RU2424262C2 - Modified asphalt binders and compositions of asphalt road surface - Google Patents

Modified asphalt binders and compositions of asphalt road surface Download PDF

Info

Publication number
RU2424262C2
RU2424262C2 RU2008131056/04A RU2008131056A RU2424262C2 RU 2424262 C2 RU2424262 C2 RU 2424262C2 RU 2008131056/04 A RU2008131056/04 A RU 2008131056/04A RU 2008131056 A RU2008131056 A RU 2008131056A RU 2424262 C2 RU2424262 C2 RU 2424262C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
asphalt binder
polymer
asphalt
phosphorus pentasulfide
parts
Prior art date
Application number
RU2008131056/04A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2008131056A (en
Inventor
Уильям ХЁРДЖЕНРОТЕР (US)
Уильям ХЁРДЖЕНРОТЕР
Питер БЁРНЕР (US)
Питер Бёрнер
Кристин РЕЙДМЭЧЕР (US)
Кристин Рейдмэчер
Тимоти РИС (US)
Тимоти Рис
Херберт УИССЕЛ (US)
Херберт УИССЕЛ
Дэниел ГРЕЙВЗ (US)
Дэниел Грейвз
Original Assignee
Файэрстоун Полимерс, Ллк
Херитидж Рисерч Груп
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Файэрстоун Полимерс, Ллк, Херитидж Рисерч Груп filed Critical Файэрстоун Полимерс, Ллк
Publication of RU2008131056A publication Critical patent/RU2008131056A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2424262C2 publication Critical patent/RU2424262C2/en

Links

Landscapes

  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Road Paving Structures (AREA)

Abstract

FIELD: construction.
SUBSTANCE: invention relates to a method to produce compositions of modified asphalt binder, which includes the following: mixing of an asphalt binder, an unsaturated polymer and a phosphorus pentasulfide to produce a modified asphalt composition, in which amount of polymer makes from around 0.5 to around 10 weight parts per 100 weight parts of the asphalt binder, the amount of phosphorus pentasulfide makes from around 0.001 to around 10 weight parts per 100 weight parts of the asphalt binder, when selecting the specified amounts that ensure elastic recovery of the composition of modified asphalt binder by more than 72.5% at 25°C, at the same time the unsaturated polymer and phosphorus pentasulfide are added directly to the asphalt binder without previous mixing of the unsaturated polymer and phosphorus pentasulfide. The invention represents a composition of the modified asphalt binder produced according to the method of invention and an asphalt composition for road surfaces.
EFFECT: production of a composition of the modified asphalt binder.
10 cl, 1 dwg, 6 tbl, 51 ex

Description

Данная заявка заявляет преимущества предварительных заявок США №№60/755666, 60/755670, 60/755668, 60/755667, поданных 29 декабря 2005 года, и предварительной заявки США №60/813950, поданной 15 июня 2006 года.This application claims the benefits of provisional applications US No. 60/755666, 60/755670, 60/755668, 60/755667, filed December 29, 2005, and provisional application US No. 60/813950, filed June 15, 2006.

Область техникиTechnical field

Один или несколько вариантов реализации настоящего изобретения относятся к композициям модифицированных асфальтовых связующих, которые получают в результате использования пентасульфида фосфора и полимера, а также к композициям асфальтового дорожного покрытия, полученным при использовании данных композиций связующих.One or more embodiments of the present invention relate to modified asphalt binder compositions that result from the use of phosphorus pentasulfide and polymer, as well as to asphalt pavement compositions obtained using these binder compositions.

Уровень техникиState of the art

В течение длительного времени при изготовлении дорожных покрытий использовались композиции асфальтового дорожного покрытия, которые включают смесь асфальтового связующего и заполнителя. Давно существующая технологическая проблема, связанная с данными дорожными покрытиями, заключалась в их поведении при экстремальных температурах. То есть, при высоких температурах дорожные покрытия становятся мягкими; а при низких температурах дорожные покрытия являются хрупкими.For a long time, asphalt paving compositions, which include a mixture of asphalt binder and aggregate, have been used in the manufacture of pavements. A long-standing technological problem associated with these pavements was their behavior at extreme temperatures. That is, at high temperatures, road surfaces become soft; and at low temperatures, road surfaces are fragile.

В течение десятилетий для смягчения остроты проблем, испытываемых при экстремальных температурах, использовали добавки. Например, к композициям асфальтовых связующих добавляли полимеры. В патенте США №4145322 сообщают о полимермодифицированных битумных композициях, которые включают эластомеры (например, полиизопрен, бутил-каучук, каучук БСК), которые можно использовать для улучшения механических свойств битумов, в особенности эластомерных свойств. И использование в данных битумных композициях конкретных блок-сополимеров стирола и диенового мономера позволяет получать композиции, обладающие желательными механическими свойствами, даже при низких температурах.For decades, additives have been used to alleviate the problems experienced at extreme temperatures. For example, polymers were added to asphalt binder compositions. US Pat. No. 4,145,322 teaches polymer-modified bitumen compositions that include elastomers (e.g., polyisoprene, butyl rubber, BSK rubber) that can be used to improve the mechanical properties of bitumen, in particular elastomeric properties. And the use of specific block copolymers of styrene and diene monomer in these bituminous compositions allows one to obtain compositions having desirable mechanical properties, even at low temperatures.

Подобным же образом в документе JP 51-149312 (1976) сообщают о модифицированных асфальтовых композициях, которые включают соединение фосфора, такое как пентаоксид фосфора, полифосфорная кислота или пентасульфид фосфора. Предполагается, что данные соединения фосфора могут модифицировать асфальт, поскольку они связываются в асфальте с асфальтеном, дополнительно упрочняя структуру геля. Для того чтобы устранить проблемы с диспергируемостью и удобством в обращении, связанные с данными соединениями фосфора, соединения фосфора перемешивают с нефтяными композициями и к асфальтовой композиции добавляют смесь. Нефтяные композиции характеризуются температурой воспламенения, равной 150°C и более, и включают 0,5-40% асфальтенов. Соединения фосфора можно включать в нефтяную композицию в количестве в диапазоне от 0,5 до 50 массовых процентов, и количество соединения фосфора, добавляемого к модифицируемому асфальту, может находиться в диапазоне от 0,2 до 5,0 массовых процентов.Similarly, JP 51-149312 (1976) reports modified asphalt compositions that include a phosphorus compound such as phosphorus pentoxide, polyphosphoric acid or phosphorus pentasulfide. It is believed that these phosphorus compounds can modify asphalt because they bind to asphalt in asphalt, further strengthening the gel structure. In order to eliminate dispersibility and handling problems associated with these phosphorus compounds, the phosphorus compounds are mixed with petroleum compositions and a mixture is added to the asphalt composition. Oil compositions are characterized by a flash point of 150 ° C or more, and include 0.5–40% of asphaltenes. Phosphorus compounds may be included in the oil composition in an amount in the range of 0.5 to 50 weight percent, and the amount of phosphorus compound added to the modified asphalt may be in the range of 0.2 to 5.0 weight percent.

В патенте США №6569351 сообщают о полимермодифицированных асфальтовых композициях, полученных в результате объединения добавки ускоритель-гелеобразователь с полимером и асфальтом и отверждения полимермодифицированного асфальта при температуре в диапазоне от 200°F (93,3°C) до 500°F (260,0°C). Добавки ускоритель-гелеобразователь включают 2-75% ускорителя, 25-88% технологического масла и 0,5-10% глины. Ускоритель может включать серу, 4,4'-дитиодиморфолин, производные тиазола, дитиокарбонаты, пентасульфид фосфора, пентаоксид фосфора, стеарат цинка, стеарат аммония, гидроксид натрия, гидроксид калия, гидроксид кальция, оксид алюминия или комбинации данных или других вулканизаторов или ускорителей. Добавку ускоритель-гелеобразователь можно добавлять к концентратам, содержащим приблизительно 1-25% полимера.US Pat. No. 6,569,351 teaches polymer-modified asphalt compositions obtained by combining an accelerator-gelling agent with polymer and asphalt and curing the polymer-modified asphalt at a temperature in the range of 200 ° F. (93.3 ° C.) to 500 ° F. (260.0 ° C). The accelerator-gelling agent additives include 2-75% accelerator, 25-88% process oil and 0.5-10% clay. The accelerator may include sulfur, 4,4'-dithiodimorpholine, thiazole derivatives, dithiocarbonates, phosphorus pentasulfide, phosphorus pentoxide, zinc stearate, ammonium stearate, sodium hydroxide, potassium hydroxide, calcium hydroxide, aluminum oxide, or a combination of these or other vulcanizing or accelerating agents. The accelerator-gelling agent additive can be added to concentrates containing approximately 1-25% of the polymer.

В патенте США №5990206 сообщают о смеси полимера и соединения фосфора (композиция модификатора), предназначенной для использования в асфальтовых композициях. Полимер может включать полимеры на основе каучука (модификатор) и/или полимер на основе смолы (модификатор). Соединения фосфора могут включать фосфорный ангидрид (P2O5), полифосфорную кислоту, ортофосфорную кислоту, окситрихлорид фосфора (POCl3), трихлорид фосфора (PCl3) и пентасульфид фосфора (P2S5). Смесь может содержать от приблизительно 0,1 до приблизительно 10% (мас.) соединения фосфора, и можно получать асфальтовые композиции, содержащие от 0,1 до 30% (мас.) смеси полимер/соединение фосфора (композиция модификатора). Как представляется, неорганическое соединение фосфора в асфальте исполняет функцию сшивателя между модификатором на основе каучука и/или на основе смолы и сетчатой структурой более высокого порядка (асфальтеном) и является подходящим для упрочнении структуры геля в асфальте.US Pat. No. 5,990,206 teaches a mixture of a polymer and a phosphorus compound (modifier composition) for use in asphalt compositions. The polymer may include rubber-based polymers (modifier) and / or resin-based polymer (modifier). Phosphorus compounds may include phosphoric anhydride (P 2 O 5 ), polyphosphoric acid, phosphoric acid, phosphorus oxytrichloride (POCl 3 ), phosphorus trichloride (PCl 3 ) and phosphorus pentasulfide (P 2 S 5 ). The mixture may contain from about 0.1 to about 10% (wt.) Phosphorus compounds, and asphalt compositions containing from 0.1 to 30% (wt.) Polymer / phosphorus compound (modifier composition) mixtures can be obtained. It seems that the inorganic phosphorus compound in the asphalt acts as a crosslinker between the rubber-based and / or resin-based modifier and the higher-order network (asphaltene) and is suitable for strengthening the gel structure in the asphalt.

На чертеже представлена блок-схема, демонстрирующая конкретный вариант реализации настоящего изобретения.The drawing is a block diagram showing a specific embodiment of the present invention.

Краткое изложение изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION

Один или несколько вариантов реализации настоящего изобретения предлагают способ получения композиции модифицированного асфальтового связующего, при этом способ включает перемешивание асфальта, ненасыщенного полимера и пентасульфида фосфора до получения модифицированной асфальтовой композиции.One or more embodiments of the present invention provide a method for producing a modified asphalt binder composition, the method comprising mixing asphalt, an unsaturated polymer and phosphorus pentasulfide to obtain a modified asphalt composition.

Один или несколько вариантов реализации настоящего изобретения также предлагают способ получения композиции модифицированного асфальтового связующего, при этом способ включает перемешивание асфальтового связующего, полимера и пентасульфида фосфора до получения модифицированной асфальтовой композиции, где массовое соотношение между полимером и пентасульфидом фосфора равно, по меньшей мере, 0,5:1 и менее чем 8:1.One or more embodiments of the present invention also provide a method for producing a modified asphalt binder composition, the method comprising mixing the asphalt binder, polymer and phosphorus pentasulfide to obtain a modified asphalt composition, where the mass ratio between polymer and phosphorus pentasulfide is at least 0, 5: 1 and less than 8: 1.

Один или несколько вариантов реализации настоящего изобретения дополнительно предлагают способ получения композиции модифицированного асфальтового связующего, при этом способ включает введение в асфальтовое связующее полимера и введение в асфальтовое связующее пентасульфида фосфора, где упомянутая стадия введения в асфальт пентасульфида фосфора включает добавление композиции пентасульфида фосфора, которая включает менее чем 5% (мас.) углеводородного материала.One or more embodiments of the present invention further provides a method for preparing a modified asphalt binder composition, the method comprising introducing a polymer of pentasulfide into an asphalt binder and introducing phosphorus pentasulfide into the asphalt binder, wherein said step of introducing phosphorus pentasulfide into the asphalt comprises adding a phosphorus pentasulfide composition that includes less than than 5% (wt.) hydrocarbon material.

Один или несколько вариантов реализации настоящего изобретения дополнительно предлагают способ получения композиции модифицированного асфальтового связующего, при этом способ включает получение концентрата пентасульфид фосфора-связующее в результате объединения и перемешивания пентасульфида фосфора и асфальтового связующего, где концентрат пентасульфид фосфора-связующее включает более чем 0,5 массовой части пентасульфида фосфора на 100 массовых частей асфальта, получение концентрата полимер-связующее в результате объединения и перемешивания полимера и асфальтового связующего, где концентрат полимер-связующее включает более чем 5 массовых частей полимера на 100 массовых частей асфальта, и объединение и перемешивание концентрата пентасульфид фосфора-связующее с концентратом полимер-связующее до получения композиции модифицированного асфальтового связующего.One or more embodiments of the present invention further provides a method for producing a modified asphalt binder composition, the method comprising obtaining a phosphorus pentasulfide-binder concentrate by combining and mixing phosphorus pentasulfide and an asphalt binder, where the phosphorus binder pentasulfide concentrate comprises more than 0.5 mass parts of phosphorus pentasulfide per 100 mass parts of asphalt, obtaining a polymer-binder concentrate by combining and remeshivaniya polymer and asphalt binder, where the polymer-binder concentrate includes greater than 5 parts by weight polymer per 100 parts by weight of asphalt, and combining and mixing the phosphorus pentasulfide concentrate-binder concentrate with the polymer-binder to produce a modified asphalt binder composition.

Один или несколько вариантов реализации настоящего изобретения также предлагают композицию модифицированного асфальтового связующего, содержащую комбинацию или продукт реакции асфальта, пентасульфида фосфора и ненасыщенного полимера.One or more embodiments of the present invention also provide a modified asphalt binder composition comprising a combination or reaction product of asphalt, phosphorus pentasulfide and an unsaturated polymer.

Один или несколько вариантов реализации настоящего изобретения также предлагают композицию модифицированного асфальтового связующего, полученную по способу, включающему объединение и перемешивание асфальта, пентасульфида фосфора и полимера, где массовое соотношение между полимером и пентасульфидом фосфора равно, по меньшей мере, 0,5:1 и менее чем 8:1.One or more embodiments of the present invention also provide a modified asphalt binder composition obtained by a method comprising combining and mixing asphalt, phosphorus pentasulfide and a polymer, wherein the weight ratio between polymer and phosphorus pentasulfide is at least 0.5: 1 or less than 8: 1.

Один или несколько вариантов реализации настоящего изобретения дополнительно предлагают асфальтовую композицию, которая содержит продукт реакции между асфальтом, ненасыщенным полимером, источником фосфора и источником серы, где источник фосфора и источник серы образуют реакционно-способные сшивки между компонентами асфальта и ненасыщенного полимера.One or more embodiments of the present invention further provides an asphalt composition that comprises a reaction product between asphalt, an unsaturated polymer, a phosphorus source and a sulfur source, where the phosphorus source and the sulfur source form reactive crosslinking between the components of the asphalt and the unsaturated polymer.

Подробное раскрытие изобретенияDetailed Disclosure of Invention

Один или несколько вариантов реализации настоящего изобретения предлагают способ получения композиции модифицированного асфальтового связующего, которая является подходящей для использования при получении композиций асфальтового дорожного покрытия. В одном или нескольких вариантах реализации композицию модифицированного асфальтового связующего можно получать в результате объединения и перемешивания асфальтового связующего, полимера и пентасульфида фосфора. Композицию модифицированного асфальтового связующего можно объединять с заполнителем до получения композиции асфальтового дорожного покрытия. В конкретных вариантах реализации композицию асфальтового дорожного покрытия можно сформовать до получения дорожных покрытий.One or more embodiments of the present invention provide a method for producing a modified asphalt binder composition that is suitable for use in the preparation of asphalt paving compositions. In one or more embodiments, a modified asphalt binder composition can be prepared by combining and mixing an asphalt binder, a polymer, and phosphorus pentasulfide. The modified asphalt binder composition may be combined with aggregate to form an asphalt pavement composition. In specific embodiments, an asphalt pavement composition may be formed to form pavements.

