TWI235739B - Solid-state composition comprising solid particles and binder - Google Patents

Description

V 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1235739 A7 ____ B7 五、發明說明（ί ) 發明領域 本發明有關於一種包含固態顆粒和碳氫化合物黏結劑 的固態組成物’再者，本發明有關於一種製備該組成物的 方法，該組成物在建築上的應用，包含該組成物的建築元 件，和包含該建築元件的建築。 發明背景 已知將碳顆粒(例如石油焦碳、碳黑、無煙煤）與黏結 劑物質（例如煤焦油瀝青、石油瀝青）混合，經由模塑或擠 製及在溫度從800至1400 °C的爐內烘烤而形成該混合物 (Kirk-〇thmer Encyclopedia of Chemical Technology，第 3版， 第4卷，第557頁）。 US-A-4，％1，837說明一種特殊的石油瀝青可黏結碳 黑’而用於製造鋁和鋼鐵工業的電極，而獲得該石油瀝青 乃藉由預熱一種原料，將此預熱的原料送入一種浸漬器中 以便促進縮和和聚合，及分離出適當品質的石油焦瀝青’ 以做爲電極製作用的黏結劑。 上述兩文獻的教義局限於該黏結劑與碳顆粒一起使用 〇 US-A-5，759，250說明一種非常硬的瀝青黏結劑的^ 用，做爲路基基礎。該瀝青較佳爲一種瀝青(得自於直接蒸 餾及具有15到25之滲透性的硬基產物）及一種重餾份（得自 於原油蒸餾，或由如催化或熱裂解方法得到的產物)的混合 。該瀝青黏結劑只可用於路基基礎層，因爲其沒有足夠的 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21〇 X 297公釐） -------— ^--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 1235739 BZ_^ 五、發明說明（> ) 黏結特性和由其製得的瀝青不具緊密、無洞的平滑表面而 粗糙。再者，其說明該基礎層必須被一頂層覆蓋，以確保 良好的熱保護。 很訝異地，現在我們發現的黏結劑其堅硬且具有良好 的黏結性質。 曰本公開揭示專利說明書No. 61-89215說明一種由石油 精熱裂解的殘油中選擇性分離聚合物量多環芳香聚合物的 方法。該聚合物說明適合做爲一種模造砂的輔助物，以克 服存在石英粉的缺點。 模造砂中最佳的鍵結作用模型是粒子介面處的”楔和磚 ”(wedge-and-block)鍵。鍵結作用不是膠或黏著劑造成粒子 間互相黏結（Kirk-〇thmer Encyclopedia of Chemical Technology，第3版，第6卷，第213頁）。因此，模造砂的彎 曲強度接近0 N/mm2。根據本發明的組成物不同於模造砂， 不同在於根據本發明的組成物具有至少0.5 N/mm2的彎曲強 度。 發明綜述 根據本發明的固態組成物具有至少0.5 N/mm2的彎曲強 度，其包括從70到99重量％的固態顆粒和從30到1重量％的 碳氫化合物黏結劑，該黏結劑包含(1)基於總黏結劑從15到 95重量％的瀝青烯(asphaltene)，該瀝青烯包含至少60%的的 芳香碳，和(π)基於總黏結劑從5到85重量％的另外碳氫化合 物，但該固態粒子不是單純的碳顆粒。 4 本冗張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21G X 297公t } ---I I — 一--^ . — I —--—-- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 1235739 ------B7______ 五、發明說明（）；） 固態顆粒和碳氫化合物黏結劑的量是基於總組成物的 量。 根據本發明的碳氫化合物黏結劑，通常被視爲是廢物 。除了做爲陽極黏結劑物質或做爲部份的燃料油，其常被 認爲不適合任何引人注意的應用。 令人訝異地，根據本發明的組成物觀察發現具有好的 彎曲強度。此外，根據本發明的組成物在曝露於選擇性地 含有鹽/或酸的水中，仍保持相對佳地彎曲強度。 根據本發明的組成物更發現可藉由貯存於升高的溫度 中而變得更硬，此可藉提供加熱處理或在製造及/或熱貯 藏期間保持在升高溫度中而得。再者，此發現能增加組成 物的彎曲強度。 彎曲強度的測量是根據NEN 7014，”Nederlands Normalisatie Instituut”，第二版，8/1974。 碳氫化合物黏結劑中瀝青烯的量是根據IP 143/96決定 〇 存在於歷青細中的方香碳原子百分比之測量，係由如 ID 143/96中說明的黏結劑中分離出瀝青烯，瀝青烯的樣品 溶解於二硫化碳或氯仿中，及藉由氫和碳-13核磁共振譜測 量芳香碳的百分比。 