多等級瀝青粉末添加劑的製作方法

2023-06-07 19:49:11

專利名稱：多等級瀝青粉末添加劑的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於鋪路和鋪頂的膏體地瀝青成份，特別涉及一種可以向膏體地瀝青中添加的粉末添加成份，通過添加粉末添加成份可以使膏體地瀝青具有多等級性質。
背景技術：
在美國，超過90％的道路表面鋪設瀝青成份。早在1874年，就已經應用從湖泊沉積礦中採集到的天然瀝青。多年之後，在南部和西部的幾個州，發現了可被粉碎、鋪平、然後碾壓成道路表面的石瀝青沉積物。從二十世紀初，主要從石油煉製過程中得到的瀝青已經在鋪路和鋪頂的應用中佔到了主要地位。
瀝青是一種以地瀝青作為主要成分，顏色為黑棕色到黑色的高粘度物質，按不同比例存在於大多數原油中。原油精煉中得到的已被去除上層較輕部分的瀝青基殘油，通常被稱作「瀝青」。鋪路用瀝青通常可分為膏體地瀝青、烯釋瀝青和瀝青乳膠體。
膏體地瀝青特別適用於鋪路、鋪頂以及特殊產品。對於道路建設，瀝青被加熱成可自由流動的粘稠液體，並與一種加熱到大約相同溫度(通常135℃～160℃)的集聚體混合。得到的混合體放置在預製表面，夯實，然後二次加熱以製備熱瀝青混合物(HMA)。在使用瀝青鋪路的長久歷史中，將膏體地瀝青與集聚體熱混合的過程是選擇一種性價比最佳的平衡過程。
現今可以按老化前後不同溫度下的硬度，將應用於鋪路的膏體地瀝青分成不同等級。在美國最常用的等級系統是根據美國公路和運輸聯合辦公室(Association of American Highway and TransportationOfficials簡稱AASHTO)的技術規範而得到的。
超鋪路材料(Superpave，即優良性能的鋪路材料)是指按照由美國AASHTO辦公室基金支持的研究中的構成法製得的鋪路材料。超鋪路材料性能等級(Superpave performance graded簡稱PG)明確規定了鋪路瀝青在高溫以及低溫下的硬度等級。一個PG等級為PG64-22的鋪路瀝青在64℃時的硬度參數至少為1KPa。這種瀝青在短時間和長時間的硬化過程中，在超過2小時的時間內，-22℃的溫度下，硬度極限值小於300,000KPa。低溫硬度是在超過2分鐘的時間內，-12℃(10℃的加溫套)的溫度下，按AASHTO採用的方法測得的當量值。在PG等級中採用兩個溫度及其指定的溫度範圍標明瀝青性能。對於PG 64-22溫度範圍為86℃。這是未改良的鋪路用膏體地瀝青非常典型的溫度範圍。按照AASHTO所規定的PG等級系統，每當溫度增加6℃，會在原等級基礎上增加或者減少一個等級。對於未改性的瀝青，若不能將低溫降至-16℃，製造等級為PG 70-22的瀝青很困難，只能達到分類中的下一個高溫等級。只有很少的瀝青可以在沒有改性的情況下達到92℃的溫度範圍。對於大多數的膏體地瀝青，需要通過添加改性劑，來增加其溫度範圍。這種改性可以通過添加聚合物或者化學物質等一系列方法獲得。
美國以外的其它國家常利用像穿透性和粘度之類的方法劃分瀝青等級。穿透性是指將質量為100g的針落入25℃的膏體地瀝青的深度。針在軟瀝青中插入的深度較深。在低溫環境中使用軟等級的瀝青，在高溫環境下使用高硬度瀝青以避免在路面上產生車轍。另外一種等級系統是根據粘度劃分的。在60℃的時候根據粘度劃分等級，在25℃的時候利用穿透性劃分等級，使用這兩種溫度下的性質來標明膏體地瀝青的性質。用於屋頂建設中(Build Up Roofs簡稱BUR)的平面或者斜面屋頂所鋪設的瀝青是根據穿透性以及ASTM Method D312國際分類中的軟化點來劃分等級的。軟化點是一個溫度值，在此溫度下，瀝青第一次開始軟化，對於鋪頂以及鋪路瀝青的分類，此溫度是指瀝青的流動溫度。通常具有較軟透過性和較高軟化點的瀝青會與按PG等級劃分的瀝青相似，具有92℃或者更大的度範圍，並且如果在其中加入改性劑，可以使瀝青的溫度範圍更大。