Термин «асфальтовое связующее» используется так, как его понимают специалисты в соответствующей области техники, и согласуется со значением, приведенным в документе AASHTO М320. В случае объединения асфальтового связующего с заполнителем используется термин «композиция асфальтового дорожного покрытия». В соответствии с использованием в данном описании изобретения термины «асфальт» и «асфальтовое связующее» могут быть использованы как синонимы. Материал асфальтового связующего можно получать из любого источника асфальта, такого как природный асфальт, горный асфальт, полученный из битуминозного песчаника, или нефтяной асфальт, полученный в процессе переработки нефти. Асфальтовое связующее может быть выбрано из тех, которые в настоящее время классифицированы в соответствии с документами AASHTO М320 и ASTM D-6373, включая асфальтовые связующие, классифицированные по эксплуатационным характеристикам. В других вариантах реализации асфальтовые связующие могут включать смесь различных асфальтов, не удовлетворяющих определению какой-либо конкретной классификации. Сюда включаются продутый нефтяной асфальт, асфальт вакуумной перегонки, асфальт, полученный продувкой мазута водяным паром, асфальт, разбавленный нефтяным дистиллятом, или асфальт для пропитки кровельных материалов. В альтернативном варианте можно выбирать гильсонит, природный или синтетический, используемый индивидуально или в смеси с нефтяным асфальтом. Смеси синтетических асфальтов, подходящие для использования в настоящем изобретении, описываются, например, в патенте США №4437896. В одном или нескольких вариантах реализации асфальт включает полученные из нефти асфальт и асфальтовое масло. Данные композиции могут включать асфальтены, смолы, циклические соединения и насыщенные углеводороды. Процентное содержание данных ингредиентов в совокупной композиции асфальтового связующего можно варьировать, исходя из источника асфальта.The term “asphalt binder” is used as understood by specialists in the relevant field of technology, and is consistent with the meaning given in AASHTO M320. In the case of combining an asphalt binder with aggregate, the term "composition of asphalt pavement" is used. As used herein, the terms “asphalt” and “asphalt binder” can be used synonymously. The asphalt binder material can be obtained from any source of asphalt, such as natural asphalt, mountain asphalt obtained from tar sand, or petroleum asphalt obtained from oil refining. Asphalt binder can be selected from those currently classified in accordance with AASHTO M320 and ASTM D-6373, including asphalt binders classified by performance. In other embodiments, asphalt binders may include a mixture of various asphalts that do not meet the definition of any particular classification. This includes blown petroleum asphalt, vacuum distillation asphalt, asphalt obtained by blowing fuel oil with water vapor, asphalt diluted with oil distillate, or asphalt for the impregnation of roofing materials. Alternatively, you can choose gilsonite, natural or synthetic, used individually or in a mixture with petroleum asphalt. Mixtures of synthetic asphalt suitable for use in the present invention are described, for example, in US patent No. 4437896. In one or more embodiments, asphalt includes petroleum derived asphalt and asphalt oil. These compositions may include asphaltenes, resins, cyclic compounds and saturated hydrocarbons. The percentage of these ingredients in the total composition of the asphalt binder can be varied based on the source of asphalt.

Асфальтены включают черные аморфные твердые вещества, содержащие в дополнение к углероду и водороду некоторое количество азота, серы и кислорода. Также могут присутствовать и следовые элементы, такие как никель и ванадий. В общем случае асфальтенами считаются высокополярные ароматические материалы, имеющие среднечисленную молекулярную массу в диапазоне от приблизительно 2000 до приблизительно 5000 г/моль, и они могут составлять от приблизительно 5 до приблизительно 25% от массы асфальта.Asphaltenes include black amorphous solids containing, in addition to carbon and hydrogen, a certain amount of nitrogen, sulfur and oxygen. Trace elements such as nickel and vanadium may also be present. In general, highly polar aromatic materials having a number average molecular weight in the range of from about 2000 to about 5000 g / mol are considered as asphaltenes, and they can comprise from about 5 to about 25% by weight of the asphalt.

Смолы (полярная ароматика) включают окрашенные в темный цвет твердые и полутвердые очень клейкие фракции, имеющие относительно высокую молекулярную массу и присутствующие в мальтенах. Они могут включать диспергаторы пептизаторов для асфальтенов, и соотношение между количествами смол и асфальтенов в некоторой степени определяет золь- или гель-тип характера асфальтов. Смолы, отделенные от битумов, могут иметь среднечисленную молекулярную массу в диапазоне от приблизительно 0,8 до приблизительно 2 кг/моль, но имеет место широкое молекулярное распределение. Данный компонент может составлять от приблизительно 15 до приблизительно 25% от массы асфальтов.Resins (polar aromatics) include dark-colored hard and semi-solid, very sticky fractions having a relatively high molecular weight and are present in maltes. They may include dispersants for asphaltene peptizers, and the ratio between the amounts of resins and asphaltenes to some extent determines the sol- or gel-type nature of the asphalts. Resins separated from bitumen may have a number average molecular weight in the range of from about 0.8 to about 2 kg / mol, but there is a wide molecular distribution. This component may comprise from about 15 to about 25% by weight of asphalts.

Циклические соединения (нафтеновая ароматика) включают соединения, имеющие наинизшую молекулярную массу в битумах, и представляют собой основную часть дисперсионной среды для пептизированных асфальтенов. Они могут составлять от приблизительно 45 до приблизительно 60% (мас.) от совокупного асфальтового связующего и могут представлять собой темные вязкие жидкости. Они могут включать соединения, содержащие ароматические и нафтеновые ароматические ядра с заместителями в боковой цепи, и могут иметь молекулярные массы в диапазоне от 0,5 до приблизительно 9 кг/моль.Cyclic compounds (naphthenic aromatics) include compounds having the lowest molecular weight in bitumen and represent the bulk of the dispersion medium for peptized asphaltenes. They can comprise from about 45 to about 60% (wt.) Of the total asphalt binder and can be dark viscous liquids. They may include compounds containing aromatic and naphthenic aromatic nuclei with substituents in the side chain, and may have molecular weights in the range of 0.5 to about 9 kg / mol.

Насыщенные углеводороды преимущественно включают алифатические углеводороды с прямыми и разветвленными цепями, присутствующие в битумах, совместно с алкилнафтенами и некоторым количеством алкилароматики. Диапазон средней молекулярной массы может быть приблизительно таким же, как и для циклических соединений, и компоненты могут включать воскообразные и невоскообразные насыщенные углеводороды. Данная фракция может составлять от приблизительно 5 до приблизительно 20% от массы асфальтов.Saturated hydrocarbons mainly include straight and branched chain aliphatic hydrocarbons present in bitumen, together with alkyl naphthenes and some alkyl aromatics. The average molecular weight range may be approximately the same as for cyclic compounds, and the components may include waxy and non-waxy saturated hydrocarbons. This fraction may comprise from about 5 to about 20% by weight of asphalts.

В данных или других вариантах реализации асфальтовые связующие могут включать битумы, которые встречаются в природе или могут быть получены при переработке нефти. Асфальты могут содержать углеводороды с очень высокой молекулярной массой, называемые асфальтенами, которые могут быть растворимыми в сероуглероде, пиридине, ароматических углеводородах, хлорированных углеводородах и ТГФ. Асфальты или битуминозные материалы могут представлять собой твердые вещества, полутвердые вещества или жидкости.In these or other embodiments, asphalt binders may include bitumen that is found in nature or can be obtained from oil refining. Asphalts may contain very high molecular weight hydrocarbons called asphaltenes, which may be soluble in carbon disulfide, pyridine, aromatic hydrocarbons, chlorinated hydrocarbons and THF. Asphalts or bituminous materials may be solids, semi-solids or liquids.

В одном или нескольких вариантах реализации асфальтовые связующие перед модифицированием (то есть, перед объединением с ненасыщенным полимером или P2S5) могут быть охарактеризованы показателем PG в виде, по меньшей мере, PG 64-22, в других вариантах реализации, по меньшей мере, PG 52-28 и в других вариантах реализации, по меньшей мере, PG 52-34. Необходимо отметить то, что каждый из данных примеров асфальтовых связующих демонстрирует температурный диапазон эксплутационных характеристик от 86°C. Несмотря на возможность выбора данных асфальтовых связующих в желательных и определенных вариантах реализации, практика настоящего изобретения позволяет успешно использовать асфальтовое связующее основы, характеризующееся пониженным температурным диапазоном, поскольку данный пониженный температурный диапазон может быть повышен в рамках практики настоящего изобретения. Например, PG 64-16, PG 58-22 или PG 52-28 можно промодифицировать для увеличения их температурного диапазона. Как должны понимать специалисты в соответствующей области техники, показатель PG относится к техническим условиям для связующих, классифицированных по эксплуатационным характеристикам (PG) Super Pave (дорожных покрытий с превосходными эксплуатационными характеристиками), разработанным в Соединенных Штатах в результате проведения исследования, спонсированного Американской ассоциацией дорожных и транспортных должностных лиц (AASHTO М320).In one or more embodiments, asphalt binders before modification (that is, before combining with an unsaturated polymer or P 2 S 5 ) can be characterized by a PG of at least PG 64-22, in other embodiments of at least , PG 52-28 and in other embodiments, at least PG 52-34. It should be noted that each of these examples of asphalt binders demonstrates a temperature range of operational characteristics from 86 ° C. Despite the possibility of selecting these asphalt binders in desired and specific embodiments, the practice of the present invention allows the use of an asphalt binder base having a lower temperature range, since this lower temperature range can be increased in the framework of the practice of the present invention. For example, PG 64-16, PG 58-22, or PG 52-28 can be modified to increase their temperature range. As those skilled in the art should understand, PG refers to the performance specifications for Super Pave (PG) binders developed in the United States as a result of a study sponsored by the American Association of Road and transport officials (AASHTO M320).

В одном или нескольких вариантах реализации полимеры можно охарактеризовать температурой стеклования (Tg), меньшей чем 20°C, в других вариантах реализации меньшей чем 0°C, в других вариантах реализации меньшей чем - 20°C, в других вариантах реализации меньшей чем - 35°C и в других вариантах реализации находящейся в диапазоне от приблизительно - 90°C до приблизительно - 20°C, согласно измерению в результате анализа по методу ДСК.In one or more embodiments, the polymers can be characterized by a glass transition temperature (Tg) less than 20 ° C, in other embodiments less than 0 ° C, in other embodiments less than -20 ° C, in other embodiments less than -35 ° C and in other embodiments ranging from about -90 ° C to about -20 ° C, as measured by DSC analysis.

В одном или нескольких вариантах реализации использованным полимером является ненасыщенный полимер. В одном или нескольких вариантах реализации ненасыщенные полимеры включают полимеры на углеводородной основе, которые характеризуются степенью или уровнем ненасыщенности, которую можно количественно охарактеризовать, исходя из количества двойных связей (несопряженных двойных связей либо в основной цепи, либо в боковых группах), в расчете на общее число атомов углерода в полимере (включая атомы углерода боковых групп). Например, в одном или нескольких вариантах реализации ненасыщенные полимеры включают, по меньшей мере, 5 двойных связей, в других вариантах реализации, по меньшей мере, 7 двойных связей, в других вариантах реализации, по меньшей мере, 12 двойных связей и в других вариантах реализации, по меньшей мере, 16 двойных связей на 100 атомов углерода в полимере. В данных или других вариантах реализации ненасыщенные полимеры включают от приблизительно 7 до приблизительно 25 двойных связей, в других вариантах реализации от приблизительно 10 до приблизительно 20 двойных связей и в других вариантах реализации от приблизительно 12 до приблизительно 18 двойных связей на 100 атомов углерода.In one or more embodiments, the polymer used is an unsaturated polymer. In one or more embodiments, unsaturated polymers include hydrocarbon-based polymers that are characterized by a degree or level of unsaturation that can be quantified based on the number of double bonds (non-conjugated double bonds, either in the main chain or in the side groups), based on the total the number of carbon atoms in the polymer (including carbon atoms of the side groups). For example, in one or more embodiments, unsaturated polymers include at least 5 double bonds, in other embodiments of at least 7 double bonds, in other embodiments of at least 12 double bonds, and in other embodiments at least 16 double bonds per 100 carbon atoms in the polymer. In these or other embodiments, unsaturated polymers include from about 7 to about 25 double bonds, in other embodiments from about 10 to about 20 double bonds, and in other embodiments from about 12 to about 18 double bonds per 100 carbon atoms.

Ненасыщенные полимеры включают те полимеры, которые включают ненасыщенность в основной цепи, в боковых группах или как в основной цепи, так и в боковых группах (то есть, несопряженные двойные связи). Например, мономерные звенья полимера, образующиеся по механизму 1,2-полимеризации из 1,3-бутадиена, или мономерные звенья полимера, образующиеся по механизму 3,4-полимеризации из изопрена, представляют собой боковые винильные звенья. Количество боковых несопряженных двойных связей можно охарактеризовать, исходя из процентного содержания винила в мономерных звеньях, содержащих ненасыщенность. Например, полимером, характеризующимся 30%-ным уровнем содержания винила, называют полимер, в котором 30% ненасыщенных мономерных звеньев представляют собой несопряженные двойные связи боковых групп. В одном или нескольких вариантах реализации ненасыщенные полимеры, используемые в практике настоящего изобретения, включают нулевой или только пренебрежимо малый уровень содержания винила. В других вариантах реализации ненасыщенные полимеры включают низкий уровень содержания винила (например, от 1 до приблизительно 10%); в других вариантах реализации они включают средний уровень содержания винила (например, от 11 до 40%); и в других вариантах реализации они включают высокий уровень содержания винила (например, больший чем 40%).Unsaturated polymers include those polymers that include unsaturation in the main chain, in side groups, or both in the main chain and in side groups (i.e., non-conjugated double bonds). For example, the monomer units of the polymer formed by the 1,2-polymerization mechanism of 1,3-butadiene, or the monomer units of the polymer formed by the 3,4-polymerization mechanism of isoprene, are vinyl lateral units. The number of lateral non-conjugated double bonds can be characterized on the basis of the percentage of vinyl in the monomer units containing unsaturation. For example, a polymer having a 30% vinyl content is called a polymer in which 30% of the unsaturated monomer units are non-conjugated double bonds of the side groups. In one or more embodiments, unsaturated polymers used in the practice of the present invention include zero or only negligible vinyl levels. In other embodiments, unsaturated polymers include low vinyl content (eg, from 1 to about 10%); in other embodiments, they include an average level of vinyl content (for example, from 11 to 40%); and in other embodiments, they include a high level of vinyl content (for example, greater than 40%).

В одном или нескольких вариантах реализации ненасыщенные полимеры также могут включать мономерные звенья, которые не включают несопряженных двойных связей. Например, мономерные звенья, образующиеся в результате полимеризации сомономера, такого как стирол, не включают несопряженных двойных связей. В одном или нескольких вариантах реализации ненасыщенные полимеры могут включать от приблизительно 0% до приблизительно 55% мономерных звеньев (то есть, при проведении расчета на моли), в других вариантах реализации от приблизительно 3% до приблизительно 50% мономерных звеньев и в других вариантах реализации от приблизительно 10 до приблизительно 45% мономерных звеньев, образующихся из мономера, который не приводит к получению несопряженных двойных связей (например, стирола).In one or more embodiments, unsaturated polymers may also include monomer units that do not include non-conjugated double bonds. For example, monomer units resulting from the polymerization of a comonomer, such as styrene, do not include non-conjugated double bonds. In one or more embodiments, unsaturated polymers may include from about 0% to about 55% of the monomer units (i.e., when calculated per mole), in other embodiments, from about 3% to about 50% of the monomer units, and in other embodiments from about 10 to about 45% of the monomer units formed from the monomer, which does not result in non-conjugated double bonds (e.g. styrene).

В одном или нескольких вариантах реализации ненасыщенные полимеры можно охарактеризовать индексом расплава (ASTM D-1238; 2,16 кг нагрузки при 190°C), меньшим чем 1000 дг/мин, в других вариантах реализации меньшим чем 500 дг/мин, в других вариантах реализации меньшим чем 50 дг/мин, в других вариантах реализации меньшим чем 20 дг/мин, в других вариантах реализации меньшим чем 10 дг/мин и в других вариантах реализации меньшим чем 1 дг/мин. В данных или других вариантах реализации ненасыщенные полимеры могут характеризоваться индексом расплава в диапазоне от 3 до 15 дг/мин и в других вариантах реализации от 4 до 12 дг/мин.In one or more embodiments, unsaturated polymers can be characterized by a melt index (ASTM D-1238; 2.16 kg load at 190 ° C.) less than 1000 dg / min, in other embodiments less than 500 dg / min, in other embodiments sales of less than 50 dg / min, in other embodiments less than 20 dg / min, in other embodiments less than 10 dg / min and in other embodiments less than 1 dg / min. In these or other embodiments, unsaturated polymers can have a melt index in the range of 3 to 15 dg / min, and in other embodiments, 4 to 12 dg / min.

В одном или нескольких вариантах реализации ненасыщенные полимеры можно охарактеризовать среднечисленной молекулярной массой (Mn) в диапазоне от приблизительно 10 до приблизительно 1000 кг/моль, в других вариантах реализации от приблизительно 40 до приблизительно 500 кг/моль и в других вариантах реализации от приблизительно 80 до приблизительно 200 кг/моль. В данных или других вариантах реализации ненасыщенные полимеры также можно охарактеризовать средневесовой молекулярной массой (Mw) в диапазоне от приблизительно 10 до приблизительно 4000 кг/моль, в других вариантах реализации от приблизительно 40 до приблизительно 2000 кг/моль и в других вариантах реализации от приблизительно 80 до приблизительно 800 кг/моль. В одном или нескольких вариантах реализации ненасыщенные полимеры можно охарактеризовать молекулярно-массовым распределением в диапазоне от приблизительно 1,1 до приблизительно 5, в других вариантах реализации от приблизительно 1,5 до приблизительно 4,5 и в других вариантах реализации от приблизительно 1,8 до приблизительно 4,0. Молекулярную массу можно определить по методу гельпроникающей хроматографии (ГПХ) с калибровкой при помощи полистирольных стандартов и подгонкой для констант Марка-Хувинка для рассматриваемого полимера.In one or more embodiments, unsaturated polymers can be characterized by a number average molecular weight (M n ) in the range of from about 10 to about 1000 kg / mol, in other embodiments, from about 40 to about 500 kg / mol, and in other embodiments, from about 80 up to about 200 kg / mol. In these or other embodiments, unsaturated polymers can also be characterized by a weight average molecular weight (M w ) in the range of about 10 to about 4000 kg / mol, in other embodiments, from about 40 to about 2000 kg / mol, and in other embodiments, from about 80 to about 800 kg / mol. In one or more embodiments, unsaturated polymers can be characterized by a molecular weight distribution in the range of about 1.1 to about 5, in other embodiments, from about 1.5 to about 4.5, and in other embodiments, from about 1.8 to approximately 4.0. Molecular weight can be determined by gel permeation chromatography (GPC) with calibration using polystyrene standards and fitting for Mark-Houwink constants for the polymer in question.