本發明進一步有關於一種製備根據本發明組成物的方 法，該方法包含：混合從70到99重量的固態粒子和從30到1 重量％的熔化的碳氫化合物黏結劑，且允許所得混合物固 化，該黏結劑包含⑴基於總黏結劑從15到95重量％的瀝青 5 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐丁 r ---------t--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1235739 A7 B7 五、發明說明（4) 烯，該瀝青烯包含至少60%的的芳香碳，和(11)基於總黏結 劑從5到85重量％的另外碳氫化合物，但該固態粒子不是單 純的碳顆粒。 本發明進一步關於根據本發明的組成物在建築上的應 用，包含該組成物的建築元件，和包含該建築兀件的建築 發明詳述 根據本發明的固態組成物包含碳氫化合物黏結劑’基 於總黏結劑，其包含從15到95重量％的瀝青嫌（根據IP 143/96決定）。瀝青烯包含氫、碳和其他選擇性原子。特定 地，瀝青烯可含高到15重量％之非氫和碳的原子’更特定 地爲硫、氮和氧，基於瀝青烯而言較佳至多12重量％ ’最 佳至多1〇重量％。 碳氫化合物黏結劑包含由5到85重量％的另外碳氫化合 物。另外之碳氫化合物是與根據IP 143/96決定之瀝青烯不 同的化合物。另外的碳氫化合物由氫、碳和其他選擇性原 子組成。通常，另外的碳氫化合物可含高到15重量％之非 氫和碳的原子，更特定地是硫、氮和氧，基於另外的碳氫 化合物而言較佳至多12重量％，最佳至多10重量％。 較佳地，黏結劑基於總黏結劑包含至少20重量％的瀝 青烯。更佳地，碳氫化合物黏結劑包含至少25重量％的瀝 青烯。瀝青烯的量最高到95重量％，較佳地最高到70重量％ ，更佳地最高到60重量％ ’更佳地最高到50重量％，更佳地 6 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁} .. •線. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1235739 A7 _ B7 五、發明說明（$ ) 最高到45重量％，最佳地至多40重量％，碳氫化合物黏結劑 的剩餘部分是另外的碳氫化合物。 完全碳化（例如煤焦經由熱處理或熱裂解的殘渣部份) 後，生產的碳氫化合物黏結劑並非單純地由碳所構成。 煤焦瀝青不同於本碳氫化合物黏結劑，不同在於前者 含有限量的瀝青烯。煤焦瀝青中的瀝青烯含量典型是小於 10重量％。另外，煤焦瀝青包含實質量的含4或5個芳香環 的危險多芳香環化合物。本發明的黏結劑一般包含非常有 限量的包含4或5個芳香環的多芳香環化合物。一般而言， 本發明的黏結劑包含少於2重量％的危險之含4和5個芳香環 的多芳香環化合物，較特定地少於1重量％，更特定地少於 0.5重量％。該多芳香環化合物的量是基於黏結劑的量，而 藉由 Journal of Chromatography A，849 (1999)，第483-494頁 ，J. Blomberg等人的文章中說明的高解析度氣相層析儀測 量。 fc氣化合物黏結劑存在的量由1到3 0重量％。較佳地， 碳氫化合物黏結劑存在的量至少2重量％，較佳地至少3重 量％，最佳地至少4重量％。較佳地，碳氫化合物黏結劑存 在的量高到15重量％，更佳地高到1〇重量％，最佳地高到8 重量％。 碳氫化合物黏結劑最好是一種黏結劑，其在2(TC及以 下是固態。一般，碳氫化合物黏結劑具有黏彈性行爲，其 穿透性可根據ASTM D 5在25t測量。較佳地，碳氫化合物 黏結劑具有的穿透性在25°C最多30dmm，更佳地最多20， 7 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） K .------衣------^—訂----------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1235739 λ； B7 五、發明說明（) 更佳地最多15，更佳地最多lOdmm，最佳地少於i〇dmm。 另外，較佳地碳氫化合物黏結劑具有一種穿透性至少 O.ldmm，另外，碳氫化合物黏結劑具有的穿透性於25°C較 佳地至少O.ldmm，更佳地至少ldmm，更佳地至少2dmm， 最佳地至少4dmm。 穿透値小於2dmm者可藉由在40°C的測量，再用外插法 得其結果。 根據本發明的碳氫化合物黏結劑較佳地具有〜軟化點 ，根據ASTM D36的環和球測試，最多160°C，較佳地最多 150°C，較佳地最多120°C，最佳地最多l〇(TC。 碳氫化合物黏結劑可以熟於此技藝者任何明顯的方式 來製備，只要所得之黏結劑符合要求即可。 碳氫化合物黏結劑可以對碳氫化合物加以熱裂解來製 備。較佳地，對碳氫化合物殘渣部份加以熱裂解。熱裂解 產物可如此應用，或只要能符合要求可與任何碳氫化合物 部份相結合。 較佳地，碳氫化合物黏結劑至少部份地由碳氫化合物 之熱裂解產物所組成。最佳地，碳氫化合物黏結劑由碳氫 化合物熱裂解的產物所組成。縱使該情形中可應用部份的 熱裂解產物，但黏結劑只包含經熱裂解的產物。 