TW200835730A - Bitumen or asphalt compositions stabilised against weathering - Google Patents

Description

200835730 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本毛明係關於瀝青或柏油組成物的穩定化作用，以抵 杬熱、光及氧的有害效應。 【先前技術】 瀝青與柏油為運用在一舉例來說一道路及屋頂遮蔽材 料的白知材料。因1^，該等組成物係長時間暴露於周遭氣 候環境中並遭受熱、光及氧的有害效應。所欲的是該類組 成物在歷㈣長_後仍料其㈣特性。道路柏油路面— :例來說—將隨著時間喪失其延展性及柔軟度。柏油路面 隧後遭冗裂縫形式的損壞’需要昂貴的修繕或維護。 美國專利#明書第7 ㈣號教示了協乘型安定劑 混合物。 、：國專利„兒日月書第6 P"，號揭示了 —種用於製造 具有可交聯矽烷基之聚合物的方法。 _ ^國專利說明書第《咐250號與第7，似⑹號係揭 不巨環立體障礙胺類化合物。 仍存有使運用於戶外環境之柏油與瀝青穩定的需求。 【發明内容】 本發明係關於經穩定化以抵抗熱、光及氧的有害效應 之柏油或瀝青組成物，該組成物包含 柏油或瀝青以及併入其内之有效穩定量的至少一下式 立體障礙胺類化合物·· 5 200835730

其中 代表氫、cvc18烷基、c3-c18烯基、c5-c18環烷基、c6-C18芳基、C7-C9芳烷基或-R8_Y，或Ri代表具有下列部分 化學式之基團：

其中η為0或1， r代表0、1、2或3， X 代表-0-、-S-、或>NR16， 基團亦可為氯或N-嗎啉基、吡咯啶-1-基、哌啶-1-基 或六氫吖呼-1 -基， R2、R4、與尺7獨立地代表氫、Ci-Cu烷基、c2-c6羥基 烷基、c3-c12烯基、c5-c12環烷基、c6-c18芳基、c7-c9芳 6 200835730 C2-C12 伸烷基、c4_C •C12環伸烷基、C6-C12 12亞胺基二伸燒 伸芳基或 1 12 烷基或式II之基團， R3與R6獨立地代表 基或聘二伸烧基、c 5 芳伸烷基， R8代表c2-c6伸烷基， Y 代表-0-R9 或-NR1qr"， 1代表氫或cvc18烷基，

Rio與Rn獨立地代砉r r CVC6 ；):元基、2,2,6,6-四曱基σ底。定-4、 基或1，2,2,6,6-五甲基哌啶_4•基， 12代表氫氧基、c「Cl2燒基、CVk烯基、C7_C9芳燒 基Cl-Cl2 基、2,3-環氧基丙基或_CH2CH(Rn)〇_R“，或 u代表CVCnk氧基、烯基氧基，ken環烧氧基、 C5-C8環稀基氧基、c c ^ ^ ^ 、 、方基虱基、c7-c9芳烷基氧基、 或Ri2代表2 -經基-2-甲其甘丄、 T基-丙虱基或2-羥基環己基氧基，

Ru代表氫、甲基、乙基或苯基，

12兀卷 烯基、C7-C9芳烷基或CV C12醯基， C3_C8烯基氧基或苯曱基氧基 反15代表氫、cvc8烷氧基 以及 汉16係如Rl所定義者， RS與R7基團當中至少一者係 > r2 ^ r4 代表式II之基團。 =叙明亦關於使柏油或瀝青穩定化以抵抗熱、光及氧 有。政應的方法，該方法係包含將有效穩定量之至少一 7 200835730 式i立體障礙胺類化合物併入柏油或瀝青内。 式I立體障礙胺類係揭示於一舉例來說一美國專利說 明書第么號與第號。 式I化合物為一舉例來說一N，N’-雙（2,2,6,6-四-甲基-4-哌啶基）-六亞曱基二胺和4-三級辛基胺基-2,6-二氯基-1，3,5-三啡的環狀縮合物、N，N，·雙（2,2,6,6-四甲基-4-哌啶 基）-六亞甲基二胺和4-¾己基胺基-2,6 -二氯基-1，3,5 -二啡 的環狀縮合物、或為>1，!^’-雙_(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基）六 亞曱基二胺和4-N-嗎啉基-2,6-二氯基-1，3,5-三啡的環狀縮 合物：

