TWI818039B - 瀝青組成物及其形成方法 - Google Patents

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Abstract

一種瀝青組成物包括瀝青、非環氧化油、及聚烯烴，該非環氧化油選自瀝青稀釋油、生質油、再生機油、液體塑化劑、及其組合。該聚烯烴具有從約1,000至約20,000 g/mol之一重量平均分子量(Mw)、從約5至約50 mg KOH/g的一可選之酸價、從約10至約100 mg KOH/g的一可選之皂化值、及從約0.92至約1 g/cm3 之一密度。該瀝青組成物具有PG（52至88）及（-22至-40）之一性能等級，其中（52至88）係以攝氏度為單位之一平均七天最大路面設計溫度且表示變形抗性，且（-22至-40）係以攝氏度為單位之一平均一天最小路面設計溫度且表示熱裂解抗性，各自係使用AASHTO M320來判定。

Description

瀝青組成物及其形成方法
本揭露大致上係關於瀝青組成物及其形成方法。更具體地，該瀝青組成物包括瀝青、非環氧化油、及聚烯烴。該瀝青組成物在低溫及高溫兩者展現非預期的性能等級增加，且可針對特定應用客製化。
瀝青(asphalt)或瀝青質(bitumen)經常經收集或經合成及經精煉以用於鋪路或鋪頂應用中。合適用於鋪路應用的類型之瀝青通常稱為「鋪路級瀝青」、「鋪路瀝青」、或「瀝青水泥」。合適用於鋪頂應用的瀝青通常稱為「鋪頂瀝青(roofing flux)」、「屋面瀝青(flux asphalt)」、或簡稱「瀝青(flux)」。一般來說，鋪路瀝青比鋪頂瀝青更硬。
瀝青組成物的強度及耐久性取決於各種因素，包括用來形成該等瀝青組成物之材料的性質及該等瀝青組成物所暴露的環境條件。習知瀝青組成物因暴露於環境條件而有各種缺點，例如，諸如低溫破裂(cracking)、疲勞破裂、及高溫下的車轍。
為了改善瀝青組成物對這些及其他問題的抗性，可使用各種材料。例如，高溫性能添加劑（例如，塑性體及/或彈性體）、及/或低溫性能添加劑可併入至瀝青組成物中。高溫性能添加劑往往在較高溫度下增加瀝青組成物之模數，以使瀝青組成物能夠抵抗永久變形及潛變，而低溫性能添加劑往往在較低溫度下增加瀝青組成物的可撓性及延展性，以使瀝青組成物能夠抵抗脆裂及破裂。然而，此類材料的使用往往僅一次解決一個問題，同時不改善其他問題或甚至使其他問題惡化。舉例而言，雖然可改善低溫破裂，但是高溫車轍可能不會被改善或甚至可能更差。亦可觀察到相反的情況。
因此，仍然有機會同時改善瀝青組成物的高溫及低溫性能。各種瀝青組成物的額外有益特徵及特性將從下文的實施方式與實例變得顯而易見。
本揭露提供一種瀝青組成物，其包括瀝青、非環氧化油、及聚烯烴。以該組成物之總重量計，該瀝青之存在量係從約85至約97重量百分比。該非環氧化油係選自瀝青稀釋油、生質油、再生機油、液體塑化劑、及其組合，且以該組成物之總重量計，該非環氧化油之存在量係從約2至約10重量百分比，以改善熱裂解(thermal cracking)抗性。以該組成物之總重量計，該聚烯烴之存在量係從約1至約5重量百分比，以改善變形抗性。該聚烯烴具有從約1,000至約20,000 g/mol之一重量平均分子量(Mw)、從約5至約50 mg KOH/g的一可選之酸價、從約10至約100 mg KOH/g的一可選之皂化值、及從約0.92至約1 g/cm3 之一密度。該瀝青組成物具有PG（52至88）及（-22至-40）之一性能等級，其中（52至88）係以攝氏度為單位之一平均七天最大路面設計溫度且表示變形抗性，且（-22至-40）係以攝氏度為單位之一平均一天最小路面設計溫度且表示熱裂解抗性。各自係使用AASHTO M320來判定。非環氧化油與聚烯烴之組合允許同時改善低溫及高溫性能兩者。
本揭露亦提供一種形成該瀝青組成物之方法。該方法包括下列步驟：提供該瀝青；提供該非環氧化油；提供該聚烯烴；及組合該瀝青、該非環氧化油、與該聚烯烴以形成該瀝青組成物。
以下實施方式本質上僅係例示性，且不意欲限制本揭露。此外，非意欲受到前述先前技術或下文實施方式中所提出之任何理論的束縛。