較佳地，熱裂解之進行爲在溫度從350到500°C預熱一 種碳氫化合物部分，保持預熱的油在該條件以致使熱裂解 ，接著分離出一或多個輕的部分。殘渣部分的熱裂解通常 牽涉到300和600°C之間的溫度。壓力可在1到l〇〇xl〇5N/m2( 8 r .------------u--^--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ·. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1235739 A7 __B7 五、發明說明（Ί ) 巴）的範圍，較佳範圍從2到2〇X105N/m2(巴）。較佳地，熱裂 解在浸漬器中進行。此種熱裂解產物可用爲黏結劑，或者 黏結劑可僅爲熱裂解產物的一部份。後面的情形中，黏結 劑是以任何適當的方法自熱裂解的產物分離。較佳地，黏 結劑由輕的部分中快速蒸餾分離產生，更佳地藉由真空快 速蒸餾。 另一種可得到碳氫化合物黏結劑的方法包含：在溫度 範圍從200到450°C和壓力範圍從50到200 xi05N/m2(巴），將 殘渣部份做氫轉化，選擇性地可先做加氫脫金屬反應。較 佳地，氫轉化反應是加氫脫硫反應。 原則上，任何適當的固態粒子皆可應用於本發明的組 成物中。固態粒子必須不同於碳氫化合物黏結劑。另外， 固態粒子並非單純的碳粒子。 可應用而非完全列出的固態粒子列表包含：礦物粒子 、水泥、混凝土粉塵、回收的瀝青、回收的輪胎、黏土、 廢砂、多孔性粒子如沸石和珍珠石、貝殼、壓碎的貝殼、 用過的催化劑、有機廢棄物如葉子和骨頭、飛灰、橡膠、 聚合物和木頭粒子和如木屑、薄片及/或纖維和金屬粒子 如氧化鋁。提供特別好結果的固態粒子是貝殼、礦物粒子 及/或木頭粒子。 較佳地，固態粒子組成至少5重量％的無機化合物，其 爲不含碳的化合物，基於固態粒子的量，較佳地至少10重 量％。最佳地，固態粒子爲無機化合物。 較佳地，固態粒子是一種具粒子大小最多63微米的粒 9 L ------^—訂---------線^I- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制衣 1235739 A7 B7 五、發明說明（才） 子(所謂的塡充物）、具有粒子大小範圍從63微米到2毫米的 粒子（所謂的砂）及具有粒子大小範圍從2到8毫米的粒子（較 佳地從4到8毫米的粒子’所謂的石頭)的組合，可選擇性地 與較大尺寸的粒子結合。粒子大小是藉由有標示篩孔尺寸 的篩子所測量。較佳地’基於固態粒子總量而言，塡充物 、砂和石頭每一者的量是在10到50重量％的範圍（結合至全 部100重量％)。若製作較大物件，則較佳地存在粒子大小大 於8毫米的固態粒子。 包含氧化矽及/氧化鋁的固態粒子之組成物已得到特佳 的結果。發現包含氧化矽之固態粒子提供高彎曲強度的組 成物。包含含氧化鋁之固態粒子的組成物，發現具有高壓 縮強度。較佳地，基於固態粒子的量而言，組成物包含從1 到100重量％的氧化矽及/或氧化鋁，更佳地從1到100重量％ 的氧化矽，更佳地從5到90重量％的氧化矽，更佳地從10到 70%的氧化5夕。 其爲特別佳的是該固態粒子包含石英。石英由氧化矽 組成。較佳地，組成物基於固態粒子的量而言包含從20到 95重量％的石英，更佳地從30到90重量％。 爲了使組成物爲電的導體，該組成物可另外包含導電 固態粒子，較佳地爲石墨粒子如薄片或纖維。較佳地，基 於總組成物而言，組成物可包含從0到40%導電固態粒子， 較佳地從5到20重量％，藉由調整組成物中導電物質的量， 可使組成物從電阻體到電導體。 另外，根據本發明的組成物，可包含磁性物質如鐵粒 10 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐) 一 I«衣------I 丨訂---------線· (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 1235739 _____Β7 _ 五、發明說明（1 ) 子。如此，可得到磁性組成物。 若組成物要應用於熱絕緣體，該組成物可包含增加熱 絕緣性質的固態粒子。若組成物要應用於熱導體，該組成 物可包含增加熱導體性質的固態粒子。若組成物要應用於 聲音絕緣體或消音體，該組成物可包含增加聲音絕緣體及 /或消音體性質的固態粒子。 若木頭存在於根據本發明的組成物中，基於總組成物 而言，該組成物較佳地包括1和97重量％之間的木頭粒子。 木頭粒子存在的形式可爲處理或未處理的纖維、木屑、薄 片及/或粉末。此種組成物特別適合做板子。較佳地，基於 總組成物而言，組成物包含至少5重量％的木頭粒子，較佳 地是纖纖，更佳地至少10重量％。基於總組成物而言，組 成物較佳地包含最多80重量％的木頭粒子，較佳地是纖維 ，更佳地最多70重量％。 本發明的組成物在週遭溫度時爲固態。固態粒子和碳 氫化合黏結劑的組合較佳地在80°C或以上時變成液體，更 佳地在110°C或以上。 