这个方面，能够提到通过将热沥青与乳化剂水溶液混合所制备的沥青乳化液的应用。这些沥青乳化液通常能够在明显低于140℃的温度下与骨料混合，用这种方法能够在很大程度上更好地控制上述危害。具有较高空隙含量的沥青组合物，即所谓的开式级沥青，具有对水高度可渗透的优点。这使得在使用过程中水能够更快地从路面渗出来。高空隙含量的缺点是开式级沥青相当容易从路面损失掉粗骨料，造成所谓的路面磨损。这进一步趋向于更容易地丧失内部内聚力，将最终导致材料的崩塌和内部稳定性的缺乏，其通常的表观现象是路面变形，即产生车辙。而且，这些沥青的强度结果却发展得很慢。
DE-E-4308567涉及一般通过将较小部分量的具有200dmm针入度的B200最初与石片和视具体情况而存在的沙料和填料组分混合，随后与较大部分量的具有65dmm针入度的B65混合来制备沥青组合物的方法。
令人惊奇地发现，通过在相对低温下，将针入度低于50dmm的硬粘合剂组分加入到粘度低于300mPa.s(在100℃)的非乳化软粘合剂组分和骨料的混合物中，能够生产出具有优良抗磨损以及良好的抗蠕变(车辙)和疲劳性能的开式级沥青组合物。
US-A-5,114,483，US-A-4,762,565和EP-A-589,740涉及借助软粘合剂组分的乳化液和硬粘合剂组分的乳化液来制备沥青。本发明方法的优点是不需要制备软粘合剂组分的乳化液。
因此，本发明涉及制备开式级沥青组合物的方法，它包括在低于140℃的温度下，将针入度低于50dmm的硬粘合剂组分加入到粘度低于300mPa.s(在100℃)的非乳化软粘合剂组分和骨料的混合物中。所应用的温度也适合于低于100℃。
硬粘合剂优选作为粉料加入到混合物中。在这种情况下，硬粘合剂组分能够非常诱人地被加入到低于50℃，优选在环境温度下的混合物中。如果硬粘合剂组分用作为乳化液(或悬浮液)，则乳化液(悬浮液)适于含有低于50％，优选低于40％的水量，在这种情况下，硬粘合剂组分能够适于被加入到温度低于100℃，优选处在环境温度至80℃范围内的混合物中。当使用乳化液时，乳化液可以是阳离子，阴离子和非离子乳化液。
软粘合剂组分能够适于被加入到较低温，即低于120℃的骨料中。
软粘合剂组分适于被加入到处在至少70℃，优选在80至115℃，更优选在85至110℃范围的骨料中。
在本发明的上下文中，硬粘合剂组分被定义为针入度(PEN)低于50dmm的粘合剂组分(按照ASTM D5在25℃测定)。硬粘合剂组分优选具有低于10dmm的针入度，和低于100℃，优选低于80℃(通过ASTMD36测量)的软化点。
在本发明的上下文中，软粘合剂组分被定义为具有粘度低于300mPa.s，优选低于270mPa.s，最优选低于200mPa.s(通过ASTM 2171在100℃下测量)的粘合剂组分。
硬和软粘合剂组分都优选沥青组分。然而，在本发明的另一个适合实施方案中，硬粘合剂组分为树脂，例如苯并呋喃-茚树脂，软粘合剂组分为低粘性组分(助熔剂)。树脂可以是EP-B-0330281描述的任何改性树脂，因此被引入本文供参考。
粘合剂组分还适于含有薄膜形成改进剂(例如丁基二苯基溶纤剂)，非离子乳化剂(例如壬基酚乙氧基化物)或粘合改进剂(例如胺，如烷基酰氨基胺)，优选烷基酰氨基胺。这样的附加组分优选被加入到软粘合剂组分中，适于以粘合剂总量为基准计低于5wt％的量，优选0.25至1.0wt％的量存在。适宜地，还可以使用这些附加化合物的混合物。这样获得了甚至进一步改进的抗磨损性。
沥青组分可以是天然存在的沥青或来源于矿物油。除了沥青材料混合物以外，还可以使用通过裂化方法获得的石油沥青和煤焦油。适合的沥青实例包括蒸馏或“直馏”沥青，沉淀沥青，例如丙烷沥青，吹制沥青，例如催化吹制沥青，和它们的混合物。其它适合的沥青组合物包括一种或多种这些沥青与增量剂(助熔剂)如石油萃取液，例如芳族萃取液，馏取液或残渣，或者与油类的混合物。
硬和软粘合剂组分适于含有任何本领域已知的聚合物改性剂，如热塑性橡胶，例如其适宜用量为1至10wt％。硬和软粘合剂组分的量可以在宽范围内变化，很大程度取决于沥青组合物的粘合剂所需要的针入度等级。硬粘合剂组分例如能够适于以粘合剂总量为基准计10至90wt％的量存在。
根据本发明制备的沥青组合物特别适合使用于道路应用。根据本发明制备的沥青组合物适用于基础粗料或磨损粗料的建筑。根据本发明制备的沥青组合物的粘结剂适宜具有在10至300dmm之间，优选50至150dmm之间变化的针入度(根据ASTM D5在25℃测定)。
沥青组合物也可以含有其它成分如填料，例如碳黑，硅石和碳酸钙，稳定剂，抗氧化剂，颜料和已知可用于沥青组合物中的溶剂。根据本发明制备的沥青组合物包括以本领域已知量使用的骨料。
