[发明专利]制备柏油的方法

说明书

技术领域

本发明涉及制备柏油的方法，其中向柏油中结合硫。

背景技术

在道路修建和道路铺设行业，通常实施的过程是用热的流体沥青涂覆骨料如砂子、砂砾、碎石或它们的混合物，和趁热将所述涂覆材料在路基上或以前修建的道路上铺成均匀的层，并用重型滚轧机滚轧以压实所述均匀层，从而形成平整的路面。

沥青与骨料如砂子、砂砾、碎石或它们的混合物的组合被称为“柏油”。沥青也被称为“柏油粘合剂”，通常是包含沥青质、树脂和油的液体粘合剂。沥青例如可以包含衍生自石油残余物例如渣油或煤焦油沥青或它们的混合物的混合物。

在本领域中已知的是硫可以与沥青混合用于道路修建和道路铺设行业。在沥青中应用硫时所遇到的一个问题是在高温下例如高于140℃时，由于沥青和硫之间的脱氢反应而形成不想要的硫化氢。

当应用大量硫时，特别是在具有较高硫-沥青重量比(例如高达1∶1)的柏油中，硫化氢的排放是特别麻烦的事。因此，希望减少由含硫柏油不希望的形成和排放硫化氢。

在WO 2005/059016中描述了一种减少由热铸硫-柏油混合物的硫化氢排放的方法。向硫粒料中结合硫化氢抑制剂如氯化铁可以降低含硫柏油制备过程中的硫化氢排放。但硫化铁可能很难处理，且容易与空气中的水分反应，因此希望找到一种降低硫-柏油混合物的硫化氢排放的替代方法。

发明内容

发明人目前已经发现如果在柏油制备过程中加入附加组分，可以降低含硫柏油的制备温度。混合温度和/或压实温度的降低将会减少柏油路面制备过程中释放出的硫化氢量。尽管混合和/或压实温度较低，但所得的柏油仍然耐用且水敏感性低。

因此，本发明提供一种制备柏油的方法。所述方法包括以下步骤：

(i)加热沥青；

(ii)加热骨料；

(iii)在混合装置中使热的沥青与热的骨料混合从而形成柏油；其中以沥青的重量为基准，在步骤(i)、(ii)或(iii)的至少一个步骤中加入10-200wt％的硫，和其中以沥青的重量为基准，在步骤(i)、(ii)或(iii)的至少一个步骤中加入0.1-20wt％的链烷烃蜡。

本发明进一步提供一种铺设柏油路面的方法，其中所述柏油按本发明的方法制备，和进一步包括如下步骤：

(iv)将柏油铺展成一层；和

(v)将所述层压实。

本发明还提供通过本发明方法制备的柏油和柏油路面。

在本发明的一个实施方案中，将硫和链烷烃蜡一起加入；硫为粒料形式，和将链烷烃蜡结合到硫粒料中。因此，本发明还提供一种包含链烷烃蜡的硫粒料。这些粒料有利地在本发明的方法中应用。

具体实施方式

在本发明方法的步骤(i)中，优选在60-200℃、优选80-150℃、更优选100-140℃下加热沥青。沥青优选是针入度为例如9-1000dmm、更优选15-450dmm(在25℃下按EN 1426：1999测试)和软化点为25-100℃、更优选25-50℃(按EN 1427：1999测试)的适合于道路应用的铺路级沥青。

在本发明方法的步骤(ii)中，优选在60-200℃、优选80-150℃、更优选100-140℃下加热骨料。骨料合适地为适用于道路应用的任何合适骨料。骨料可由粗骨料(在4mm筛子上存留)、细骨料(通过4mm筛子，但在63μm筛子上存留)和填料(通过63μm筛子)的混合物组成。

在步骤(iii)中，在混合装置中使热的沥青与热的骨料混合。合适地，混合在温度80-200℃、优选90-150℃、更优选100-140℃下实施。通常，混合时间为10-60秒，优选为20-40秒。

当加入硫时，为减少硫化氢的排放，加热沥青和骨料的温度以及随后混合的温度优选保持尽可能的低。但所述温度还要足够高，以使沥青可以有效地涂覆骨料。本发明人已经发现加入链烷烃蜡将降低可以制备具有理想强度和耐久性的柏油的温度。

以沥青的重量为基准，加入沥青、骨料或沥青/骨料混合物中的硫量为10-200wt％，优选由20wt％起，更优选由40wt％起，和优选至100wt％，更优选至80wt％。在柏油铺路混合物中硫的存在可以提高铺路混合物的强度和抗车辙性能，并且包含足够量的硫来实现这些优点是很重要的。相应地，包含较多量的硫可以降低铺路混合物的成本。但过多硫有可能降低铺路混合物的工作性能，因此很重要的是不要用超过200wt％的硫粒料，优选为不超过100wt％。