本發明的組成物具有至少0.5N/mm2的彎曲強度。當組 成物用於建築元件時，好的彎曲強度是優點。較佳地，彎 曲強度至少爲3N/mm2，更佳地至少4N/mm2，更佳地至少 5NW，最佳地至少6N/mm2。彎曲強度的測量是根據_ 7014，”Nederlands Normalisatie Instituut”，第二版，8/1974 。對許多應用而言，至少0.5N/mm2的低彎曲強度是足夠的 。本發明的組成物一般具有小於30N/mm2的彎曲強度。 11 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） " K ------^--t--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1235739 A7 _______ B7 五、發明說明（/c ) 使用本發明的組成物發現有很好的壓縮強度。當該組 成物應用於建築元件時這是一優點。可得到的壓縮強度是 5N/mm2或更多，較佳地lON/mrn2或更多，更特定地乃 15N/mm2或更多，其測量根據耐火產品製造業歐洲聯盟 ISO/R 836的1990修正版，PRE/R 14-1。石墨的存在發現可 增加壓縮強度。然而，如此高的壓縮強度對許多應用是不 必要的。 根據本發明的組成物較佳地具有最多3%的空隙含量， 更佳地最多2.5%，最佳地最多2.0%。空隙含量的測定是根 據”Standaard Regelgeving Advisering Wegenbouw”，1995， test 67。然而，如此低的空隙含量對許多應用而言是不必 要的。根據本發明的組成物其中一種應用可具有高空隙含 量，是低密度組成物，這些特別的組成物具有的密度最多 在1000kg/m3 。 觀察到根據本發明的組成物可能變得更硬，此乃藉著 保存其於升高的溫度中，或是製造及/或熱貯存期間提供熱 處理或將其放在升高的溫度中。一種對此特殊硬化測試是 RTFOT(ASTMD 2872)。某些測試中，根據本發明的組成物 的穿透性是最初穿透性値的50%或更小於。另外，觀察到 其彎曲強度因熱處理而增加。 熱處理可牽涉到對組成物加熱到至少7(TC的溫度，較 佳地至少100°C，更佳地至少130°C，更佳地至少i5〇°C，更 佳地至少200°C，持續至少0.25小時，更佳地至少0.5小時， 更佳地至少1小時。溫度較佳地最多3〇〇°C，及時間最佳地 12 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） I ---------.--^--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1235739 A7 _ B7 五、發明說明（Λ ) 最多3小時。雖然可應用較高的溫度及較長的時間，但基於 經濟因素這通常不吸引人。 爲了進一步改善碳氫化合物黏結劑的性質，本發明的 組成物可包含傳統的添加劑，以增加硬度、彎曲強度及/或 黏著性。較佳地，基於碳氫化合物黏結劑的量，根據本發 明的組成物包含最高到3重量％的鐵及/或一或多種含鐵化合 物，更佳地從0.001到1重量％，最佳地，鐵鹽是鐵氧化物。 鐵及/或鐵化合物可同時當作顏料。 另外，根據本發明的組成物可倂入形成自由基的化合 物，以便於加速硬化。可倂入的化合物爲聚合物如聚乙烯 及（用過的）催化劑細粉。 本發明的組成物可包含另一種化合物，以改變最終產 物的性質及/或便於組成物及/或最終產物的製造。可存在 的另一種化合物之非完全的明細表包含··重石蠟、硫、聚 乙烯、聚丙烯、醋酸乙烯乙酯、彈性體及包含可得的環氧 基之聚合物，如WO 96/28513中之說明。 本發明組成物的外觀可因其應用而做所欲的改變。爲 了改變組成物的顏色，可使用任何傳統的顏料。爲了得到 較平滑的表面，組成物的表面可以火焰來處理，或可調整 固態粒子的大小，如精於此技藝者所已知的。爲了改善組 成物的外觀，更特定地是建築元件的外觀，表面可用蠛或 像蠟的物質處理，如蜂蠟、石油蠟、合成蠟或包含矽酮的 磨光劑。 本發明的組成物可以任何適當的方法製備。可選擇地 13 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） r ------^--^--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) — 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1235739 A? B7 五、發明說明（Ά) ，碳氫化合物黏結劑可製成一種懸浮液或乳液’其接著與 固態粒子混合。較佳地，固態粒子與熔化的碳氫化合物黏 結劑混合，例如將包含需要的瀝青烯之碳氫化合物黏結劑 熔化，與冷或溫的固態粒子混合，或熱的固態粒子與熱或 冷的碳氫化合物黏結劑混合。另外，熔化的碳氫化合物黏 結劑可與固態粒子混合，及需要的瀝青烯可在混合物的熱 處理期間當場形成。 