用於鋪路的膏體地瀝青必須根據瀝青鋪設地的交通負載、車速和氣候選擇。高的交通負載、低的車速以及溫度範圍變化較大的的環境需要瀝青具有較大溫度範圍。瀝青必須有足夠的硬度以承受高溫天氣下，由於低速運行的車輛而產生的流動性能。特別在多年使用之後，瀝青不能在一年中的最冷天氣產生破裂現象。在溫度適宜的天氣以及低交通流量下，需要採用溫度範圍較小的鋪路瀝青，歷史上常在這種情況下，採用上述未經改良的瀝青。
用於屋頂鋪設的瀝青，屋頂的位置(氣候)以及屋頂的坡度都是重要的考慮因素。並且瀝青不能在每年中最熱的天氣下變軟，使得屋頂瀝青由於坡度的存在而下滑。為防止這種情況的發生，最小軟化點是一種優良的標準。這與鋪路瀝青在高溫下的硬度測量相似。
為了避免低溫下，根據穿透性劃分的膏體地瀝青破裂，膏體地瀝青需要在25℃以及4℃下測定其穿透性的最小值，以保證瀝青不會達到鋪路瀝青等級測試中的極限硬度值300,000Kpa。
專利號為4,874,432的美國專利披露了一種瀝青物質，這種瀝青物質是在傳統膏體地瀝青基礎上改性得到的「多等級」或者凝膠狀膏體地瀝青，這裡的改性包括降低溫度敏感性以及降低時效硬化率。這些改良的性質可以通過在傳統的熱混合設備、標準鋪頂應用設備和特殊瀝青應用設備中進行傳統的熱混合過程來實現。
專利號為4,874,432的美國專利中，設計者採用了多等級瀝青這個術語，用於描述一個與傳統膏體地瀝青相比，降低了溫度敏感性以及改善了時效硬化性的新穎的凝膠狀膏體地瀝青。這些改進可以通過以下過程獲得在無水條件下，在液體瀝青中使至少一種可皂化有機酸、至少一種樹脂酸與鹼金屬基進行皂化反應，或者將現存的皂化產物添加到液態瀝青中。得到的凝膠狀瀝青可以用於鋪路、鋪頂的傳統過程以及特殊應用。
在熱混合過程中升高溫度，傳統的膏體地瀝青具有粘性流體的流變性。貫穿瀝青與集聚體相混合併以膏體地瀝青狀態沉澱的過程，瀝青是一種保持與其特殊粘度-溫度關係相對應的流動性的液體。在這種物理狀態，根據溫度、集聚體的物性和表面積以及空洞的大小和形狀這些參數，瀝青很容易流離集聚體。
專利號為4,874,432的美國專利的發明人披露只需在能發生皂化反應的液態瀝青中加入少量的電離液體來形成電離區域，瀝青就可以在這裡通過直接的皂化反應凝結。反應過程中生成的水足以維持整個包含了瀝青和皂化成份的混合體的反應。
根據專利號為4,874,432的美國專利製得的凝膠狀多等級瀝青，由於其性質上的優點，超鋪路材料中等級為PG 64-22的一種鋪路瀝青的等級可以升至PG 70-22。這使得在不失去低溫下性能的同時將高溫下的瀝青性能增加一個等級。結果，利用這種方式製得的膏體地瀝青會使其溫度範圍由86℃增加為92℃。同樣，此過程會改善利用穿透性、粘性以及軟化點範圍得到的鋪路和鋪頂瀝青的等級範圍。
由上面所描述的專利號為4,874,432的美國專利製得的多等級膏體地瀝青是一種無水物質，可以在120℃或者更高的溫度下儲存，而不會產生泡沫並且適合貨運至用戶手中，用戶可以利用傳統的熱混合方法將其與集聚體混合，製得膏狀瀝青。這種瀝青也適於貨運至用戶手中，用於傳統的鋪頂以及特殊用途。
