CN1315947C - 加热沥青用添加剂 - Google Patents

Abstract

本发明提供可以进一步提高沥青和骨料的防止剥离效果的加热沥青用的添加剂。本发明是一种含有特定的没食子酸酯等的加热沥青用添加剂。

Description

加热沥青用添加剂

技术领域

本发明涉及一种在道路铺设等中使用的加热沥青用添加剂。

背景技术

从石油中得到的沥青被用作道路铺设材料、屋顶材料、防水材料等，其中作为道路铺设材料需求特别大。在加热沥青铺设道路的过程中，需要加热骨料和沥青使其混合，之后进行施工。非极性且疏水性的沥青由于对亲水性的骨料粘附性不够，存在着下列潜在问题：由于降雨或地下水等导致水的介入作用时，沥青从骨料剥离。

如上所述，改善沥青和骨料的粘附性，对提高加热沥青铺设的性能非常重要，为此提出了各种各样的解决方法。

例如特开2001-2928号公报中，作为相应的对策提出了使用高级脂肪族聚亚烷基多胺和具有羧基的改性聚烯烃树脂的盐。但是在该技术中向加热沥青中添加后，可以改良初期的粘附性，但是存在的问题是在高温下保存该沥青，剥离防止效果降低4～7天。

另外，在特开昭60-188462号公报中，作为解决上述问题的方法采取特定的酸性有机磷化合物是有效的，但是与上述现有提出的其它的添加剂相比，尽管粘附性、剥离效果得到了提高，但是在市场要求的速效性方面还有需要改善的地方。

近年来，在担心沥青或骨料品质低下的同时，从资源的有效利用的观点考虑，还提出了利用铺设废料的再生工艺方法，这种情况下，由于使用品质低下的沥青，不可能进行牢固地粘附。

这样，在使用加热沥青和骨料(又称为集料)的道路铺设材料中，越来越倾向于沥青的改质，但是，还没有开发完全解决上述问题和市场要求的各种性能的方法。

另外，在特开平9-157530号公报中，记载了含有没食子酸和/或没食子酸衍生物的沥青乳剂，但是这是涉及沥青乳剂系的技术，不是针对使用了不含水的加热沥青的体系而言的。

发明内容

本发明涉及一种含有下述(I)和/或(II)的加热沥青用添加剂。

(I)下述通式(1)所示的化合物

式中R表示碳原子数为1～22的烃基。

(II)下述通式(2)所示的化合物和通式(3)表示的化合物

R-OH    (3)

另外，本发明涉及一种加热沥青组合物，其是通过在加热至100～300℃的沥青中掺混上述本发明的添加剂而制成的。

另外，本发明涉及一种加热沥青组合物，该组合物含有上述本发明的添加剂和加热至100～300℃的沥青，其中所述添加剂相对于沥青为0.005～3重量％。

另外，本发明涉及一种防止沥青剥离的方法，其中将上述本发明的添加剂添加在沥青中，并且所述添加剂不含有水。

本发明涉及一种防止沥青剥离的方法，其中将上述本发明的添加剂添加到加热至100～300℃的沥青中，所述添加剂相对于所述沥青的含量为0.005～3重量％。

本发明涉及一种加热沥青组合物的制造方法，其中将上述本发明的添加剂添加到加热至100～300℃的沥青中，所述添加剂相对于所述沥青的含量为0.005～3重量％。

本发明提供一种加热沥青组合物，含有选自用式(1)表示的化合物(I)和用(2)和(3)表示的化合物(II)组成的组之中的至少1种化合物，即(I)和/或(II)的化合物和加热沥青。(II)含有(2)和(3)。另外，提供一种通过将上述化合物添加至加热沥青中以防止沥青从骨料上剥离的方法，和上述化合物用作加热沥青添加剂的用途。