一種有利的製備根據本發明的組成物或建築元件的方 法，包含使用碳氫化合物黏結劑，選擇性地與固態粒子一 起，而呈包含黏結劑的粒子形式，更佳地呈包含黏結劑的 顆粒或粉末形式。沒有、部份或全部的固態粒子可存在於 包含黏結劑的粒子。包含黏結劑的粒子於運輸和製造上易 於使用。包含黏結劑的粒子的應用是特別有利的，如果黏 結劑是相對地硬，即具有相對低的穿透性，該情況中粒子 不黏在一起。此種包含黏結劑的粒子可進一步包含添加劑 ，如顏料。 本發明的組成物特別適合應用於建築，包括建築物。 因此，本發明進一步關於包含根據本發明組成物的建築元 件。根據本發明的組成物特別適合於替代混凝土。一種建 築元件是一種固定尺寸的自我包含元件，其應用於建築。 建築元件包括建物元件。較佳的建築元件是管子、瓦、屋 瓦、舖石、石板、磚、路基、板、排水溝及/或導道。路面 、樓板和屋頂不是建築元件。較佳地，建築元件具有的尺 寸是最多5米X最多5米X最多40米，更佳地尺寸是最多1 14 r ------l· I ---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 1235739 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（A) 米x最多1米X最多2米。較佳地，該元件具有的尺寸是最 多1米X最多1米X最多〇·5米。最佳地，該元件具有尺寸是 最多20公分X最多20公分X最多1〇公分。較佳地，建築元 件是塊狀。鑑於組成物好的彎曲強度，特別地經暴露於水 中選擇性地包含鹽及/或（強）酸後仍能保持有好的彎曲強 度，更特別地此種暴露係於升高溫度中，根據本發明的組 成物是特別適合應用於舖石。 包含根據本發明的組成物之建築元件具有另一個可回 收的優點。 本發明進一步有關於建築，包括建築物，其包含根據 本發明的建築元件。 因爲其穩定性，本發明的組成物和建築元件特別地適 合應用於室外。 爲了增加負載性質，組成物可包含補強材料，如鋼筋 、鋼網、聚合物、玻璃纖維、碳纖維、碳薄片及/或碳網。 貫施例 所有實施例的彎曲強度皆依據”Nederlands Normalisatie Instituut”，第二版，8/1974的NEN7014測試方法測量。 壓縮強度是根據耐火產品製造業歐洲聯盟ISO/R 836的 1990年修正版，PRE/R 14-1測量。 空隙含量是根據”Standaard Regelgeving Advisering Wegenbouw” 1995，test 67測定。 所用的 “Marshall 方法”說明於”Standaard Regelgeving 15 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） L --------------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 1235739 ____B7______ 五、發明說明（A) 八(^36111^^¥6§611130勝，，，1995，163147(第111-119頁）’不问 點在於測量固態粒子每一批次的粒徑分佈’及、混合不同批 次以得到所欲的粒徑分佈，而不是將礦物的聚集物分離成 爲分散的部份。 瀝青烯之分離如IP 143/96中之說明。 瀝青烯中芳香碳的量是由氫及碳-13的核5放共振§普測星 > 法測定。 穿透性是根據ASTM D5在25°C測量。 實施例1 對來自於中東原油的殘餘部份熱裂解獲得一種碳氫化 合物黏結劑，殘餘部份的沸點爲520°C或更高’接著產物加 以真空快速蒸餾以去除輕的部分。得到的黏結劑在大氣壓 力條件下即具有520°C或更高的沸點。 碳氫化合物黏結劑包含24.9重量％的瀝青烯。瀝青烯有 64.6重量％的碳原子於芳香環中。碳氫化合物黏結劑包含 75.1重量％的另外的碳氫化合物。該碳氫化合物黏結劑具有 7dmm的穿透性。 熔化碳氫化合物黏結劑(7.68重量％)及加熱到溫度180°C ，且與20.27重量％的塡充物（粒子大小小於63微米）、39.86 重量％的砂（粒子大小在63微米和2毫米之間）和39.87重量％ 的石頭（粒子大小在4和8毫米之間，碎的荷蘭河石礫）混合 ，所有的量乃基於固態粒子的總重量。礦物粒子被預熱到 溫度180°C。 16 r --------Γ I --------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員Η消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1235739 五、發明說明（A ) 混合是在一種混合設備ex Hobart中進行，在180°C下3 分鐘。 1 1公斤的該混合物於溫度180 C下放入一個預熱的（180 。〇高8公分及直徑10.5公分的ί模子中’而根據Marshall方法 製備圓柱狀的塊體。 從該圓柱狀塊體鋸下8毫米厚的圓盤，供測試用。 該圓盤的彎曲強度是7.4N/rnm。空隙含重是2.3%。 另外的圓盤貯放於1M Ηα或1M NaCl溶液中卜9週做時 效處理。 於週遭溫度下的1Μ Ηα溶液中三週後’彎曲強度是 4.7N/mm2 0 於週遭溫度下的Ηα溶液中九週後’彎曲強度是 4.3N/mm2。 於60 °C下的1M HC1溶液中一週後，彎曲強度是 4.7N/mm2。 實施例2 碳氫化合物黏結劑與如實施例1中說明的預熱的礦物粒 子混合，除了混合物的溫度是210t。 塊體的製備如Marshall方法中之說明。 彎曲強度大約是4N/mm2。 塊體的壓縮強度是19N/mm2。

