用聚合物蜡改性沥青氧化和粘合剂制造技术

沥青能够被聚合物、低聚物和由聚合物制成的蜡改性。聚合物、低聚物或蜡的添加能够提高沥青的软化点，降低沥青的渗透度和/或缩短沥青的氧化。在一些实施方案中，将聚合物、低聚物或蜡添加到氧化沥青中。聚合物、低聚物或蜡可以由聚合物材料的催化解聚作用和/或热降解制成。聚合物材料可以是聚苯乙烯、聚丙烯、聚乙烯、聚丙烯和聚乙烯的组合物或再生塑料。在一些实施方案中，单独或与其他改性剂如废旧、轮胎橡胶和聚合物结合添加聚合物、低聚物或蜡提高了铺砌沥青粘合剂的性能等级。添加蜡能够提高沥青粘合剂的高使用温度。高沥青粘合剂的高使用温度。高沥青粘合剂的高使用温度。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用聚合物蜡改性沥青氧化和粘合剂
相关申请的交叉引用
[0001]本申请涉及并要求于2018年06月01日申请的名称为“Modification of Asphalt Oxidation with Waxes Derived from Depolymerization of Plastic”的美国临时申请号为62/679,150的专利的优先权。本申请也涉及并要求于2018年06月06日申请的名称为“Modification of Asphalt Binders with Waxes to Improve Performance Grade”的美国临时申请号为62/681,344的专利的优先权。
[0002]临时申请
‘
150和
‘
344的全部内容通过引用的方式纳入本申请中。


[0003]本专利技术涉及一种利用聚合物、低聚物和蜡(后文简称为蜡)作为沥青制剂中添加剂的方法。在一些实施方案中，蜡是由聚合物的解聚作用产生的。在一些实施方案中，蜡添加改善了沥青的性能，包括提高了沥青的软化点和/或硬度。在一些实施方案中，在沥青粘合剂中添加蜡改善了其性能等级。
[0004]对沥青来说，抵抗高温下的流动和/或来自物理作用力的渗透通常是有利的。包括盖屋顶(roofing)和铺砌(paving)的各种应用均需要在高温下相对稳定的沥青。例如，铺砌沥青应该能够承受在不同气候下遭遇的高温情况。这种承受高温的能力是由沥青在高温下的流动阻力赋予的，所述流动阻力是通过材料的软化点(沥青达到特定黏度的温度)来测量的。具有高软化点的沥青更适合避免较高温度下的破坏。
[0005]除了流动阻力之外，沥青的硬度能够针对特定的应用调整。渗透试验作为测量沥青硬度的一个度量标准。铺砌沥青通常制作得更坚硬些，以减少来自重型压力(如大型卡车)的渗透。在高温和低温下稳定的较坚硬的沥青也不太可能出现车辙和/或裂纹。
[0006]传统上，利用沥青氧化来改变沥青的软化点和/或硬度。然而，氧化过程既耗时又昂贵。
[0007]沥青粘合剂可在如修补、铺砌和涂覆的应用中用作粘结层，以提高混凝土制品和涂料的粘结性。确定沥青粘合剂质量的一种常规方法是性能等级系统(Performance Graded System)，该性能等级系统是基于根据粘合剂的使用条件来确定沥青粘合剂性能的理念。性能等级使用一系列工业标准测试来测量沥青粘合剂的物理性能，这些物理性能可能与粘合剂性能直接相关。
[0008]因为沥青是一种加热后会变软的热塑性材料，选择具有较高路面使用温度性能等级的沥青粘合剂防止或者至少减少由于交通和一般表面坑洼而造成的路面车辙。这在高温气候中尤为重要。
[0009]在沥青制剂中的使用橡胶倾向于提供一种交通和负载回弹力增加的性能更好的路面。典型的橡胶包括化石和/或原生(virgin)苯乙烯丁二烯苯乙烯(SBS)橡胶和/或再生废旧轮胎橡胶(ground tire rubber)(GTR)。GTR趋向于有更多的成本效益。此外，使用GTR有积极的环境影响，因为它回收废轮胎，否则这些废轮胎最终将被填埋。然而，由于GTR的交联性质会增加沥青的黏度，并使沥青更难加工，通常不使用GTR。另外，沥青中GRT的稳定性
差，会导致橡胶的分离或沉淀。
[0010]蜡(wax)能够用来改性沥青。在专利技术名称为“Polymer-Modified Asphalt with Wax Additive”的国际申请PCT/CA2017/050172中公开了一种方法，该国际申请通过引用的方式纳入本文。蜡与很多种沥青添加剂兼容，并能够与多种常用来改善沥青质量的材料结合使用。
[0011]这种蜡可以由包含固体废弃物的塑料原料产生。在美国专利号8,664,458“Kumar”中讨论了一种由固体废物形成合成蜡的工艺。美国专利号8,664,458“Kumar”通过引用的方式纳入本文。
[0012]一种利用由塑料原料的热降解和/或催化解聚作用产生的蜡来改善沥青制剂的物理性能、减少沥青制剂中挥发性有机化合物(VOCs)的排放和/或改善沥青粘合剂(如铺砌沥青)的性能等级、且允许更多的掺合和使用GTR的方法将是商业上有利的、对环境负责的和对公共健康有益的。在一些实施方案中，这些蜡能够帮助调整沥青的流动阻力和硬度，无需依赖氧化。使用这些蜡能够减少(如果不是消除的话)对氧化的需要。