在一些小工廠中採用專利號為4,874,432的美國專利中披露的方法製造多等級膏體地瀝青。然後將這種多等級膏體地瀝青運送至其它地點的HMA製造設備中，與適當的已加熱的集聚體混合。由於貨運成本的限制，多等級膏體力瀝青對市場的佔有僅限於運送成本所及的範圍內。此外，構建運送多等級膏體地瀝青生產工廠的資金成本也限制了世界範圍內許多地方使用這種高品質的產品。
上面所提到的多等級瀝青是通過在液體瀝青成份中添加未進行反應的反應物質，使反應物質在液態瀝青介質中進行反應而製得的。通過在液態瀝青中添加反應物製得的反應產物與液體瀝青中的成分相互作用，可以改善生成產物在高溫和/或者低溫時的性質。此過程的一個缺點在於反應物質在液態瀝青成份介質中進行反應，這使得液態瀝青質量和體積都很大，因而導致操作困難，而需要一個更大型的工藝設備。
本發明有關一種在任一瀝青外部進行反應製備反應產品的物質。反應產物(下面提到的多等級添加劑)能加入到傳統的膏體地瀝青成份中，以製備下面所描述的多等級膏體地瀝青。

發明內容
根據本發明的各種各樣的特徵以及實施例，在下面的過程中對本發明進行詳細描述，本發明提供一種多等級粉末狀添加成份，主要包括以下反應產物a)至少有一種可皂化有機酸；b)至少有一種樹脂酸；c)至少一種非飽和有機化合物；和d)一種鹼金屬基，其特徵在於水在反應過程中被移走，使得最終反應產物中水的質含量大約為0.2％～1.5％。
本發明進一步提供一種用於製造多等級粉末狀添加劑的方法，包括a)提供至少一種可皂化有機酸；b)提供至少一種樹脂酸；c)提供至少一種非飽和有機化合物；和d)提供一種鹼金屬基；e)將至少一種可皂化有機酸、至少一種樹脂酸、至少一種非飽和有機化合物和鹼金屬基混合，以形成一種能進行皂化反應的混合物；f)在皂化反應過程中將水從反應混合物中移出；並且g)回收反應產物。
本發明還提供了一種多等級瀝青，包括a)由下列物質生成的一種預製的反應產物i)至少一種可皂化有機酸；ii)至少一種樹脂酸；iii)至少一種非飽和有機化合物；和iv)一種鹼金屬基與下面物質混合b)一種瀝青物質。
本發明進一步提供了一種用於製造多等級瀝青的方法，包括a)將下述物質混合在一起並反應i)至少一種可皂化有機酸；ii)至少一種樹脂酸；iii)至少一種非飽和有機化合物；和
iv)一種鹼金屬基以形成反應產物；以及b)將反應產物與瀝青物質相混合。


本發明會根據下面的附圖進行描述，這些附圖僅作為例子給出，但不限於此，其中圖1是一種過程示意圖，用於描述一種本發明的MAC粉末的製造和使用方式。
具體實施例方式
本發明涉及一種用於鋪路和鋪頂的膏體地瀝青成份，特別涉及一種可以向膏體地瀝青中添加的粉末添加成份，通過添加粉末添加成份可以使膏體地瀝青具有多等級性質。
本發明涉及一種可以加入到傳統的膏體地瀝青成份中，用於製備多等級(或凝膠狀)膏體地瀝青產物的多等級膏體地瀝青粉末(Multigrade Asphalt power，在本文中即MAC粉末)的形成過程。本發明製備的MAC粉末含有一種可在中心地帶製造的單獨成份，可將其以粉末形式運送至用戶手中，然後加入膏體地瀝青產品中。
MAC粉末可以通過將至少一種可皂化有機酸、至少一種樹脂酸以及至少一種非飽和有機化合物(例如烯烴)與一種鹼金屬基進行皂化反應來製備。可以在指定的水含量下製得皂化產品，在中央生產設備中通過粉碎、研磨等方法將其製成粉末，以粉末添加劑的形式將其運送至瀝青工藝設備中製造膏體地瀝青。在瀝青設備中製得的多等級膏體地瀝青產物可以通過採用傳統的熱混合設備、標準鋪頂應用設備以及其它傳統應用設備或者採用裝備了高速攪拌器的加熱設備進行製備。