實施例3A 17 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210>< 297公釐） ' L ------K--^--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制衣 1235739 A7 __ B7 五、發明說明（A ) 4公斤溫度180°C之混合的碳氫化合物黏結劑和如實施 例1中說明製備的礦物粒子，放入一傳統的水泥混凝土瓦( 石板）模子（200 X 200 X 80毫米），該模子是在週遭的溫度。 瓦的製備乃利用傳統瓦生產機器，壓緊時間12秒。 該瓦的彎曲強度是8.lN/mm2且空隙含量是2.4%。

實施例3B 4公斤混合的碳氫化合物黏結劑和如實施例1中說明製 備的礦物粒子，除了混合的溫度爲200°C，放入一傳統的水 泥混凝土鋪石模子(200X200X80毫米），該模子是在週遭的 溫度。鋪石的製備是利用傳統鋪石生產機器，壓緊時間12 秒。 彎曲強度是6.1N/mm2。

實施例3C 一鋪石如實施例3B中的說明而製備，再次加熱到2〇〇°C 及混合並放入鋪石模子以再次製備鋪石，其根據實施例3B 中說明的方法。彎曲強度發現變爲6.3N/mm2。 該程序再重覆一次，得到兩次回收的鋪石，具有彎曲 強度6.7N/mm2。 實施例4(比較的） 對來自於中東原油於大氣壓下做蒸餾，接著再對得到 的殘渣加以減壓蒸餾，獲得一種瀝青黏結劑。減壓蒸餾後 18 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） f -------- I --------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1235739 A7 __B7 五、發明說明（0) 的殘渣在大氣壓力下具有520°C或更高的沸點，且具有80-lOOdmm穿透性及11%的瀝青烯。瀝青烯包含53%的芳香碳 。熔化此黏結劑及在溫度15(M60°C用來製備一種混合物。 此混合物含7.1重量％的塡充物、36.8重量％的砂、56.1重量 %的石頭和5.8重量％的黏結劑，所有的量基於固態粒子的 總重。 1 · 1公斤的該混合物依Marshall方法用來製備圓柱狀塊 體。 從塊體鋸下8毫米厚的圓盤，其彎曲強度是1.3N/mm2。 該塊體的壓縮強度是3.7N/mm2。 實施例5(比較的） 對來自於美洲原油於大氣壓下做蒸餾，接著再對得到 的殘渣加以減壓蒸餾，獲得一種瀝青黏結劑。減壓蒸餾後 的殘渣在大氣壓力下具有520°C或更高的沸點，且具有 23dmm穿透性及11%的瀝青烯。瀝青烯包含35%的芳香碳。 熔化此黏結劑而用來製備如實施例1中說明的混合物， 除了混合物的溫度是17CTC。1.1公斤的該混合物依Marshall 方法用於塊體的標準製備。 從塊體鋸下8毫米厚的圓盤，其彎曲強度是3.2N/mm2。 空隙含量是2.8%。 實施例6(比較的） 對一種自於中東的原油加以大氣壓力下的蒸餾，接著 19 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） . ------l· I ^--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 1235739 A7 B7 五、發明說明（β) 再對得到的殘渣加以減壓蒸餾。減壓蒸餾後的殘渣在大氣 壓力下具有520°C或更高的沸點。此殘渣再以丙烷萃取。得 到的黏結劑具有7dmm穿透性及含有13.2重量％的瀝青烯。 熔化此黏結劑以用來製備一種混合物’其包含7.1重量％的 塡充物、36.8重量％的砂、56.1重量％的石頭和5.8重量％的 黏結劑，所有的量基於固態粒子的總重。 L1公斤的該混合物依Marshall方法用來製備塊體。塊 體用來做壓縮強度測量，得到11.6N/mm2的値。 從該圓柱狀塊體鋸下8毫米厚的圓盤’用來做測試。 圓盤的彎曲強度是7.5N/mm2。空隙含量是5.6%。 • 另外的圓盤貯放於1M HC1或1M NaCl溶液中1-9週做時 效處理。 於週遭溫度下的1M HC1溶液中三週後，彎曲強度是 2.9N/mm2 〇 於60°C下的1M HC1溶液中一週後，彎曲強度是3N/mm2 實施例7(比較的） 如實施例6中說明之7.68重量％的黏結劑，與20.4重量％ 的塡充劑、40.11重量％的砂和39.5重量％的純氧化矽石(4-8 毫米)混合，所有基於固態粒子的總重。 