本揭露之實施例大致上係關於瀝青組成物及其形成方法。為了簡潔起見，本文中未詳細描述關於瀝青組成物形成及使用的一些習知技術。此外，本文所述之各種任務及程序步驟可併入至具有本文未詳細描述之額外步驟或功能的更全面性程序或製程中。具體而言，在製造及使用瀝青組成物的各種步驟為眾所周知，所以為了簡潔起見，許多習知步驟僅將在本文中簡述或將完全省略而不提供熟知的製程細節。
本揭露提供一種瀝青組成物（下文稱為「組成物」），其包括瀝青、非環氧化油、及聚烯烴，在下文詳細描述其各者。在各種實施例中，該組成物係或包括瀝青、非環氧化油、及聚烯烴，基本上由或由瀝青、非環氧化油、及聚烯烴組成。此外，該組成物可係或包括瀝青、非環氧化油、聚烯烴、及一或多種額外組分，基本上由或由瀝青、非環氧化油、聚烯烴、及一或多種額外組分組成。亦設想該組成物可不含下文所述組分之一或多者或包括小於約10、5、4、3、2、1、0.5、0.1、0.05、或0.01重量百分比之下文所述組分之一或多者。在又另一實施例中，該組成物基本上由瀝青、玉米油、及氧化高密度聚乙烯組成。用語「基本上由......所組成(consists essentially of)」描述該組成物不含（或包括小於約10、5、4、3、2、1、0.5、0.1、0.05、或0.01重量百分比之）一或多種聚合物、添加劑、填料、環氧化油等。該組成物亦可包括小於約10、5、4、3、2、1、0.5、0.1、0.05、或0.01重量百分比的環氧化油或不含環氧化油。類似地，該組成物可包括小於約10、5、4、3、2、1、0.5、0.1、0.05、或0.01重量百分比的環氧化或非環氧化聚烯烴或不含環氧化或非環氧化聚烯烴，只要本揭露之聚烯烴包括在該組成物中。本揭露亦提供一種形成該瀝青組成物之方法。亦在下文更詳細地描述該方法。瀝青：
如本文中所使用，用語「瀝青(asphalt)」係如ASTM D8所定義，且一般係一種深褐色至黑色類似水泥的材料，其中主要成分係發生在自然界中或在石油加工中獲得的瀝青質(bitumen)。瀝青特性上包括飽和化合物、芳族化合物、樹脂及瀝青烯。用語「瀝青(asphalt)」及「瀝青質(bitumen)」通常可互換使用，以指自然及經製造組成物，在各種非限制性實施例中明確設想用於本文之所有組成物。
合適用於本文中的類型之瀝青沒有特別限制，且可包括所屬技術領域中任何已知者。例如，該瀝青可係或包括任何自然發生、經合成製造或經改質之瀝青。該瀝青可係瀝青之組合。自然發生瀝青一般包括自然岩石瀝青、湖泊瀝青、及類似者。合成製造的瀝青通常係石油精煉作業的副產物，並且包括氣煉瀝青、摻合瀝青、裂解或殘渣瀝青、石油瀝青、丙烷瀝青、直煉瀝青、熱瀝青、及類似者。經改質之瀝青一般包括經下列改質之基底瀝青（例如，可自然發生或合成製造的純或未經改質之瀝青）：彈性體、增黏劑、磷酸、聚磷酸、塑性體、輪胎橡膠粉(ground tire rubber, GTR)、回收瀝青鋪面料(reclaimed asphalt pavement, RAP)、回收瀝青瓦板(reclaimed asphalt shingles, RAS)、及類似者、或其各種組合。此外，可使用工業等級的瀝青，包括但不限於鋪路級瀝青。合適的鋪路級瀝青包括但不限於具有下列硬度級中任一者的瀝青：PG46-40、PG46-34、PG52-40、PG52-37、PG52-34、PG52-28、PG58-40、PG58-37、PG58-34、PG58-28、PG58-22、PG64-37、PG64-34、PG64-28、PG64-22、PG64-16、PG67-22、PG70-10、PG70-16、PG70-22、PG70-28、PG76-10、PG76-16、PG76-22、PG76-28，如AASHTO M320所定義。此外，這些鋪路級瀝青亦可滿足AASHTO M332，其規定跟隨4種類型交通位準（標準(S)、擁塞(H)、非常擁塞(V)、及極擁塞(E)）的多重應力潛變恢復(multiple stress creep recovery, MSCR)等級，例如PG58S-28、PG64H-22、PG70V-16、PG76E-10等。此外，設想可使用工業級瀝青，諸如屋頂級瀝青。合適的鋪頂級瀝青包括但不限於具有以下硬度等級中任一者的瀝青：0絲米(deci-millimeter)針入度(dmm pen)、10 dmm pen、20/30 dmm pen、30/50 dmm pen、35/50 dmm pen、40/60 dmm pen、50/70絲米針入度(dmm pen)、60/90 dmm pen、70/100 dmm pen、80/110 dmm pen、120/150 dmm pen、100/150 dmm pen、150/200 dmm pen、200/300 dmm pen、及300+dmm pen。依ASTM D5中所述的測試方法判定硬度等級。在一實施例中，使用下列類型的瀝青：PG52-34、PG58-28、PG64-22、PG64-28。
