TW426715B - Process for preparing bitumen compositions - Google Patents

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426715 A7 …丨— _____ _____ B7 五、發明説明（1 ) 本發明係關於製備瀝音組合物之方法，由此方法製得之 瀝青及彼等於柏油混合物中作爲道路舖設之用途。 瀝青係於道路柏油混合物中作爲黏結劑，且己不斷研發 以符合道路建築業者所日漸增加之需求。一般而言瀝青於 道路柏油中功能良好，但漸增之繁重交通量導致道路因凹 陷及表面龜裂而提早耗損。龜裂爲道路柏油上之嚴重缺陷因 爲其使得水進入道路表面之較低層導致迅速變質，且加快 提早修復之需要。増加柏油的瀝青含量或使用較軟等級之 瀝青可改良於低溫下柏油之性’但於高溫時增加大量 凹陷之危險，因混合物明顯地變軟。相反地，抗凹陷性可 藉減少瀝青柏油混合物中之含量或藉使用較硬等級之歷青來 改良，但因混合物變得較少撓性使抗裂性變差。 综上論述，明顯地若發展一種硬瀝青組合物，其可符合 今日彳几IL丨生之要求爲有利的，即，一種具良好低溫操作及 良好向溫抗凹陷性之瀝青組合物。 已知瀝青之低溫性質可藉將其與聚合物掺合來改良。然 而，當此變型應用於硬瀝青時，通常可觀察到瀝青與聚合 經濟部中央標準局負工消费合作社印製 物間之不相容性，導致幾乎無或沒有改良低溫性質及相當 差的老化行爲。 β 藉使瀝青/聚合物混合物接受傳統吹製方法製備工業及 舖頂級涯青亦爲已知。然而，此等瀝青组合物顯然不適用 於道路舖設，因爲其高软化點及相當高之滲透性。 *本發明^目的係提供一種適於道路舖設之具良好低溫性 質及良好高溫抗凹陷性，及額外具改良老化行爲之避青組 ^紙張从ϋ用t關家辟祕Gx297公整） -- A7 經濟部中央樣準局員工消費合作社印製 -5- 4 267 1 5 B7 五、發明説明（ 合物。 出人意料之外地，此等瀝青组合物可藉將特別之瀝音與 熱塑性橡膠混合而製備。 據此，本發明係關於一種製備瀝青組合物之方法，其包 括於升高溫度下將具滲透指數至少爲〇之氧化瀝青，與基 於總瀝青组合物爲少於5 %重量之量存在之熱塑性橡膝混 合。 _ 較佳地，瀝青具滲透指數最多爲5 *更佳地，遞青異滲 透指數於0至2之範圍内。 -… 適當地，熱塑性橡膠係以基於總瀝青组•合物，少於3 0/〇 重量之量存在，較佳爲於0.1至2.5 %重量之範圍内。 適當地’本發明係於溫度自160至220 T)之範園下進行。 較佳地，根據本發明之方法係於溫度自17〇至19〇乇之範 圍内進行。 本方法可於周圍壓力或升高壓力下進行。正常地，其係 於周圍壓力下進行。 適當地，本方法係歷少於6小時之期間進行，較佳爲少 於2小時。 氧化避青係適當地藉使遞青接受吹製方法而㈣。較佳 ’地’氧化料係藉|料接受催化吹製方法而獲得。用 於此吹製催化方法之適當催化劑包括於技藝中敎示之氣化 鐵、五氧m化㉟、魏及_，後者爲較 催化劑正常地係以基於瀝青之少於25%重量之量加 青中而吹製。吹製方法係以含氧氣體’如空氣或純氧1 本紙張尺度賴t賴家鄉^T^mTmx297^ )