1.1公斤的此混合依Marshall方法用來製備塊體。 從該塊體鋸下8毫米厚的圓盤具有7N/mm2的彎曲強度 〇 20 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁} 訂---------線i 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公f ^" 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1235739 A7 ____ B7 五、發明說明（θ ) 另一個8毫米厚圓盤貯放於60°C海水中24小時後，其彎 曲強度是3.7N/mm2。 實施例8 如實施例1中說明的碳氫化合物黏結劑，用於製備如實 施例7中說明的混合物。 1.1公斤的此混合物依Marshall方法用來製備塊體。 從該塊體鋸下8毫米厚的圓盤。該圓盤具有彎曲強度 7N/mm2和空隙含量1%。塊體的壓縮強度是12.8N/mm2。 另一個8毫米厚圓盤貯放於60°C海水中24小時後，其彎 曲強度爲6.4N/mm2。 實施例9(比較的） 對來自於美洲原油於大氣壓下做蒸餾，接著再對得到 的殘渣加以減壓蒸餾，獲得一種瀝青黏結劑。減壓蒸餾後 的殘渣在大氣壓力下具有520°C或更高的沸點，且具有 6dmm穿透性及22%的瀝青烯。瀝青烯包含53.6%的芳香碳。 熔化此黏結劑以用來製備一種如實施例1中說明的具有塡充 物、砂和石頭的混合物。1.1公斤的該混合物依Marshall方 法用於塊體的標準製備。 從塊體鋸下8毫米厚的圓盤，其具有彎曲強度5.6N/mm2 。及空隙含量是2.6%。 實施例1〇(比較的） 21 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） --------.------------ί 訂---------線 I (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 1235739 A7 B7 五、發明說明（y〇 對來自於遠東原油於大氣壓下做蒸餾，接著再對得到 的殘渣加以減壓蒸餾，獲得一種瀝青黏結劑。減壓蒸館後 的殘渣在大氣壓力下具有520°C或更高的沸點’ i具有 5dmm穿透性及10.3%的瀝青烯。瀝青烯包含57.9%的芳香碳 〇 熔化1.1公斤的該混合物及如實施例1中說明的依 Marshall方法用來製備塊體。 從塊體鋸下8毫米厚的圓盤，其具有彎曲強度2.4N/mm2 和3.3%空隙。 實施例11 如實施例1中說明碳氫化合物黏結劑，用來製備一種混 合物，其包含7.5重量％的黏結劑、7重量％的紅色粉末(鐵氧 化物）、15.15重量％的塡充劑、38.92重量％的砂和38·93重量 %的石頭，所有基於如實施例1中說明的固態粒子的總重。 1.1公斤的該混合物依Marshall方法用來製備塊體。 從該塊體下8毫米厚的圓盤作彎曲強度測試’提供 7.3N/mm2 的値。 該圓盤具有空隙含量1.8%。 實施例12 如實施例1中說明的碳氫化合物黏結劑，用來製備一種 如實施例1中說明的混合物，其中塡充物以紅色粉末(20.27 重量％)代替。 22 表纸張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

--------訂---------線I 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1235739 Λ7 B7 五、發明說明（W ) 1.1公斤的該混合物依Marshall方法用來製備塊體。 彎曲強度約4N/mm2。 壓縮強度2〇N/mm2。 實施例13 如實施例1中說明的碳氫化合物黏結劑’用來製備一種 混合物，其包含7.97重量％的碳氫化合物黏結劑' 37.6重量 %的回收的瀝青、21重量％的塡充劑、41.4重量％的砂，戶斤 有的量乃基於固態粒子的總重。混合物如實施例1中說明的 方法製備。 1.1公斤的該混合物依Marshall方法用來製備塊體。 從該塊體鋸下8毫米厚的圓盤具有彎曲強度7.2N/mm2及 1.2%空隙。 實施例14 如實施例1中說明的碳氫化合物黏結劑，用來製備有如 下組成的混合物：7.95重量％的碳氫化合物黏結劑、17.4% 的石墨薄片、41.3重量％的砂及41.3重量％石頭，所有基於 固態粒子的總重。根據實施例1說明的方法混合。U公斤 的該混合物依Marshall方法用來製備塊體。 從該塊體鋸下8毫米厚的圓盤具有彎曲強度3.5N/mm2。 電阻是20Ω。 