专利名称：沥青/蜡组合物的用途的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种沥青组合物，具体地说，含有蜡的沥青组合物。
使用沥青组合物作为各种各样表面例如道路和机场的铺路剂和遮盖剂是已知的。这样的组合物包含骨料和沥青按特定比例的混合物，且一般是趁热铺设和压实，以提供致密和耐用的表面。
对于很多应用来说，沥青(英语为bitumen，美语为asphalt)为骨料提供一种充分耐久和粘合性的粘结剂。然而，对高负荷应用来说，为了改善其机械性能，可以向该沥青中添加添加剂。为此目的，已经提出了各种不同添加剂，包括聚合物，例如乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、苯乙烯与共轭双烯的无规或嵌段共聚物(例如SBS共聚物)。最近，也已经有人把包含合成脂肪族烃类的共混物的合成蜡用于沥青共混物中(WO99/11737)。这样的共混物，与其相应的无蜡对应物相比，倾向于更能耐受高负荷下的形变。
燃料例如柴油和汽油对沥青有损害性影响。这些燃料倾向于使沥青性表面的沥青成分溶解或软化。因此，随着长期使用，这样的表面的骨料成分倾向于变得结合得不太好，因而该表面倾向于崩解。
令人惊讶的是，我们现在已经发现，蜡可以用来改善沥青的耐燃料性。
因此，本发明提供蜡作为沥青的一种耐烃类、较好耐润滑油或耐燃料添加剂的用途。
适用的蜡包括石油蜡和合成蜡，具体地说，软化点或熔点在50℃以上、较好60～150℃、更好60～120℃的蜡。石油蜡的实例包括石蜡和微晶蜡。这样的蜡是众所周知的(见例如第3版Kirk-Othmer，Encyclopaedia of Chemical Technology，第24卷第473-476页，该文列为本文参考文献)，且一般是用已知技术从原油和/或原油馏出液中得到的。石蜡是粗晶产物，在常温(25℃)下通常是固体的。微晶蜡在室温下也倾向于是固体的。然而，除了可从石油馏出液中得到外，这些蜡也可以是天然存在的，例如，呈地蜡形式。地蜡可以炼制和漂白而产生野樱蜡，后者也适合用来作为耐燃料添加剂。
适用的合成蜡包括烃蜡，例如聚乙烯蜡，较好费-托合成过程中得到的蜡。有官能团的蜡，例如化学改性的烃蜡、以及蜡状的酯和酰胺，也可以采用。这些合成蜡是众所周知的，详见第3版Kirk-Othmer，Encyclopaedia of Chemical Technology，第24卷第477-479页，该文列为本文参考文献。
特别适合于本发明使用的聚乙烯蜡包括那些分子量低于10,000、较好低于5,000者。这样的蜡可以单独采用，也可以作为例如与以上提到的一种或多种石油蜡的混合物采用。这样的聚乙烯蜡可以用任何一种惯常技术、例如用高压或低压聚合、或高分子量聚乙烯的受控热解来制造。除乙烯均聚物外，乙烯、丙烯、丁二烯和丙烯酸的共聚物也可以采用。
费-托合成过程中得到的蜡一般是通过使一氧化碳与氢、典型地在高压下、在一种金属催化剂的存在下反应而产生烃类来制备的。所产生的蜡可以包含不同化合物、包括例如聚亚甲基的共混物。这样的蜡可以有65～105℃、例如68～105℃的熔点。较好的费-托合成过程中得到的蜡见WO99/11737，该文列为本文参考文献。此文件中所述的蜡包含90％以上的正链烷烃。该蜡的其余部分典型地包含异链烷烃。该蜡的平均碳链长度可以是30～105、较好60～100、更好60～90、例如80。这样的蜡可以是部分氧化的或全部氧化的。氧化的蜡可以单独地也可以作为与例如未氧化的费-托合成过程中得到的蜡的混合物用来作为耐燃料添加剂。费-托合成过程中得到的蜡的一个较好实例是以商标Sasobit(Schumann Sassol公司)销售的那种。这种蜡在大约100℃熔融。
适用的化学改性烃蜡包括微晶类、聚乙烯类和聚亚甲基类的化学改性蜡。例如，这样的蜡可以在空气中、在催化剂的存在或不存在下氧化。替而代之，这样的蜡可以与多元羧酸例如马来酸在例如高温下反应。这样改性的蜡可以例如通过皂化和/或酯化进一步改性。