426715 A7 B7 經濟部中央標準局貝工消費合作杜印製 五、發明説明（3 ) 以進行。較佳地，係使用空氣。吹製方法可於周圍壓力或升 高壓力下進行。然而，正常地其係於周圍壓力下進行。 適當地’催化吹製方法係於歷少於8小時之期間進行， 較佳爲少於4小時。 適當地’此吹製方法係於溫度2〇〇至35〇*C之範圍内進 行，較佳爲250至300 °C之範圍内。 欲氧化之潑青可爲得自原油蒸餾之殘留物，裂化渣油， 原油之萃取物’衍生自丙烷瀝青、丁烷瀝青、戊烷瀝青或 其混合物之潑青。其它適當之瀝 1青包括上述歷青與如石油 提出物，如芳族提出物、餾出物或殘留物，之補充劑（助 熔劑）之混合物。適當地，欲氧化之瀝青具滲透性於5 〇至 400 dmm之範圍内，較佳爲1〇〇至300 dmm，及更佳爲200 、至3 00 dmin (於2 5 C下以ASTM D測量），且其軟化點於3 0 至6 5 °C之範圍内，較佳爲3 5至6 0 °C之範圍内（以ASTM D3 6測量）。 藉由滲透性及軟化點測定氧化瀝青之滲透指數（p〗）爲技 藝人士所皆知的（詳’例如The Shell Bitumen Handbook， 1991，74 及 75 頁）。 氧化瀝青與熱塑性橡膠混合。適當地，氧化瀝青可與一 '或多種類型熱塑性橡膠混合。 雖然，廣泛的熱塑性橡膠可適用於本發明，但較佳之熱 塑性橡膠包括視情況氫化之嵌段共聚物，其包含至少二個 終端聚（單乙烯芳族烴）嵌段及至少一個中間聚（共軛二烯） 嵌段，形成連續網絡。 _ - 6 本紙張尺度適用中固國家樵準（CNS ) A4規格（210X 297公楚） {請L閲讀背却之注意事項再填育一 •裝_ 頁) 訂 4 267 1 5 A7 ___B7 五、發明説明（4 ) 較佳之嵌段共聚物組成係選自由式A(BA)m或（AB)n X所 組户之群者，其中A表主要之聚（單乙烯芳族烴）之嵌段共 聚物，其中B表主要之聚（共軛二烯）之嵌段，其中X表多 價偶合劑之殘餘且η表S1之整數，較佳爲，且m表δ 1之整數，較佳之m爲1。 更佳地’嵌段A表主要之聚（苯乙晞）嵌段且B嵌段表主 要之聚（丁二烯）嵌段或主要之聚（異戊二稀）嵌段。使用之 多價偶合劑包括技藝中已知之習用者。 ”主要之”乙詞意指各別之基段A及B係主要衍生自單乙 烯芳族烴單體及共軛二烯單體，其單體可與其它結構相關 或不相關之共聚物混合’例如，單乙歸·芳族煙單禮爲主要 成份及少量（最多10%)之其它單體或丁二烯與異戊二烯或 小量苯乙晞混合。 經濟部中央標準局貝工消費合作社印裝 更佳地，嵌段共聚物包含純聚（苯乙烯），純聚（異戊二 烯）或純聚（丁二烯）嵌段，其中聚（異戊二烯）或聚（丁二晞） 嵌段可被選擇性地氫化至最多2 0 %之殘餘之不飽和缔， 較佳爲少於5 %之氫化前之原不飽和含量。然而，較佳 地’嵌段共聚物不經選擇性地氫化《最佳地，應用之嵌段 共聚物具結構ΑΒΑ，其中A具表觀分子量3,000至 ’ΙΟΟ,ΟΟΟ，較佳爲5,000自25,000且二嵌段AB具表觀分子量 於50,000至170,000之範圍内。較佳地，二嵌段ΑΒ具表觀 分子量許_7〇,〇〇〇至〗2〇,〇〇〇之範周内。 用於説明書全文中之"表觀分子量"乙詞意指聚_合物之分 子量’以膠滲透層析（GPC)使用聚（苯乙烯）校準標準而測 本紙張尺度適用中國國家標隼（CNS } Α4規格（2丨ΟΧΜ7公釐） 4267 1 5 經濟部中夬樣準局負工消費合作社印製 A7 _____B7 ___五、發明説明（5 ) 量。 原製備之聚（共軛二烯）嵌段通常包含5至65 %以重量計 之乙烯基，源自於1，2聚合作用相對於共軛二烯分子’且 較佳之乙烯含量爲1 0至5 5 %以重量計。 根據本發明使用之完全嵌段共聚物正常係包含聚合之乙 晞芳族烴單體，呈10至60 %以重量計之量及較佳爲15至 4 5%以重量計。 總嵌段共聚物之表觀分子量正常係於1〇〇,000至500,000 之範圍内且較佳爲於250,000¾ 450,000之範圍内’且最佳 爲於350,000至400,000之範圍内。 可提及之適當的純嵌段共聚物爲KRATON G-1651， KRATON G-1654，KRATON G-1657，KRATON G-1650， KRATON G-1701，KRATON D-1101，KRATON D-1102， KRATON D-1107，KRATON D-llll，KRATON D-1116， KRATON D-1117，KRATON D-1118，KRATON D-1122， KRATON D-1135X，KRATON D-1184，KRATON D-1144X， KRATON D-1300X，KRATON D-4141 及 KRATON D-4158(KRATON 爲商標）e 本發明進一步提供可由前述任一方法獲得之歷青組合 /物。