[发明专利]用于沥青和沥青产品的添加剂

说明书

发明领域

本发明涉及旨在用于沥青和聚合物改性的沥青的添加剂并且，更广泛地说，用于由沥青和聚合物改性的沥青制成的沥青产品中。

发明背景

根据本发明，该表述“沥青产品”旨在描述一种沥青或者一种包含沥青与额外的配料诸如聚集体和/或者添加剂一起的组合物，例如像柏油。

“聚合物改性的沥青”指的是一种含有额外的聚合物，例如弹性体诸如橡胶或者热塑性弹性体的沥青，所述聚合物优选在沥青中具有足够好的分散性和/或者溶解度。

沥青产品通常是已知的，并且可能用于许多领域，例如，与矿物聚集体混合，来生产铺路材料或者涂料，尤其用于道路中。它们也用于给予防水性，例如用于屋顶油毡的生产和密封平坦屋顶。

关于它们用于生产道路上的铺路材料的应用，沥青产品通常用作沥青粘合剂，与矿物填料，诸如聚集体、颗粒、沙砾、砂和细粉一起。该沥青粘合剂与该矿物填料的联合通常称为是所谓的“沥青涂覆的材料”，“柏油混凝土”或者“沥青混合物”(在法语中是“enrobé bitumineux”)。

众所周知，由沥青和聚集体的固结混合物组成的沥青涂覆的材料本身并不令人满意，并且它们展示了许多使得它们不适合于直接应用的缺点，除其他之外，应用于道路领域。尤其，未处理的沥青涂覆的材料是高度温度敏感的，在该材料中该矿物填料与该沥青粘合剂之间的粘结相对较差，并且该材料对应力和机械冲击具有较差的耐受性。

在道路应用中，尤其在与车辆的轮胎接触的道路覆盖物的上层，该沥青涂覆材料通常具有含量大约为按重量计2％至10％，典型地大约为5％的沥青粘合剂。具有如此高浓度的沥青粘合剂，该粘合剂的作用是非常重要的，如果该沥青涂覆的材料如原样使用，可能导致一些麻烦。尤其，它可能导致热破裂、疲劳和/或者车辙。

更准确地，在低温(典型地为-10℃或更低)下，该沥青粘合剂处于玻化状态，并且因此是易碎的。由于热应力，与该沥青涂覆的材料的非均匀性有关的脆性，经常导致微裂纹，这形成令人不满意的横向裂缝。

在更高的低温(尤其是从-5℃至0℃)下，一些其他的裂缝可能仍然出现，其通常导致纵向裂缝，通常是互相连接的。

另一方面，在高温(典型地为高于50℃，尤其是大约60℃)下，该沥青粘合剂变成粘性塑料，并且当温度升高时变成越来越多的流体。因此，诸如包括卡车的车辆轮轴的重质量在道路上的密集的通过诱导了该沥青的、并且因此该道路轨道的永久变形。这个现象是该车辙损伤的来源。

此种裂缝的形成，和/或者车辙必需避免，尤其由于该沥青粘合剂此外确保了该道路的防水性，这保护了该道路的基础。

因此，尤其对于道路的应用，寻求一种沥青粘合剂，该粘合剂优选展示以下性能：

-在低温，尤其在-10℃或以下的良好的抗裂性；

-在高温，尤其在50℃或者以上的低变形；

-高耐疲劳性，从而提供长期的耐久性。

为此，用于提高该沥青产品的性能，并且克服该沥青粘合剂的缺陷的添加剂被提出。

在此方面，例如，利用弹性聚合物的添加剂是已知的。然而，此种弹性聚合物具有一些缺点。

尤其，弹性聚合物在该沥青中不易分散，并且必需采取防范以便获得在沥青产品中该添加剂的合适的均匀分散。

此外，在该弹性聚合物和该熔融沥青之间趋向于发生相分离现象，尤其在存储过程中。因此，含有沥青产品的弹性聚合物可能在存储时显著地改变。为了避免该相分离，需要可以在该改性的沥青产品使用之前保持高温和连续混合的复杂的设施。

由于这些原因，通常在弹性聚合物改性的沥青产品中利用硫，因为它可以允许避免上述的缺点。提出，硫有利于该聚合物和该沥青之间的相互作用(结合)，导致此种相互作用的强化，并且也有利于和增强在热处理中的交联。

硫的许多形式可能有用，包括元素硫和硫供体。典型地，硫以粉末、颗粒和/或者片屑(scales)的形式，任选与其他添加剂结合。

引入硫的益处是然而通过一些缺点，在实践中当将该硫结合到该沥青产品中时出现这些缺点。尤其，硫或者含硫的产品的使用导致有毒气体产品的生产，诸如硫化氢。然后，再次，仍然需要复杂的设施和/或者需要实施在低温下硫的结合，这延长了该方法的持续时间。

实施硫和/或者硫化合物的方法，例如，在US6,767,939和US7,402,619中公开，其中所描述的方法系统地导致硫化氢的副生产。