可皂化有機酸和樹脂酸物質可以以松漿油的形式加入。松漿油是一種造紙過程中從木漿的溶化處理中得到的液體樹脂材料。商業用松漿油通常包含複雜的脂肪酸，含有18個碳原子的基礎酸，樹脂酸以及固醇、高度酒精、蠟以及碳水化合物等非皂化物質。在包括供給木漿的樹木的地理位置等因素的影響下，松漿油的組成成份會發生變化。一般來說，松漿油中非皂化物質含量應少於30％(ASTM D803)。脂肪酸與樹脂酸的比例應該處於0.7～2之間，最佳比利為1∶1。原油或者精煉松漿油都可以被使用。否則，從非松漿油中獲得的單獨脂肪酸可以和樹脂酸混合，並且按與松漿原油中的酸物質相近的比例使用。
在本發明中，可皂化有機酸(包括酯類)包括含有12到24個碳原子的一種或者多種飽和或者非飽和的支鏈或者直鏈脂肪酸。可皂化有機酸包括硬脂酸、油酸、亞油酸、亞麻酸、有機磺酸以及上述物質的混和物。
在本發明中，樹脂酸包括樅酸、新樅酸、二羥化樅酸、長葉松酸、異海松酸或者上述物質的混和物。
在本發明中，非飽和有機化合物通常包括固醇和烯烴。對於本發明非常有用的一種非飽和有機化合物是EE-2，EE-2是EastmanChemical Company，Kingsport，TN生產的一種功能上改良的烯烴。
在本發明中，鹼金屬基可以是一種鹼金屬、鹼金屬的氧化物、鹼金屬的氫氧化物或者鹼金屬鹽，例如金屬鈉、氧化鈉、碳酸鈉或者氫氧化鈉，或者相應的鉀或者鋰的化合物。當加入鹼金屬基時，鹼金屬基最好為乾燥的細碎顆粒。
通過採用本發明的MAC粉末，可以在低造價、高效率下獲得多等級膏體地瀝青。就此而言，通過在膏體地瀝青設備中採用低造價攪拌器，就可將MAC粉末加入到膏體地瀝青成份中，這樣可使MAC粉末的運輸費用與運送總體膏體地瀝青的費用相比減少很多。此外，與傳統的多等級膏體地瀝青的加工方法相比，MAC粉末的高效性可以降低MAC粉末的添加率(通常會降低20％)。MAC粉末的加工過程適宜生產低水含量物質，這種物質可以在對標準操作程序修改很小甚至不作修改的客戶設備中，直接加入到膏體地瀝青中。
MAC粉末可以通過加入膏體地瀝青使用，通常加入濃度很低，質含量大約在1.6％～4％之間，只需在這樣低的濃度下，就可以使膏體地瀝青具有多等級性質。使用如此低濃度的MAC粉末可以很便宜的將其運送至較大範圍，因而增加多級膏體地瀝青的市場佔有率。MAC粉末可以以乾物質的形式儲藏運輸，因而會降低對特殊的熱儲運罐和卡車的需求。此外，可以在相對簡單的設備中將MAC粉末加入到膏體地瀝青中，而無需採用當前使用的製備多等級膏體地瀝青的昂貴設備。這使得較小的膏體地瀝青終端和HMA設備可以直接使用MAC粉末，因而使其系統和操作升級用於生產多等級膏體地瀝青和HMA產品。這也可以用於生產鋪頂以及其它特殊用途的膏體地瀝青。
MAC粉末可以在中央生產設備中生產，因而利用了大型生產設備的經濟性。在大型中央設備中進行MAC粉末的生產可以更好的控制生產過程中的產品質量，因而可製造一種更均一的產品。像上面所說的一樣，通過皂化至少一種脂肪酸、至少一種樹脂酸以及至少一種帶有鹼金屬基的非飽和有機化合物(例如烯烴)生產MAC粉末。加熱混合這些物質直到獲得指定的水汽含量。在這時，可以將混合物進行稱量、包裝運送到用戶手中，使用戶能製備膏體地瀝青。對於每一個使用地點，都可通過安置了高速攪拌槳的加熱設備的簡單攪拌，將MAC粉末產品加入到瀝青成份中。