以組成物之總重量計，在組成物中的瀝青之存在量係從約85至約97重量百分比。在各種實施例中，以組成物之總重量計，瀝青之存在量係從約85至約95、約80至約90、約90至約95、約90至約97，或約95至約97重量百分比。亦設想在各種非限制性實施例中，瀝青之存在量可係上文所提出者之間且包括上文所提出者的任何量或量的範圍（整數及小數兩者）。非環氧化 油：
現在參照存在於組成物中的非環氧化油，該非環氧化油係選自瀝青稀釋油、生質油、再生機油、液體塑化劑、及其組合。這些油合適用於與瀝青質或瀝青摻合以形成較大流動性(fluidicity)或較軟稠度的產品。
取決於環境溫度條件，自然狀態中的瀝青質會易於低溫破裂。瀝青稀釋油可有助於使瀝青質較不易於低溫破裂。合適的瀝青稀釋油可基於石油蒸餾物，且可係錯合烴。瀝青稀釋油可描述為適合用於與瀝青質或瀝青摻合以形成較大流動性及/或較軟稠度的產品。此外，瀝青稀釋油可係石油的非揮發性分餾物。在各種實施例中，瀝青稀釋油可係用來改質瀝青且係原油蒸餾中之最終產物的任何者。瀝青稀釋油可係作為軟化劑來與瀝青摻合的非揮發性油。其等可係芳族、石蠟、環烷、或礦物。
生質油可係所屬技術領域中任何已知者。在各種實施例中，生質油係衍生自熱化學處理生質的暗棕色流動液體。對於瀝青鋪面料，氧化可經由長期老化而導致劣化，且最終導致破裂。在各種實施例中，生質油係選自植物油、動物油、及其組合。在其他實施例中，生質油係植物油(plant oil)。合適的植物油包括但不限於蔬菜油(vegetable oil)、大豆油、花生油、核桃油、棕櫚油、棕櫚仁油、芝麻油、葵花油、紅花籽油、菜籽油(rapeseed oil)、亞麻仁油、亞麻籽油、菜籽油(colza oil)、椰子油、玉米油、棉籽油、橄欖油、蓖麻油、亞麻薺油(false flax oil)、漢麻油(hemp oil)、芥子油、蘿蔔油(radish oil)、黑芝麻油(ramtil oil)、米糠油、海蓬子油(salicornia oil)、油莎草油(tigernut oil)、桐油等、及其組合。本文中所用之典型蔬菜油包括大豆油、亞麻仁油、玉米油、亞麻籽油、或菜籽油、及其組合。
在一實施例中，生質油可包括從植物、動物、及藻類分離的油。植物性油的實例可包括但不限於大豆油、亞麻仁油、芥菜油、菜籽油、蓖麻油、松油、棉籽油、葵花油、棕櫚油、花生油、紅花籽油、玉米油、玉米蒸餾殘渣油(corn stillage oil)、卵磷脂（磷脂）、及其組合、蒸餾物、衍生物、及原油流。動物性油的實例可包括但不限於動物脂肪（例如，豬油、牛油）及卵磷脂（磷脂）、及其組合、蒸餾物、衍生物、及原油流。生質油亦可係生質可再生油，諸如部分氫化油、具有共軛鍵的油、及聚合油(bodied oil)，其中雜原子並未被引入，例如但不限於二醯基甘油酯、單醯基甘油酯、游離脂肪酸（及其蒸餾物流）、脂肪酸之烷基酯（例如，甲基、乙基、丙基、及丁基酯）、二醇及三醇酯（例如，乙二醇、丙二醇、丁二醇、三羥甲丙烷）、以及其混合物及衍生物流。生質可再生油的實例可係廢烹調油或其他用過的油。
在一實施例中，非環氧化油係玉米油。在另一實施例中，非環氧化油係選自石蠟油、芳族油、環烷油、及其組合。
再生機油亦可描述為再精煉引擎油剩餘油料(re-refined engine oil bottoms, REOB)、真空蒸餾塔瀝青增效劑(vacuum tower asphalt extenders, VTAE)、或薄膜剩餘油料(luwa bottom)。此油可係來自再精煉廢引擎油（潤滑油(lubricating oil或lube oil)）的非蒸餾分餾物。在一實施例中，此油係石蠟潤滑油的最高沸點分餾物。
