專利名稱：基于其聚結(jié)性選擇瀝青乳液的方法
背景技術(shù)：
現(xiàn)行的石屑封層方法(chipsealing process)包括將快凝瀝青乳液的薄膜施用至路面以密封裂紋和缺陷。在此之后，將單層集料施用在乳液上以得到車道表面。通常，并不立即掃去額外的集料，而是將其留在路上至少一個(gè)晚上以提供足夠的時(shí)間使瀝青固化。在掃去過量集料之前使新表面通行，對于車輛將產(chǎn)生因疏松集料而損壞的高可能性。
現(xiàn)在所用的典型石屑封層配方包括作為乳化劑的動(dòng)物脂聚胺混合物?；旌衔锏闹鞒煞滞ǔＪ莿?dòng)物脂二胺。通常，向乳化劑中加入鹽酸以形成鹽酸鹽。
美國專利No.4,576,648(’648專利)建議使用陽離子乳化劑和羧酸。更具體地是，’648專利論述了咪唑和其它陽離子含氮化合物可用于在破乳后改善瀝青乳液的長期老化性能。其通過’648專利中對改善粘結(jié)劑老化性能的論述以及使用人工旋轉(zhuǎn)薄膜加熱試驗(yàn)(RTFO試驗(yàn))對其驗(yàn)證而得到證明，其中所述RTFO試驗(yàn)使被測試的乳液破乳。但是’648專利并未提供怎樣優(yōu)化瀝青乳液配方以改善其短期性能例如聚結(jié)性(coalescene)的建議。實(shí)際上，’648專利陳述了脂族胺或脂肪胺是特別適合的陽離子乳化劑，因而其教導(dǎo)偏離了本發(fā)明。
為了克服現(xiàn)行鋪路方法的缺點(diǎn)，因而提供一種選擇用于鋪路方法的更好的瀝青乳液的方法。該方法包括在選擇瀝青乳液用于鋪路方法之前對瀝青乳液進(jìn)行性能測試。
發(fā)明概述本發(fā)明的目的是提供一種更系統(tǒng)的選擇瀝青乳液的方法，以便能夠穩(wěn)定地選擇具有可接受的聚結(jié)行為的乳液。
上述目的和其它目的通過本發(fā)明選擇具有增強(qiáng)性能的瀝青乳液的方法而實(shí)現(xiàn)。該方法包括選擇在25℃時(shí)滲透值約為25-450dmm的瀝青。然后，選擇一種或多種建議的乳化劑用于評價(jià)。選擇用于評價(jià)的建議的乳化劑可以包括單獨(dú)的化合物或兩種或多種化合物的混合物。建議的乳化劑應(yīng)含有陽離子含氮化合物，該氮化合物選自具有連接至氮原子的羰基碳原子的化合物，具有雙鍵連接至氮原子的碳原子的化合物，或它們的組合。該陽離子含氮化合物應(yīng)為建議的乳化劑總質(zhì)量的至少5質(zhì)量％。該乳化劑與羧酸反應(yīng)生成一種或多種羧酸鹽。將由不同的建議乳化劑生成的各種羧酸鹽分別與瀝青混合以形成一種或多種建議的瀝青乳液。使用流變測試或其它聚結(jié)測試測量各種建議的瀝青乳液的聚結(jié)性，并基于聚結(jié)性能挑選由上述組成的乳化劑和羧酸所制造的瀝青乳液用于鋪設(shè)表面。
本發(fā)明的其它方面，連同其附屬的優(yōu)點(diǎn)和新特征，將部分地在下文說明中描述，部分在下列試驗(yàn)的基礎(chǔ)上對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是很明顯的，或者可以由本發(fā)明的實(shí)踐而獲知。本發(fā)明的目的和優(yōu)點(diǎn)可以通過特別由附屬權(quán)利要求所指出的工具和組合而實(shí)現(xiàn)并獲得。
優(yōu)選實(shí)施方式的詳述本發(fā)明包括配制并選擇用于鋪路并具有增強(qiáng)性能的瀝青乳液。本發(fā)明方法優(yōu)選用于選擇用于石屑封層方法的瀝青乳液。該方法包括對一種或多種由選定的一組乳液得到的瀝青乳液進(jìn)行聚結(jié)性能測試，所述乳液由陽離子含氮化合物和羧酸配制而成。