可以預見到，通過採用中央設備製備MAC粉末，將其運送到更廣闊的區域。相對於採用小型生產操作過程，採用加大生產設備生產均一產品的經濟性以及潛能變得很顯著。中央設備可以採用混合系統將至少一種脂肪酸、至少一種樹脂酸以及至少一種非飽和有機化合物(例如烯烴)與一種鹼金屬基混合。將這些物質混合進行放熱皂化反應。反應過程中產生副產品水，為了獲得指定的最終產物，必須將水從混合物中移出。水是通過控制反應溫度而移出的。過程中移出的水量過少會使操作困難。另外，當用戶將MAC粉末加入熱瀝青時，水是作為有害因素存在的，因為水會引起發泡以及其它的操作問題。如果將所有的水移出MAC粉末，粉末在製造多等級膏體地瀝青時會喪失活性。在將MAC粉末與膏體地瀝青混合之前加入適量的水(通常0.2％～2％)，會使MAC粉末恢復活性。
圖1是一種工藝圖用於描述本發明中MAC粉末的製造和使用方式。在圖1中，用於生產MAC粉末的反應物在攪拌釜1中混合。這些反應物質包括至少一種可皂化有機酸、至少一種樹脂酸、至少一種非飽和有機化合物、以及一種鹼金屬基，將其按箭頭2所示方向加入攪拌釜1中。攪拌釜和反應物可採用傳統方式加熱。像在此處所討論的一樣，反應產物水可通過控制反應溫度以及增溫(如果需要的話)的方式移出。水移出的路線見箭頭3所示。如果水引起泡沫，可以按箭頭4所示方向往攪拌釜中添加消泡劑。反應過程中，反應混合物逐漸從液態變成黑色膏體，乾燥後最終變成塊狀黃色固體物質。乾燥產物按箭頭5所示方向移出攪拌釜，進入研磨設備6中研磨，直到最終產品的絕大部分能通過3mm的篩孔。產物MAC粉末可以準備與膏體地瀝青混合。相應地，圖1描述了一個二級混合設備8，在此設備中MAC粉末與已經加熱到液體狀態的瀝青物質混合。圖1中，箭頭9的方向標明了瀝青進入二級混合設備的路線，箭頭10的方向標明了多等級膏體地瀝青產物的路線。圖1中虛線7聯接研磨設備6和二級混合設備8。虛線7既表示在一般設備或地點中，將MAC粉末從研磨設備6運送至二級混合設備8，也表示將從設備中製得的MAC粉末運送至產地外的二級混合設備8中，在設備8中將其與瀝青物質混合。可以從下面的例子得知，MAC粉末可以被運送至不止一個遠離產地的設備中，運送過程中MAC粉末可以含水汽或者基本是上乾燥的，而不僅僅是以粉末狀形式運送。
下面的實施例中對現有發明各種性質和特徵的舉例，這些實施例不應被看作是對本發明的限制。在所有的實施例中，除非特別指出，所有的百分數均指質量百分數。
實施例1在本實施例中，將35kg的松漿油加熱至120±1℃，然後將EE-2聚合物(從Eastman Chemical Company，Kingsport，TN獲得)與產自南平(表1中第G批)的已被加熱的松漿油相混合。松漿油/EE-2混合物進入已被加熱的Sigma混合設備，並且在混合過程中加入液態氫氧化鈉(NaOH質含量為50％)。松漿油與EE-2與液體NaOH的比例為1∶0.1∶0.27。NaOH的加入引起放熱反應，放熱反應會使溫度升高至106±1℃，並同時產生氣泡以及泡沫。可以在混合物中加入大約50g的消泡劑以減少泡沫的產生，例如可加入型號為Foam Blast 7的消泡劑(由Ross Chemicals，Fountain Inn，South Carolina生產)。在混合過程中，混合物逐漸從液相變成黑色膏體相，最終變成為黃色塊狀固體。當混合物變幹時，停止加熱，繼續進行混合直到混合物的溫度降至120±1℃。對於生產38Kg的MAC粉末，這種混合過程需花費4個小時。