液體塑化劑可係增加瀝青的塑性或流動性者。非專屬塑化劑的實例包括烴油（例如，石蠟、芳族、及環烷油）、長鏈烷基二酯（例如，鄰苯二甲酸酯，諸如鄰苯二甲酸二辛酯；以及己二酸酯，諸如己二酸二辛酯）、癸二酸酯、乙二醇、脂肪酸、磷酸酯及硬脂酸酯、聚醚及聚酯塑化劑、烷基單酯（例如，油酸丁酯）、長鏈部分醚酯（例如，油酸丁賽璐蘇）、及所屬技術領域中已知的其他塑化劑。
以組成物之總重量計，非環氧化油在組成物中之存在量係從約2至約10重量百分比。在各種實施例中，以該組成物之總重量計，非環氧化油之存在量係從約2至約5、約5至約10、約2至約7、約5至約7、或約7至約10重量百分比。亦設想在各種非限制性實施例中，非環氧化油之存在量可係上文所提出者之間且包括上文所提出者的任何量或量的範圍（整數及小數兩者）。
不意欲受到任何特定理論所限制，據信非環氧化油促成改善熱裂解抗性，此係因為在低溫下減小瀝青模數、減小S值及增加m值，如依據AASHTO T-313/ASTM D6648所測量。聚烯烴：
現在參照聚烯烴，聚烯烴可係所屬技術領域中任何已知者。聚烯烴可經氧化或未經氧化。舉例而言，聚烯烴可係聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚丁烯(PB)、聚甲基戊烯(PMP)、聚丁烯-1 (PB-1)、聚烯烴彈性體(POE)、聚異丁烯(PIB)、乙烯丙烯橡膠(EPR)、乙烯丙烯二烯單體橡膠（EPDM橡膠）、及其組合。替代地，聚烯烴可描述為聚α-烯烴。在各種實施例中，聚烯烴係選自聚乙烯均聚物、馬來酸化聚丙烯、氧化高密度聚乙烯、及其組合。在一實施例中，聚烯烴係聚乙烯均聚物。在另一實施例中，聚烯烴係馬來酸化聚丙烯。在進一步實施例中，聚烯烴係氧化高密度聚乙烯。在進一步實施例中，聚烯烴係中或低密度聚烯烴。
在其他實施例中，聚烯烴係選自由下列所組成之群組：聚乙烯(PE)均聚物、低密度聚乙烯均聚物(LDPE)、直鏈低密度聚乙烯均聚物(LLDPE)、高密度聚乙烯均聚物(HDPE)、氧化低密度聚乙烯均聚物(Ox LDPE)、氧化中密度聚乙烯均聚物(Ox MDPE)、氧化高密度聚乙烯均聚物(Ox HDPE)、聚丙烯(PP)均聚物、乙烯丙烯酸(EAA)共聚物、乙烯-乙酸乙烯酯(EVA)共聚物、乙烯馬來酸酐(MAPE)共聚物、丙烯馬來酸酐(MAPP)共聚物、費托蠟（Fischer-Tropsch (FT)蠟）、及其混合物。
聚烯烴可藉由所屬技術領域中已知的任何方法氧化。氧化程度的指示劑係聚烯烴的酸價，依據方法ASTM D1386測量。在各種實施例中，聚烯烴係氧化聚乙烯。例如，氧化聚乙烯可係任何氧化聚乙烯、氧化高密度聚乙烯、氧化中密度聚乙烯、氧化低密度聚乙烯、氧化直鏈低密度聚乙烯、及其組合。
該聚烯烴具有從約1,000至約20,000 g/mol之一重量平均分子量(Mw)、從約5至約50 mg KOH/g的一可選之酸價、從約10至約100 mg KOH/g的一可選之皂化值、及從約0.92至約1 g/cm3 之一密度。
在各種實施例中，聚烯烴具有從約1,000至約5,000、約5,000至約7,500、約7,500至約10,000、約8,000至約12,000、約10,000至約12,500、約12,500至約15,000、約15,000至約17,500、約17,500至約20,000、約6,000至約10,000、約10,000至約15,000、約15,000至約20,000 g/mol等之一重量平均分子量(Mw)。亦設想在各種非限制性實施例中，重量平均分子量可係上文所提出者之間且包括上文所提出者的任何值或值的範圍（整數及小數兩者）。
本文所述之分子量一般係藉由凝膠滲透層析術(gel permeation chromatography, GPC)來判定，其係所屬技術領域中通常已知的技術。就GPC之目的而言，待測量樣本在140℃下以2.0 mg/ml的濃度溶解於1,2,4-三氯苯中。溶液(200 uL)經注入GPC中，該GPC含有兩個保持在140℃的PLgel 5 µm Mixed-D (300×7.5 mm)管柱，其中流速係1.0 mL/分鐘。儀器配備有兩個偵測器（折射率偵測器與黏度偵測器）。可使用自一組直鏈聚乙烯窄Mw標準品產生的校準曲線，判定分子量（重量平均分子量，Mw）。