Ненасыщенные полимеры на углеводородной основе могут представлять собой линейные, разветвленные полимеры или полимеры, полученные по реакции сочетания. Типы углеводородных полимеров могут включать как природные, так и синтетические полимеры. Подходящие для использования синтетические полимеры могут включать полидиены или полидиеновые сополимеры с недиеновым сомономером (например, стиролом). Сополимеры могут включать блочные и статистические сополимеры. Полимеры, полученные по реакции сочетания, могут включать линейные полимеры, полученные по реакции сочетания (например, полимеры, полученные по реакции сочетания и имеющие два луча), или радиальные полимеры, полученные по реакции сочетания (например, полученные по реакции сочетания и имеющие три луча или полученные по реакции сочетания и имеющие четыре луча, полученные по реакции сочетания и имеющие пять лучей, полученные по реакции сочетания и имеющие шесть лучей и тому подобное). Примеры полидиенов включают полибутадиен и полиизопрен. Примеры сополимеров могут включать статистический стирол-бутадиеновый каучук, стирол-бутадиеновый блок-сополимер, стирол-бутадиен-стирольный блок-сополимер, статистический стирол-изопреновый сополимер, стирол-изопреновый блок-сополимер, стирол-изопрен-бутадиеновый блок-сополимер, статистический стирол-изопрен-бутадиеновый сополимер, стирол-изопрен-стирольный блок-сополимер и хлоропреновый каучук. В одном или нескольких вариантах реализации полимер может включать блок-сополимер, характеризующийся высоким уровнем содержания винила, описанный в Международной заявке №PCT/US2005/028343. В одном или нескольких вариантах реализации ненасыщенные полимеры включают линейные или радиальные блок-сополимеры, где блок-сополимеры включают концевые стирольные блоки. Например, в случае радиального полимера, полученного по реакции сочетания и имеющего три луча, каждый из трех радиальных лучей полимера будет включать концевые стирольные блоки. В данных или других вариантах реализации внутренние сегменты радиальных лучей включают полидиеновые блоки, такие как полибутадиеновые блоки. В данных или других вариантах реализации уровень содержания стирола в данных блок-сополимерах может находиться в диапазоне от 10% до 50% (мас.), в других вариантах реализации от 15% до 45% (мас.) и в других вариантах реализации от 20% до 40% (мас).Unsaturated hydrocarbon-based polymers can be linear, branched polymers or polymers obtained by a coupling reaction. Types of hydrocarbon polymers can include both natural and synthetic polymers. Suitable synthetic polymers may include polydienes or polydiene copolymers with a non-diene comonomer (e.g., styrene). The copolymers may include block and random copolymers. The polymers obtained by the coupling reaction may include linear polymers obtained by the coupling reaction (for example, polymers obtained by the coupling reaction and having two rays), or radial polymers obtained by the coupling reaction (for example, obtained by the coupling reaction and having three rays or a combination reaction obtained and having four rays, a combination reaction obtained and five rays, a combination reaction obtained and six rays and the like). Examples of polydienes include polybutadiene and polyisoprene. Examples of copolymers may include random styrene-butadiene rubber, styrene-butadiene block copolymer, styrene-butadiene-styrene block copolymer, random styrene-isoprene copolymer, styrene-isoprene block copolymer, styrene-isoprene-butadiene block copolymer -isoprene-butadiene copolymer, styrene-isoprene-styrene block copolymer and chloroprene rubber. In one or more embodiments, the polymer may include a high copolymer block copolymer described in International Application No. PCT / US2005 / 028343. In one or more embodiments, unsaturated polymers include linear or radial block copolymers, where the block copolymers include styrene end blocks. For example, in the case of a radial polymer obtained by a coupling reaction and having three beams, each of the three radial beams of the polymer will include end styrene blocks. In these or other embodiments, internal radial ray segments include polydiene blocks, such as polybutadiene blocks. In these or other embodiments, the styrene level in these block copolymers may range from 10% to 50% (wt.), In other embodiments from 15% to 45% (wt.), And in other embodiments from 20 % to 40% (wt.).

В одном или нескольких вариантах реализации полимер может включать полимер, полученный в результате проведения анионной полимеризации. В других вариантах реализации полимер можно получать по механизму координационного катализа, такого как при использовании координационных систем на основе кобальта, на основе никеля или на основе лантаноидов.In one or more embodiments, the polymer may include a polymer obtained by anionic polymerization. In other embodiments, the polymer can be prepared by coordination catalysis, such as using coordination systems based on cobalt, based on nickel, or based on lanthanides.

В одном или нескольких вариантах реализации полимер может включать полидиен и/или полидиеновый сополимер, имеющий полярную группу. Данные полярные группы могут быть расположены в боковых группах по отношению к основной цепи полимера и/или в концевой группе основной цепи полимера. В одном или нескольких вариантах реализации полярная группа может включать карбонильную группу, такую как группа карбоновой кислоты или ангидридная группа, гидроксильную группу, аминогруппу, амидогруппу, карбаматную группу, кремнийсодержащую, металлсодержащую группы, фосфорсодержащие группы и тому подобное.In one or more embodiments, the polymer may include a polydiene and / or a polydiene copolymer having a polar group. These polar groups can be located in the side groups in relation to the main chain of the polymer and / or in the end group of the main chain of the polymer. In one or more embodiments, the polar group may include a carbonyl group, such as a carboxylic acid group or an anhydride group, a hydroxyl group, an amino group, an amido group, a carbamate group, a silicon-containing, a metal-containing group, a phosphorus-containing group, and the like.

В одном или нескольких вариантах реализации полимер в асфальтовые композиции можно вводить в нескольких формах. Например, полимер можно добавлять в виде крошки, в виде размолотого полимера, в виде гранул, в виде расплавленного полимера или в виде жидкого полимера.In one or more embodiments, the polymer in the asphalt composition may be incorporated in several forms. For example, the polymer can be added as chips, as a crushed polymer, as granules, as a molten polymer, or as a liquid polymer.

В одном или нескольких вариантах реализации пентасульфид фосфора включает те соединения, которые описываются эмпирическими формулами P2S5 или P4S10, из которых обе используются специалистами в соответствующей области техники как синонимы. В одном или нескольких вариантах реализации производные пентасульфида фосфора включают те, которые описываются формулойIn one or more embodiments, phosphorus pentasulfide includes those compounds described by the empirical formulas P 2 S 5 or P 4 S 10 , both of which are used by those skilled in the art as synonyms. In one or more embodiments, phosphorus pentasulfide derivatives include those described by the formula

Figure 00000001
Figure 00000001

или их производные, обогащенные фосфором. Данные обогащенные фосфором производные, как представляется, получаются тогда, когда утрачивается атом серы, который связан с атомом фосфора двойной связью. В одном или нескольких вариантах реализации концентрация фосфора в композициях пентасульфида фосфора составляет, по меньшей мере, 27,85 массовых процентов, в других вариантах реализации находится в диапазоне от приблизительно 27,87 до приблизительно 28,3 массовых процентов и в других вариантах реализации от приблизительно 28,90 до приблизительно 28,00 массовых процентов. Пентасульфид фосфора коммерчески доступен из источников, таких как ICL Performance Products, L. P.or their derivatives enriched in phosphorus. These phosphorus-enriched derivatives appear to be obtained when the sulfur atom, which is bound to the phosphorus atom by a double bond, is lost. In one or more embodiments, the concentration of phosphorus in the phosphorus pentasulfide compositions is at least 27.85 weight percent, in other embodiments, is in the range of from about 27.87 to about 28.3 weight percent, and in other embodiments, from about 28.90 to about 28.00 weight percent. Phosphorus pentasulfide is commercially available from sources such as ICL Performance Products, L. P.

В одном или нескольких вариантах реализации пентасульфид фосфора, который используют в настоящем изобретении, используют в его твердой форме, такой как твердые частицы. В одном варианте реализации пентасульфид фосфора можно охарактеризовать как имеющий размер частиц (то есть, средний диаметр), меньший чем 20 мм, в других вариантах реализации меньший чем 2 мм, в других вариантах реализации меньший чем 0,2 мм и в других вариантах реализации меньший чем 0,02 мм; в данных или других вариантах реализации размер частиц может быть большим чем 0,001 мм, в других вариантах реализации большим чем 0,009 мм и в других вариантах реализации большим чем 0,01 мм. В данных или других вариантах реализации средний размер частиц пентасульфида фосфора может находиться в диапазоне от приблизительно 0,03 до приблизительно 1,00 мм, в других вариантах реализации от приблизительно 0,05 до приблизительно 0,95 мм, в других вариантах реализации от приблизительно 0,06 до приблизительно 0,90 мм и в других вариантах реализации от приблизительно 0,07 до приблизительно 0,085 мм. В данных или других вариантах реализации, по меньшей мере, 30%, в других вариантах реализации, по меньшей мере, 50% и в других вариантах реализации, по меньшей мере, 70%, от частиц пентасульфида фосфора попадают в диапазон от приблизительно 0,03 до приблизительно 1,00 мм, а в других вариантах реализации от приблизительно 0,05 до приблизительно 0,95 мм, в других вариантах реализации от приблизительно 0,06 до приблизительно 0,90 мм и в других вариантах реализации от приблизительно 0,07 до приблизительно 0,085 мм.In one or more embodiments, the phosphorus pentasulfide that is used in the present invention is used in its solid form, such as solid particles. In one embodiment, phosphorus pentasulfide can be characterized as having a particle size (i.e., average diameter) of less than 20 mm, in other embodiments less than 2 mm, in other embodiments less than 0.2 mm and in other embodiments less less than 0.02 mm; in these or other embodiments, the particle size may be larger than 0.001 mm, in other embodiments greater than 0.009 mm, and in other embodiments greater than 0.01 mm. In these or other embodiments, the average particle size of the phosphorus pentasulfide may range from about 0.03 to about 1.00 mm, in other embodiments from about 0.05 to about 0.95 mm, in other embodiments from about 0 , 06 to about 0.90 mm, and in other embodiments, from about 0.07 to about 0.085 mm. In these or other embodiments, at least 30%, in other embodiments of at least 50%, and in other embodiments of at least 70%, of the phosphorus pentasulfide particles fall in the range of from about 0.03 to about 1.00 mm, and in other embodiments, from about 0.05 to about 0.95 mm, in other embodiments, from about 0.06 to about 0.90 mm, and in other embodiments, from about 0.07 to approximately 0.085 mm.

Пентасульфид фосфора, используемый в настоящем изобретении, может быть относительно чистым. В одном или нескольких вариантах реализации пентасульфид фосфора включает менее чем 10 массовых процентов, в других вариантах реализации менее чем 5 массовых процентов, в других вариантах реализации менее чем 2 массовых процента и в других вариантах реализации менее чем 0,5 массового процента, примесей. Кроме того, в одном или нескольких вариантах реализации пентасульфид фосфора, вводимый в асфальт для перемешивания с ним, находится в своей беспримесной форме. В одном или нескольких вариантах реализации пентасульфидом фосфора в его беспримесной форме называют твердые частицы, которые содержат менее чем 5 массовых процентов, в других вариантах реализации менее чем 2 массовых процента, в других вариантах реализации менее чем 0,5 массового процента, в других вариантах реализации менее чем 0,1 массового процента и в других вариантах реализации менее чем 0,05 массового процента, органических или углеводородных веществ или примесей.The phosphorus pentasulfide used in the present invention can be relatively pure. In one or more embodiments, phosphorus pentasulfide comprises less than 10 weight percent, in other embodiments less than 5 weight percent, in other embodiments less than 2 weight percent, and in other embodiments less than 0.5 weight percent, impurities. In addition, in one or more embodiments, phosphorus pentasulfide introduced into the asphalt to mix with it is in its pure form. In one or more embodiments, phosphorus pentasulfide in its pure form is called solid particles that contain less than 5 weight percent, in other embodiments, less than 2 weight percent, in other embodiments, less than 0.5 weight percent, in other embodiments less than 0.1 weight percent and in other embodiments, less than 0.05 weight percent, organic or hydrocarbon substances or impurities.

В одном или нескольких вариантах реализации пентасульфид фосфора можно использовать без модифицирования. В других вариантах реализации пентасульфид фосфора включает те материалы, которые не вступали в реакцию или не подвергались какой-либо реакции или предварительной реакции с целью модифицирования растворимости пентасульфида фосфора в асфальтовой композиции. Например, как было установлено, преимущественно пентасульфид фосфора можно использовать без введения его в реакцию с соединением, имеющим гидроксильную группу, способную связываться с пентасульфидом фосфора. В одном или нескольких вариантах реализации пентасульфиды фосфора можно использовать без предварительного введения пентасульфида фосфора в реакцию с полиалкиленоксидом.In one or more embodiments, phosphorus pentasulfide can be used without modification. In other embodiments, phosphorus pentasulfide includes those materials that have not reacted or have not undergone any reaction or preliminary reaction to modify the solubility of phosphorus pentasulfide in the asphalt composition. For example, it has been found that predominantly phosphorus pentasulfide can be used without reacting it with a compound having a hydroxyl group capable of binding to phosphorus pentasulfide. In one or more embodiments, phosphorus pentasulfides can be used without first reacting phosphorus pentasulfides with polyalkylene oxide.

Композиции модифицированных асфальтовых связующих данного изобретения также могут включать и те другие ингредиенты или компоненты, которые обычно используют в промышленности. Например, композиции могут включать соединения, повышающие сцепление.The modified asphalt binder compositions of the present invention may also include those other ingredients or components that are commonly used in industry. For example, compositions may include adhesion enhancing compounds.

В других вариантах реализации в композиции модифицированных асфальтовых связующих данного варианта реализации при желании можно добавлять отвердители. Отвердители могут включать фенольные смолы и элементарную серу. Одним примером является бисмалеимидный отвердитель. В практике данного изобретения можно использовать обычные количества. В одном или нескольких вариантах реализации потребность в отвердителе, в частности в сере, исключается. Другими словами, композиции асфальтовых связующих настоящего изобретения можно получать без добавления отвердителя и/или серосодержащего отвердителя, отличного от пентасульфида фосфора.In other embodiments, hardeners may be added to the modified asphalt binder composition of this embodiment, if desired. Hardeners may include phenolic resins and elemental sulfur. One example is a bismaleimide hardener. Usual amounts may be used in the practice of this invention. In one or more embodiments, the need for a hardener, in particular sulfur, is eliminated. In other words, the asphalt binder compositions of the present invention can be prepared without the addition of a hardener and / or a sulfur-containing hardener other than phosphorus pentasulfide.

Композиции асфальтовых связующих настоящего изобретения могут включать от приблизительно 0,1 до приблизительно 10 массовых частей, в других вариантах реализации от приблизительно 0,2 до приблизительно 6 массовых частей и в других вариантах реализации от приблизительно 0,5 до приблизительно 4 массовых частей, полимера на 100 массовых частей асфальтового связующего. В данных или других вариантах реализации композиции асфальтовых связующих настоящего изобретения могут включать менее чем 5 массовых частей, в других вариантах реализации менее чем 4 массовые части, в других вариантах реализации менее чем 3 массовые части, в других вариантах реализации менее чем 2,5 массовой части, в других вариантах реализации менее чем 2 массовые части, в других вариантах реализации менее чем 1,8 массовой части, в других вариантах реализации менее чем 1,5 массовой части, полимера на 100 массовых частей асфальтового связующего. В данных или других вариантах реализации композиции асфальтовых связующих включают, по меньшей мере, 0,1 массовых частей, в других вариантах реализации, по меньшей мере, 0,5 массовых частей, в других вариантах реализации, по меньшей мере, 0,7 массовых частей, в других вариантах реализации, по меньшей мере, 1,0 массовую часть и в других вариантах реализации, по меньшей мере 1,2 массовых частей, полимера на 100 массовых частей асфальтового связующего.The asphalt binder compositions of the present invention may include from about 0.1 to about 10 parts by weight, in other embodiments from about 0.2 to about 6 parts by weight, and in other embodiments from about 0.5 to about 4 parts by weight, polymer per 100 mass parts of asphalt binder. In these or other embodiments, the asphalt binder compositions of the present invention may include less than 5 parts by mass, in other embodiments, less than 4 parts by mass, in other embodiments, less than 3 parts by mass, in other embodiments, less than 2.5 parts by mass in other embodiments, less than 2 parts by mass, in other embodiments, less than 1.8 parts by mass, in other embodiments, less than 1.5 parts by mass, polymer per 100 parts by mass of asphalt binder. In these or other embodiments, the asphalt binder compositions include at least 0.1 parts by weight, in other embodiments, at least 0.5 parts by weight, in other embodiments, at least 0.7 parts by weight in other embodiments of at least 1.0 mass parts and in other embodiments of at least 1.2 mass parts, polymer per 100 mass parts of asphalt binder.

Композиции асфальтовых связующих настоящего изобретения могут включать от приблизительно 0,001 до приблизительно 10, в других вариантах реализации от приблизительно 0,05 до приблизительно 5 и в других вариантах реализации от приблизительно 0,01 до приблизительно 1 массовой части пентасульфида фосфора на 100 массовых частей асфальтового связующего.The asphalt binder compositions of the present invention may include from about 0.001 to about 10, in other embodiments from about 0.05 to about 5, and in other embodiments from about 0.01 to about 1 part by weight of phosphorus pentasulfide per 100 parts by weight of asphalt binder.