更具體地是，該方法包括形成至少一種建議的瀝青乳液，測量各個(gè)建議的瀝青乳液的聚結(jié)性，并基于其聚結(jié)性能選擇用于鋪設(shè)表面的瀝青乳液。優(yōu)選形成多種建議的瀝青乳液并對其進(jìn)行性能測試，以便獲得多種樣品并從中選擇用于鋪設(shè)表面的最佳瀝青乳液。
由瀝青、水、乳化劑和酸形成建議的瀝青乳液。選擇一種或多種建議的乳化劑用于評價(jià)。選擇用于評價(jià)的建議的乳化劑可以包括單獨(dú)的化合物或兩種或多種化合物的混合物。建議的乳化劑應(yīng)含有陽離子含氮化合物，該氮化合物選自具有連接至氮原子的羰基碳原子的化合物，具有雙鍵連接至氮原子的碳原子的化合物，或它們的組合。該陽離子含氮化合物應(yīng)為建議的乳化劑總質(zhì)量的至少5質(zhì)量％。使該建議的乳化劑與羧酸反應(yīng)以生成建議的羧酸鹽。該建議的羧酸鹽是可逆的鹽。將該建議的羧酸鹽與瀝青混合以形成將測試其聚結(jié)行為的建議的瀝青乳液。
優(yōu)選地，乳化劑包括基于乳化劑總質(zhì)量至少為10質(zhì)量％的上述陽離子含氮化合物。最優(yōu)選地，乳化劑包括基于乳化劑總質(zhì)量至少為20質(zhì)量％的上述陽離子含氮化合物。適當(dāng)?shù)年栯x子含氮化合物的例子包括亞氨基胺、亞胺、酰胺基胺、酰胺、咪唑(imadazole)和其組合。如果選擇咪唑，則所用咪唑優(yōu)選為咪唑啉(imidazolene)。術(shù)語“酰胺、酰胺基胺、亞氨基胺和咪唑啉”應(yīng)廣義解釋為分別包括聚酰胺、聚酰胺基胺、聚亞氨基胺和聚咪唑啉。
應(yīng)該使用能夠與乳化劑反應(yīng)并使其質(zhì)子化的羧酸。該羧酸優(yōu)選選自單、二和三羧酸或它們的組合。該羧酸最優(yōu)選包括乙酸、甲酸、丙酸或它們的組合。
優(yōu)選該瀝青是聚合物改性的并具有在25℃時(shí)約25-450絲米(dmm)的滲透值(penetration)。
將乳化劑和酸混合在一起以形成含有羧酸鹽的水溶液。以近似化學(xué)計(jì)量的比率將它們混合在一起。基于所選的酸選擇混合物最佳目標(biāo)pH。通常，水溶液應(yīng)具有約1-6的pH。該水溶液的pH優(yōu)選約2-5。對于通常的羧酸來說，其pH最優(yōu)選約3.5-4。
優(yōu)選，在瀝青與水溶液混合之前對其加熱，直至其具有足夠的流動(dòng)性。然后將水溶液與瀝青混合以形成乳液。優(yōu)選在該混合步驟中使用高剪切磨機(jī)、靜態(tài)混合裝置或?yàn)r青在其中處于分散相的其它裝置。分散相的平均尺寸優(yōu)選在約0.8-50微米之間?；谌橐旱闹亓?，所生成的乳液優(yōu)選具有約35-85％的殘余物。
使用流變測試或其它聚結(jié)測試(即，破乳性或sand-break index)測量建議的瀝青乳液的聚結(jié)性。優(yōu)選，在根據(jù)上述步驟生成多種建議的瀝青乳液時(shí)，可以獲得多種提議的乳液的聚結(jié)性測量情況。優(yōu)選，使用包括移動(dòng)瀝青層(通過將瀝青乳液和集料放置在表面上而形成)并測量其流動(dòng)阻力的測試來測量聚結(jié)性。最優(yōu)選，使用流變測試完成該測量。許多適當(dāng)?shù)牧髯儨y試包括測量剪切力、扭矩或張力。其它適當(dāng)?shù)臏y試由于沖擊或磨損而給出了不同的應(yīng)力。許多流變測試中的任一種都可以用于測量瀝青乳液的聚結(jié)性。