乾燥的產品被裂成碎塊，在密封容器中放置24小時。儲藏過後，將產品引入研磨設備研磨，直到大多數最終產品能通過3mm的篩孔。通常，產品為黃棕色粉末，大約79％的部分可以通過3mm的篩孔。水或者水汽的質含量大約為1.1±0.1％。
將質含量大約為2.5％的MAC粉末混入Qilu 70滲透用膏體地瀝青(Qilu 70 Penetration Asphalt cement)，在185℃下混合30分鐘，結果可獲得軟化點大約為98℃的多等級膏體地瀝青。
表1列出了一系列由上面實施例描述過程得到的產品。
表1

表1的結果是通過採用NH-100混合設備，將MAC粉末混入Qilu70滲透用膏體地瀝青後得到的結果。
表1的結果表明MAC粉末的粒徑，MAC粉末中的水汽含量以及松漿油的來源都是對改良膏體地瀝青的軟化點起改善作用的因素。C批(0.32％)中的粉末過於乾燥，與水汽含量為0.54％的B批相比，對軟化點的改善程度很小。同樣，當B批中的水汽含量從0.54％提高到D批的0.74％之後，即使MAC粉末的含量從4.0％降為3.0％，軟化點也會得到改善。
表1的結果也表明所有的測試的松漿油都能改變膏體地瀝青的軟化點，特別是在對比瀝青的基礎上，通過加入MAC粉末改變了膏體地瀝青的高溫特性。
實施例2根據一個實施例，可採用一個中央製造設備來製造用於銷售和向HMA製造設備輸送的MAC粉末。可通過將一定量的商業用松漿油(或者其它適合的包含脂肪酸和樹脂酸的物質)與烯烴(或者其它適合的非飽和碳水化合物)以及苛性鹼(或者其它適合的鹼金屬基)相混合製得MAC粉末。對於本實施例，這些材料的質量比例大約為100份的松漿油比10份的烯烴比27份的苛性鹼(50％)。在將松漿油和烯烴引入加熱混合系統之前，將松漿油和烯烴混合併預熱至120℃。為了進行初始的皂化反應，需將液態苛性化合物在低速狀態下加入混合系統。反應過程中會生成水和熱。水被蒸發，混合產物會從液態變成黑色膏體，然後變成黃色塊狀固體物質。將所得產物乾燥到指定結點(大約含1％的水汽)，進行儲藏附加處理後包裝，並將其送至用戶手中。
MAC粉末會破碎成較小的碎塊，研磨成適合的粉末(80％的粉末需要通過3mm的篩孔)。這種物質可以在密封的桶中或者袋子中運送到用戶手中。在用戶所在地，將質含量大約1.6％～2.5％的MAC粉末，在185℃時加入到裝配有高速攪拌槳的膏體地瀝青設備，用於製造高質量的多等級膏體地瀝青。
實施例3在本實施例中，在與實施例2相同的生產過程基礎上，將MAC粉末物質中所有的水分移出。所得乾燥的MAC粉末會被裝入密封的桶或者袋子中運送到用戶手中。在將乾燥的MAC粉末加入裝配有高速攪拌槳的膏體地瀝青設備之前需要加水，以確保膏體地瀝青在混合設備中發生完全反應。對於需要添水的MAC粉末，所添加的水的質含量大約為0.2％～2.0％。
表2中列出了按此實施例得出的改良膏體地瀝青的數據。
表2

實施例4在本實施例中，除了是將MAC粉末產品加入從Canadian Crude得到的按美國性能等級系統(U.S.Performance Grading system)劃分的等級號為PG 64-22的BP瀝青(BP Asphalt)，其餘製造過程與實施例3相同。表3列出了加入MAC粉末之前，在與加入MAC粉末後，相同的測試狀態下，得到的瀝青溫度分布範圍。MAC粉末與已經加熱到185℃的BP瀝青混合30分鐘。
表3