本发明的开式级沥青组合物具有高于10％，优选高于15％，最优选在20％至30％范围的空隙含量(真正开式级沥青组合物)。
合适的骨料包括通常应用于开式级沥青组合物的那些。
现在通过以下实施例来描述本发明。
实施例1
本发明按照以下方法制备在100％m骨料上具有4.5％m的100铅笔级粘合剂的开式级沥青组合物。1kg具有在100℃下粘度值为260mPa.s的低粘度粘合剂组分(statfiord短程残油)在100℃下与10gWetfix(烷基酰氨基胺；产自Berol Nobel公司)预混合。19.6g的预混合低粘度粘合剂组分被加入到处在100℃下以大约35转/分运转的Hobart混合器内的924.8g骨料中。骨料由5.7％m的FillerRhecal 60(＜63um)，10.1％m石粉(0.063-2mm)和84.2％m的荷兰碎砾石(8-11mm)组成。随后，36.3g含有22.1g的10/20铅笔级沥青的硬粘合剂组分的悬浮液(沥青在悬浮液中的含量为60.9％m)被加入到这样获得的混合物中。悬浮液在装有热交换器的ScanRoad(Akzo-Nobel)胶体磨中制备，该磨机在2巴的压力下，沥青温度为165℃，乳化剂溶液温度为60℃和9000转/分条件下运转。10/20铅笔级沥青具有12dmm的针入度(根据ASTMD D5在25℃测定)和70℃的软化点(根据ASTMD D36测定)。乳化剂溶液含有3.0％的可市购的乳化剂Redicote EM26和pH值为1.5。溶液使用盐酸酸化。这样获得的开式级沥青组合物然后被灌注到旋转式压实机的模具中。沥青组合物然后在70至100℃之间的温度下，在3.5巴的压实压力，压实角为1.5下被压实100次。在压实之后让获得的沥青样品冷却到环境温度，再从铸模中取出。
实施例2
为了对比，按照以下方法制备在100％m骨料上具有4.5％m的100铅笔级粘合剂的普通热混合开式级沥青组合物。通过混合低粘度粘合剂组分(Statfjord短程残渣)与硬沥青组分(10/20铅笔级)来制备100铅笔级粘合剂。41.6g这样获得的共混物在140℃下被加入到924.8g在实例1描述的骨料组合物中。沥青组合物然后在130℃在3.5巴的压实压力，压实角为1.5下被旋转式压实100次。在压实之后，让沥青样品冷却到环境温度，再从铸模中取出。
测试实验
然后用(改性的)Californian磨损测试法在4℃下测定在实施例1和2制备的开式级沥青组合物的磨损性能。该测试为本领域技术人员公知内容。在测试中，使用直径101.6mm，高度50mm的滚筒测试样品。沥青组合物的性能数据表示在表1中。
从这些数据将明显看出根据本发明，引人注目的沥青组合物能够有利地在低温下制备。并且，可看出根据本发明制备的沥青组合物(实施例1)看来与普通开式级沥青组合物(实施例2)一样均匀，骨料的涂层等级在两个实施例中也相似。
表1
| 空隙％ | 4℃Californian磨损试验[g] | |
| 实施例1 | 23 | 43.1±0.1 |
| 实施例2 | 24 | 37.8±1.5 |
Claims (7)
1、制备开式级沥青组合物的方法，它包括在低于140℃的温度下将针入度低于50dmm的硬粘合剂组分加入到粘度低于300mPa.s(在100℃)的非乳化软粘合剂组分与骨料的混合物中，其中硬和软粘合剂组分是沥青组分。
2、根据权利要求1的方法，其中硬粘合剂组分在低于100℃的温度下被加入到所述混合物中。
3、根据权利要求1或2的方法，其中硬粘合剂组分作为粉料被加入到混合物中。
4、根据权利要求3的方法，其中硬粘合剂组分在低于50℃的温度下被加入到所述混合物中。
5、根据权利要求1至4中任一项的方法，其中软粘合剂组分在低于120℃的温度下被加入到所述骨料中。
6、根据权利要求5的方法，其中温度在80至115℃的范围内。
7、权利要求1至6中任一项制备的沥青组合物在铺路应用中的用途。
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| REG | Reference to a national code |
Ref country code: HK Ref legal event code: WD Ref document number: 1048710 Country of ref document: HK |
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Granted publication date: 20030521 Termination date: 20170420 |