希望的流變測試的例子包括但不限于，磨損試驗(yàn)、切向剪切試驗(yàn)、沖擊試驗(yàn)、拉伸試驗(yàn)、扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)(forque test)、壓縮試驗(yàn)、粘合試驗(yàn)(adhesion test)或粘結(jié)劑粘度測試。流變測試優(yōu)選為vialit test或清掃測試(sweep test)。并且流變測試最優(yōu)選為清掃測試。更具體地說，其最優(yōu)選為清掃測試ASTM-D7000-04，其測定了隨時(shí)間變化的瀝青強(qiáng)度。該測試包括物理磨損樣品表面以評價(jià)瀝青層強(qiáng)度。在清掃測試中，質(zhì)量損失是該體系的失敗。產(chǎn)品完成地越好，質(zhì)量損失就越底。當(dāng)與對照標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較時(shí)，質(zhì)量損失的減少是有利的，而增加的質(zhì)量損失表示變差的性能。在其應(yīng)用的整個(gè)過程中，在測定質(zhì)量損失減少或增加中用于比較目的對照物是鹽酸鹽對照物(由鹽酸和脂肪胺配置而成)。在該測試中，較低的質(zhì)量損失與較硬或更加固化的瀝青相關(guān)。更優(yōu)選的是，在將樣品于35℃下固化1小時(shí)后進(jìn)行清掃測試。乳化劑濃度能夠影響清掃測試的結(jié)果。有時(shí)，保證乳化劑濃度的增減以優(yōu)化清掃測試性能。
聚結(jié)性應(yīng)在施用建議的瀝青乳液時(shí)的約48小時(shí)內(nèi)進(jìn)行測量。優(yōu)選在施用建議的瀝青乳液時(shí)的約24小時(shí)內(nèi)測量聚結(jié)性。最優(yōu)選在施用建議的瀝青乳液時(shí)的約12小時(shí)內(nèi)測量聚結(jié)性。測量聚結(jié)性的時(shí)間的精確量應(yīng)依據(jù)所用的鋪設(shè)材料和鋪設(shè)技術(shù)。例如，最優(yōu)選在施用快凝石屑封層組合物時(shí)的少于1小時(shí)內(nèi)測試其聚結(jié)性。優(yōu)選在例如實(shí)驗(yàn)室設(shè)置(setting)下，在將瀝青乳液施用到路面之前測量建議的瀝青乳液的聚結(jié)性。
如果進(jìn)行清掃測試，則希望選擇能夠產(chǎn)生這樣一種集料/瀝青體系的瀝青乳液，該體系與瀝青乳液鹽酸鹽對照物相比，清掃測試質(zhì)量損失在1小時(shí)內(nèi)減少了至少約10％，所述對照物由鹽酸和含氮乳化劑配制而成，并且所述含氮乳化劑不含連接至氮原子的羰基碳原子或雙鍵連接至氮原子的碳原子。優(yōu)選，該體系的清掃測試質(zhì)量損失在1小時(shí)內(nèi)減少了至少約20％。并最優(yōu)選，該體系的清掃測試質(zhì)量損失在1小時(shí)內(nèi)減少了至少約30％。
在進(jìn)行上述步驟后，通過挑選一種具有預(yù)期聚結(jié)性能的建議的瀝青乳液而選擇用于鋪設(shè)表面的瀝青乳液。如果沒有建議的乳液顯示出預(yù)期的聚結(jié)性，則應(yīng)當(dāng)按照上述方法配制一種或多種其它的瀝青乳液。并且應(yīng)當(dāng)增加陽離子含氮化合物在建議的乳化劑中的量和/或改變在新的配方中乳化劑在瀝青乳液中的量。可選的是，用于使乳化劑混合物質(zhì)子化的羧酸應(yīng)當(dāng)改變。并應(yīng)當(dāng)使用聚結(jié)測試對這些新建議的乳液進(jìn)行性能測試。然后，可以基于聚結(jié)數(shù)據(jù)從新配方中選擇用于鋪設(shè)表面的瀝青乳液。因此，該方法可以作為迭代過程(iterative process)而進(jìn)行。
本發(fā)明焦點(diǎn)在于乳液的聚結(jié)性，其通常在48小時(shí)內(nèi)完成，而并非長期老化性能。具有良好的并且可預(yù)測的聚結(jié)性能的瀝青乳液可以通過上文所概述的下列方法進(jìn)行選擇。通過本發(fā)明方法可以同時(shí)優(yōu)化乳液穩(wěn)定性和其性能。