在其他實施例中，聚烯烴具有從約5至約50、約10至約50、約15至約45、約20至約40、約25至約35、約25至約30、約30至約35、24至約27等mg KOH/g的一可選之酸價。亦設想在各種非限制性實施例中，酸價可係上文所提出者之間且包括上文所提出者的任何值或值的範圍（整數及小數兩者）。酸價係可選的，此係因為酸價與例如經氧化的聚烯烴相關。可藉由將聚烯烴的熱二甲苯溶液與0.1 N的醇氫氧化鉀(KOH)溶液滴定至可視「粉紅」端點，使用酚酞作為指示劑，以判定聚烯烴的總酸含量或酸價，來特徵化聚烯烴的氧化程度，例如，羧基含量。
類似地，在又其他實施例中，該聚烯烴具有從約15至約95、約25至約95、約50至約95、約75至約95、約15至約25、約15至約50、約25至約75、或約25至約50 mg KOH/g的一可選之皂化值。亦設想在各種非限制性實施例中，皂化值可係上文所提出者之間且包括上文所提出者的任何值或值的範圍（整數及小數兩者）。皂化值係可選的，此係因為皂化值與例如經馬來酸化的聚烯烴相關。在又其他實施例中，聚烯烴具有從約14至約32 mg KOH/g之一酸價或從約75至約95 mg KOH/g之一皂化值。具體而言，藉由使~0.3 gm的馬來酸化聚合物在150 mL的二甲苯、5 mL的新鮮甲基乙基酮、及七滴水中回流達15分鐘來判定皂化值。允許溶液稍微冷卻，且添加10 mL異丙醇及3至5滴之酚酞指示劑溶液。以標準化0.0535N KOH /異丙醇溶液逐滴地滴定該溶液，直到達到持續的微粉色溶液。應執行空白對照(blank)以補償各種溶劑中的酸性雜質。
在又其他實施例中，聚烯烴具有約0.92、0.93、0.94、0.95、0.96、0.97、0.98、0.99、或1 g/cm3 之一密度。在其他實施例中，聚烯烴具有從約0.92至約0.95、從約0.95至0.98、從約0.97至約1、或從約0.98至約1 g/cm3 之一密度。亦設想在各種非限制性實施例中，密度可係上文所提出者之間且包括上文所提出者的任何值或值的範圍（整數及小數兩者）。密度可使用ASTM D1505中的方法測量。
以組成物之總重量計，聚烯烴之存在量係從約1至約5重量百分比，以改善變形抗性。在各種實施例中，以組成物之總重量計，聚烯烴係以約1、約1.5、約2、約2.5、約3、約3.5、約4、約4.5、或約5重量百分比存在。在又其他實施例中，以組成物之總重量計，聚烯烴的存在量係從約1至約5、約2至約3、約1.5，至約3.5、約1.5至約2.5，或約1.5至約3重量百分比。亦設想在各種非限制性實施例中，密度可係上文所提出者之間且包括上文所提出者的任何值或值的範圍（整數及小數兩者）。
在一實施例中，聚烯烴係具有從約8,000至約12,000 g/mol之一重量平均分子量(Mw)、從約24至約27 mg KOH/g之一酸價、及從約0.97至約1.0 g/cm3 之一密度的氧化高密度聚乙烯。在另一實施例中，聚烯烴係具有從約5,000至約7,000 g/mol之一重量平均分子量(Mw)、及從約0.92至約0.94 g/cm3 之一密度的低密度聚乙烯均聚物。在進一步實施例中，聚烯烴係具有從約8,000至約12,000 g/mol之一重量平均分子量(Mw)及從約.97至約1.0 g/cm3 之一密度之氧化高密度聚乙烯。在又進一步實施例中，聚烯烴係具有從約7,000至約11,000 g/mol之一重量平均分子量(Mw)、約75至約95 mg KOH/g之一皂化值、及從約0.92至約0.94 g/cm3 之一密度的馬來酸化聚丙烯。
非意欲受到任何特定理論所限制，據信聚烯烴促成改善變形抗性，此係因為聚烯烴形成小結晶，該等小結晶加強瀝青質及/或有助於使瀝青質之部分結晶，以有助於增加瀝青質之高溫性質。性能等級：
組成物具有性能等級PG（52至88）以及（-22至-40）。換言之，（52至88）的第一值是數字52、58、64、70、76、82、或88。命名法（52至88）係以攝氏度為單位之平均七天最大路面設計溫度，且表示車轍抗性。第二值（-22至-40）是數字-22、-28、-34、或-40。命名法（-22至-40）係以攝氏度為單位之平均一天最小路面設計溫度，且表示熱裂解抗性。各值係使用AASHTO M320來判定。亦設想可使用DSR測試AASHTO T-315/ASTM D7175及/或BBR測試AASHTO T-313/ASTM D6648來判定一或兩個值。