具体实施方式

本发明的加热沥青用添加剂所用的通式(1)的化合物在苯环中具有取代的-OH基。本发明可以单独使用通式(1)的化合物，也可以合并使用2种或以上。

本发明的沥青用添加剂所用的通式(2)表示的化合物和通式(3)表示的化合物也可以分别合并使用通过另外的方法制得的物质。

通式(1)或(3)中的R为碳原子数1～22的烃基，可以是饱和或不饱和的，支链或直链的任一种，优选碳原子数5～20的烃基，更优选碳原子数10～20的烃基、特别优选碳原子数10～18的烃基。也可以是碳原子数8～22的烃基。这样的烃基例如有辛基、壬基、癸基、十一烷基、十二烷基、十三烷基、十四烷基、十五烷基、十六烷基、十七烷基、十八烷基、十九烷基、二十烷基、硬脂酰、十二烷基、十四烷基、异戊基、异丙基等烷基，辛基苯基、壬基苯基、癸基苯基、十二烷基苯基、十三烷基苯基、十四烷基苯基等烷基苯基。R优选为碳原子数1～22的烷基或碳原子数2～22的链烯基或碳原子数7～22的烷基苯基，优选碳原子数5～20的烷基，特别优选碳原子数10～18的直链的烷基。

通式(1)的化合物的制造方法没有特别限定，例如有：使碳原子数1～22的饱和或不饱和的、直链或支链的醇或烷基苯酚在强酸催化剂的存在下，同可以加水分解的丹宁物质中含有的没食子酸在100℃或以上的高温下进行反应的方法。丹宁物质例如有：五倍子、没食子、漆树丹宁(sumac)、云实果丹宁、栎壳丹宁(valonia)、栗子丹宁(chestnut)、柯子丹宁(myrobalan)、栎木、云实(divi-divi)、苏方丹宁(アルガロビア)等缩合型丹宁。强酸适合使用尽可能无水的形式，例如硫酸、盐酸、p-甲苯磺酸。尽管不使用强酸催化剂也可以制造，但是这种情况下需要的反应时间长。

含有通式(1)表示的化合物的本发明的沥青添加剂在沥青添加后可以快速地显现粘附性和防止剥离的效果的原因尚不清楚，但据认为是由于通式(1)所示的化合物中的-OH和骨料表面的Si基形成氢键的原因。还认为，通式(1)所示的化合物由于和沥青具有良好的混合性，因而骨料和沥青的结合变得牢固。另外认为，在合并使用通式(2)表示的化合物和通式(3)表示的化合物的场合，通式(2)的化合物和通式(3)的化合物在加热沥青之中也进行反应，生成通式(1)的化合物，从而产生效果。

另外在合并使用通式(2)表示的化合物和通式(3)表示的化合物的场合，两者的重量比(2)/(3)优选为90/10～10/90、更优选为70/30～30/70、特别优选为60/40～40/60。

本发明的添加剂以相对于沥青优选为0.01～3重量％，更优选为0.02～2重量％，特别优选为0.05～1.5重量％的比率进行添加。在该范围内的添加量可以显示优良的沥青-骨料间的粘附性和防止剥离的效果。

本发明的添加剂向沥青中的添加方法没有特别限定，例如可以向加热至100～250℃的熔融沥青中，在搅拌下添加预定量。另外，由于本发明的添加剂对沥青具有好的溶解性和亲和性，以热对流或搬运时的振动程度就可以充分地混合均匀，所以不搅拌也可以，在要求速效性时，优选使用搅拌进行混合。

本发明的加热沥青用添加剂中也可以合并使用各种脂肪族胺。使用它们的目的是，这些物质由于分子中具有氮原子，可以进一步提高初期沥青对骨料的润湿性。脂肪族胺例如有：牛油基丙二胺所代表的高级脂肪族多胺和其衍生物，烷基羟基胺、单乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺等醇胺等。

本发明的添加剂中的通式(1)中表示的化合物和/或通式(2)表示的化合物和通式(3)表示的化合物的总含量优选为70～100重量％、更优选为80～100重量％，特别优选为85～100重量％。