技术实现思路

[0013]一种沥青制剂可以包含沥青共混物(blend)和由聚合物材料制得的蜡。
[0014]在一些实施方案中，蜡是由聚合物材料的催化解聚作用制得的。在一些其他实施方案中，蜡是由聚合物材料的热降解制得的。
[0015]在某些实施方案中，聚合物材料是聚丙烯。在一些实施方案中，聚合物材料是聚乙烯。在一些实施方案中，聚合物材料是聚苯乙烯。在一些实施方案中，聚合物材料是聚乙烯、聚丙烯和/或聚苯乙烯的混合物。至少在一些实施方案中，聚合物材料包括再生塑料。在一些实施方案中，沥青制剂可以包括额外改性剂，例如废旧轮胎橡胶、SBS和多种聚合物。
[0016]在某些实施方案中，蜡占沥青制剂的0.5重量％
–
25重量％。在某些实施方案中，蜡占沥青制剂的3重量％
–
5重量％。在某些实施方案中，蜡占沥青制剂的0.5重量％
–
3重量％。在某些实施方案中，蜡占沥青制剂的0.5重量％
–
25重量％。在某些实施方案中，蜡占沥青制剂的5重量％。
[0017]在一些实施方案中，蜡为低黏度聚乙烯或聚丙烯蜡。在其他实施方案中，蜡为高黏度聚乙烯或聚丙烯蜡。蜡的添加能够提高沥青的软化点，降低沥青的渗透度和/或减少(如果不消除的话)沥青氧化所需的时间。
[0018]在一些实施方案中，沥青制剂可以通过在沥青共混物中添加聚乙烯蜡制得。
[0019]在一些实施方案中，蜡占沥青制剂的0.5重量％
–
10重量％。
[0020]将蜡单独添加或在其他改性剂的存在下添加至沥青制剂中能够提高沥青制剂的高使用温度(high service temperature)。
[0021]在某些实施方案中，沥青制剂是铺砌沥青粘合剂。
[0022]一种改善铺砌沥青粘合剂等级性能的方法可以包括单独或在其他添加剂的存在下向沥青粘合剂添加聚合物蜡。
[0023]在一些实施方案中，一种制备沥青制剂的方法可以包括在沥青共混物中添加由聚合物材料制成的蜡。在一些实施方式中，一种制备沥青制剂的方法可以包括在沥青共混物中添加源于聚合物原料的聚乙烯和/或聚丙烯蜡。
[0024]在一些实施方案中，一种改善氧化沥青性能的方法可以包括在氧化沥青中添加源于聚合物原料的聚乙烯和/或聚丙烯蜡。
[0025]在一些实施方案中，沥青制剂可以包含第一改性剂、第二改性剂和蜡，其中蜡是由聚合物材料制成。在一些实施方案中，第一改性剂是废旧轮胎橡胶，第二改性剂是聚合物。
[0026]在一些本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种沥青制剂，包含沥青共混物和蜡，其中所述蜡由聚合物材料制成。2.根据权利要求1所述的沥青制剂，其中所述蜡由所述聚合物材料的催化解聚作用制成。3.根据权利要求1所述的沥青制剂，其中所述蜡由所述聚合物材料的热降解制成。4.根据权利要求1所述的沥青制剂，其中所述聚合物材料为聚丙烯。5.根据权利要求1所述的沥青制剂，其中所述聚合物材料为聚乙烯。6.根据权利要求1所述的沥青制剂，其中所述聚合物材料为聚乙烯、聚丙烯和/或聚苯乙烯的组合物。7.根据权利要求1所述的沥青制剂，其中所述聚合物材料包括再生塑料。8.根据权利要求1所述的沥青制剂，其中所述蜡占所述沥青制剂的0.5重量％
–
25重量％。9.根据权利要求8所述的沥青制剂，其中所述蜡是源于聚合物原料的低黏度聚乙烯或聚丙烯蜡。10.根据权利要求8所述的沥青制剂，其中所述蜡提高所述沥青制剂的软化点。11.根据权利要求8所述的沥青制剂，其中所述蜡降低所述沥青制剂的渗透度。12.根据权利要求8所述的沥青制剂，其中所述蜡减少所述沥青氧化所需的时间。13.根据权利要求8所述的沥青制剂，其中所述蜡是源于聚合物原料的高黏度聚乙烯或聚丙烯蜡。14.根据权利要求13所述的沥青制剂，其中所述蜡提高所述沥青制剂的软化点。15.根据权利要求13所述的沥青制剂，其中所述蜡降低所述沥青制剂的渗透度。16.根据权利要求13所述的沥青制剂，其中所述蜡减少所述沥青氧化所需的时间。17.一种制备沥青制剂的方法，包括在沥青共混物中添加由聚合物材料制成的蜡。18.一种制备沥青制剂的方法，包括在沥青共混物中添加源于聚合物原料的聚乙烯或聚丙烯蜡。19.一种改善氧化沥青性能的方法，包括在所述氧化沥青中添加源于聚合物原料的聚乙烯或聚丙烯蜡。...

【专利技术属性】
技术研发人员：多米尼克，
申请(专利权)人：绿色颂歌再生科技有限公司，
类型：发明
国别省市：