В одном или нескольких вариантах реализации массовое соотношение между ненасыщенным полимером и пентасульфидом фосфора в композиции модифицированного асфальтового связующего может составлять, по меньшей мере, 0,5:1, в других вариантах реализации, по меньшей мере, 0,7:1, в других вариантах реализации, по меньшей мере, 1:1, в других вариантах реализации, по меньшей мере, 1,3:1, в других вариантах реализации, по меньшей мере, 1,5:1, в других вариантах реализации, по меньшей мере, 1,8:1 и в других вариантах реализации, по меньшей мере, 2,0:1. В данных или других вариантах реализации массовое соотношение между ненасыщенным полимером и пентасульфидом фосфора составляет менее чем 8:1, в других вариантах реализации менее чем 7:1, в других вариантах реализации менее чем 6:1, в других вариантах реализации менее чем 5:1, в других вариантах реализации менее чем 4:1 и в других вариантах реализации менее чем 3:1.In one or more embodiments, the weight ratio between the unsaturated polymer and phosphorus pentasulfide in the modified asphalt binder composition may be at least 0.5: 1, in other embodiments, at least 0.7: 1, in other embodiments the implementation of at least 1: 1, in other embodiments, the implementation of at least 1.3: 1, in other embodiments, the implementation of at least 1.5: 1, in other embodiments, the implementation of at least 1 , 8: 1, and in other embodiments, at least 2.0: 1. In these or other embodiments, the weight ratio between the unsaturated polymer and phosphorus pentasulfide is less than 8: 1, in other embodiments less than 7: 1, in other embodiments less than 6: 1, in other embodiments less than 5: 1 in other embodiments less than 4: 1 and in other embodiments less than 3: 1.

В тех вариантах реализации, в которых используют отвердитель, асфальтовые композиции данного изобретения могут включать от приблизительно 0,1 до приблизительно 10, в других вариантах реализации от приблизительно 0,2 до приблизительно 6 и в других вариантах реализации от приблизительно 0,5 до приблизительно 4 массовых частей отвердителя на 100 массовых частей асфальта. В данных или других вариантах реализации при получении композиций асфальтовых связующих настоящего изобретения можно использовать менее чем 3 части, в других вариантах реализации менее чем 1 часть, в других вариантах реализации менее чем 0,5 части, в других вариантах реализации менее чем 0,25 части, в других вариантах реализации менее чем 0,1 части и в других вариантах реализации менее чем 0,01 массовой части отвердителя (например, свободной серы или элементарной серы) на 100 массовых частей асфальтового связующего.In those embodiments that use a hardener, the asphalt compositions of the present invention may include from about 0.1 to about 10, in other embodiments from about 0.2 to about 6, and in other embodiments from about 0.5 to about 4 mass parts of hardener per 100 mass parts of asphalt. In these or other embodiments, less than 3 parts may be used in the preparation of asphalt binder compositions of the present invention, in other embodiments less than 1 part, in other embodiments less than 0.5 parts, in other embodiments less than 0.25 parts in other embodiments, less than 0.1 parts and in other embodiments less than 0.01 parts by weight of a hardener (eg, free sulfur or elemental sulfur) per 100 parts by weight of asphalt binder.

В одном или нескольких вариантах реализации в практике изобретения пентасульфид фосфора можно использовать, не прибегая к использованию полифосфорной кислоты или ее производного. В определенных вариантах реализации в практике изобретения используют менее чем 1 массовую часть, в других вариантах реализации менее чем 0,1 массовых частей, в других вариантах реализации менее чем 0,05 массовых частей и в других вариантах реализации менее чем 0,01 массовых частей, полифосфорной кислоты или ее производного на 100 массовых частей асфальта. В одном или нескольких вариантах реализации никакой полифосфорной кислоты в асфальтовых композициях не используют и в асфальтовые композиции не добавляют. В одном или нескольких вариантах реализации асфальтовые композиции данного изобретения свободны от содержания полифосфорной кислоты или продуктов ее реакции с одним или несколькими ингредиентами асфальтовой композиции.In one or more embodiments, phosphorus pentasulfide can be used without resorting to polyphosphoric acid or a derivative thereof. In certain embodiments, less than 1 mass part is used in the practice of the invention, in other embodiments less than 0.1 mass parts, in other embodiments less than 0.05 mass parts and in other embodiments less than 0.01 mass parts, polyphosphoric acid or its derivative per 100 mass parts of asphalt. In one or more embodiments, no polyphosphoric acid is used in asphalt compositions and is not added to asphalt compositions. In one or more embodiments, the asphalt compositions of this invention are free of polyphosphoric acid or its reaction products with one or more ingredients of the asphalt composition.

В одном или нескольких вариантах реализации асфальтовые композиции настоящего изобретения могут включать менее чем 1%, в других вариантах реализации менее чем 0,5%, в других вариантах реализации менее чем 0,1% и в других вариантах реализации менее чем 0,05% (мас.), фосфорорганического соединения. В данных или других вариантах реализации асфальтовые композиции настоящего изобретения по существу свободны от содержания фосфорорганических соединений, где по существу свобода от содержания обозначает то количество фосфорорганического соединения, которое не оказывает ощутимого воздействия на композицию, или количество, меньшее данного. Фосфорорганические соединения включают те, которые описываются в патентах США №№5990206 и 6024788, которые посредством ссылки включаются в настоящий документ.In one or more embodiments, the asphalt compositions of the present invention may comprise less than 1%, in other embodiments less than 0.5%, in other embodiments less than 0.1% and in other embodiments less than 0.05% ( wt.), organophosphorus compounds. In these or other embodiments, the asphalt compositions of the present invention are substantially free of organophosphorus compounds, wherein substantially freedom of content is that amount of the organophosphorus compound that does not have a significant effect on the composition, or less than this. Organophosphorus compounds include those described in US Pat. Nos. 5,990,206 and 6,024,788, which are incorporated herein by reference.

В одном или нескольких вариантах реализации композиции модифицированных асфальтовых связующих данного изобретения можно получать в результате объединения асфальтового связующего с желательным количеством полимера (например, ненасыщенного полимера) и пентасульфида фосфора при желательной температуре. В одном варианте реализации полимер и пентасульфид фосфора могут быть добавлены к расплавленному асфальтовому связующему при температурах, больших, чем приблизительно 120°C, или в других вариантах реализации находящихся в диапазоне от приблизительно 140°C до приблизительно 210°C. В одном или нескольких вариантах реализации пентасульфид фосфора, полимер и асфальт можно смешивать или перемешивать после или во время их объединения. После этого перемешивание можно продолжить в течение времени продолжительностью от приблизительно 25 до приблизительно 400 минут при температуре в диапазоне от приблизительно 145°C до приблизительно 205°C (или в других вариантах реализации от приблизительно 160°C до приблизительно 193°C). В одном или нескольких вариантах реализации для того, чтобы полимер быстро диспергировать в асфальте, смесь асфальтового связующего, полимера и пентасульфида фосфора можно подвергать сдвиговому воздействию. Сдвиговое воздействие можно осуществить, например, в высокосдвиговой мельнице, такой как та, которую производят в компании Siefer. В других вариантах реализации, когда время имеет меньшее значение, можно использовать простое низкосдвиговое перемешивание. В одном или нескольких вариантах реализации получающееся в результате модифицированное асфальтовое связующее композиции представляет собой гомогенную смесь, которая является смесью, в которой от асфальта при 2°С отделяется менее чем 1% (мас.) полимера, согласно определению в соответствии с документом ASTM D-7173.In one or more embodiments, the modified asphalt binder compositions of the present invention can be obtained by combining an asphalt binder with a desired amount of polymer (e.g., an unsaturated polymer) and phosphorus pentasulfide at a desired temperature. In one embodiment, the polymer and phosphorus pentasulfide may be added to the molten asphalt binder at temperatures greater than about 120 ° C, or in other embodiments ranging from about 140 ° C to about 210 ° C. In one or more embodiments, phosphorus pentasulfide, polymer, and asphalt can be mixed or mixed after or during their combination. After this, stirring can be continued for a duration of from about 25 to about 400 minutes at a temperature in the range of from about 145 ° C to about 205 ° C (or in other embodiments, from about 160 ° C to about 193 ° C). In one or more embodiments, in order to disperse the polymer rapidly in asphalt, the mixture of asphalt binder, polymer, and phosphorus pentasulfide can be sheared. Shear action can be carried out, for example, in a high shear mill, such as that produced by Siefer. In other embodiments, when time is of less importance, simple low shear mixing can be used. In one or more embodiments, the resulting modified asphalt binder composition is a homogeneous mixture, which is a mixture in which less than 1% by weight of polymer is separated from the asphalt at 2 ° C, as defined in ASTM D- 7173.

В одном или нескольких вариантах реализации выгодным может оказаться добавление пентасульфида фосфора в композицию асфальтового связующего совместно (то есть, одновременно) с полимером. Другими словами, пентасульфид фосфора не требуется предварительно перемешивать с асфальтовым связующим перед добавлением полимера. Подобным же образом, полимер не требуется предварительно перемешивать с композицией асфальтового связующего перед добавлением пентасульфида фосфора.In one or more embodiments, it may be advantageous to add phosphorus pentasulfide to the asphalt binder composition together (i.e., simultaneously) with the polymer. In other words, phosphorus pentasulfide does not need to be premixed with an asphalt binder before the polymer is added. Similarly, the polymer does not need to be premixed with the asphalt binder composition before the addition of phosphorus pentasulfide.

В одном или нескольких вариантах реализации пентасульфид фосфора и полимер можно добавлять к асфальтовому связующему (например, к расплавленному асфальтовому связующему) непосредственно, не прибегая к предварительному перемешиванию пентасульфида фосфора и ненасыщенного полимера друг с другом. Пентасульфид фосфора и полимер к асфальтовому связующему можно добавлять одновременно или последовательно. В одном или нескольких вариантах реализации, в которых пентасульфид фосфора и полимер добавляют к одной и той же композиции связующего, пентасульфид фосфора можно добавлять первым с последующим добавлением полимера. В других вариантах реализации первым к асфальтовому связующему можно добавлять полимер с последующим добавлением пентасульфида фосфора.In one or more embodiments, phosphorus pentasulfide and the polymer can be added directly to the asphalt binder (e.g., molten asphalt binder) without pre-mixing the phosphorus pentasulfide and the unsaturated polymer with each other. Phosphorus pentasulfide and the polymer can be added to the asphalt binder simultaneously or sequentially. In one or more embodiments in which phosphorus pentasulfide and a polymer are added to the same binder composition, phosphorus pentasulfide can be added first, followed by polymer. In other embodiments, a polymer may be added first to the asphalt binder, followed by phosphorus pentasulfide.

В еще других вариантах реализации пентасульфид фосфора и ненасыщенный полимер можно раздельно объединять и перемешивать с раздельными композициями асфальтовых связующих, а после этого индивидуальные композиции связующих затем можно объединять и перемешивать. Например, пентасульфид фосфора можно добавлять к первой композиции асфальтового связующего для получения композиции связующего первой маточной смеси. Подобным же образом, полимер можно добавлять ко второй композиции асфальтового связующего для получения композиции связующего второй маточной смеси. После этого композиции первой и второй маточных смесей можно объединять и перемешивать друг с другом для получения композиции модифицированного асфальтового связующего, соответствующей настоящему изобретению.In still other embodiments, phosphorus pentasulfide and an unsaturated polymer can be separately combined and mixed with separate asphalt binder compositions, and then the individual binder compositions can then be combined and mixed. For example, phosphorus pentasulfide can be added to the first asphalt binder composition to form a first masterbatch binder composition. Similarly, the polymer can be added to the second asphalt binder composition to form a binder composition of the second masterbatch. After this, the compositions of the first and second masterbatch mixtures can be combined and mixed with each other to obtain a modified asphalt binder composition according to the present invention.

В одном или нескольких вариантах реализации настоящее изобретение предлагает способ, в котором концентрат пентасульфида фосфора и асфальтового связующего объединяют и перемешивают с концентратом полимера и асфальтового связующего. Данный способ выгодным образом позволяет обеспечить эффективные транспортирование и/или хранение композиций пентасульфида фосфора и/или композиций полимера и асфальтового связующего. Другими словами, выгодным образом было обнаружено то, что при непроведении объединения и комбинирования полимера,пентасульфида фосфора и асфальтового связующего, могут быть достигнуты повышенные концентрации пентасульфида фосфора и/или полимера в композиции асфальтового связующего, при условии, что пентасульфид фосфора и ненасыщенный полимер вводят и перемешивают в отдельные концентраты связующего. Преимущественно, концентраты можно доставлять в большое число региональных пунктов, где их можно объединять и перемешивать друг с другом, и/или они могут быть преимущественно разбавлены дополнительным количеством асфальтового связующего в региональных пунктах.In one or more embodiments, the present invention provides a method in which a phosphorus pentasulfide concentrate and an asphalt binder are combined and mixed with a polymer concentrate and an asphalt binder. This method advantageously allows for efficient transportation and / or storage of phosphorus pentasulfide compositions and / or polymer and asphalt binder compositions. In other words, it has been advantageously found that, if the polymer, phosphorus pentasulfide and the asphalt binder are not combined and combined, higher concentrations of phosphorus pentasulfide and / or polymer in the asphalt binder composition can be achieved, provided that the phosphorus pentasulfide and the unsaturated polymer are introduced and mix into separate binder concentrates. Mostly, the concentrates can be delivered to a large number of regional points, where they can be combined and mixed with each other, and / or they can be mainly diluted with additional asphalt binder in regional points.

В одном или нескольких вариантах реализации концентрат пентасульфид фосфора- связующее может включать более чем 0,5 массовых частей, в других вариантах реализации более чем 2,0 массовых частей, в других вариантах реализации более чем 5,0 массовых частей и в других вариантах реализации более чем 8,0 массовых частей, пентасульфида фосфора на 100 массовых частей асфальта. В данных или других вариантах реализации концентрат пентасульфид фосфора-связующее может включать вплоть до 10 массовых частей и в других вариантах реализации вплоть до 12 массовых частей пентасульфида фосфора на 100 массовых частей асфальтового связующего. Специалисты в соответствующей области техники должны понимать то, что верхние уровни содержания пентасульфида фосфора, которые можно добавлять к асфальтовому связующему, определяются возможностью обработки и переработки асфальта (например, перекачиваемостью, в соответствии с документом AASHTO Т316).In one or more embodiments, the phosphorus pentasulfide-binder concentrate may include more than 0.5 parts by weight, in other embodiments more than 2.0 parts by weight, in other embodiments more than 5.0 parts by weight, and in other embodiments more than 8.0 parts by weight phosphorus pentasulfide per 100 parts by weight of asphalt. In these or other embodiments, the phosphorus pentasulfide-binder concentrate may comprise up to 10 parts by weight and in other embodiments up to 12 parts by weight of phosphorus pentasulfide per 100 parts by weight of asphalt binder. Specialists in the relevant field of technology should understand that the upper levels of phosphorus pentasulfide, which can be added to the asphalt binder, are determined by the ability to process and process asphalt (for example, pumpability, in accordance with AASHTO T316).

Подобным же образом, концентрат полимер-связующее может включать более чем 5 массовых частей, в других вариантах реализации более чем 10 массовых частей, в других вариантах реализации более чем 15 массовых частей и в других вариантах реализации более чем 18 массовых частей, полимера на 100 массовых частей асфальта. В данных или других вариантах реализации концентрат полимер-связующее может включать вплоть до 20 массовых частей, в других вариантах реализации вплоть до 25 массовых частей и в других вариантах реализации вплоть до 30 массовых частей полимера на 100 массовых частей асфальтового связующего. Специалисты в соответствующей области техники должны понимать, что верхние уровни содержания полимера, которые могут быть добавлены к асфальтовому связующему, определяются возможностью обработки и переработки асфальта (например, перекачиваемостью в соответствии с документом AASHTO Т316). Другие факторы, которые могут оказывать воздействие на верхний предел концентрации полимера, включают молекулярную массу полимера, макроструктуру полимера и характеристики асфальта.Similarly, a polymer-binder concentrate may include more than 5 parts by mass, in other embodiments more than 10 parts by mass, in other embodiments more than 15 parts by mass, and in other embodiments more than 18 parts by mass, polymer per 100 parts by mass parts of asphalt. In these or other embodiments, the polymer binder concentrate may comprise up to 20 parts by weight, in other embodiments up to 25 parts by weight, and in other embodiments, up to 30 parts by weight of polymer per 100 parts by weight of asphalt binder. Specialists in the relevant field of technology should understand that the upper levels of polymer that can be added to the asphalt binder are determined by the ability to process and process asphalt (for example, pumpability in accordance with AASHTO T316). Other factors that may affect the upper limit of polymer concentration include polymer molecular weight, polymer macrostructure, and asphalt characteristics.

В одном или нескольких вариантах реализации асфальт, используемый для получения концентрата пентасульфид фосфора-связующее, может демонстрировать характеристики, отличные от характеристик асфальта, используемого для получения концентрата полимер-связующее. Например, в одном варианте реализации асфальт, используемый для получения концентрата полимер-связующее, может быть более мягким асфальтом, чем тот, который используют для получения концентрата пентасульфид фосфора-связующее. Это может оказаться выгодным, поскольку к более мягкому асфальту могут быть добавлены повышенные загрузки полимера, что, таким образом, обеспечит достижение возможности транспортирования и/или хранения большего количества полимера при меньшем количестве асфальта. Кроме того, в результате получения концентрата пентасульфид фосфора-связующее и концентрата полимер-связующее при использовании различных асфальтов после перемешивания могут быть достигнуты желательные свойства. Например, концентрат пентасульфид фосфора-связующее можно получать с использованием относительно твердого асфальта, который при смешивании с концентратом полимер-связующее, полученным с использованием относительно мягкого асфальта, может обеспечить получение твердости, промежуточной для асфальтовых связующих, использованных для получения концентратов.In one or more embodiments, the asphalt used to produce the phosphorus-binder pentasulfide concentrate may exhibit characteristics different from those of the asphalt used to produce the polymer-binder concentrate. For example, in one embodiment, the asphalt used to make the polymer binder concentrate may be softer asphalt than that used to produce the phosphorus pentasulfide binder concentrate. This may be advantageous since higher polymer loads can be added to softer asphalt, which will thus enable transport and / or storage of more polymer with less asphalt. In addition, as a result of the preparation of a phosphorus pentasulfide-binder concentrate and a polymer-binder concentrate using various asphalts, after mixing, the desired properties can be achieved. For example, a phosphorus-binder pentasulfide concentrate can be prepared using relatively hard asphalt, which, when mixed with a polymer-binder concentrate made using relatively soft asphalt, can provide intermediate hardness for the asphalt binders used to make the concentrates.