蜡状酰胺可以通过脂肪酸的酯胺化来生产。适用的脂肪酸是那些有8～24个、较好12～22个碳原子者。一个较好的实例是N，N′-二硬脂酰乙二胺。这种化合物有大约140℃的熔点、大约7的酸值、和低的熔体粘度。
以上所述的蜡可以用来改善任何沥青的耐燃料性能。适用的沥青包括天然存在的沥青、和制造的沥青与合成的沥青。制造的沥青可以用各种已知技术、例如原油的惯常蒸馏或真空蒸馏来生产。替而代之，该沥青可以通过溶剂脱沥青化、或向例如真空残渣中通入空气来生产。后一种方法涉及向例如拔顶的沥青原料级或软级沥青中通入空气。这种工艺可以任选地在一种催化剂的存在下进行，以产生一种催化氧化的沥青。适用的催化剂是氧化铁和磷酸。聚合物改性的沥青也可以采用。适用的聚合物包括乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、苯乙烯与共轭双烯的无规或嵌段共聚物(例如SBS共聚物)。不同类型的沥青的共混物也可能是适用的，thythetic沥青同样如此。后者可以是轻微着色的，以便利装饰目的的颜料淀积。
所采用的沥青包括那些有按照EN1426测定时范围为10～450mm/10的渗透作用者。适用的沥青的软化点按照EN1427测定时可以在30～110℃、较好50～100℃、例如65～75℃。适用沥青的渗透指数可以在+9～-1范围内。60℃的粘度可以是10～20,000Pas。
以上所述的耐燃料蜡可以以所得到蜡/沥青共混物的0.1～20wt％、较好0.5～10wt％、更好1～7.5wt％、甚至更好2.5～6wt％、例如4～5wt％的数量添加到沥青中。
该蜡可以使用任何适用方法与沥青共混。例如，该蜡可以以粉碎形式(例如作为粒料、或作为粉末)添加到沥青中。该沥青可以呈熔融状态，即处在足以便该蜡溶解或分散的温度。适用温度范围为120～200℃、较好160～180℃。替而代之，该蜡与该沥青可以共混如下a)形成蜡与水的一种乳状液，b)形成沥青与水的一种乳状液，和c)使步骤a)和b)形成的乳状液混合。
步骤c)形成的混合物随后可以与骨料、填料和/或砂子混合。然后，可以将所得到的共混物施用到道路表面。
在步骤c)之前，也可以使步骤a)和b)形成的乳状液之一或两者与骨料、填料和/或砂子混合。然后，把所得到的共混物施用到道路表面。
可以向该沥青中添加足够的蜡，以产生有所希望最终浓度的蜡/沥青共混物。然而，在某些应用中，可能理想的是产生蜡与沥青的一种浓共混物或“母料”，后者可以与无蜡沥青或低蜡沥青共混物混合以产生有所希望最终浓度的共混物。适用的是，该母料可以以10～30wt％的浓度包含该蜡。
如上所述所产生的蜡/沥青共混物可以用来作为有骨料的沥青组合物的粘结剂。这样的组合物中所采用的骨料包括惯常骨料例如花岗石。任选地，在该沥青组合物中也可以包括诸如石灰石和纤维素的填料。砂子和粉尘也可以存在。
当蜡/沥青共混物用来作为有骨料的沥青组合物的粘结剂时，蜡/沥青共混物可以构成该组合物总体的1～20wt％、较好2～15wt％、更好5～10wt％、最好6～8wt％。该组合物总体的骨料含量可以是50wt％以上、较好60wt％以上、甚至更好70wt％以上、例如75～90wt％。该组合物的其余部分可以包含砂子、纤维素和/或石灰石。
当制备该组合物总体时，在该骨料和/或填料的存在下，可以向该沥青中添加蜡。也可以在骨料和/或填料添加之前使该蜡与沥青混合。包含以上所述蜡/沥青共混物的沥青组合物可以用来作为各种各样表面的铺路剂和遮盖剂，尤其那些会接触列诸如泄漏的燃料的表面。这样的表面包括高负荷表面，例如载重汽车停车场、机动车道路面、和机场。该沥青组合物也适用于低负荷表面的介质，在这种情况下重型商业性车辆的交通量低。此类应用的实例包括住宅区道路、服务站前院、小轿车停车场、飞机滑行道和私用车道。按照本发明的第二方面，提供的是一种包含铺路剂和/或涂料的住宅区道路、服务站前院、私用车道、小轿车停车场或飞机滑行道，该铺路剂和/或涂料包含一种包含蜡与沥青的共混物的沥青组合物。