本发明的添加剂中，相对于沥青，通式(1)中表示的化合物、和/或通式(2)表示的化合物和通式(3)表示的化合物的合计比率优选为0.005～3重量％、更优选为0.01～2重量％，特别优选为0.03～1重量％。在该范围内防止沥青和骨料的剥离效果显著。

另外，本发明的添加剂在不影响本发明的效果的范围内，也可以含有极少量的水，从添加在加热的沥青中的观点考虑，水的含有量优选为0.2重量％或以下、更优选为0.05重量％或以下，特别优选在不含有水的状态下使用。

本发明的添加剂通过掺混至加热到100℃～300℃的沥青中，可以调整加热沥青组合物。

作为本发明中所使用的沥青，有向石油直馏沥青、半氧化沥青、稀释沥青、天然沥青、石油焦油、硬沥青(pitch)或由溶剂脱沥青生成的沥青质加入软化剂以制得达到适合道路铺设用沥青的规格的沥青。而且在上述沥青中添加天然橡胶类、苯乙烯·丁二烯共聚物、氯丁二烯聚合物等合成橡胶类、热塑性弹性体类、乙烯、醋酸乙烯酯、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、苯乙烯的均聚物或它们组合得到的共聚物等，也可以使用沥青的稠度提高了的改性沥青。这些可以在100～300℃下使用，通常加热160～250℃，甚至加热至180～220℃使用。

本发明的加热沥青组合物根据各自的目的，可以添加碳酸钙、消石灰、水泥、活性炭等无机填充材料和有机填充材料、石油树脂、低分子聚乙烯等石油系软化剂，油酸等植物油系软化剂、各种增塑剂和硫等。

本发明的加热沥青组合物可以在道路铺设材料、屋顶材料、防水材料等中使用，由于其防止剥离性能好，其中特别适合作为道路铺设材料。

本发明的加热沥青组合物优选和骨料混合使用，本发明的加热沥青组合物优选以1～15重量％、骨料99～85重量％的比例掺混。作为骨料可以使用碎石、沙、填料等。

本发明的加热沥青用添加剂使加热沥青和骨料的粘附性坚固。结果在加热沥青铺设中可以显示非常好的防止剥离效果。

实施例

根据沥青铺设纲要(日本道路协会发行)中记载的沥青涂膜的剥离试验，采样以下所示的方法对沥青和骨料的剥离性进行试验。

(剥离试验法)

在宝塚产的骨料(石英斑岩)和葛生产的骨料(石灰岩)中，将通过13mm筛至5mm筛的粒度的产品分别取100g，很好地将其洗净，然后加入至300ml的金属制容器中进行干燥。使其置于预先保持在150℃的温度的恒温干燥机中，加热1小时。另一方面，将沥青组合物在180℃的恒温干燥机中，加热特定时间(2小时或48小时)，之后将其的5.5g加入上述骨料中。用2～3分刮刀充分搅拌使其沥青完全地包覆在碎石表面。然后将其铺平在玻璃板上，放置1小时，冷却至室温，使沥青硬化。将上述的包覆骨料置于80℃的恒温水槽中的温水中，浸渍60分钟，冷却30分钟之后，在室温下干燥，从上方用肉眼观察包覆骨料的状态，以试验开始时的沥青组合物涂膜的面积为基准求剥离的沥青组合物涂膜的面积百分率。以其作为剥离率。

实施例

添加预定量的在180℃下加热熔融的沥青和表1所示的化合物，在180℃下用涡轮型搅拌叶片，混合1～3分钟使其均匀，由此可以得到沥青组合物。得到的沥青组合物进行上述剥离试验，将其结果示于表1。