Один конкретный вариант реализации способа, соответствующего настоящему изобретению, продемонстрирован на чертеже. На установке для изготовления модифицированного асфальтового связующего 12 находятся контейнер 22 для хранения пентасульфида фосфора, контейнер 24 для хранения асфальтового связующего и контейнер 26 для хранения ненасыщенного полимера. Концентрат 28 пентасульфид фосфора-связующее может быть получен в результате объединения и перемешивания пентасульфида фосфора и асфальтового связующего. Стадию объединения и перемешивания можно провести в результате добавления частиц пентасульфида фосфора к композиции асфальтового связующего, выдерживаемой при температуре в диапазоне от приблизительно 120°C до приблизительно 205°C. Подобным же образом, концентрат 30 ненасыщенный полимер-связующее можно получить в результате объединения и перемешивания ненасыщенного полимера и асфальтового связующего. Объединение и перемешивание ненасыщенного полимера и связующего можно осуществить в результате добавления гранул ненасыщенного полимера к расплавленной композиции асфальтового связующего, выдерживаемой при температуре в диапазоне от приблизительно 120°С до приблизительно 205°С. После этого соответствующие концентраты асфальтовых связующих (то есть концентрат 28 и концентрат 30) можно доставлять на пункт выгрузки 14. Доставку концентратов можно осуществлять при использовании обогреваемой или изолированной грузовой тары. Преимущественно, при использовании изолированной грузовой тары данные концентраты можно доставлять на пункт выгрузки 14, расположенный на удалении, доходящем вплоть до и превышающем 1000 миль (1609 км) от установки для изготовления модифицированного асфальтового связующего 12.One particular embodiment of the method of the present invention is shown in the drawing. At the installation for the manufacture of modified asphalt binder 12 are a container 22 for storing phosphorus pentasulfide, a container 24 for storing an asphalt binder and a container 26 for storing unsaturated polymer. The phosphorus pentasulfide concentrate 28-binder can be obtained by combining and mixing phosphorus pentasulfide and an asphalt binder. The combining and mixing step can be carried out by adding phosphorus pentasulfide particles to an asphalt binder composition maintained at a temperature in the range of from about 120 ° C to about 205 ° C. Similarly, the unsaturated polymer binder concentrate 30 can be obtained by combining and mixing an unsaturated polymer and an asphalt binder. Combining and mixing the unsaturated polymer and the binder can be accomplished by adding granules of the unsaturated polymer to the molten asphalt binder composition, maintained at a temperature in the range of from about 120 ° C to about 205 ° C. After that, the corresponding concentrates of asphalt binders (that is, concentrate 28 and concentrate 30) can be delivered to the unloading point 14. The concentrates can be delivered using heated or insulated cargo containers. Mostly, when using insulated cargo containers, these concentrates can be delivered to the unloading point 14, located at a distance reaching up to and exceeding 1000 miles (1609 km) from the installation for the manufacture of modified asphalt binder 12.

На пункте выгрузки 14 концентрат пентасульфид фосфора-связующее и концентрат ненасыщенный полимер-связующее можно объединять и перемешивать. Данное объединение и перемешивание можно осуществлять при температурах в диапазоне от приблизительно 145°С до приблизительно 170°С. Кроме того, концентраты до или после их объединения и перемешивания можно разбавлять при использовании дополнительного количества асфальтового связующего, которое можно хранить на пункте выгрузки 14 в контейнере 32. После этого модифицированное связующее 34, которое разбавляют до получаемого в данном случае желательного уровня содержания пентасульфида фосфора и/или ненасыщенного полимера, можно транспортировать в горячий смеситель 16. Транспортирование данной композиции модифицированного асфальтового связующего можно осуществлять в обогреваемой или изолированной грузовой таре, и доставку можно осуществлять в горячий смеситель 16, расположенный на удалении, доходящем вплоть до и превышающем 300 миль (483 км).At discharge point 14, the phosphorus pentasulfide-binder concentrate and the unsaturated polymer-binder concentrate can be combined and mixed. This combination and mixing can be carried out at temperatures in the range of from about 145 ° C to about 170 ° C. In addition, the concentrates, before or after combining and mixing them, can be diluted using an additional amount of asphalt binder, which can be stored at discharge point 14 in container 32. After that, the modified binder 34, which is diluted to the desired level of phosphorus pentasulfide obtained in this case, and / or unsaturated polymer, can be transported to a hot mixer 16. Transportation of this modified asphalt binder composition can be carried out in heated or insulated cargo containers, and delivery can be carried out in a hot mixer 16, located at a distance reaching up to and exceeding 300 miles (483 km).

В горячем смесителе 16 композицию модифицированного связующего можно объединять и перемешивать с заполнителем 36 до получения композиции дорожного покрытия 38. Способы объединения и перемешивания заполнителя и композиции модифицированного связующего на современном уровне техники известны и включают перемешивание в периодическом режиме и перемешивание в непрерывном режиме. В одном или нескольких вариантах реализации заполнитель и модифицированное асфальтовое связующее объединяют и перемешивают в результате сначала предварительного нагревания модифицированного асфальтового связующего до температуры в диапазоне от приблизительно 120°С до приблизительно 200°С. Сразу после получения композиции дорожного покрытия 38, композицию дорожного покрытия можно транспортировать на рабочую площадку (например, земляное полотно), на которой выстилают дорожное покрытие (18). Транспортирование композиции дорожного покрытия можно осуществлять в обогреваемой или изолированной грузовой таре.In the hot mixer 16, the modified binder composition can be combined and mixed with aggregate 36 to form a pavement composition 38. Methods for combining and mixing the aggregate and modified binder composition are known in the art and include batch mixing and continuous mixing. In one or more embodiments, the aggregate and the modified asphalt binder are combined and mixed by first preheating the modified asphalt binder to a temperature in the range of from about 120 ° C to about 200 ° C. Immediately after receiving the pavement composition 38, the pavement composition can be transported to a work site (e.g., subgrade) on which the pavement is lined (18). The transportation of the composition of the road surface can be carried out in a heated or insulated cargo container.

Композиции модифицированных асфальтовых связующих, полученные в соответствии с настоящим изобретением, можно использовать для получения композиций асфальтового дорожного покрытия. Данные композиции дорожного покрытия могут включать модифицированное асфальтовое связующее, заполнитель и другие необязательные ингредиенты, которые можно добавлять в композиции дорожного покрытия, как это известно на современном уровне техники. В практике данного варианта реализации можно использовать обычный заполнитель, который применяют в дорожном строительстве. Заполнитель может включать обломки горных пород, камни, шлаки, щебень, гравий, песок, диоксид кремния или смеси одного или нескольких данных заполнителей. Конкретные примеры заполнителей включают мрамор, известняк, базальт, доломит, песчаник, гранит, кварцит, сталеплавильный шлак и смеси двух и более данных заполнителей.Modified asphalt binder compositions obtained in accordance with the present invention can be used to produce asphalt paving compositions. These pavement compositions may include a modified asphalt binder, aggregate, and other optional ingredients that may be added to the pavement composition, as is known in the art. In the practice of this implementation option, you can use the usual placeholder, which is used in road construction. The aggregate may include rock fragments, stones, slag, rubble, gravel, sand, silica, or mixtures of one or more of these aggregates. Specific examples of aggregates include marble, limestone, basalt, dolomite, sandstone, granite, quartzite, steelmaking slag, and mixtures of two or more of these aggregates.

Заполнитель обычно характеризуется широким распределением частиц по размерам в диапазоне от субмикронных частиц (например, пыли) до масс с размерами мяча для игры в гольф, доходящими вплоть до 63 мм в диаметре. Наилучшее распределение частиц по размерам меняется при переходе от одной области применения к другой области применения.Aggregates are typically characterized by a wide particle size distribution ranging from submicron particles (e.g. dust) to masses with golf ball sizes up to 63 mm in diameter. The best particle size distribution changes when moving from one application to another application.

В дополнение к заполнителю и модифицированному асфальтовому связующему, композиции дорожного покрытия настоящего изобретения также могут включать другие компоненты или ингредиенты, которые можно использовать при получении композиций асфальтового дорожного покрытия. Данные дополнительные компоненты или ингредиенты могут включать волокна, антиадгезивы и наполнители. Другие примеры включают гидроксид кальция, шлифовальную пыль, целлюлозные волокна, волокна на пропиленовой основе и смеси двух и более данных компонентов.In addition to aggregate and modified asphalt binder, the paving compositions of the present invention may also include other components or ingredients that can be used in the preparation of asphalt paving compositions. These additional components or ingredients may include fibers, release agents, and fillers. Other examples include calcium hydroxide, grinding dust, cellulosic fibers, propylene-based fibers, and mixtures of two or more of these components.

Композиции асфальтового дорожного покрытия настоящего изобретения можно получать при использовании стандартных оборудования и методик. В одном или нескольких вариантах реализации заполнитель перемешивают с модифицированным асфальтовым связующим до получения по существу гомогенного асфальтового дорожного покрытия. Например, заполнитель можно непрерывно перемешивать с модифицированным асфальтовым связующим, получая в стандартном смесителе композицию асфальтового дорожного покрытия. В одном или нескольких вариантах реализации, практика настоящего изобретения преимущественно исключает потребность в обработке заполнителя перед получением асфальтобетона.The asphalt pavement compositions of the present invention can be prepared using standard equipment and techniques. In one or more embodiments, the aggregate is mixed with a modified asphalt binder until a substantially homogeneous asphalt pavement is obtained. For example, the aggregate can be continuously mixed with a modified asphalt binder to form an asphalt pavement composition in a standard mixer. In one or more embodiments, the practice of the present invention substantially eliminates the need for processing aggregate before producing asphalt concrete.

При получении композиции асфальтового дорожного покрытия в общем случае перемешивают от приблизительно 1 массового процента до приблизительно 10 массовых процентов модифицированного асфальта и от приблизительно 90 массовых процентов до приблизительно 99 массовых процентов заполнителя (при расчете на общую массу композиции асфальтового дорожного покрытия). В других вариантах реализации композиции дорожного покрытия включают от приблизительно 2 до приблизительно 8 массовых процентов модифицированного асфальта.Upon receipt of the composition of the asphalt pavement in the General case, from about 1 weight percent to about 10 weight percent of the modified asphalt and from about 90 weight percent to about 99 weight percent of aggregate are mixed (based on the total weight of the asphalt pavement composition). In other embodiments, paving compositions comprise from about 2 to about 8 weight percent modified asphalt.

Композиции асфальтовых связующих, а также композиции асфальтового дорожного покрытия, полученные в соответствии с настоящим изобретением, демонстрируют наличие нескольких выгодных свойств. В одном или нескольких вариантах реализации композиции преимущественно можно хранить при повышенных температурах без возникновения неблагоприятного воздействия на температуру разделения полимера и асфальтового связующего.Compositions of asphalt binders, as well as compositions of asphalt pavement obtained in accordance with the present invention, demonstrate the presence of several beneficial properties. In one or more embodiments, the compositions can advantageously be stored at elevated temperatures without adversely affecting the temperature of the separation of the polymer and the asphalt binder.

Композиции асфальтового дорожного покрытия, полученные в соответствии с настоящим изобретением, являются в особенности выгодными при получении дорожных покрытий. Данные дорожные покрытия могут включать нижеследующее, но не ограничиваются только этим: проезжая часть дороги, взлетно-посадочные дорожки, тротуары, трассы, дорожки для мототележек с игроками в гольф на игровой площадке, противофильтрационные облицовки водоемов, покрытия для мусорных свалок и мостовые настилы. Кроме того, композиции модифицированных асфальтовых связующих настоящего изобретения оказываются выгодными при получении других композиций помимо композиций дорожного покрытия. Например, модифицированные асфальтовые композиции могут оказаться подходящими для использования при укладках кровельного покрытия.Compositions of asphalt pavement obtained in accordance with the present invention are particularly advantageous in the manufacture of pavements. These pavements may include the following, but are not limited to only this: carriageway, runways, sidewalks, tracks, tracks for golf carts with golfers on the playground, waterproof linings for ponds, landfill coverings and bridge decks. In addition, the modified asphalt binder compositions of the present invention are advantageous in the preparation of compositions other than pavement compositions. For example, modified asphalt compositions may be suitable for use in roofing applications.

Для того чтобы продемонстрировать практику настоящего изобретения, были получены и протестированы следующие далее примеры. Однако примеры не должны рассматриваться в качестве ограничения объема изобретения. Для определения изобретения должна использоваться формула изобретения.In order to demonstrate the practice of the present invention, the following examples were obtained and tested. However, examples should not be construed as limiting the scope of the invention. To determine the invention, the claims should be used.

ПРИМЕРЫEXAMPLES

Образцы 1-6Samples 1-6

Композиции асфальтовых связующих получали при использовании следующего способа. В контейнер в виде жестяной емкости объемом 1 кварта (1,14 л) добавляли 500 граммов асфальтового связующего, предварительно нагретого до 163°С. Асфальтовое связующее получали в компании ВР (Уайтинг, Индиана), и оно характеризовалось показателем PG 64-22 в соответствии с документом AASHTO M320. При использовании обогревателя жестяной емкости объемом 1,14 л асфальтовое связующее нагревали до 190°С и прокручивали в высокосдвиговом смесителе Silverson, во время чего добавляли частицы пентасульфида фосфора, проводя непосредственное добавление частиц к асфальтовому связующему, и гранулы ненасыщенного полимера, проводя непосредственное добавление гранул к асфальтовому связующему. Сдвиговое воздействие на образец в контейнере оказывали в течение 30 минут. На контейнер неплотно укладывали крышку, и контейнер на 18 часов размещали в печи, выставленной на 163°С. После извлечения контейнера из печи и удаления крышки, убирали весь имеющийся слой пены. После этого образец перемешивали и выливали на сетку с ячейками 20 меш, а просеянный материал использовали при получении образцов для испытаний.Asphalt binder compositions were prepared using the following method. In a container in the form of a tin container with a volume of 1 quart (1.14 L) was added 500 grams of asphalt binder, pre-heated to 163 ° C. Asphalt binder was obtained from BP (Whiting, Indiana) and was characterized by PG 64-22 in accordance with AASHTO M320. When using a 1.14 L tin capacity heater, the asphalt binder was heated to 190 ° C and scrolled in a Silverson high shear mixer, during which phosphorus pentasulfide particles were added by directly adding particles to the asphalt binder and unsaturated polymer pellets by directly adding granules to asphalt binder. Shear effect on the sample in the container was provided for 30 minutes. The lid was loosely placed on the container, and the container was placed in an oven set at 163 ° C for 18 hours. After removing the container from the oven and removing the lid, the entire available foam layer was removed. After that, the sample was mixed and poured onto a grid with 20 mesh cells, and the sifted material was used to obtain samples for testing.

Количество модификатора (например, пентасульфида фосфора и ненасыщенного полимера), добавленного к каждому образцу, представлено в таблице I. Отбирали часть каждого образца, из которой получали различные образцы для испытаний, необходимые для проведения каждого использованного стандартизованного испытания. Методы испытаний, использованные во всех данных примерах, представлены в таблице I.The amount of modifier (e.g., phosphorus pentasulfide and unsaturated polymer) added to each sample is shown in Table I. A portion of each sample was taken from which various test samples were needed for each standardized test used. The test methods used in all of these examples are presented in table I.

Ненасыщенным полимером, использованным в данном комплекте образцов, являлся радиальный полимер, который характеризовался наличием приблизительно 16,5% винила, на 90% представлял собой полимер, полученный по реакции сочетания и имеющий четыре луча, включал приблизительно 30% блочного стирола, имел основной пик максимальной молекулярной массы (Мр) около 53 кг/моль и характеризовался величиной Мр после реакции сочетания, равной приблизительно 228 кг/моль; данный полимер получали под торговым наименованием 161-В™ (LCY; Китай).The unsaturated polymer used in this set of samples was a radial polymer, which was characterized by the presence of approximately 16.5% vinyl, 90% was a polymer obtained by the combination reaction and having four beams, included approximately 30% block styrene, had a main peak of maximum molecular weight (M p ) of about 53 kg / mol and was characterized by the value of M p after the coupling reaction, equal to approximately 228 kg / mol; this polymer was obtained under the trade name 161-B ™ (LCY; China).

Количества ненасыщенного полимера и пентасульфида фосфора представлены в таблице I в массовых частях на 100 массовых частей асфальта (pha).The amounts of unsaturated polymer and phosphorus pentasulfide are shown in Table I in parts by weight per 100 parts by weight of asphalt (pha).