在各種實施例中，組成物具有下列之性能等級：52-28；或52-34；或52-37、或52-40；或58-28；或58-34；或58-37、或58-40；或64-28；或64-34；或64-37、或64-40；或70-28；或70-34；或70-40；或76-28；或76-34；或76-40；或82-28；或82-34；或82-40；88-28、88-34、或88-40。在各種實施例中，組成物具有性能等級PG（58至88）及（-28至-40）。可基於組成物之使用地理位置等來客製化此等性能等級。亦設想組成物可具有S、H、V、或E等級標誌，如所屬技術領域中所理解。這些字母等級可使用AASHTO M332及/或MSCR測試：AASHTO T-350/ASTM D7405來判定。亦設想在各種非限制性實施例中，性能等級可係上文所提出者之間且包括上文所提出者的前述值之任何個別者或範圍及/或字母等級。添加劑：
在各種實施例中，組成物亦包括一或多種添加劑。在一實施例中，該一或多種添加劑係選自塑性體、彈性體等。本文中，塑性體及彈性體可聯合描述為「聚合物」。在各種實施例中，以組成物的總重量計，組成物包括從約0.5至約30 wt.%之量的這些聚合物之一或多者。此類聚合物之非限制性實例包括天然或合成橡膠（包括輪胎橡膠粉(GTR)、脫硫GTR、丁基橡膠、苯乙烯/丁二烯橡膠(SBR)）、苯乙烯/乙烯/丁二烯/苯乙烯三聚物(SEBS)、聚丁二烯、聚異戊二烯、乙烯/丙烯/二烯(EPDM)三聚物、乙烯/丙烯酸正丁酯/甲基丙烯酸環氧丙酯三聚物、及苯乙烯/共軛二烯嵌段或隨機共聚物諸如例如苯乙烯/丁二烯（包括苯乙烯/丁二烯/苯乙烯共聚物(SBS)、苯乙烯/異戊二烯、苯乙烯/異戊二烯/苯乙烯(SIS)、及苯乙烯/異戊二烯-丁二烯嵌段共聚物）。嵌段共聚物可係支鏈或直鏈，且可係二嵌段、三嵌段、四嵌段、或多嵌段共聚物。
在其他實施例中，該一或多種添加劑係選自蠟、聚磷酸、額外塑化劑、抗氧化劑、增黏劑、加工助劑、UV保護添加劑等，及其組合。例示性蠟包括乙烯雙-硬脂醯胺蠟(EBS)、費托蠟(FT)、氧化費托蠟(FTO)、聚烯烴蠟（諸如聚乙烯蠟(PE)、氧化聚乙烯蠟(OxPE)、聚丙烯蠟、聚丙烯/聚乙烯蠟）、醇蠟、聚矽氧蠟、石油蠟（諸如微晶蠟或石蠟）、及其他合成蠟。例示性額外塑化劑包括長鏈烷基二酯（例如，鄰苯二甲酸酯，諸如鄰苯二甲酸二辛酯；以及己二酸酯，諸如己二酸二辛酯）、癸二酸酯、乙二醇、脂肪酸、磷酸酯及硬脂酸酯、環氧塑化劑（例如，環氧化大豆油）、聚醚及聚酯塑化劑（其亦可係聚合物）、烷基單酯（例如，油酸丁酯）、長鏈部分醚酯（例如，油酸丁賽璐蘇）、及其他塑化劑。例示性增黏劑包括松香及其衍生物；萜及經改質之萜；脂族樹脂、環脂族樹脂、及芳族樹脂（C5脂族樹脂、C9芳族樹脂、及C5/C9脂族/芳族樹脂）；氫化烴樹脂；萜-酚樹脂；及其組合。形成組成物之方法：
本揭露亦提供一種形成該瀝青組成物之方法。該方法包括下列步驟：提供該瀝青；提供該非環氧化油；提供該聚烯烴；及組合該瀝青、該非環氧化油、與該聚烯烴以形成該瀝青組成物。由此方法所形成的瀝青組成物可係任何上文所述者。
在各種實施例中，提供步驟中之任何一或多者可進一步定義為供應、獲得等。所屬技術領域中具有通常知識者將選擇適當量及技術以提供前述組分。此外，該方法可包括提供上述添加劑中之任何一或多者的步驟，且可包括組合該一或多種添加劑與該瀝青、該非環氧化油、及該聚烯烴。前述組分中之任何一或多者可依所屬技術領域中具有通常知識者所選擇的任何順序全部或部分組合在一起。換言之，特此明確設想所有添加順序以用於各種非限制性實施例中。在各種實施例中，組合步驟係在合適的溫度下進行，且可包括攪拌/攪動以徹底混合該等組分。在一些實施例中，組合步驟進一步定義為混合且可在從約75℃至約200℃之溫度執行達從約30分鐘至約8小時的時間。此外，組合或混合步驟可例如使用低或高剪力混合器以從約每分鐘5轉(revolutions per minute, RPM)至約5,000 RPM之速度執行。