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【實施方式】 根據較佳具體實例，R 、 U代表一舉例來說一氣或甲基； ^與r6為―舉例來說—c2_Ci2mx代表—舉例來

π 〇或Nr16，r16代表〜舉例來說—氯且^代表—舉例 來說一CrCw烷基；R χ代表 代表舉例來說一三級辛基胺基或 Ν-嗎啉基。 根據—較佳具體實例，式I化合物卿，-雙(2 2 6 6 四甲基基）_六亞f基二胺和4_三級辛基胺基二 氯基- I，3,5、三啡的環狀縮合物。 式ί化合物亦可呈有機或無機酸鹽類的形式。舉例來 9 200835730 說’適宜鹽類為式（1) · (ΗΥ)η，其中HY為有機或無機酸且 ϋ為1至4之整數。 舉例來說，ΗΥ係選自於由下列所構成之群組：含齒 素然機質子酸、含碟無機酸、含硫無機酸、烧基缓 &L、過氟CrCj燒基魏酸及芳族魏酸。 本案的阻礙胺類添加劑—舉例來說—係具有約32〇 〇c 以上的熔點。本案的阻礙胺類添加劑—舉例來說—係具有 φ 大於或等於約U98 g/m〇l的分子量。該等阻礙胺類添加劑 的壞狀結構提供了傑出的熱安定性。該等添加劑具有極低 的療：氣壓；該等添加劑即便於高溫時亦不會因蒸發而逸 失。舉例來說，25 °C時的蒸氣壓為4· 1 x 1〇 -I4 Pa。該添 加劑具有極低的水溶性，譬如1 pa = 1 N/ m2 = 1 〇 ·5 bw。 少元基為分枝或未分枝基團且為—舉例來說—甲基、乙 基、丙基、異丙基、正丁基、二級丁基、異丁基、三級丁 基、2-乙基丁基、正戊基、異戊基、^甲基戊基、匕^二― _ 甲基丁基、正己基、丨-甲基己基、正庚基、異庚基、1，1，3,3-四甲基丁基、1-甲基庚基、3-甲基庚基、正辛基、2_乙基 己基、1，1，3-三甲基己基、込^，、四甲基戊基、壬基、癸 基、十一烷基、1-甲基十一烷基、十二烷基、或 六曱基己基。 烯基為烧基的不飽和版本，舉例來說，異丙烯基、丙 烯基、己烯基、庚烯基、以及類似者。 環烧基係經取代或未經取代且為，舉例來說，環戊基、 甲基％戊基、一甲基環戊基、環己基、甲基環己基、二甲 200835730 基環己基、三甲基環己基、三級丁基環己基、環庚基或環 辛基。 環伸院基為環烧基的不飽和相似物。 芳基為一舉例來說—苯基或萘基或聯苯，但亦包含經 crC4烧基取代之苯基、經crc4烷氧基取代之苯基、經經 基、i素或硝基取代之苯基。經烷基取代之苯基的例子有 乙苯、甲笨、二甲苯及其異構物、均三甲苯 兴丙笨。經鹵素取代之苯基為—舉例來說一二氯苯或溴甲 苯。 芳烷基為—舉例來說一未經取代或在苯基上被 1 Ik基取代的笨基烧基且為，舉例來說，苯甲基… 甲基本曱基、α，α_二甲基·苯甲基、2_苯基乙基、甲基苯 甲基、3_甲基笨曱基、‘甲基苯甲基、^一二甲基苯甲基、 2,6-—曱基苯甲基或‘三級丁基苯甲基。 伸烧基為分枝或未分枝的二價基團，舉例來說，亞甲 :伸乙基、^伸丙基、伸丙基、伸丁基、伸戊基、伸 土:伸庚基、伸辛基、伸癸基或伸十二烧基。 基且基為ί有兩自由價及至少—個環單元的飽和烴 環辛基。以來成’伸環戊基、伸環己基、伸環庚基或伸 代或I方Λ為基或伸萘基或伸聯苯基，其各別未經取 代心皮cvu基取代，舉例 基或，- 1，3-或伸苯 芳伸燒基為—舉例而+ ，、2,6-或2,7-伸蔡基。 向a —本基亞烷基且為，舉例來說， 200835730 苯亞曱基、2-苯基亞乙基或1-苯基-2-亞己基。 燒氧基與羥基烷氧基及醯基的烷基部分係如上文為烧 基所定義者。 #' 環燒氧基的環烷基部分係如上文為環烷基所定義者。 稀基氧基的婦基部分係如上文為烯基所定義者。 %稀基氧基的環烯基部分係如上文為環烯基所定義 者。 芳基氧基的芳基部分係如上文為芳基所定義者。 芳鴕基氧基的芳烷基部分係如上文為芳烷基所定義 根據本發明之適宜瀝青或柏油基質係—舉例來說—揭 不於吴，說明書第號與第、，仍號。 瀝青和柏油在普通大氣溫下通常為固體、半固體或黏 稠液體材料。古玄来§妯4 4 ； 該颁柏油和瀝青為天然或火成來源之碳氫化 合物的混合物且通奢彡、_ /Τ生自石油或煤炭，但可能以其本身 存在於大自然。 人古二疋、有夕k色彩及濃度的天然或藉科技製造的複 I梅Γ合物’主要由含煙及/或有機氧化合物所構成。「遞 、:二、寸別意指柏油及石油蒸顧殘餘物（含柏油的瀝青）。 =月疋不同種類材料—例如遞ff(asphalte 態石蠟、煤油、；^ t 7 4 一 \ ’、 厌虱匕合物油類、酯蠟、油母質（kerogens)、