下列實(shí)施例說明了不同的酸和乳化劑在瀝青乳液聚結(jié)性能上的效果。并且選擇清掃測試-ASTM D 7000-04確定其性能。
對于以下所有實(shí)施例，選擇重量比為50/50的購于Conoco(PG 58-28)的瀝青和購于Husky(85/100滲透)的瀝青的混合物。該瀝青還用3wt％交聯(lián)的苯乙烯/丁二烯(SB)聚合物進(jìn)行了改性。
選擇衍生自脂肪胺的混合物，即購于Akzo Nobel的Redicote E-4819，作為對照物，原因在于它是用于陽離子快凝瀝青乳液的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)乳化劑。根據(jù)定義，脂肪胺不含連接至至少一個(gè)可用于質(zhì)子化的氮基團(tuán)的羰基碳，并且不含雙鍵連接至氮原子的碳原子。
使乳化劑與鹽酸反應(yīng)以形成含有鹽酸鹽的水溶液，其中鹽酸是在工業(yè)中用于這些類型乳液的標(biāo)準(zhǔn)酸。然后將該水溶液與瀝青混合以生成乳液。優(yōu)化鹽酸鹽對照物的乳化劑濃度，并恒定保持為乳液的0.22wt％。對于羧酸鹽，乳化劑濃度為乳液的0.18wt％-0.26wt％。
如下表1所述，還使乳化劑與乙酸和甲酸反應(yīng)并生成用于給質(zhì)子的羧酸體系以進(jìn)行比較。這些酸形成了Redicote E-4819的羧酸鹽。緩慢地將酸加入到水中，同時(shí)攪拌。然后，向酸的水溶液中加入乳化劑并混合15分鐘。根據(jù)需要檢測并調(diào)整pH值以便將羧酸鹽水溶液的pH保持在3.5和4之間。在50-60℃的溫度下進(jìn)行乳化劑/酸的反應(yīng)。對于羧酸鹽，乳化劑濃度為乳液的0.18wt％-0.26wt％。
將瀝青材料加熱至135-145℃。并將鹽酸鹽和羧酸鹽水溶液的溫度調(diào)整至35℃。獨(dú)立地，將各種溶液注射至高剪切瀝青乳液磨機(jī)中以生成乳液。用100％的脂肪胺乳化劑形成上文所論述的所有乳液，并因此超出了本發(fā)明的范圍。收集乳液并在60℃下整夜儲存在烘箱中。
選擇清掃測試作為聚結(jié)性以及隨后的瀝青乳液固化的性能測試。使用一系列的集料測試各種乳液兩次或三次。結(jié)果顯示于下表1中
表1
相對于鹽酸鹽對照物的性能數(shù)據(jù)計(jì)算表1中所顯示的性能數(shù)據(jù)。表1清楚地說明了當(dāng)使用脂肪胺乳化劑時(shí)鹽酸鹽相對羧酸鹽的優(yōu)秀性能。在較寬范圍的脂肪胺乳化劑濃度下，對于所有羧酸鹽來說，質(zhì)量損失普遍增加。使用羧酸給質(zhì)子損害了含氮乳化劑的性能，其中所述含氮乳化劑不含具有連接至氮原子的羰基碳原子或雙鍵連接至氮原子的碳原子的化合物。該性能數(shù)據(jù)顯示了在傳統(tǒng)瀝青乳液體系中使用羧酸作為給質(zhì)子體的消極結(jié)果，所述傳統(tǒng)瀝青乳液體系例如由脂肪胺所制造的那些。
本發(fā)明方法將由以下實(shí)施例進(jìn)行說明。這些實(shí)施例無論如何都不意味著限定本發(fā)明的范圍。
實(shí)施例1選擇購于Conoco Denver的SHRP PG 58-22作為基礎(chǔ)瀝青。用濃縮形式的交聯(lián)苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物對其改性，并將其稀釋至基于瀝青重量，聚合物總濃度為3％。
選擇購于Witco的咪唑啉，即Varine O作為陽離子含氮乳化劑并用于一系列的實(shí)驗(yàn)。以乳液的0.40wt％的固定化學(xué)濃度使用該乳化劑。
使用甲酸和乙酸形成相應(yīng)的羧酸鹽。并使用鹽酸鹽作為用于比較的對照物。