ТАБЛИЦА 1TABLE 1 ОбразцыSamples Метод испытанийTest method 1one 22 33 4four 55 66 Модификатор (части на 100 частей асфальта)Modifier (parts per 100 parts of asphalt) Ненасыщенный полимерUnsaturated polymer -- 1,251.25 -- 1,251.25 1,251.25 1,251.25 Пентасульфид фосфораPhosphorus pentasulfide -- -- 0,50.5 -- -- 0,50.5 Полифосфорная кислотаPolyphosphoric acid -- -- -- -- 0,50.5 -- СераSulfur -- -- -- 0,10.1 -- -- Анализ эксплуатационных характеристикPerformance Analysis Первоначальная температура отказа в DSR (пластометре динамического сдвига) (°С)Initial Failure Temperature in DSR (Dynamic Shear Plastometer) (° C) AASHTOT315AASHTOT315 65,565.5 69,069.0 70,670.6 71,671.6 72,572.5 78,778.7 Температура отказа для RTFO (подвижной тонкой пленки в печи) в DSR (°C)Failure temperature for RTFO (moving thin film in the oven) in DSR (° C) AASHTOT240/T315AASHTOT240 / T315 65,665.6 69,069.0 69,669.6 71,571.5 73,173.1 77,277,2 Фазовый угол при 76°С, °Phase angle at 76 ° С, ° AASHTOT315AASHTOT315 89,089.0 87,487.4 87,587.5 79,479.4 85,185.1 69,769.7 Жесткость (МПа)Hardness (MPa) AASHTOT313AASHTOT313 210210 228228 205205 195195 210210 166166 Значение m (скорости изменения коэффициента упругости от времени)The value of m (the rate of change of the coefficient of elasticity over time) AASHTOT313AASHTOT313 0,3290.329 0,3040,304 0,3260.326 0,3320.332 0,3090,309 0,3450.345 Марка связующего PG (°С)Binder grade PG (° C) AASHTO M320AASHTO M320 64-2264-22 64-2264-22 64-2264-22 70-2270-22 70-2270-22 76-2276-22 Фактическая марка по оценке (°С)Estimated actual mark (° C) Не применимоNot applicable 65-2465-24 69-2269-22 69-2469-24 71-2571-25 72-2272-22 77-2677-26 Интервал PG (°С)PG Interval (° C) Не применимоNot applicable 8989 9191 9393 9696 9494 103103 Упругое восстановление при 25°С (%)Elastic recovery at 25 ° C (%) AASHTO T301AASHTO T301 24,024.0 44,044.0 34,034.0 72,572.5 48,548.5 87,587.5 Разделение1 (°С)Separation 1 (° C) ASTMD-7173ASTMD-7173 0,30.3 0,50.5 0,30.3 0,30.3 1,61,6 0,80.8 Температура размягчения (°С)Softening Point (° C) AASHTO T53AASHTO T53 48,148.1 52,252,2 54,754.7 55,355.3 55,655.6 65,865.8 1 - «Разделение» характеризует отличие в температурах размягчения в «тесте на разделение» для асфальтового связующего; «тест на разделение» проводят в соответствии со стандартной методикой ASTM D7173; «тест на разделение» характеризует тенденцию полимера отделяться от модифицированного полимером асфальтового связующего в статичных условиях нагревания.1 - “Separation” characterizes the difference in softening temperatures in the “separation test” for the asphalt binder; "Separation test" is carried out in accordance with standard ASTM D7173; "Separation test" characterizes the tendency of the polymer to separate from the polymer-modified asphalt binder under static heating conditions.

Фактическая марка PG по оценке представляет собой меру температурного интервала для температурного диапазона эксплуатационных характеристик асфальтового связующего. Складывание чисел друг с другом образует температурный интервал PG. Чем большим будет число, тем большим будет температурный диапазон эксплуатационных характеристик, на котором асфальтовое связующее будет демонстрировать эксплуатационные характеристики.The estimated PG brand is a measure of the temperature range for the temperature range of the performance of an asphalt binder. Adding numbers to each other forms the temperature range PG. The larger the number, the greater will be the temperature range of performance, on which the asphalt binder will demonstrate performance.

Асфальтовое связующее образца 1, которое представляет собой беспримесное асфальтовое связующее, демонстрирует эксплуатационные характеристики в диапазоне 89°С. Образец 2, который включает насыщенный полимер, обнаруживает улучшение на 2°С в виде увеличения от 89°С до 91°С. В сопоставлении с асфальтом основы, образец 3, который включает пентасульфид фосфора, демонстрирует небольшое улучшение температурного интервала PG на 4°С. В сопоставлении с беспримесным связующим, образец 4, который включает ненасыщенный полимер и серу, демонстрирует улучшение на 7°С в виде 96°С. Образец 5, который включает ненасыщенный полимер и полифосфорную кислоту, демонстрирует улучшение на 5°С. В сопоставлении с асфальтом основы, образец 6, который соответствует настоящему изобретению, неожиданно демонстрирует улучшение температуры на 14°С в виде температурного интервала PG 103°С. В дополнение к этому, упругое восстановление (также называемое восстановлением при удлинении) у образца 6, которое равно 87,5%, исключительно велико, что предполагает наличие высокоупругого полимерного асфальтового связующего, чего обычно добиваются только при более высоких уровнях загрузки полимера. Температура размягчения, а также оценка высокой температуры PG, равная 77°С, предполагает наличие у модифицированного асфальтового связующего технологически подходящей для использования высокой температуры. В заключение, фазовый угол для образца 6 составлял 69,7, что указывает на прочную упругую структуру, образованную в асфальтовом связующем.The asphalt binder of sample 1, which is a pure asphalt binder, shows performance in the range of 89 ° C. Sample 2, which includes a saturated polymer, shows an improvement of 2 ° C as an increase from 89 ° C to 91 ° C. Compared to the base asphalt, sample 3, which includes phosphorus pentasulfide, shows a slight improvement in the temperature range of PG by 4 ° C. Compared to the pure binder, sample 4, which includes the unsaturated polymer and sulfur, shows an improvement of 7 ° C as 96 ° C. Sample 5, which includes an unsaturated polymer and polyphosphoric acid, shows an improvement of 5 ° C. Compared to the asphalt base, sample 6, which corresponds to the present invention, unexpectedly demonstrates a temperature improvement of 14 ° C in the form of a temperature range of PG 103 ° C. In addition, the elastic recovery (also called elongation reduction) of sample 6, which is 87.5%, is exceptionally high, which implies the presence of a highly elastic polymer asphalt binder, which is usually achieved only at higher levels of polymer loading. The softening temperature, as well as an estimate of the high temperature PG equal to 77 ° C, suggests that the modified asphalt binder is technologically suitable for use with high temperature. In conclusion, the phase angle for sample 6 was 69.7, which indicates a strong elastic structure formed in an asphalt binder.

Примеры 7-13Examples 7-13

Дополнительные модифицированные асфальтовые композиции получали в результате использования способов, подобных тем, что были предложены для предшествующих образцов, но в случае сравнительных образцов (образцы 11, 12 и 13) образцы получали при использовании насыщенных полимеров. В таблице II представлены количество каждого модификатора, использованного в каждом образце, а также результаты анализа эксплуатационных характеристик, проведенного для каждого образца.Additional modified asphalt compositions were obtained by using methods similar to those proposed for previous samples, but in the case of comparative samples (samples 11, 12 and 13), samples were obtained using saturated polymers. Table II presents the amount of each modifier used in each sample, as well as the results of the performance analysis conducted for each sample.

Ненасыщенным полимером, использованным в образце 8, являлся радиальный полимер, который характеризовался наличием приблизительно 16,5% винила, на 90% представлял собой полимер, полученный по реакции сочетания и имеющий четыре луча, включал приблизительно 30% блочного стирола, имел основной пик максимальной молекулярной массы (Мр) около 53 кг/моль и характеризовался величиной Мр после реакции сочетания, равной приблизительно 228 кг/моль; данный полимер получали под торговым наименованием 161-В™ (LCY; Китай); данный полимер в таблицах обозначали как радиальный полимер.The unsaturated polymer used in sample 8 was a radial polymer, which was characterized by the presence of approximately 16.5% vinyl, 90% was a polymer obtained by the combination reaction and having four beams, included approximately 30% block styrene, had a main peak of maximum molecular mass (M p ) of about 53 kg / mol and was characterized by the value of M p after the coupling reaction, equal to approximately 228 kg / mol; this polymer was obtained under the trade name 161-B ™ (LCY; China); this polymer in the tables was designated as radial polymer.

Ненасыщенным полимером, использованным в образце 9, являлся линейный полимер, полученный по реакции сочетания и имеющий два луча, который характеризовался наличием приблизительно 13% винила, на 92% представлял собой полимер, полученный по реакции сочетания и имеющий два луча, включал приблизительно 30% блочного стирола, имел основной пик максимальной молекулярной массы (Мр) около 60 кг/моль и характеризовался величиной Мр после реакции сочетания, равной приблизительно 106 кг/моль; данный полимер получали под торговым наименованием 6302™ (LCY; Китай); данный полимер в таблицах обозначали как высокомолекулярный полимер.The unsaturated polymer used in sample 9 was a linear polymer obtained by the coupling reaction and having two beams, which was characterized by the presence of approximately 13% vinyl, 92% was a polymer obtained by the coupling reaction and having two beams, included approximately 30% block styrene, had a main peak of maximum molecular weight (M p ) of about 60 kg / mol and was characterized by a M p value after the coupling reaction of approximately 106 kg / mol; this polymer was obtained under the trade name 6302 ™ (LCY; China); this polymer in the tables was designated as a high molecular weight polymer.

Ненасыщенным полимером, использованным в образце 10, являлся линейный полимер, полученный по реакции сочетания и имеющий два луча, который характеризовался наличием приблизительно 13% винила, на 25% представлял собой полимер, полученный по реакции сочетания и имеющий два луча, включал приблизительно 30% блочного стирола, имел основной пик максимальной молекулярной массы (Мр) около 50 кг/моль и характеризовался величиной Мр после реакции сочетания, равной приблизительно 90 кг/моль; данный полимер получали под торговым наименованием 6320™ (LCY; Китай); данный полимер в таблицах обозначали как среднемолекулярный полимер.The unsaturated polymer used in sample 10 was a linear polymer obtained by the coupling reaction and having two beams, which was characterized by the presence of approximately 13% vinyl, 25% was a polymer obtained by the coupling reaction and having two beams, included approximately 30% block styrene, had a major peak maximum molecular weight (M p ) of about 50 kg / mol and was characterized by a M p value after the coupling reaction of approximately 90 kg / mol; this polymer was obtained under the trade name 6320 ™ (LCY; China); this polymer in the tables was designated as medium molecular weight polymer.

Насыщенным полимером, использованным в образце 11, являлся гидрированный стирол-бутадиен-стирольный блок-сополимер (С-Э/Б-С), который получали под торговым наименованием KRATON™ G1652.The saturated polymer used in sample 11 was a hydrogenated styrene-butadiene-styrene block copolymer (CE / B-C), which was obtained under the trade name KRATON ™ G1652.

Насыщенным полимером, использованным в образце 12, являлся этилен-пропилен-диеновый каучук (EPDM), который получали под торговым наименованием ЕР35 (JSR; Япония) и который характеризовался величиной Tg, равной приблизительно - 51°C, степенью кристалличности 0%, вязкостью по Муни (ML1+4 при 10°C) 91,6, величиной Мn, равной приблизительно 72 кг/моль, величиной Mn, равной приблизительно 214 кг/моль, и величиной ММР (молекулярно-массового распределения), равной приблизительно 2,94, уровнем содержания этилена, равным приблизительно 52%, и уровнем содержания диена, равным приблизительно 5,9%; следует отметить то, что данный полимер не является полностью насыщенным.The saturated polymer used in sample 12 was ethylene-propylene-diene rubber (EPDM), which was obtained under the trade name EP35 (JSR; Japan) and which had a Tg value of approximately −51 ° C, a degree of crystallinity of 0%, a viscosity of Mooney (ML 1 + 4 at 10 ° C) 91.6, a Mn value of approximately 72 kg / mol, a Mn value of approximately 214 kg / mol, and an MMP (molecular weight distribution) of approximately 2.94 , an ethylene content of approximately 52%, and a diene content of equal m about 5.9%; it should be noted that this polymer is not completely saturated.

Насыщенным полимером, использованным в образце 13, являлся этилен- винилацетатный полимер (ЭВА), который получали под торговым наименованием ELVAX™ 460 (DuPont).The saturated polymer used in sample 13 was ethylene vinyl acetate polymer (EVA), which was prepared under the trade name ELVAX ™ 460 (DuPont).

ТАБЛИЦА IITABLE II ОбразцыSamples 77 88 99 1010 11eleven 1212 1313 Модификатор (части на 100 частей асфальта)Modifier (parts per 100 parts of asphalt) Пентасульфид фосфораPhosphorus pentasulfide -- 0,50.5 0,50.5 0,50.5 0,50.5 0,50.5 0,50.5 Ненасыщенный полимерUnsaturated polymer Радиальный полимерRadial polymer -- 1,51,5 -- -- -- -- -- Высокомолекулярный полимерHigh molecular weight polymer -- -- 1,51,5 -- -- -- -- Среднемолекулярный полимерMedium molecular polymer -- -- -- 1,51,5 -- -- -- Насьпценный полимерHigh grade polymer С-Э/Б-СS-E / B-S -- -- -- -- 1,51,5 -- -- EPDMEPDM -- -- -- -- -- 1,51,5 -- ЭВАEVA -- -- -- -- -- -- 1,51,5 Анализ эксплуатационных характеристикPerformance Analysis Исходная температура разрушения в DSR (°C)Initial fracture temperature in DSR (° C) 65,565.5 80,680.6 77,877.8 75,175.1 74,174.1 73,373.3 74,074.0 Температура разрушения для RTFO в DSR (°C)Destruction temperature for RTFO in DSR (° C) 65,665.6 77,677.6 77,777.7 76,376.3 73,973.9 73,673.6 74,474,4 Фазовый угол при 76°C, °Phase angle at 76 ° C, ° 89,089.0 67,367.3 71,671.6 81,081.0 86,486.4 86,786.7 84,084.0 Упругое восстановление при 25°C (%)Elastic recovery at 25 ° C (%) 24,024.0 87,587.5 87,587.5 83,583.5 52,052.0 38,538.5 41,541.5 Разделение (°C)Separation (° C) 0,30.3 0,50.5 0,30.3 0,30.3 1,11,1 0,30.3 0,40.4 Температура размягчения (°C)Softening Point (° C) 48,148.1 69,469,4 64,264,2 57,557.5 55,855.8 56,156.1 56,956.9

Образец 7 из таблицы II представляет собой то же самое беспримесное асфальтовое связующее, которое использовали в образце 1 из таблицы I. Образцы 8-10 включают ненасыщенные полимеры, и данные, полученные в результате испытания данных модифицированных асфальтовых связующих, свидетельствуют о том, что данные ненасыщенные полимеры обеспечивают получение связующих, которые являются более упругими (фазовый угол и упругое восстановление) в сопоставлении с тем, что ожидалось для данных загрузок полимера. Неожиданно это указывает на то, что сочетание ненасыщенного полимера и пентасульфида фосфора приводит к получению высокоупругого асфальтового связующего. В дополнение к этому, что касается температуры разрушения для RTFO в DSR (старение), то в сопоставлении с беспримесным асфальтовым связующим в отношении высокотемпературных эксплуатационных характеристик образцы, включающие ненасыщенный полимер, демонстрируют улучшения в диапазоне от 10,7°C до 12°C. В дополнение к этому, образцы 8, 9 и 10 обеспечивали получение высоких значений упругого восстановления; действительно, в каждом случае имело место превышение 80%. С другой стороны, использование насыщенных полимеров (или полимера, характеризующегося низким уровнем содержания ненасыщенности) приводило к незначительному улучшению упругости в сопоставлении с беспримесным асфальтом (имело место некоторое улучшение высокотемпературной жесткости на 8,3°C-8,8°C). В целом, данные из таблицы II предполагают наличие синергетического эффекта между пентасульфидом фосфора, ненасыщенным полимером и асфальтовым связующим, который неожиданно приводит к получению улучшенного упругого асфальтового связующего.Sample 7 from table II is the same pure asphalt binder used in sample 1 from table I. Samples 8-10 include unsaturated polymers, and data from testing modified asphalt binders indicate that these are unsaturated polymers provide binders that are more resilient (phase angle and resilient recovery) in comparison with what was expected for these polymer loads. Unexpectedly, this indicates that the combination of an unsaturated polymer and phosphorus pentasulfide results in a highly elastic asphalt binder. In addition, with regard to the fracture temperature for RTFO in DSR (aging), compared to pure asphalt binder, high temperature performance specimens comprising an unsaturated polymer show improvements in the range of 10.7 ° C to 12 ° C. In addition to this, samples 8, 9 and 10 provided high elastic recovery values; indeed, in each case there was an excess of 80%. On the other hand, the use of saturated polymers (or a polymer characterized by a low level of unsaturation) led to a slight improvement in elasticity compared to pure asphalt (there was some improvement in high-temperature hardness by 8.3 ° C-8.8 ° C). In general, the data in Table II suggest a synergistic effect between phosphorus pentasulfide, an unsaturated polymer, and an asphalt binder, which unexpectedly results in an improved resilient asphalt binder.

Примеры 14-23Examples 14-23

Несколько модифицированных асфальтовых композиций получали при использовании способов, подобных тем, которые использовали для вышеупомянутых образцов, за исключением того, что массовое соотношение между ненасыщенным полимером и пентасульфидом фосфора по всем образцам варьировали при одновременном сохранении 1,25 массовой части полимера на 100 массовых частей асфальта. Использованным ненасыщенным полимером являлся радиальный полимер, который характеризовался наличием приблизительно 16,5% винила, на 90% представлял собой полимер, полученный по реакции сочетания и имеющий четыре луча, включал приблизительно 30% блочного стирола, имел основной пик молекулярной массы (Мр) около 53 кг/моль и величину Мр после реакции сочетания, равную приблизительно 228 кг/моль; данный полимер получали под торговым наименованием 161-В™ (LCY; Китай). В таблице III представлены массовое соотношение между полимером и пентасульфидом фосфора, а также результаты испытания для каждого образца.Several modified asphalt compositions were prepared using methods similar to those used for the above samples, except that the weight ratio between the unsaturated polymer and phosphorus pentasulfide for all samples was varied while maintaining 1.25 mass parts of polymer per 100 mass parts of asphalt. The unsaturated polymer used was a radial polymer, which was characterized by the presence of approximately 16.5% vinyl, 90% was a polymer obtained by the coupling reaction and having four beams, included approximately 30% block styrene, had a main molecular weight peak (M p ) of about 53 kg / mol and the value of M p after the coupling reaction, equal to approximately 228 kg / mol; this polymer was obtained under the trade name 161-B ™ (LCY; China). Table III presents the mass ratio between the polymer and phosphorus pentasulfide, as well as the test results for each sample.