南7刀子酸及金屬有棬I 兴 合物—的混合物。天然瀝青係獲自一 舉例來說一天然氣、眉 罐、、 、…项油、天然柏油、礦物蠟（ozokerite (地 嗓））、褐煤蠟（褐碳：屏主、/l 應月）及化石樹脂。人造瀝青係獲自 12 200835730 石油餾出物、固態石蠟、石油蒸餾殘餘物、石油產物經酸 處理的殘餘物以及石油產物經溶劑和沈澱劑處理的產物。 在美國還有進-步定義所謂的焦瀝青，其分類成含柏油焦 瀝青（章刃瀝青（wurtzilite)、彈性瀝青（eiaterite)、阿爾貝塔 天然瀝青（albertire)及脆瀝青（imps〇nite))和油母質岩（頁 岩及石灰岩）。 、 、 柏油」基本上指的是習用柏油與經乳化柏油，其為

在水中乳化的渥青產物。 — 亦包括在瀝青和柏油定義以内的有舖路油〇⑴及 鋪路洛（road tar)。 根據本發明之瀝青或柏油係尤其運用於道路路面舖設 或運用於屋頂遮蔽材料。以瀝青或柏油為基底的本案組成 物可用作為，舉例來說，連 料的黏合劑mu ; 真充劑或纖維材 祕 。况中，工法一般係使用熔融進行。根 據本發明的組成物亦可用^ ^ ^ ^ ^ ^ 塗覆混凝土、灰泥或全屬，：：；；、紙張或箱及用於 人也次孟屬，在該情況中，工法 =解或分散進行。瀝青可為根據ASTM標準的任何= 川卜丁、々、w ✓田經加執並g声 體狀態時以習知的傳鲚太 …、 711 得4*方法一例如攪拌—併入。1 劑，例如抗剝落劑，可連 、 /、他添加 同本案所述之添加劑一起併。 運用於—舉例來說—路面舖姐、妳人# @ 幵 、丄^ f叹經合成橡膠改皙的妯 /亦包括在本發明内。 一 、 、，^ 汉貝柏油係揭不一舉例來％、 吳國專利說明書第5 哚人 』木也於 ,，⑽0號。合成橡膠為—舉例來說— 13 200835730 苯乙烯-丁二烯橡膠。 所謂的立體障礙胺類係視情況作 橡膠部分的添加劑’或出現在柏油與橡二:柏油之合成 礙胺類可藉由習知方法—舉例來說…；者内。立體障 及類似方法併入合成橡膠内。 出、共同捏和 及氧明的進一步態樣為經穩定化以抵抗熱、光