實(shí)驗(yàn)A在室溫下向水中加入甲酸。加入Varine O并與酸水溶液混合15分鐘。將甲酸鹽溶液的pH調(diào)整至3.5。
實(shí)驗(yàn)B在室溫下向水中加入乙酸。加入Varine O并與酸水溶液混合15分鐘。將乙酸鹽溶液的pH調(diào)整至4.0。
對照1在室溫下向水中加入鹽酸。加入Varine O并與酸水溶液混合15分鐘。將鹽酸鹽溶液的pH調(diào)整至2.0。
將瀝青加熱至135-145℃，并將水相加熱至35℃。分別將瀝青材料和來自實(shí)驗(yàn)A、B和對照1的各種水相注射至高剪切Dalworth實(shí)驗(yàn)室規(guī)模的磨機(jī)中并乳化。其比例近似為70wt％的瀝青材料和30wt％的含水材料。
進(jìn)行驗(yàn)收試驗(yàn)以驗(yàn)證瀝青乳液的性能。選擇清掃測試ASTM-D7000-04。根據(jù)ASTM程序制造樣品。選擇35℃的固化溫度并選擇1小時(shí)作為固化時(shí)間。結(jié)果顯示于下表2中，該結(jié)果相對于鹽酸鹽對照物表2
乙酸鹽提供了1小時(shí)內(nèi)44％的減少的質(zhì)量損失，而甲酸鹽在1小時(shí)內(nèi)減少了78％的質(zhì)量損失。該實(shí)施例說明通過實(shí)施本發(fā)明方法大大改善了乳液的聚結(jié)性。
實(shí)施例2選擇購于Conoco Denver的SHRP PG 58-22作為基礎(chǔ)瀝青。其與實(shí)施例1中所用的瀝青材料相同。
選擇購于Meade-Westvaco并且通式為R(CONHRNH2)3的脂肪酰胺基胺，即Indulin MQK-1M作為陽離子含氮乳化劑并用于實(shí)驗(yàn)C、D和對照2。對于鹽酸鹽和羧酸鹽來說，將固定的乳化劑濃度規(guī)定為乳液的0.40wt％。
使用甲酸和乙酸形成相應(yīng)的羧酸鹽。并使用鹽酸鹽作為用于比較的對照物。
實(shí)驗(yàn)C在室溫下向水中加入甲酸。加入Indulin MQK-1M并與酸水溶液混合15分鐘。將甲酸鹽溶液的pH調(diào)整至3.5。
實(shí)驗(yàn)D在室溫下向水中加入乙酸。加入Indulin MQK-1M并與酸水溶液混合15分鐘。將乙酸鹽溶液的pH調(diào)整至4.0。
對照2在室溫下向水中加入鹽酸。加入Indulin MQK-1M并與酸水溶液混合15分鐘。將鹽酸鹽溶液的pH調(diào)整至2.0。
將瀝青加熱至135-145℃，并將水相加熱至35℃。將瀝青材料和來自實(shí)驗(yàn)C、D和對照2的各種水相注射至高剪切Dalworth實(shí)驗(yàn)室規(guī)模的磨機(jī)中并乳化。其比例近似為70wt％的瀝青材料和30wt％的含水材料。
進(jìn)行驗(yàn)收試驗(yàn)以驗(yàn)證瀝青乳液的性能。選擇清掃測試ASTM-D7000-04。根據(jù)ASTM程序制造樣品。選擇35℃的固化溫度并選擇1小時(shí)作為固化時(shí)間。結(jié)果顯示于下表3中，該結(jié)果相對于鹽酸鹽對照物表3
酰胺基胺證明了和實(shí)施例1中的咪唑啉類似的趨勢。對于甲酸鹽和乙酸鹽來說，羧酸鹽分別使1小時(shí)內(nèi)的清掃測試質(zhì)量損失減少了驚人的87％和93％。
實(shí)施例3選擇購于Conoco Denver的SHRP PG 58-22作為基礎(chǔ)瀝青。其與實(shí)施例1和2中所用的瀝青材料相同。
選擇脂肪胺乳化劑，即Redicote E-4819和咪唑啉乳化劑，即Varine O?；诓患欲}乳化劑的重量，制備范圍從0％咪唑啉/100％脂肪胺到50％咪唑啉/50％脂肪胺的四種該乳化劑的混合物。0％咪唑啉/100％脂肪胺的乳化劑超出了本發(fā)明的范圍，而10％/90％、25％/75％和50％/50％的混合物代表本發(fā)明的實(shí)施方式。