ТАБЛИЦА IIITABLE III ОбразцыSamples 14fourteen 15fifteen 1616 1717 18eighteen 1919 20twenty 2121 2222 2323 Модификатор (части на 100 частей асфальта)Modifier (parts per 100 parts of asphalt) Полимер: пентасульфид фосфораPolymer: phosphorus pentasulfide 12,5:112.5: 1 9:19: 1 5:15: 1 3,1:13.1: 1 2,5:12.5: 1 2,1:12.1: 1 1,8:11.8: 1 1,6:11.6: 1 1:11: 1 1:21: 2 Анализ эксплуатационных характеристикPerformance Analysis Первоначальная температура отказа в DSR (°C)DSR Initial Failure Temperature (° C) 70,670.6 72,772.7 73,073.0 76,776.7 78,778.7 81,081.0 83,183.1 83,583.5 79,879.8 86,586.5 Температура отказа для RTFO в DSR (°С)Failure temperature for RTFO in DSR (° C) 71,271.2 71,971.9 72,372.3 74,874.8 77,277,2 78,878.8 80,480,4 80,880.8 77,277,2 84,384.3 Фазовый угол при 76°С, °Phase angle at 76 ° С, ° 81,881.8 78,478,4 75,375.3 71,671.6 69,769.7 66,566.5 65,665.6 65,965.9 81,281.2 76,676.6 Упругое восстановление при 25°С (%)Elastic recovery at 25 ° C (%) 69,069.0 72,572.5 78,078.0 83,583.5 87,587.5 89,089.0 88,088.0 88,088.0 38,538.5 41,541.5 Температура размягчения (°С)Softening Point (° C) 53,953.9 56,756.7 57,557.5 61,961.9 65,865.8 69,769.7 72,572.5 72,272,2 60,860.8 67,867.8 Разделение (°С)Separation (° C) 0,30.3 0,30.3 0,50.5 0,50.5 0,80.8 0,50.5 0,50.5 0,50.5 0,80.8 0,30.3

Данные из таблицы III демонстрируют неожиданный эффект от изменения соотношения между количествами полимера и пентасульфида фосфора. По мере уменьшения соотношения упругое восстановление для модифицированного связующего увеличивается, достигая максимума в области 1,8:1. Затем по мере того, как соотношение продолжало уменьшаться, начинало уменьшаться и упругое восстановление. В дополнение к этому, фазовый угол монотонно уменьшается до соотношения 1,8:1, а затем ниже данного соотношения увеличивается.The data from table III demonstrate the unexpected effect of changing the ratio between the amounts of polymer and phosphorus pentasulfide. As the ratio decreases, the elastic recovery for the modified binder increases, reaching a maximum in the 1.8: 1 region. Then, as the ratio continued to decrease, the elastic recovery began to decrease. In addition, the phase angle decreases monotonically to a ratio of 1.8: 1, and then increases below this ratio.

Образцы 24-33Samples 24-33

По способу, подобному тому, который использовали для образцов 14-23, получали дополнительные модифицированные асфальтовые композиции и варьировали массовое соотношение между ненасыщенным полимером и пентасульфидом фосфора при одновременном сохранении 1,25 массовых частей полимера на 100 массовых частей асфальта. Данные образцы отличаются от образцов 14-23 использованным ненасыщенным полимером, которым являлся линейный полимер, полученный по реакции сочетания и имеющий два луча, который характеризовался наличием приблизительно 13% винила, на 25% представлял собой полимер, полученный по реакции сочетания и имеющий два луча, включал приблизительно 30% блочного стирола, имел основной пик максимальной молекулярной массы (Мр) около 50 кг/моль и характеризовался величиной Мр после реакции сочетания, равной приблизительно 90 кг/моль; данный полимер получали под торговым наименованием 6320™ (LCY; Китай).By a method similar to that used for samples 14-23, additional modified asphalt compositions were prepared and the weight ratio between the unsaturated polymer and phosphorus pentasulfide was varied while maintaining 1.25 parts by weight of polymer per 100 parts by weight of asphalt. These samples differ from samples 14-23 in the used unsaturated polymer, which was a linear polymer obtained by the combination reaction and having two beams, which was characterized by the presence of approximately 13% vinyl, 25% was a polymer obtained by the combination reaction and having two beams, included approximately 30% block styrene, had a major peak maximum molecular weight (M p ) of about 50 kg / mol, and had a M p value after the coupling reaction of about 90 kg / mol; this polymer was obtained under the trade name 6320 ™ (LCY; China).

Таблица IV представляет массовое соотношение между полимером и пентасульфидом фосфора, а также результаты испытания для каждого образца.Table IV presents the mass ratio between the polymer and phosphorus pentasulfide, as well as the test results for each sample.

ТАБЛИЦА IVTABLE IV ОбразцыSamples 2424 2525 2626 2727 2828 2929th 30thirty 3131 3232 3333 Модификатор (части на 100 частей асфальта)Modifier (parts per 100 parts of asphalt) Полимер: пентасульфид фосфораPolymer: phosphorus pentasulfide 12-5:112-5: 1 9:19: 1 5:15: 1 3,1:13.1: 1 2,5:12.5: 1 2,1:12.1: 1 1,8:11.8: 1 1,6:11.6: 1 1:11: 1 1:21: 2 Анализ эксплуатационных характеристикPerformance Analysis Первоначальная температура отказа в DSR (°C)DSR Initial Failure Temperature (° C) 69,469,4 69,969.9 70,970.9 73,373.3 74,774.7 77,277,2 78,478,4 80,280.2 81,781.7 87,287.2 Температура отказа для RTFO в DSR (°C)Failure Temperature for RTFO in DSR (° C) 69,469,4 69,469,4 70,770.7 73,073.0 73,273,2 76,176.1 78,278,2 78,878.8 80,380.3 85,785.7 Фазовый угол при 76°C, °Phase angle at 76 ° C, ° 86,386.3 86,086.0 85,585.5 83,783.7 81,781.7 78,078.0 75,575,5 73,173.1 76,776.7 73,873.8 Упругое восстановление при 25°C (%)Elastic recovery at 25 ° C (%) 64,064.0 66,566.5 71,571.5 74,574.5 81,581.5 83,583.5 84,584.5 83,083.0 45,045.0 40,540.5 Температура размягчения, °CSoftening point, ° C 52,552,5 53,653.6 55,055.0 56,756.7 57,257.2 60,860.8 61,761.7 62,862.8 64,464,4 68,968.9 Разделение (°C)Separation (° C) 0,50.5 0,30.3 0,30.3 0,30.3 0,50.5 0,30.3 0,30.3 0,30.3 0,30.3 0,50.5

Как и в случае данных из таблицы III, данные из таблицы IV свидетельствуют о том, что по мере уменьшения соотношения упругое восстановление увеличивалось, достигая максимума при 1,8:1. Подобным же образом, неожиданно упругое восстановление начинало уменьшаться ниже данного соотношения. Фазовый угол следовал характеру уменьшения фазового угла при уменьшении соотношения вплоть до 1,6:1, а после этого увеличивался.As in the case of the data from table III, the data from table IV indicate that as the ratio decreased, the elastic recovery increased, reaching a maximum at 1.8: 1. Similarly, unexpectedly, elastic recovery began to decrease below this ratio. The phase angle followed the pattern of decreasing the phase angle while decreasing the ratio down to 1.6: 1, and after that it increased.

Образцы 34-45Samples 34-45

Дополнительные модифицированные асфальтовые композиции получали при использовании способов, подобных тем, которые использовались для описанных ранее образцов, за исключением того, что проводили сопоставление эффективности пентасульфида фосфора и других соединений. Природа различных соединений представлена в таблице V совместно с результатами испытаний для каждого образца.Additional modified asphalt compositions were prepared using methods similar to those used for the previously described samples, except that they compared the effectiveness of phosphorus pentasulfide and other compounds. The nature of the various compounds is presented in Table V together with the test results for each sample.

Использованным ненасыщенным полимером являлся радиальный полимер, который характеризовался наличием приблизительно 16,5% винила, на 90% представлял собой полимер, полученный по реакции сочетания и имеющий четыре луча, включал приблизительно 30% блочного стирола, имел основной пик максимальной молекулярной массы (Мр) около 53 кг/моль и характеризовался величиной Мр после реакции сочетания, равной приблизительно 228 кг/моль; данный полимер получали под торговым наименованием 161-В™ (LCY; Китай).The unsaturated polymer used was a radial polymer, which was characterized by the presence of approximately 16.5% vinyl, 90% was a polymer obtained by the coupling reaction and having four beams, included approximately 30% block styrene, had a main peak of maximum molecular weight (M p ) about 53 kg / mol and was characterized by the value of M p after the coupling reaction, equal to approximately 228 kg / mol; this polymer was obtained under the trade name 161-B ™ (LCY; China).

ТАБЛИЦА VTABLE V ОбразцыSamples 3434 3535 3636 3737 3838 3939 4040 4141 4242 4343 4444 4545 Модификатор (части на 100 частей асфальта)Modifier (parts per 100 parts of asphalt) ПолимерPolymer 1,51,5 1,51,5 1,51,5 1,51,5 1,51,5 1,51,5 1,51,5 1,51,5 1,51,5 1,51,5 1,51,5 1,51,5 ДобавкаAdditive P2S5 P 2 S 5 0,50.5 -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- ZnSZns -- 0,50.5 -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- Al2S3 Al 2 S 3 -- -- 0,50.5 -- -- -- -- -- -- -- -- -- FeSFeS -- -- -- 0,50.5 -- -- -- -- -- -- -- -- Sb2S3 Sb 2 s 3 -- -- -- -- 0,50.5 -- -- -- -- -- -- -- MoS2 MoS 2 -- -- -- -- -- 0,50.5 -- -- -- -- -- -- Sb2S5 Sb 2 s 5 -- -- -- -- -- -- 0,50.5 -- -- -- -- -- SeS2 SeS 2 -- -- -- -- -- -- -- 0,50.5 -- -- -- -- P2O5 P 2 O 5 -- -- -- -- -- -- -- -- 0,50.5 -- -- -- H3PO4 H 3 PO 4 -- -- -- -- -- -- -- -- -- 0,50.5 -- -- PCl3 PCl 3 -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- 0,50.5 -- POCl3 POCl 3 -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- 0,50.5 Анализ эксплуатационных характеристикPerformance Analysis Температура отказа для RTFO в DSR (°C)Failure Temperature for RTFO in DSR (° C) 78,178.1 70,670.6 70,670.6 70,970.9 70,670.6 69,069.0 71,671.6 71,871.8 73,673.6 74,174.1 70,670.6 70,570.5 Упругое восстановление при 25°C (%)Elastic recovery at 25 ° C (%) 87,587.5 49,049.0 65,065.0 49,549.5 50,550,5 45,045.0 67,067.0 44,044.0 56,056.0 62,062.0 51,051.0 51,051.0 Температура размягчения, °CSoftening point, ° C 63,363.3 51,951.9 53,353.3 51,951.9 52,252,2 51,751.7 53,353.3 51,151.1 56,956.9 55,655.6 55,855.8 56,456.4

Данные таблицы V свидетельствуют о том, что неожиданный результат сопоставления множества других соединений с пентасульфидом фосфора заключается в том, что пентасульфид фосфора закономерно характеризуется наивысшей жесткостью согласно измерению температуры разрушения в DSR после RTFOT (испытания для подвижной тонкой пленки в печи). В дополнение к этому, пентасульфид фосфора приводил к получению значительно более высокого значения упругого восстановления. В заключение, пентасульфид фосфора приводил к получению самого высокого значения температуры размягчения.The data in Table V indicate that the unexpected result of comparing many other compounds with phosphorus pentasulfide is that phosphorus pentasulfide is naturally characterized by the highest stiffness according to the measurement of the fracture temperature in DSR after RTFOT (tests for a moving thin film in an oven). In addition, phosphorus pentasulfide yielded a significantly higher value of elastic recovery. In conclusion, phosphorus pentasulfide resulted in the highest softening point.

Образцы 46-51Samples 46-51

Дополнительные образцы получали при использовании методик, подобных тем, которые были приведены ранее. В данной серии образцов варьировали величину загрузки полимера на 100 массовых частей асфальта. В таблице VI представлено количество полимера в каждом образце совместно с результатами испытания, которое было проведено.Additional samples were obtained using techniques similar to those given previously. In this series of samples, the polymer loading was varied per 100 mass parts of asphalt. Table VI presents the amount of polymer in each sample, together with the results of the test that was conducted.

В образцах 46 и 49 ненасыщенным полимером являлся радиальный полимер, который характеризовался наличием приблизительно 16,5% винила, на 90% представлял собой полимер, полученный по реакции сочетания и имеющий четыре луча, включал приблизительно 30% блочного стирола, имел основной пик максимальной молекулярной массы (Мр) около 53 кг/моль и характеризовался величиной Мр после реакции сочетания, равной приблизительно 228 кг/моль; данный полимер получали под торговым наименованием 161-В™ (LCY; Китай) и обозначали как радиальный полимер.In samples 46 and 49, the unsaturated polymer was a radial polymer, which was characterized by the presence of approximately 16.5% vinyl, 90% was a polymer obtained by the combination reaction and having four beams, included approximately 30% block styrene, had a main peak of maximum molecular weight (M p ) about 53 kg / mol and was characterized by the value of M p after the coupling reaction, equal to approximately 228 kg / mol; this polymer was obtained under the trade name 161-B ™ (LCY; China) and designated as radial polymer.

В образцах 47 и 50 ненасыщенным полимером являлся линейный полимер, полученный по реакции сочетания и имеющий два луча, который характеризовался наличием приблизительно 13% винила, на 92% представлял собой полимер, полученный по реакции сочетания и имеющий два луча, включал приблизительно 30% блочного стирола, имел основной пик молекулярной массы (Мр) около 60 кг/моль и характеризовался величиной Мр после реакции сочетания, равной приблизительно 106 кг/моль; данный полимер получали под торговым наименованием 6302™ (LCY; Китай); данный полимер в таблицах обозначен как высокомолекулярный полимер.In samples 47 and 50, the unsaturated polymer was a linear polymer obtained by the combination reaction and having two beams, which was characterized by the presence of approximately 13% vinyl, 92% was a polymer obtained by the combination reaction and having two beams, included approximately 30% block styrene had a major peak molecular weight (M p ) of about 60 kg / mol and was characterized by a M p value after the coupling reaction of approximately 106 kg / mol; this polymer was obtained under the trade name 6302 ™ (LCY; China); this polymer is indicated in the tables as a high molecular weight polymer.

В образцах 48 и 51 ненасыщенным полимером являлся линейный полимер, полученный по реакции сочетания и имеющий два луча, который характеризовался наличием приблизительно 13% винила, на 25% представлял собой полимер, полученный по реакции сочетания и имеющий два луча, включал приблизительно 30% блочного стирола, имел основной пик максимальной молекулярной массы (Мр) около 50 кг/моль и характеризовался величиной Мр после реакции сочетания, равной приблизительно 90 кг/моль; данный полимер получали под торговым наименованием 6320™ (LCY; Китай); данный полимер в таблицах обозначен как среднемолекулярный полимер.In samples 48 and 51, the unsaturated polymer was a linear polymer obtained by the combination reaction and having two beams, which was characterized by the presence of approximately 13% vinyl, 25% was a polymer obtained by the combination reaction and having two beams, included approximately 30% block styrene had a main peak of maximum molecular weight (M p ) of about 50 kg / mol and was characterized by a M p value after the coupling reaction of approximately 90 kg / mol; this polymer was obtained under the trade name 6320 ™ (LCY; China); this polymer is indicated in the tables as a medium molecular weight polymer.

ТАБЛИЦА VITABLE VI ОбразцыSamples 4646 4747 4848 4949 50fifty 5151 Модификатор (части на 100 частей асфальта)Modifier (parts per 100 parts of asphalt) ПолимерPolymer Радиальный полимерRadial polymer 4four -- -- 1,51,5 -- -- Высокомолекулярный полимерHigh molecular weight polymer -- 4four -- -- 1,51,5 -- Среднемолекулярный полимерMedium molecular polymer -- -- 4four -- -- 1,51,5 Пентасульфид фосфораPhosphorus pentasulfide -- -- -- 0,50.5 0,50.5 0,50.5 СераSulfur 0,10.1 0,10.1 0,10.1 -- -- -- Анализ эксплуатационных характеристикPerformance Analysis Первоначальная температура отказа в DSR (°C)DSR Initial Failure Temperature (° C) 81,681.6 80,780.7 76,476,4 80,680.6 77,877.8 75,175.1 Температура отказа для RTFO в DSR (°C)Failure Temperature for RTFO in DSR (° C) 77,277,2 76,676.6 74,074.0 77,677.6 77,777.7 76,376.3 Фазовый угол при 76°C, °Phase angle at 76 ° C, ° 64,764.7 66,366.3 72,272,2 67,367.3 71,671.6 81,081.0 Упругое восстановление при 25°C (%)Elastic recovery at 25 ° C (%) 91,091.0 88,588.5 84,584.5 87,587.5 87,587.5 83,583.5

Таблица VI демонстрирует то, что 4 части полимера на 100 массовых частей асфальта совместно с серой в качестве ускорителя приводят к получению результатов, очень близких к результатам, полученным при использовании 1,5 массовых частей полимера на 100 массовых частей асфальта при использовании пентасульфида фосфора. Существенно то, что результаты, достигнутые для соответствующих образцов, по существу были подобны по каждому из критериев эксплуатационных характеристик. Это выгодно, поскольку настоящее изобретение делает возможным получение сопоставимых эксплуатационных характеристик при намного уменьшенной загрузке полимера.Table VI shows that 4 parts of polymer per 100 parts by weight of asphalt, together with sulfur as an accelerator, give results very close to those obtained using 1.5 parts by weight of polymer per 100 parts by weight of asphalt using phosphorus pentasulfide. It is significant that the results achieved for the respective samples were essentially similar for each of the performance criteria. This is advantageous because the present invention makes it possible to obtain comparable performance with much reduced polymer loading.