较好的是，该蜡选自以上所述的蜡之一。
本发明中采用的蜡可以赋予对任何含烃燃料或润滑剂的耐燃料性能。这样的燃料的实例包括汽车燃料和航空燃料，例如汽油、柴油、航空汽油和喷气燃料。
实施例实施例1通过按以下比例混合花岗石骨料、石灰石填料、纤维素纤维和粘结剂，制备一种沥青组合物
所使用的粘结剂是一种用4wt％Sasobit蜡改性的、有40mm/10的渗透作用的沥青(FRB1)。
然后，用一台“Gyropac”回转式压实机，把这种组合物压实成一种圆柱状样本(100mm直径×65mm高度)。一旦压实，就将该样本称重并浸入20℃的柴油中。然后，以每日一次的间隔测定该样本的质量，并计算失重百分率。结果列于表1中。
比较例A使用有55mm/10的渗透作用的沥青作为粘结剂，重复实施例1。如同从表1的结果可以看出的，对实施例1观察到的失重小于对比较例A观察到的失重。
表1
实施例2通过将下列成分混合在一起，制备一种沥青组合物
试验了三种不同粘结剂a)用4wt％Sasobit蜡改性的、有40mm/10的渗透作用的沥青(FRB1)；b)用4wt％Sasobit蜡改性、导致有41mm/10的渗透作用的沥青组合物的弹性体沥青(FRB2)；c)有55mm/10的渗透作用的沥青(50pen)。
这些组合物用一台“Gyropac”回转式压实机压实成一种圆柱状样本(100mm直径×65mm高度)、然后，将这些样本称重并浸入20℃(±0.5℃)柴油中。然后，以每日一次的间隔测定该样本的质量，并计算失重％。结果列于下表中。
实施例3通过把下列成分混合在一起，制备一种沥青组合物
试验了四种不同粘结剂a)用4wt％Sasobit蜡改性的、有66mm/10的渗透作用的沥青(FRB3)；b)用4wt％Sasobit蜡改性、导致有41mm/10的渗透作用的沥青组合物的弹性体沥青(FRB4)；c)有55mm/10的渗透作用的沥青(50pen)；d)有103mm/10的渗透作用的沥青(100pen)。
这些组合物用一台马歇尔锤式压实机压实成一种圆柱状样本(101mm直径×63.5mm高度)。然后，将这些样本称重并浸入20℃(±0.5℃)的喷气燃料(ATK)中。然后以每日一次的间隔测定这些样本的质量，并计算出失重％。结果列于以下表中。
权利要求
1.蜡作为沥青的一种耐烃、尤其耐燃料添加剂的用途。
2.权利要求1所要求的用途，其中，该蜡是一种有50℃以上的软化点的石油蜡或合成蜡。
3.以上任何一项权利要求所要求的用途，其中，该蜡是一种合成聚乙烯蜡。
4.权利要求3所要求的用途，其中，该蜡是费-托合成过程中得到的一种蜡。
5.权利要求4所要求的用途，其中，该蜡可通过使一氧化碳与氢在高压下在一种金属催化剂上反应得到。
6.以上任何一项权利要求所要求的用途，其中，该沥青按照EN1426测定时有10～450mm/10范围内的渗透作用。
7.以上任何一项权利要求所要求的用途，其中，该沥青是一种聚合物改性沥青。
8.以上任何一项权利要求所要求的用途，其中，该蜡是以所得到蜡/沥青共混物的0.1～20wt％的数量添加到沥青中的。
9.以上任何一项权利要求所要求的用途，其中，该蜡是为了形成一种与骨料混合的粘结剂而添加到沥青中的。
10.权利要求8所要求的用途，其中，该蜡与沥青是在骨料的存在下混合的，或其中，该蜡是在骨料添加之前与沥青混合的。
11.以上任何一项权利要求所要求的用途，作为耐汽油、柴油、航空汽油和/或喷气燃料添加剂。
12.一种住宅区道路、服务站前院、私用车道、小轿车停车场或飞机滑行道，包含一种铺路剂和/或涂料，其中包含一种包含蜡与沥青的共混物的沥青组合物。
全文摘要
蜡作为沥青的一种耐烃、较好耐燃料的添加剂的用途。
文档编号C08L95/00GK1449430SQ01814659
公开日2003年10月15日 申请日期2001年7月26日 优先权日2000年8月25日
发明者L·G·考利, R·G·费舍尔 申请人:英国石油国际有限公司