含柏油或；ί 改質柏油或瀝青組成物，該組成物包 成橡膠以及併入柏油、遞青或橡膠，或 …/ 與橡膠當中各者之有效穩定量的至少一 式I立體障礙胺類化合物。 戈=柏油或瀝青内的立體障礙胺類份量係-舉例來 :::::0.01重量。至約7重量％，其係以柏油或瀝青 為基準。舉例而言，以柏油或遞青的重量為基準， 本木添加劑係以約0.05重量％至約6重量％、約〇1重量％ 至約5重量％、約〇·25重量％至約$重量％、或約ο」重量 。。t 5重里％存在。舉例而言，立體障礙胺類可以—以柏 油或渥青的重量為基準'約〇5重量％、】重量％、2重量 %、入3重量％或4重量％之含量存在。相同重量含量可運用 於口成橡膠。本案立體障礙胺類添加劑對柏油或瀝青穩定 化的有利效應係藉由用於測量柏油或瀝青之特性的標準 ASTM方法觀察。 舉例而言’柏油或瀝青的穩定化作用係藉由針入度 (penetration)、軟化點及延展性測量。 針入度係根據ASTM D5測量。針入度係涉及一標準 14 200835730 針在明核訂定的溫声 的柏油樣本的程度Γ軟=及時間條件下穿入經適當製備 软柏油有高的針入度數值。 車人化點係根據ASTM D36、目丨旦从 ^ μ , ^ 36測1。柏油的軟化點可定 為柏油在指定測試停 心我 化點通當用士、 特定柔軟程度的溫度。軟 1匕”、、占通卷用來分類 業用及屋頂遮蔽用柏油的等級。 標準煤虚^根冑ASTM DU3測量。柏油的延展性係以 Γ/、、蛘裂之前可延伸的距離（公分）表示。延展性

疋流動特性的铁人廿β7 h 1 π '、且口亚反映了内聚與剪切敏感性。 舉例來說，在使用7 減半、其軟化點將增加約 因子。 年後’普通柏油道路的針入度將 3 0 °C且其延展性將減少約5 〇之 主藉由本案添加劑之穩定化作用大大地改善了柏油或瀝 月根據a亥專方法所測量到的性能。 所運用的瀝青具有根據ASTM D%25之介於30至4〇〇 的針入度。舉例而言，本案所測試的瀝青於25 CC時係具 有8 5 -1 〇 〇的針入度。 【圖式簡單說明】 無 【主要元件符號說明】 15

Claims (1)

1. 200835730 十、申請專利範圍： 、 種、◊二穩疋化以抵抗熱、光及氧的有害效應之柏油 或瀝青組成物，該組成物包含 柏油或瀝青以及併入其内之 有效穩定量的至少一下式立體障礙胺類化合物