表1

		加热沥青用添加剂	添加量*(重量％)	剥离面积(％)
								石英斑岩		石灰岩
				2小时	48小时	2小时	48小时
								本发明品	1	十二烷基醇没食子酸酯	0.2	0	＜5	0	0
2	十四烷醇没食子酸酯	0.2	0	＜5	0	0
							3		十二烷醇没食子酸酯	0.2	0	5	0	＜5
4	硬脂醇没食子酸酯	0.03	0	5	0	＜5
							5		硬脂醇没食子酸酯	0.3	0	0	0	0
6	油醇没食子酸酯	0.3	＜5	5	＜5	＜5
							7		十六烷醇没食子酸酯	0.2	＜5	5	＜5	＜5
8	十八烷醇没食子酸酯	0.2	＜10	10	＜10	10
							9		椰子油醇没食子酸酯	0.2	0	＜5	0	＜5
10	壬基苯酚没食子酸酯	0.2	＜5	5	＜5	＜5
							11		硬脂醇没食子酸酯三亚乙基四胺	0.20.05	0	5	0	＜5
12	没食子酸硬脂醇	0.10.1	0	20	0	20
							13		硬脂醇没食子酸酯	0.01	10	20	10	20
14	异戊醇没食子酸酯	0.2	＜5	＜5	＜5	＜5
							比较品		1	不添加	-	60	80	40	70
2	没食子酸	0.5	60	80	35	70
								3	硬脂醇	0.5	60	60	40	50
4	磷酸	0.5	10	20	10	20
								5	硬脂酰磷酸酯	0.1	20	60	20	30
6	牛油基丙二胺	0.5	10	30	10	20
								7	牛油基丙二胺环氧乙烷平均3摩尔加成物	0.5	20	60	10	50
8	油氨基咪唑啉	0.5	10	60	10	40
								9	1-氨基乙基-2-十七碳烯基咪唑啉-2	0.5	20	70	10	50
10	油氨基乙基咪唑啉	0.2	20	70	20	60

*相对于沥青的重量％

如表1所示，含有本发明品的加热沥青用添加剂的加热沥青组合物对酸性岩和碱性岩的骨料都显示坚牢的粘附性，即使经过长时间地加热，也不失去效果。另外可知，即使和沥青的混合时间非常短，也比目前使用的产品的防止剥离效果好，并充分显示出速效性。

而且本发明的产品在添加量为0.01重量％时，和比较品添加0.5重量％的场合具有同等或以上的效果。

Claims (5)

1、一种加热沥青组合物，其含有下述(I)和/或(II)所示的化合物和加热沥青，且该组合物不含有水，

(I)下述通式(1)所示的化合物

式中R表示碳原子数为5～22的烷基、链烯基或烷基苯基；(II)下述通式(2)所示的化合物和下述通式(3)表示的化合物

R-OH    (3)

式中R表示碳原子数为5～22的烷基、链烯基或烷基苯基。

2、根据权利要求1所述的加热沥青组合物，其是通过将所述化合物掺混到加热至100～300℃的沥青中而制成的。

3、根据权利要求1所述的加热沥青组合物，其中所述化合物相对于所述沥青的含量为0.005～3重量％。

4、一种加热沥青组合物的制造方法，其中将下述(I)和/或(II)所示的化合物添加到加热至100～300℃的沥青中，从而制得不含有水的加热沥青组合物，其中所述化合物相对于所述沥青为0.005～3重量％，

(I)下述通式(1)所示的化合物

式中R表示碳原子数为5～22的烷基、链烯基或烷基苯基；

(II)下述通式(2)所示的化合物和下述通式(3)表示的化合物

R-OH    (3)

式中R表示碳原子数为5～22的烷基、链烯基或烷基苯基。

5、一种防止沥青剥离的方法，其中通过将下述(I)和/或(II)所示的化合物在不含有水的情况下添加到加热至100～300℃的沥青中以防止沥青从骨料上剥离，其中所述化合物相对于所述沥青为0.005～3重量％，

(I)下述通式(1)所示的化合物

式中R表示碳原子数为5～22的烷基、链烯基或烷基苯基；

(II)下述通式(2)所示的化合物和下述通式(3)表示的化合物

R-OH    (3)

式中R表示碳原子数为5～22的烷基、链烯基或烷基苯基。