表3中的結果表明按超鋪路材料性能等級劃分的等級為PG64-22的未經改良的瀝青的實際溫度範圍為PG 65-23或者88℃。在加入2.5％的MAC粉末之後(第M批)，溫度範圍增至PG 71-23或者94℃，這要比基礎瀝青增加了6℃。在第N批中，MAC粉末質含量增至3.5％時，按等級劃分可達到PG 75-22等級或者97℃，要比按超鋪路材料性能等級劃分的等級增加9℃。這會在較大溫度範圍內提高瀝青性能。
實施例5在本實施例中，在與實施例2相同的生產過程的基礎上，在初始的反應中只將少量的水移出。得到的MAC粉末經過包裝運送到用戶手中，用戶必須提高警惕，以防止在將MAC粉末加入混合設備的過程中產生大量泡沫。在這種情形下，為了控制泡沫需要在混合設備中加入消泡劑。
實施例6
在本實施例中，在與上面實施例4相同的生產過程的基礎上，不進行研磨反應產物的程序。MAC粉末物質經過包裝運送到用戶手中。用戶需要採用一種更主動的方式將MAC粉末與膏體地瀝青混合，例如混合過程採用高能量的剪切混合設備而不採用高速混合設備。
實施例7根據本發明的另外一個具體實施例，在採用相同的反應物和過程中，無論採用小型區域加工設備還是位置特殊的設備都可以製造MAC粉末。在較小批次中生產MAC粉末的能力依賴於與特殊操作過程相關的主要設備、原材料以及操作成本。
儘管本發明已經通過特殊方式、材料以及實施例進行描述，從以上的描述中，一個本領域的熟練工可以輕易地斷定本發明的主要特徵，並且可以採用各種變化和改良，在不遠離上面所描述的本發明的精神和範圍的情況下使本發明適應於各種用途，具有各種特徵。
權利要求
1.一種多等級瀝青添加劑，主要包括以下反應產物a)至少有一種可皂化有機酸；b)至少有一種樹脂酸；c)至少一種非飽和有機化合物；和d)一種鹼金屬基，其特徵在於水在反應過程中被移走，使得最終反應產物中水的質含量大約為0.2％～1.5％。
2.如權利要求1所述多等級瀝青添加劑，其特徵在於在松漿油中添加至少一種可皂化有機酸和至少一種樹脂酸。
3.如權利要求1所述多等級瀝青添加劑，其特徵在於反應產物為粉末狀。
4.如權利要求1所述多等級瀝青添加劑，其特徵在於至少一種可皂化有機酸至少包含硬脂酸、油酸、亞油酸、亞麻酸、有機磺酸以及這些酸的混合物中的一種。
5.如權利要求1所述多等級瀝青添加劑，其特徵在於至少一種樹脂酸至少包含樅酸、新樅酸、二羥化樅酸、長葉松酸、異海松酸以及這些酸的混合物中的一種。
6.如權利要求1所述多等級瀝青添加劑，其特徵在於至少一種非飽和有機化合物包含至少一種烯烴或者類似的化合物以及這些化合物的混合物。
7.如權利要求1所述多等級瀝青添加劑，其特徵在於鹼金屬基至少包含一種鹼金屬、一種鹼金屬的氧化物、一種鹼金屬的氫氧化物、一種鹼金屬鹽以及這些物質的混合物中的一種。
8.如權利要求7所述多等級瀝青添加劑，其特徵在於鹼金屬基包含至少一種鈉、鉀、鋰的化合物。
9.一種製造多等級粉末狀添加劑的方法，包括a)提供至少一種可皂化有機酸；b)提供至少一種樹脂酸；c)提供至少一種非飽和有機化合物；d)提供一種鹼金屬基；e)將至少一種可皂化有機酸，至少一種樹脂酸和鹼金屬基混合，以形成一種能進行皂化反應的反應混合物；f)在皂化反應過程中將水從反應混合物中移出；並且g)回收反應產物。
10.如權利要求9所述製造多等級瀝青添加劑的方法，其特徵在於至少一種可皂化有機酸和至少一種樹脂酸可作為松漿油提供。
11.如權利要求9所述製造多等級瀝青添加劑的方法，其特徵在於反應產物做成粉末狀。
12.如權利要求9所述製造多等級瀝青添加劑的方法，其特徵在於脂肪酸與樹脂酸的比例大約在0.7～2之間。
13.如權利要求9所述製造多等級瀝青添加劑的方法，其特徵在於至少一種可皂化有機酸包含至少一種硬脂酸、油酸、亞油酸、亞麻酸、有機磺酸以及這些的混合物。