實施例15 23 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） h ^------------K—訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 1235739 Λ7 B7 五、發明說明（〆） 如實施例1中說明的碳氫化合物黏結劑，用來製備有如 下組成的混合物：7.8重量％的碳氫化合物黏結劑、8.5重量 %的石墨薄片、10.29重量％的塡充物、40.61重量％的砂及 40.58重量％石頭，所有基於固態粒子的總重。根據實施例1 說明的方法混合。L1公斤的該混合物依Marshall方法用來 製備塊體。 從該塊體鋸下8毫米厚的圓盤，具有彎曲強度6.2N/mm2 及3%空隙。 電阻是200Ω。 實施例16 如實施例1中說明的碳氫化合物黏結劑，用來製備一種 非常開放的組合物，其包含：6.43重量％的黏結劑、5.8重 量％的塡充物、10.13重量％的砂及84.07重量％的石頭，所 有基於固態粒子的總重。根據實施例1說明的方法混合。 1.1公斤的該混合物依Marshall方法用來製備塊體。 彎曲強度估計爲2N/mm2。 . 壓縮強度是7.6N/mm2。 實施例17(比較的） 對來自於中東原油的殘渣做熱裂解，該殘渣具有520°C 或更高的沸點，接著對產物加以真空快速蒸餾以去除輕的 部分，而獲得一種瀝青黏結劑。得到的黏結劑在大氣壓力 下具有520°C或更高的沸點。 24 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

---------訂---------線I 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1235739 A7 ----- B7 五、發明說明（4) 此碳氫化合物黏結劑具有47dmm穿透性及含有12.6重 量％的瀝青烯。此黏結劑用來製備如實施例1中說明的混合 物。 L1公斤的此混合物依Marshall方法用來製備塊體。 從該塊體鋸下8毫米厚的圓盤。該圓盤彎曲強度 3.6N/mm2 〇 塊體的壓縮強度是5.9N/mm2。 根據本發明的實施例顯示：根據本發明的組成物具有 好的彎曲強度。 比較貫施例1與實施例6(比較的），及比較實施例7(比較 的）與實施例8 ’顯示根據本發明的組成物在暴露於含NaC1 的水及aHCl的水後，比不是根據本發明的組成物保留比較 好的彎曲強度。 實施例3B和3C顯示根據本發明的組成物經熱處理可增 加彎曲強度。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ------^-丨訂---------線赢 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 5 2 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）

Claims (1)

1235739 - C8 D8 六、申請專利範圍 •化合物，及允許所得之混合物固化，但固態粒子非單純爲 碳粒子。 4. 一種根據申請專利範圍第1或2項之組成物的用途， 其係用於建築上。 5. 根據申請專利範圍第1或2項之組成物，其係用於建 築元件。 6·根據申請專利範圍第5項之組成物，其係用於具有尺 寸最多1米X最多1米X最多2米的建築元件。 2 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格(210 X 297公釐〉 1235739 A8 B8 C8 D8

六、申請專利範圍 1.一種固態組成物，其具有1

企键^曲強度，該 組成物包含從70到99重量％固態粒子及從30到1重量％的碳 氫化合物黏結劑，該碳氫化合物黏結劑的穿透性最多爲 其中該固態粒子是一種具粒子大小最多63微米的粒 子、具有粒子大小範圍從63微米到2毫米的粒子及具有粒子 大小範圍從2到8毫米的粒子的組合，可選擇性地與較大尺 寸的％I子結合，而該碳氣化合物黏結劑是藉由將一種碳氨 化合物油預熱到350到500°C的溫度，並將該經預熱的由保 持在此條件下而導致熱烈解，接著分離掉一或多種輕的部 分留下碳氫化合物黏結劑，如此獲得之產物所構成，該黏 結劑包含：⑴基於總黏結劑從15到95重量％之根據IP 143/96 決定的瀝青烯，該瀝青烯包含至少60%的芳香碳，其係基 於氫和碳-13核磁共振譜測量芳香碳的百分比，和(ii)基於 總黏結劑從5到85重量％除了根據IP 143/96決定的瀝青烯以 外之另外的碳氫化合物，但該固態粒子不是單純的碳顆 粒。 2. 根據申請專利範圍第1項之組成物，基於固態粒子的 量，該組成物包含1到100重量％的氧化矽。 3. —種製備根據申請專利範圍第1或2項之固態組成物 的方法，其包含：混合從70到99重量％的固態粒子及從30 到1重量％的熔化的碳氫化合物黏結劑，該黏結劑包含⑴基 於總黏結劑15到95重量％的瀝青烯，該瀝青烯包含至少60% 的芳香碳，和(π)基於總黏結劑從5到85重量％的另外的碳氫 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格(21〇 x 297公釐)