Без желания быть связанным какими-либо конкретными теорией или механизмом реакции, можно сказать, что, как представляется, композиции модифицированных асфальтовых связующих из одного или нескольких вариантов реализации настоящего изобретения могут включать реакционно-способные сшивки между компонентами асфальтового связующего и ненасыщенного полимера. Представляется, что данные реакционно-способные сшивки могут включать атомы фосфора и серы, которые образуют мостик между ингредиентами на углеводородной основе в асфальтовом связующем, такими как асфальтены, и/или полимерными цепями. В одном или нескольких вариантах реализации реакционно-способные сшивки могут включать группы фосфор-сера, присоединенные к атомам углерода ингредиентов асфальтового связующего и/или полимера. В данных или других вариантах реализации сшивки могут включать группы фосфор-сера-фосфор, присоединенные к атомам углерода асфальтового связующего и/или полимера. Например, реакционно-способная сшивка может включать мостик, представленный комбинацией углерод-фосфор-сера-фосфор-углерод, где атомы углерода представляют собой часть соответствующих ингредиентов асфальтового связующего и/или полимера. Как представляется, связи фосфор-углерод являются реакционно-способными, что обозначает их восприимчивость к атаке других реакционно-способных веществ, таких как нуклеофилы. Поскольку нуклеофилы в асфальтовых связующих легкодоступны, представляется, что в модифицированных асфальтовых связующих настоящего изобретения может существовать динамическая ситуация, при которой реакционно-способная сшивка может быть атакована с образованием фосфор- и серосодержащих связей с различными ингредиентами асфальтового связующего или, может быть, даже с ненасыщенным полимером. Как представляется, сшивки фосфор-сера можно получать при использовании соединений, которые могут обеспечить как источник серы, так и источник фосфора в конкретной молекулярной компоновке. Одним таким соединением, которое может обеспечить эти источники и которое, как это неожиданно было обнаружено, совместно с полимером позволяет получать уникальные композиции модифицированных асфальтовых связующих, является пентасульфид фосфора.Without the desire to be bound by any particular theory or reaction mechanism, it can be said that it appears that modified asphalt binder compositions from one or more embodiments of the present invention may include reactive crosslinking between the components of the asphalt binder and the unsaturated polymer. It is believed that these reactive crosslinking may include phosphorus and sulfur atoms, which form a bridge between hydrocarbon-based ingredients in an asphalt binder, such as asphaltenes, and / or polymer chains. In one or more embodiments, reactive crosslinking may include phosphorus groups attached to the carbon atoms of the ingredients of the asphalt binder and / or polymer. In these or other embodiments, crosslinking may include phosphorus-sulfur-phosphorus groups attached to carbon atoms of an asphalt binder and / or polymer. For example, reactive crosslinking may include a bridge represented by a carbon-phosphorus-sulfur-phosphorus-carbon combination, where the carbon atoms are part of the corresponding ingredients of the asphalt binder and / or polymer. It appears that phosphorus-carbon bonds are reactive, which indicates their susceptibility to attack by other reactive substances, such as nucleophiles. Since nucleophiles in asphalt binders are readily available, it seems that in the modified asphalt binders of the present invention there may be a dynamic situation in which reactive crosslinking can be attacked to form phosphorus and sulfur-containing bonds with various ingredients of the asphalt binder or maybe even with an unsaturated polymer. It seems that phosphorus-sulfur crosslinking can be obtained using compounds that can provide both a sulfur source and a phosphorus source in a particular molecular arrangement. One such compound that these sources can provide and which, as it was unexpectedly discovered, together with the polymer allows the preparation of unique modified asphalt binder compositions, is phosphorus pentasulfide.

В одном или нескольких вариантах реализации настоящего изобретения преимущество, которое было неожиданно достигнуто, заключается в возможности получения композиций, технологически подходящих для использования и модифицированных асфальтовых связующих при относительно низкой загрузке полимера при расчете на массу асфальтового связующего. Например, в одном или нескольких вариантах реализации, композиции модифицированных асфальтовых связующих, полученные при использовании пентасульфида фосфора и менее чем 2,5 массовой части полимера, в других вариантах реализации менее чем 2,0 массовых частей, в других вариантах реализации менее чем 1,8 массовых частей и в других вариантах реализации менее чем 1,5 массовых частей, полимера, демонстрируют фазовый угол при 76°C меньший чем 80°, в других вариантах реализации меньший чем 77°, в других вариантах реализации меньший чем 75°, в других вариантах реализации меньший чем 72° и в других вариантах реализации меньший чем 70°, согласно определению в соответствии с документом AASHTO Т315. Подобным же образом, в одном или нескольких вариантах реализации композиции модифицированные асфальтовые связующие, полученные при использовании пентасульфида фосфора и менее чем 2,5 массовых частей полимера, в других вариантах реализации менее чем 2,0 массовых частей, в других вариантах реализации менее чем 1,8 массовых частей и в других вариантах реализации менее чем 1,5 массовых частей полимера, демонстрируют восстановление при удлинении (также называемое упругим восстановлением) при 25°C большее чем 75%, в других вариантах реализации большее чем 77%, в других вариантах реализации большее чем 80%, в других вариантах реализации большее чем 83% и в других вариантах реализации большее чем 85%, согласно определению в соответствии с документом AASHTO Т301.In one or more embodiments of the present invention, an advantage that has been unexpectedly achieved is the possibility of obtaining compositions that are technologically suitable for use and modified asphalt binders with a relatively low polymer loading based on the weight of the asphalt binder. For example, in one or more embodiments, modified asphalt binder compositions obtained using phosphorus pentasulfide and less than 2.5 mass parts of polymer, in other embodiments less than 2.0 mass parts, in other embodiments less than 1.8 mass parts and in other embodiments less than 1.5 mass parts, of a polymer, exhibit a phase angle at 76 ° C less than 80 °, in other embodiments less than 77 °, in other embodiments less than 75 °, in other embodiments max implementing smaller than 72 ° and in other embodiments less than 70 °, determined according to AASHTO T315 instrument. Similarly, in one or more embodiments of the composition, modified asphalt binders obtained using phosphorus pentasulfide and less than 2.5 parts by weight of polymer, in other embodiments, less than 2.0 parts by weight, in other embodiments less than 1, 8 parts by weight and in other embodiments of less than 1.5 parts by weight of the polymer, demonstrate elongation recovery (also called elastic recovery) at 25 ° C greater than 75%, in other embodiments, the pain her than 77%, in other embodiments greater than 80%, in other embodiments greater than 83% and in other embodiments greater than 85%, determined according to AASHTO T301 instrument.

Для специалиста в соответствующей области техники очевидными будут и различные модификации и вариации, которые не отклоняются от объема и сущности данного изобретения. Данное изобретение не должно иметь надлежащего ограничения в виде иллюстративных вариантов реализации, предложенных в настоящем документе.For the specialist in the relevant field of technology will be apparent and various modifications and variations that do not deviate from the scope and essence of the present invention. This invention should not be appropriately limited in the form of illustrative embodiments proposed herein.

Claims (10)

1. Способ получения композиции модифицированного асфальтового связующего, который включает:
перемешивание асфальтового связующего, ненасыщенного полимера и пентасульфида фосфора до получения модифицированной асфальтовой композиции, в котором количество полимера составляет от около 0,5 до около 10 мас.ч. на 100 мас.ч. асфальтового связующего, количество пентасульфида фосфора составляет от около 0,001 до около 10 мас.ч. на 100 мас.ч. асфальтового связующего, при подборе вышеуказанных количеств, обеспечивающих упругое восстановление композиции модифицированного асфальтового связующего больше чем 72,5% при 25°С, при этом ненасыщенный полимер и пентасульфид фосфора добавляют непосредственно к асфальтовому связующему без предварительного смешения ненасыщенного полимера и пентасульфида фосфора.
1. A method of obtaining a composition of a modified asphalt binder, which includes:
mixing the asphalt binder, unsaturated polymer and phosphorus pentasulfide to obtain a modified asphalt composition in which the amount of polymer is from about 0.5 to about 10 parts by weight per 100 parts by weight asphalt binder, the amount of phosphorus pentasulfide is from about 0.001 to about 10 parts by weight per 100 parts by weight asphalt binder, in the selection of the above amounts, providing elastic recovery of the modified asphalt binder composition more than 72.5% at 25 ° C, while the unsaturated polymer and phosphorus pentasulfide are added directly to the asphalt binder without preliminary mixing the unsaturated polymer and phosphorus pentasulfide.
2. Способ по п.1, в котором полимер включает блок-сополимер, включающий, по меньшей мере, один блок, включающий звенья, образующиеся в результате полимеризации сопряженного диенового мономера, и, по меньшей мере, один блок, включающий звенья, образующиеся в результате полимеризации винилароматического мономера, и в котором пентасульфид фосфора добавляют к асфальтовому связующему в виде твердых частиц пентасульфид фосфора.2. The method according to claim 1, in which the polymer includes a block copolymer comprising at least one block comprising units resulting from the polymerization of a conjugated diene monomer, and at least one unit including units formed in polymerization of a vinyl aromatic monomer, and in which phosphorus pentasulfide is added to the asphalt binder in the form of solid particles of phosphorus pentasulfide. 3. Способ по п.1, в котором ненасыщенный полимер является линейным полимером, при этом количество полимера составляет менее 5 мас.ч. на 100 мас.ч. асфальтового связующего, а количество пентасульфида фосфора составляет от около 0,05 до около 5 мас.ч. на 100 мас.ч. асфальтового связующего.3. The method according to claim 1, wherein the unsaturated polymer is a linear polymer, wherein the amount of polymer is less than 5 parts by weight. per 100 parts by weight asphalt binder, and the amount of phosphorus pentasulfide is from about 0.05 to about 5 parts by weight per 100 parts by weight asphalt binder. 4. Способ по п.1, в котором ненасыщенный полимер является радиальным полимером, при этом количество полимера составляет менее 5 мас.ч. на 100 мас.ч. асфальтового связующего, а количество пентасульфида фосфора составляет от около 0,05 до около 5 мас.ч. на 100 мас.ч. асфальтового связующего.4. The method according to claim 1, wherein the unsaturated polymer is a radial polymer, wherein the amount of polymer is less than 5 parts by weight. per 100 parts by weight asphalt binder, and the amount of phosphorus pentasulfide is from about 0.05 to about 5 parts by weight per 100 parts by weight asphalt binder. 5. Способ по п.1, в котором ненасыщенный полимер добавляют непосредственно к первому асфальтовому связующему, а пентасульфид фосфора добавляют непосредственно ко второму асфальтовому связующему, затем первое и второе асфальтовое связующее смешивают для получения композиции модифицированного асфальтового связующего, или в котором ненасыщенный полимер и пентасульфид фосфора добавляют непосредственно к одному асфальтовому связующему и смешивают для получения композиции модифицированного асфальтового связующего, или в котором пентасульфид фосфора в беспримесной форме добавляют к асфальтовому связующему в качестве пентасульфида фосфора, при этом на стадии смешивания с целью получения композиции модифицированного асфальтового связующего не используют серосодержащие отвердители, иные, чем пентасульфид фосфора.5. The method according to claim 1, in which the unsaturated polymer is added directly to the first asphalt binder, and phosphorus pentasulfide is added directly to the second asphalt binder, then the first and second asphalt binder is mixed to obtain a modified asphalt binder composition, or in which the unsaturated polymer and pentasulfide phosphorus is added directly to one asphalt binder and mixed to obtain a modified asphalt binder composition, or in which a pentas phosphorus lphide in pure form is added to the asphalt binder as phosphorus pentasulfide, while sulfur-containing hardeners other than phosphorus pentasulfide are not used in the mixing step to obtain a modified asphalt binder composition. 6. Способ по п.1, в котором стадия смешивания включает сдвиговое воздействие, в результате которого получают модифицированную асфальтовую композицию, которая представляет собой гомогенную смесь.6. The method according to claim 1, in which the mixing stage includes a shear action, which results in a modified asphalt composition, which is a homogeneous mixture. 7. Способ по п.1, в котором массовое соотношение между полимером и пентасульфидом фосфора составляет, по меньшей мере, 1,3:1 и менее чем 5:1, композиция модифицированного асфальтового связующего включает менее чем 2,5 мас.ч. полимера на 100 мас.ч. асфальтового связующего, ненасыщенный полимер включает, по меньшей мере, 7 несопряженных двойных связей на 100 атомов углерода в полимере, и упомянутая стадия введения в асфальтовое связующее пентасульфида фосфора включает добавление композиции пентасульфида фосфора, которая включает менее 2 мас.% примесей.7. The method according to claim 1, in which the mass ratio between the polymer and phosphorus pentasulfide is at least 1.3: 1 and less than 5: 1, the modified asphalt binder composition comprises less than 2.5 parts by weight. polymer per 100 parts by weight an asphalt binder, an unsaturated polymer includes at least 7 non-conjugated double bonds per 100 carbon atoms in the polymer, and said step of introducing phosphorus pentasulfide into the asphalt binder involves adding a phosphorus pentasulfide composition that comprises less than 2 wt.% impurities. 8. Способ получения композиции модифицированного асфальтового связующего, который включает:
получение концентрата пентасульфид фосфора-асфальтовое связующее в результате объединения и смешивания пентасульфида фосфора и асфальтового связующего, в котором концентрат пентасульфид фосфора-асфальтовое связующее включает более чем 0,5 и до 10 мас.ч. пентасульфида фосфора на 100 мас.ч. асфальтового связующего;
получение концентрата ненасыщенный полимер-асфальтовое связующее в результате объединения и смешивания ненасыщенного полимера и асфальтового связующего, где концентрат ненасыщенный полимер-асфальтовое связующее включает более чем 5 и до 10 мас.ч. полимера на 100 мас.ч. асфальтового связующего; и
объединение и смешивание концентрата пентасульфид фосфора-асфальтовое связующее с концентратом ненасыщенный полимер-асфальтовое связующее и необязательное разбавление полученной смеси дополнительным количеством асфальтового связующего для получения композиции модифицированного асфальтового связующего.
8. A method of obtaining a modified asphalt binder composition, which includes:
preparation of a phosphorus pentasulfide-asphalt binder concentrate by combining and mixing phosphorus pentasulfide and an asphalt binder, in which a phosphorus pentasulfide-asphalt binder concentrate comprises more than 0.5 and up to 10 parts by weight phosphorus pentasulfide per 100 parts by weight asphalt binder;
the preparation of an unsaturated polymer-asphalt binder concentrate by combining and mixing an unsaturated polymer and an asphalt binder, where the unsaturated polymer-asphalt binder concentrate comprises more than 5 and up to 10 parts by weight polymer per 100 parts by weight asphalt binder; and
combining and mixing the phosphorus pentasulfide-asphalt binder concentrate with the concentrate, an unsaturated polymer-asphalt binder, and optionally diluting the resulting mixture with additional asphalt binder to obtain a modified asphalt binder composition.
9. Композиция модифицированного асфальтового связующего для дорожных покрытий, полученная по одному из пп.1-8.9. The composition of the modified asphalt binder for road surfaces, obtained according to one of claims 1 to 8. 10. Асфальтовая композиция для дорожных покрытий, которая содержит продукт реакции между асфальтовым связующим, полученная по одному из пп.1-8, где источник фосфора и источник серы образуют реакционноспособные сшивки между компонентами асфальта и ненасыщенного полимера, в которой источник фосфора и источник серы представляют собой пентасульфид фосфора. 10. An asphalt composition for paving, which contains the reaction product between the asphalt binder, obtained according to one of claims 1 to 8, where the phosphorus source and the sulfur source form reactive crosslinking between the components of the asphalt and the unsaturated polymer, in which the phosphorus source and the sulfur source are phosphorus pentasulfide.
RU2008131056/04A 2005-12-29 2006-12-22 Modified asphalt binders and compositions of asphalt road surface RU2424262C2 (en)

Applications Claiming Priority (8)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US75566605P 2005-12-29 2005-12-29
US75567005P 2005-12-29 2005-12-29
US75566705P 2005-12-29 2005-12-29
US60/755,668 2005-12-29
US60/755,670 2005-12-29
US60/755,667 2005-12-29
US60/755,666 2005-12-29
US60/813,950 2006-06-15

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2008131056A RU2008131056A (en) 2010-02-10
RU2424262C2 true RU2424262C2 (en) 2011-07-20

Family

ID=42123263

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008131056/04A RU2424262C2 (en) 2005-12-29 2006-12-22 Modified asphalt binders and compositions of asphalt road surface

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2424262C2 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
RU2008131056A (en) 2010-02-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2849843C (en) Modified asphalt binders and asphalt paving compositions
US7816429B2 (en) Modified asphalt binders and asphalt paving compositions
US8124677B2 (en) Modified asphalt binders and asphalt paving compositions
US7144933B2 (en) Modified asphalt compositions
US20050101702A1 (en) Modified asphalt compositions
JPH0525396A (en) Asphalt composition for pavement
RU2424262C2 (en) Modified asphalt binders and compositions of asphalt road surface
US8008377B2 (en) Modified asphalt binders and asphalt paving compositions
CA2849842C (en) Modified asphalt binders and asphalt paving compositions

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20161223