[发明专利]改性沥青结合料和沥青铺设组合物

说明书

本申请要求2005年12月29日提交的美国临时申请 60/755,666、60/755,670、60/755,668、60/755,667和2006年6月 15日提交的美国临时申请60/813,950的权益。

技术领域

本发明的一个或多个实施方案涉及通过使用五硫化二磷和 聚合物制备的改性沥青结合料组合物，以及使用这些结合料组 合物制备的沥青铺设组合物。

背景技术

包含沥青结合料和骨料的混合物的沥青铺设组合物，已长 期用于路面的铺装。对于这些路面长期存在的技术挑战是它们 在极端温度下的行为。即，在高温下，路面变软；和在低温下， 路面变脆。

几十年来，已使用添加剂来缓解极端温度下存在的问题。 例如，已将聚合物加入到沥青结合料组合物中。美国专利No. 4,145,322教导聚合物改性的沥青组合物，该组合物包括可使用 弹性体(如，聚异戊二烯、丁基橡胶、SBR橡胶)以改进沥青的 机械性能，特别是弹性性能。并且，在这些沥青组合物中使用 特定的苯乙烯和二烯单体的嵌段共聚物提供即使在低温下也具 有期望的机械性能的组合物。

以相似的方式，JP51-149312(1976)教导改性沥青组合物， 其包含磷化合物如五氧化二磷、多磷酸或五硫化二磷。表明这 些磷化合物能够改性沥青，这是因为它们与沥青中的沥青质键 合从而进一步加强凝胶结构。为了克服与这些磷化合物相关的 分散性和加工问题，将该磷化合物与石油组合物混合，然后将 混合物加入到沥青组合物中。石油组合物的特征在于燃点为 150℃以上且包含0.5-40％的沥青质。可将磷化合物以0.5至50重 量％的量包含在石油组合物中，并且加入到要改性的沥青中的 磷化合物的量可为0.2至5.0重量％。

美国专利No.6,569,351教导聚合物改性沥青组合物，该聚 合物改性沥青组合物通过将促进剂-凝胶添加剂与聚合物和沥 青组合，并在200℉和500℉之间的温度下固化该聚合物改性沥 青制备。该促进剂-凝胶添加剂包括2-75％的促进剂、25-88％的 加工油和0.5-10％的粘土。该促进剂可以包括硫、4，4’-二硫代双 吗啉(4，4-dithiodimorpholine)、噻唑衍生物、二硫代氨基甲酸盐 (dithiocarbamates)、五硫化二磷、五氧化二磷、硬脂酸锌、硬 脂酸铵、氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙、氧化铝、或这些的 组合或其它硫化剂或促进剂。可将该促进剂-凝胶添加剂在大约 1-25％聚合物之间加入到浓缩物中。

美国专利No.5,990,206教导用于沥青组合物的聚合物和磷 化合物(改性剂组合物)的混合物。聚合物可以包括橡胶类聚合 物(改性剂)和/或树脂类聚合物(改性剂)。磷化合物可以包括磷 酸酐(P₂O₅)、多磷酸、正磷酸、三氯氧磷(POCl₃)、三氯化磷(PCl₃) 和五硫化二磷(P₂S₅)。混合物可以含有约0.1至约10重量％的磷 化合物，并且可以制备含有0.1至30重量％的聚合物/磷化合物共 混物(改性剂组合物)的沥青组合物。认为无机磷化合物起到作 为橡胶类和/或树脂类改性剂与沥青中高度有序的网络结构(沥 青质)之间的交联剂作用，并且对于加强沥青中的凝胶结构是有 用的。

发明内容

本发明的一个或多个实施方案提供用于制备改性沥青结合 料组合物的方法，该方法包括混合沥青、不饱和聚合物和五硫 化二磷，从而形成改性沥青组合物。

本发明的一个或多个实施方案还提供用于制备改性沥青结 合料组合物的方法，该方法包含混合沥青结合料、聚合物和五 硫化二磷，从而形成改性沥青组合物，其中聚合物与五硫化二 磷的重量比为至少0.5:1并且小于8:1。

本发明的一个或多个实施方案进一步提供用于制备改性沥 青结合料组合物的方法，该方法包含将聚合物引入到沥青结合 料中，并将五硫化二磷引入到沥青结合料中，其中所述将五硫 化二磷引入到沥青中的步骤包括加入包含少于5重量％的烃原 料的五硫化二磷组合物。