   其中 Ri代表氫、烧基、c3-C18烯基、C5-C18環；)：完基、匸 Cu芳基、CVC9芳烷基或-R^Y，或Ri代表具有下列部分 化學式之基團：

   其中η為0或1， r代表0、1、2或3， χ 代表-〇-、-S-、或〉nr16， 200835730 基團XRi亦可為氯或N_嗎啉基、吡咯啶·丨_基、哌啶-卜基 或六氫吖呼-1-基， r2、r4、r5與r7獨立地代表氫、Ci-Ci2烷基、羥基 烧基、c3-c12烯基、c5_Ci2環烷基、C6_Ci8芳基、C7_C9芳 烷基或式II之基團， Rs與獨立地代表C2-C12#烷基、c4-c12亞胺基二伸烷 基或腭二伸烷基、c5_ci2環伸烷基、c6_ci2伸芳基或 芳伸烷基，

   r8代表c2-c6伸燒基， Y 代表-0-R9 或-NR1QRu， R9代表氫或CVC18烷基， R10與R"獨立地代表Ci_c6烷基、2,2,6,6-四甲基哌啶-心 基或1，2,2,6,6-五甲基哌啶·4_基， 心代表氫、氧基、cvci2烷基、C3-Ci2烯基、QC9芳烷 基C「Cl2 基、2,3-環氧基丙基或·€Η2(：Η(υ〇_κ"，或 R!2代表基、CfCu烯基氧基，ken環烷氧基、 環烯基氧基、c c 答装与甘 6 18方基虱基、C7_c9芳烷基氧基、 或R〗2代表2_經基-2-甲其«·丄 _ b _丙虱基或2_羥基環己基氧基， u代表氫、甲基、乙基或苯基， 代表氫、Cl-Ci2烷基、 Ci2酿基， 基、cvce烧基或Cl_ Ri5代表氫、C「C8烷氧基 以及 C3_CS埽基氧基或苯甲基氧基 R!6係如η!所定義者， 17 200835730 _Rt、R2、R4、r5與R7基團當中至少—者係 代表式II之基團。 2·根據申請專利範圍第1項之組成物，其中式I化合 物為N，N’-雙（2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基）-六亞曱基二胺和4_ 二級辛基胺基-2,6-二氯基-ΐ，3,5·三啡的環狀縮合物、n，n，_ 雙（2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基）_六亞曱基二胺和4_環已基胺 基-2,6-二氯基-1，3,5·三啡的環狀縮合物、或N，N、雙_ • (2,2,6,6-四曱基-4-哌啶基）六亞甲基二胺和4_N-嗎啉基 一氯基_1，3,5-三畊的環狀縮合物。 3·根據申請專利範圍第1項之組成物，其中式ί化合 物為Ν，Ν’-雙（2二6,6,甲基哌啶基）_六亞曱基二胺和 三級辛基胺基_2,6-二氯基-1，3,5-三啡的環狀縮合物。 、4 ·根據申明專利範圍第j項之組成物，其中&與r 為eve”伸烷基，代表氫或曱基，χ代表或>^汉16 且Rl6代表氫以及R1代表cvc18烷基。 • 5·根據申請專利範圍第1項之組成物，其中r3與r6 為CrCl2伸烷基，R12代表氫或曱基以及R!X代表三級辛 基胺基或N -嗎琳基。 6·根據申請專利範圍第1項之組成物，其中式I立體 障礙胺類化合物係以約0·01重量％至約7重量％存在，其 係以柏油或瀝青的重量為基準。 7·根據中請專利範圍第1項之組成物，其中式I立體 障礙胺類化合物係以約〇·3重量％至約5重量％存在，其係 以柏油或瀝青的重量為基準。 18 200835730 8. —種經穩定化以抵抗熱、光及氧的有害效應之經改 質柏油或遞青組成物’該組成物包含柏油或瀝青、合成橡 膠以及併入柏油、瀝青或橡膠，或是併入柏油、瀝青與橡 膠當中各者之有效穩定量的至少一式I立體障礙胺類化合 物。 ^ 9· 一種使柏油或瀝青穩定化以抵抗熱、光及氧之有害 &〜 法 &方法係包含將有效穩定量的至少一根據申 請專利範圍第1項 矿主 貝之式I立體障礙胺類化合物併入柏油或

   無 圓式：

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