此瀝青組合物爲非常討人喜歡的，因爲其顯現良好低 溫特性及良好高溫抗凹陷性。 適當地，避青組合物具滲透性於3 0至3〇〇 dmm之範圍， 較佳爲100至200 dmm (以ASTM D 5於2 5 Ό下測量），及 軟化點於5 〇至120 °C之範圍内，較佳爲6 0至100 *C内（以 ____-8-_ 本纸浪尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 426715 A7 B7 經濟部中央榡準局貝工消费合作社印製 五、發明説明（6 ) - ASTM D 36 測量）。 適當地，此瀝青組合物具G / sin t5V之値爲至少1仟巴 (於64°C)，較佳爲於1至2仟巴（於64Τ)之範圍内，及m- 値至少爲0.30(於-6 °C )，較佳爲至少0.33 (於-6 T：)， * (G/sin (?-値及m -値兩者皆定義於Superpave編號1 ( SP-1)，Asphalt Institute中，該文件併於此作爲參考）> 填充劑如碳黑、矽石及碳酸鈣，穩定劑，抗氧化劑，顏 料，及溶劑爲已知有用於瀝青組合物，且可以技藝中敎示 之濃度併於此發明之瀝青组杳物--中。 本發明仍進一步提供如前述遞:青組合物於作.爲道路舖設 之柏油混合物之用途。 本發明現將藉下列實例加以説明。 實例1 具PI爲0.8之氧化瀝青係藉使具PI爲- 0.7之瀝音接受催 化吹製方法以磷酸作爲催化劑，之後該獲得之吹製瀝青與 環烷助熔劑混合加以製得。然後將該氧化瀝青於180ec下 與基於總瀝青组合物之2 %以重量計之未氫化輻向的聚苯 _.乙稀-聚丁二稀-聚苯乙缔嵌段共聚物混合1小時β該嵌段 共聚物具3 0 %重笨乙歸含量，表觀分子量380,000且包含 ，具表觀分子量112,000之聚苯乙烯-聚丁二烯二嵌段。如此 獲得之瀝青组合物之主要性質示於表1上部分。 - 然後將獲得之瀝青组合和接受滾動薄膜爐内測試 (Rolling Thin Film Oven Test) (ASTM測試方法D 2572)， 之後進一步於壓力老化容器（pressure Ageing Vessel) -9 - ---'1 — ^-----装-- (锖t閱讀背Is之注^>項再填寫本 ,ΐτ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（2丨OX 2打公釐） 4267 1 5 A7 _ B7 五、發明説明（7 ) (AASHTO PP1)中老化。於此等老化測試後之瀝青紐'合物 之主要性質示於表1之下半部分。 實例2 進行類似述於實例1之方法，除了瀝青具P I爲-0，9且其 並未施行氧化作用處理而與基於總瀝青組合物之4 %以重 量計之輕向的聚苯乙締-聚丁二缔-聚苯乙稀歆段共聚物。 由此獲得之未氧化瀝青組合物之主要性質係列於表1上部 分0 然後使瀝青组合物接受滚ίΓ薄-戚爐内測試（ASTM測試方 法D 2572 )，之後進一步於壓力老化容器（AASHTO PP1 ) 中老化。於此等老化測試後之瀝青组合物之主要性質示於 表1之下半部分。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) .装. 訂 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 表1 瀝青組合物 實例1 實例2 RTFOT/PAV 之前 滲透性於25°C，dmm 151 113 軟化點(R&B)，°C 49.5 62.9 黏度於 135°C，Pa.s 0.764 0.818 G /sin 於64°C，仟巴 _ 1.13 1.23 RTFOT之後 G /sin 於64°C，仟巴 3.87 2.47. RTFOT/PAV之後 G/sin d 於 19°C，什巴 一一 2082 4094 硬度於-24°C，毫巴 124 278 m-値於-24°C 0.333 0.317 -10- 線 本紙張尺度適用中国國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 4267 1 5 A7 B7 五、發明説明（8 ) 從表1明顯地看出根據本發明製備之瀝青组合物（實例1) 當與本發明範圍之外之瀝青组合物（實例2 )比較下呈现i ) 改良之高溫抗凹陷性（RTFOT之後），及i i )改良之低溫特 性（RTFOT/PAV之後）。特別令人出乎意料之外的發現爲 是否考慮於實例1中使用較少之嵌段共聚物。. 經濟部中央標準局貝工消費合作社甲製 張 紙 本 |事 標 ;國 ;用一追 Μ »)· Ns I釐 公 7 9 2