本揭露亦提供一種用於製備一瀝青鋪路材料之方法。該方法包括以下步驟：在有效形成該瀝青鋪路材料的條件下混合上述之瀝青組成物與一粒料之步驟，其中該瀝青組成物之存在量係該瀝青鋪路材料之從約3至約8 wt.%，及該粒料之存在量係該瀝青鋪路材料之從約92至約97 wt.%。該粒料可係所屬技術領域中任何已知者。類似地，以該瀝青鋪路材料之總重量計，該瀝青組成物之存在量可係介於約3與約8 wt.%之間的任何量，例如，3.5、4、4.5、5、5.5、6、6.5、7、或7.5 wt.%。以該瀝青鋪路材料之總重量計，該粒料之存在量可係介於約92與約97 wt.%之間，例如，92.5、93、93.5、94、94.5、95、95.5、96、或96.5 wt.%。實例
根據本揭露形成一系列組成物（組成物2、4、5、6、7、9、及12）。亦形成一系列比較組成物（比較組成物1、3、8、10、及11），但不依據本揭露形成。
更具體而言，評估組成物及比較組成物以根據AASHTO M320來判定性能等級。下表1闡述這些評估結果。［表 1 ］ ［表 1 （續）］ ［表 1 （續）］ ［表 1 （續）］ ［表 1 （續）］ ［表 1 （續）］ ［表 1 （續）］ ［表 1 （續）］
PG 58-28基底瀝青可購自Flint Hills resources。
PG 64-22基底瀝青可購自Flint Hills resources。
聚烯烴1係具有從約5,000至約7,000 g/mol之一重量平均分子量(Mw)及從約0.92至約0.94 g/cm3 之一密度的低密度聚乙烯均聚物
聚烯烴2係具有從約8,000至約12,000 g/mol之一重量平均分子量(Mw)、從約24至約27 mg KOH/g之一酸價、及從約0.97至約1.0 g/cm3 之一密度的氧化高密度聚乙烯
聚烯烴3係具有從約7,000至約11,000 g/mol之一重量平均分子量(Mw)、75至95 mg KOH/g的一皂化值、及從約0.92至約0.94 g/cm3 之一密度的馬來酸化聚丙烯。
玉米油係可購自Poet的Jive™ 。
瀝青稀釋油可以HYDROLENE® 之商標名稱購自Hollyfrontier Refining & Marketing, LLC。
實際PG等級係指如使用AASHTO M320所分析地判定的性能等級。
商業PG等級係指對應於實際PG等級的商業性能等級標誌。
實例2、7與9示範如何可藉由從PG 58-28（實例2及7）或PG 52-34開始來生產PG 58-34。在前者情況中，高溫PG維持，而低溫下降；而在後者情況中，高溫等級提高，同時維持低端。實例2及7亦示範不同量的油及聚烯烴如何可實現較高的高溫或實際等級（實例2），或實現較低的低溫PG或實際等級（實例7）。實例9示範使用不同油及聚烯烴之組合以提高高端，同時維持低端。
實例4與6示範從可輕易取得的PG 64-22來生產PG 64-28。在這兩種情況下，使用玉米油來修改低端，而使用不同聚烯烴來維持高溫等級的PG64。
實例5示範低溫降兩個等級（從PG64-22至PG64-34）的可能性。
實例10示範2%聚烯烴2本身僅提高高溫等級（從PG58至PG64），但不會降低低溫等級。實例11示範5%玉米油本身僅降低低溫等級（從PG-28至PG-34），但不會提高高溫等級（實際上，高溫等級從PG58降低至PG46）。實例12示範，當聚烯烴與玉米油一起使用時，提高高溫PG等級（從PG58至PG64）且同時降低低溫PG等級（從PG-28至PG-34）。
表1所提出的結果示範油與聚烯烴的組合可降低低溫PG等級，同時維持高溫等級，或提高高溫PG等級，同時維持低端，或提高高溫PG等級且同時降低低溫PG等級。表1亦示範不同的聚烯烴及不同油可滿足這些各種不同的瀝青性能改善要求。
在各種實施例中，特此明確設想前述組分之任何與所有組合，即使在單節或段落中未一起描述。雖然前述實施方式中已提出至少一個例示性實施例，應了解到有大量變異存在。亦應了解到，例示性實施例或多個例示性實施例僅為實例，且非意欲以任何方式限制範圍、利用性或組態。更確切地，前述實施方式將提供便利的藍圖給所屬技術領域中具有通常知識者以實施例示性實施例。應理解，可對例示性實施例中描述之元件的功能及配置進行各種變化，而不脫離所附申請專利範圍中所提出的範圍。