14.如權利要求9所述製造多等級瀝青添加劑的方法，其特徵在於至少一種樹脂酸至少包含樅酸、新樅酸、二羥化樅酸、長葉松酸、異海松酸以及這些酸的混合物中的一種。
15.如權利要求9所述製造多等級瀝青添加劑的方法，其特徵在於至少一種非飽和有機化合物包含至少一種烯烴或者類似的化合物以及這些化合物的混合物。
16.如權利要求9所述製造多等級瀝青添加劑的方法，其特徵在於鹼金屬基至少包含一種鹼金屬、一種鹼金屬的氧化物、一種鹼金屬的氫氧化物、一種鹼金屬鹽以及這些物質的混合物中的一種。
17.一種多等級瀝青，包括a)一種預製的反應產物i)至少一種可皂化有機酸；ii)至少一種樹脂酸；iii)至少一種非飽和有機化合物；和iv)一種鹼金屬基與下面物質混合b)一種瀝青物質。
18.如權利要求17所述的多等級瀝青，其特徵在於在含有至少一種可皂化的有機酸、至少一種樹脂酸、至少一種非飽和有機化合物，以及一種鹼金屬基的皂化反應過程中將水移出，使得最終反應產物中的水的質含量大約為0.2％～1.5％。
19.如權利要求17所述的多等級瀝青，其特徵在於反應產物在與瀝青混合前就已被乾燥。
20.如權利要求19所述的多等級瀝青，其特徵在於反應產物在與瀝青混合前就已經形成粉末狀。
21.如權利要求20所述的多等級瀝青，其特徵在於粉末物質的尺寸為至少80％的粉末可以通過3mm的篩孔。
22.如權利要求17所述的多等級瀝青，包含質含量大約為1.6％～4％的預製反應產物。
23.一種製造多等級瀝青的方法，包括a)將下述物質混合在一起並反應i)至少一種可皂化有機酸；ii)至少一種樹脂酸；iii)至少一種非飽和有機化合物；和iv)一種鹼金屬基以形成反應產物；並且b)將反應產物與瀝青物質相混合。
24.如權利要求23所述製造多等級瀝青的方法，其特徵在於在含有至少一種可皂化的有機酸、至少一種樹脂酸以及一種鹼金屬基的皂化反應過程中將水移出，使得最終反應產物中的水的質含量大約為0.2％～1.5％。
25.如權利要求23所述製造多等級瀝青的方法，其特徵在於反應產物在與瀝青混合前就已被乾燥。
26.如權利要求23所述製造多等級瀝青的方法，，其特徵在於反應產物在與瀝青混合前就已經形成粉末狀。
27.如權利要求26所述製造多等級瀝青的方法，其特徵在於粉末物質的尺寸為至少80％的粉末可以通過3mm的篩孔。
28.如權利要求23所述製造多等級瀝青的方法，其特徵在於質含量大約為1.6％～4％的反應產物加入到質含量大約為96％～98％的瀝青物質中。
29.如權利要求23所述製造多等級瀝青的方法，其特徵在於在第一個地點製得反應產物，在第二個地點將反應產物與瀝青物質混合。
30.如權利要求29所述製造多等級瀝青的方法，其特徵在於反應產物從上述第一個地點運送至上述第二個地點。
全文摘要
一種添加劑成分可以加入瀝青材料中，使其具有多等級性質。添加劑是由至少一種可皂化有機酸、至少一種樹脂酸、至少一種非飽和有機化合物以及一種鹼金屬基共同反應所形成的反應產物。隨反應的進行，反應過程中產生的水被取走。最終的反應產品可以製成粉末狀，此粉末狀物質與瀝青材料相混合可以製成多等級瀝青。
文檔編號C10C3/00GK1513916SQ02148759
公開日2004年7月21日 申請日期2002年11月15日 優先權日2002年5月16日
發明者安東尼·J.·卡瑞其, 赫伯特·L.·韋賽爾, 周海防, 劉雪峰, 徐峰, L. 韋賽爾, 安東尼 J. 卡瑞其 申請人:山東華瑞道路材料技術有限公司