Claims (1)

1. A 26 7 1 5 4 丨0672：3號牟利申請案 中文申請專利範圍修正本(88年12月）

   六 '申請專利範圍一——---公告本 經濟部中央標隼局貝工消費合作社印裂 1，一種製備瀝音组合物之方法，其包括於溫度丨6 〇。C至 220 C下，將具滲透指數至少為〇至最多為$之氧化瀝 青，與基於總瀝青組合物計少於5 %重量之鹌塑性橡 膠混合。 ’ 2. 根據申請專利範圍第β之方法，其中遊青具渗透指數於 〇至2之範固内。 3. 根據申請專利範圍第丨·土 ， 固弟1貞疋万法，其中熱塑性橡膠係以少 於3 %重量之量存在β 4. 根據申叫專利範圍第3項之方法’其中熱塑性橡膠係以〇 1 至2.5%重量之量存在。 5. 根據中請專利範圍第！至4項中任一項之方法，其中歷青 包含催化性吹製瀝音。 6. 根據申請專利範圍第m項中任一項之方法，其中熱塑 2橡膠包含視情況氫化之嵌段共聚物，其包括至少二個終 端聚（單乙婦芳族烴）嵌段及至少一個中間聚（共軛二烯）嵌 段》 7. 根據申請專利範圍第6項之方法，其中嵌段共聚物具式 八(8八)„1或（八3)11乂，其中A表主要為聚（單乙烯芳族烴）之嵌 •k，且其中B表主要為聚（共軛二埽）之嵌段，其中X表單 價偶合劑之殘基，且其中„為至少丨之整數及m為至少k 整數》 8·根據申請專利範圍第7項之方法，其中a嵌段主要為聚（苯 乙缔）嵌段，且B嵌段主要為聚（丁二烯）嵌段或主要之聚 (異戊二烯）嵌段。 請 先 閱 讀 背 面 之 注 項 再 填 寫裝 本〒 頁 ΐτ I f .r

   4267 5 Α8 Β8 C8 D8 六、申請專利乾園 9. 根據申清專利範圍第7或8項之方法，其中由A及B製備之 二嵌段具表觀分子量於5〇,〇〇〇至170,0〇〇之範圍内β 10. —種瀝青組合物’其包括具滲透指數〇至5之氧化瀝音及 熱塑性橡膠’其係基於總瀝青組合物少於5 %重量之量存 在’其係由根據申清專利範圍第1至4項中任一項之方法 製得。 、 11. 根據申請專利範圍第1 〇項之瀝青組合物，其係用於為道 路舖設用之柏油混合物中》 n i n^i , r溱 (請先閲讀背面之注意事項存填寫本黃) fr——i, 經濟部中央標隼局員工消费合作社印策 本纸張尺度逍用中困S家揉準（CNS ) A4規格（2丨OX297公釐） A 26 7 1 5 4 丨0672：3號牟利申請案 中文申請專利範圍修正本(88年12月）

   六 '申請專利範圍一——---公告本 經濟部中央標隼局貝工消費合作社印裂 1，一種製備瀝音组合物之方法，其包括於溫度丨6 〇。C至 220 C下，將具滲透指數至少為〇至最多為$之氧化瀝 青，與基於總瀝青組合物計少於5 %重量之鹌塑性橡 膠混合。 ’ 2. 根據申請專利範圍第β之方法，其中遊青具渗透指數於 〇至2之範固内。 3. 根據申請專利範圍第丨·土 ， 固弟1貞疋万法，其中熱塑性橡膠係以少 於3 %重量之量存在β 4. 根據申叫專利範圍第3項之方法’其中熱塑性橡膠係以〇 1 至2.5%重量之量存在。 5. 根據中請專利範圍第！至4項中任一項之方法，其中歷青 包含催化性吹製瀝音。 6. 根據申請專利範圍第m項中任一項之方法，其中熱塑 2橡膠包含視情況氫化之嵌段共聚物，其包括至少二個終 端聚（單乙婦芳族烴）嵌段及至少一個中間聚（共軛二烯）嵌 段》 7. 根據申請專利範圍第6項之方法，其中嵌段共聚物具式 八(8八)„1或（八3)11乂，其中A表主要為聚（單乙烯芳族烴）之嵌 •k，且其中B表主要為聚（共軛二埽）之嵌段，其中X表單 價偶合劑之殘基，且其中„為至少丨之整數及m為至少k 整數》 8·根據申請專利範圍第7項之方法，其中a嵌段主要為聚（苯 乙缔）嵌段，且B嵌段主要為聚（丁二烯）嵌段或主要之聚 (異戊二烯）嵌段。 請 先 閱 讀 背 面 之 注 項 再 填 寫裝 本〒 頁 ΐτ I f .r