無
無

Claims (6)

  1. 一種瀝青組成物，其包含：瀝青，以該組成物之總重量計，該瀝青之存在量係從約91至約96重量百分比，且係選自性能等級PG 58-28、PG 64-22、PG 52-34及其組合；非環氧化油，其選自瀝青稀釋油、玉米油及其組合，且以該組成物之總重量計，該非環氧化油之存在量係從約2.5至約5重量百分比，以改善熱裂解抗性；及聚烯烴，以該組成物之總重量計，該聚烯烴之存在量係從約1.2至約3重量百分比，以改善變形抗性；其中該聚烯烴係低密度聚乙烯均聚物，其具有從約5,000至約7,000g/mol之重量平均分子量(Mw)、從約5至約50mg KOH/g的可選之酸價、從約10至約100mg KOH/g的可選之皂化值、及從約0.92至約0.94g/cm3之密度，或氧化高密度聚乙烯，其具有從約8,000至約12,000g/mol之重量平均分子量(Mw)、從約24至約27mg KOH/g之酸價、及從約0.97至約1.0g/cm3之密度，且其中該瀝青組成物視情況包含，以該組成物之總重量計，約0.8重量百分比之馬來酸化聚丙烯，其中該馬來酸化聚丙烯具有從約7,000至約11,000g/mol之重量平均分子量(Mw)、75至95mg KOH/g之皂化值、及從約0.92至約0.94g/cm3之密度，且其中該瀝青組成物具有PG(58.1至66.6)及(-28.8至-37.6)之性能等級，其中(58.1至66.6)係以攝氏度為單位之平均七天最大路面設計溫 度且表示變形抗性，且(-28.8至-37.6)係以攝氏度為單位之平均一天最小路面設計溫度且表示熱裂解抗性，各自係使用AASHTO M320來判定。
  2. 如請求項1之瀝青組成物，其中該聚烯烴具有從約14至約32mg KOH/g之酸價或從約75至約95mg KOH/g之皂化值。
  3. 如請求項1之瀝青組成物，其中該聚烯烴係聚乙烯均聚物。
  4. 如請求項1之瀝青組成物，其中該組成物不含環氧化油。
  5. 一種形成瀝青組成物之方法，該方法包含以下步驟：提供基底瀝青，其係選自性能等級PG 58-28、PG 64-22、PG 52-34及其組合；提供非環氧化油，該非環氧化油選自瀝青稀釋油、玉米油及其組合，提供聚烯烴，其中該聚烯烴係低密度聚乙烯均聚物，其具有從約5,000至約7,000g/mol之重量平均分子量(Mw)、從約5至約50mg KOH/g的可選之酸價、從約10至約100mg KOH/g的可選之皂化值、及從約0.92至約0.94g/cm3之密度，或氧化高密度聚乙烯，其具有從約8,000至約12,000g/mol之重量平均分子量(Mw)、從約24至約27mg KOH/g之酸價、及從約0.97至約1.0g/cm3之密度，且其中該瀝青組成物視情況包含，以該組成物之總重量計，約0.8重量百分比之馬來酸化聚丙烯，其中該馬來酸化聚丙烯具有從約7,000至約11,000g/mol之重量平均分子量(Mw)、75至95mg KOH/g之皂化值、及從約0.92至約0.94g/cm3之密度，及組合該基底瀝青、該非環氧化油、及該聚烯烴以形成該瀝青組成物， 其中該瀝青組成物包含以該組成物之總重量計從約91至約96重量百分比之量的該基底瀝青、以該組成物之總重量計從約2.5至約5重量百分比之量的該非環氧化油以改善熱裂解抗性、及以該組成物之總重量計從約1.2至約3重量百分比之量的該聚烯烴以改善變形抗性；其中該瀝青組成物具有PG(58.1至66.6)及(-28.8至-37.6)之性能等級，其中(58.1至66.6)係以攝氏度為單位之平均七天最大路面設計溫度且表示變形抗性，且(-28.8至-37.6)係以攝氏度為單位之平均一天最小路面設計溫度且表示熱裂解抗性，各自係使用AASHTO M320來判定。
  6. 一種用於製備一瀝青鋪路材料之方法，該方法包含在有效形成該瀝青鋪路材料的條件下混合如請求項1之瀝青組成物與一粒料之步驟，其中該瀝青組成物之存在量係該瀝青鋪路材料之從約3至約8wt.%，且該粒料之存在量係該瀝青鋪路材料之從約92至約97wt.%。
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