在本發(fā)明范圍內(nèi)，使用甲酸和乙酸形成相應(yīng)的羧酸鹽。并使用鹽酸鹽作為用于比較的對照物。
實(shí)驗(yàn)E向加熱至50-60℃的水中加入乙酸。以得到乳液的0.22wt％的濃度加入Redicote E-4819。不使用在本發(fā)明范圍內(nèi)的乳化劑混合物。混合15分鐘。為得到最佳性能將乙酸鹽溶液調(diào)整至pH4.0。除了用鹽酸替代乙酸，以及最佳pH為2.0外，以同樣的方式制備實(shí)驗(yàn)對照物。
實(shí)驗(yàn)F向加熱至50-60℃的水中加入乙酸。加入Varine O以提供所加總?cè)榛瘎┑?0wt％，并加入Redicote E-4819以提供另外的90wt％?？偟娜榛瘎舛葹槿橐旱?.22wt％?；旌?5分鐘。將乙酸鹽的pH調(diào)整至4.0。
實(shí)驗(yàn)G向加熱至50-60℃的水中加入乙酸。加入Varine O以提供所加總?cè)榛瘎┑?5wt％，并加入Redicote E-4819以提供另外的75wt％?？偟娜榛瘎舛葹槿橐旱?.22wt％?；旌蟽?nèi)容物15分鐘。將乙酸鹽的pH調(diào)整至4.0。
實(shí)驗(yàn)H向加熱至50-60℃的水中加入乙酸。加入Varine O以提供所加總?cè)榛瘎┑?0wt％，并加入Redicote E-4819以提供另外的50wt％。總的乳化劑濃度為乳液的0.22wt％。混合內(nèi)容物15分鐘。將乙酸鹽的pH調(diào)整至4.0。
將步驟1的瀝青加熱至135-145℃，并將水相冷卻至35℃。分別將瀝青材料和來自實(shí)驗(yàn)E、F、G和H的各種水相注射至高剪切Dalworth實(shí)驗(yàn)室規(guī)模的磨機(jī)中并乳化。其比例近似為70wt％的瀝青材料和30wt％的含水材料。
進(jìn)行驗(yàn)收試驗(yàn)以驗(yàn)證瀝青乳液的性能。選擇清掃測試ASTM-D7000-04。根據(jù)ASTM程序制造樣品。選擇35℃的固化溫度并選擇1小時(shí)作為固化時(shí)間。結(jié)果顯示于下表4中，該結(jié)果相對于鹽酸鹽對照物表4
該數(shù)據(jù)清楚地顯示了羧酸胺鹽的使用在硬化和固化階段中損害了瀝青乳液的性能。特別是，當(dāng)僅使用脂肪胺混合物作為乳化劑時(shí)，質(zhì)量損失增加了16％。少量所選組中陽離子含氮乳化劑的添加急劇減少了清掃測試質(zhì)量損失。用咪唑啉替代總?cè)榛瘎┑?0％足以影響該性能。
從上述內(nèi)容可以了解，本發(fā)明非常適合于實(shí)現(xiàn)本文上述目的和目標(biāo)，并具有明顯的以及本發(fā)明所固有的其它優(yōu)點(diǎn)。
由于在不脫離本發(fā)明范圍的情況下，可以得到本發(fā)明許多的可行實(shí)施方式，因此需要理解的是本文所述的所有情況應(yīng)解釋為說明，而非限制意義。
雖然已經(jīng)顯示并論述了特定的實(shí)施方式，但是各種的改進(jìn)可以毫無疑問地進(jìn)行，并且本發(fā)明并不限定于本文所述的特定形式或各部分、各步驟的安排，除非這種限定包括在隨后的權(quán)利要求中。此外，應(yīng)理解的是某些特征和變形是有用的，并且可以不管其它特征和變形而使用。這由權(quán)利要求的范圍進(jìn)行計(jì)劃并且是在權(quán)利要求的范圍內(nèi)的。
權(quán)利要求
1.一種選擇具有增強(qiáng)性能的瀝青乳液的方法，其包括(a)選擇至少一種建議的乳化劑，其包含基于所述建議的乳化劑總質(zhì)量的至少約5質(zhì)量％的陽離子含氮化合物，并且所述陽離子含氮化合物選自具有連接至氮原子的羰基碳原子的化合物，具有雙鍵連接至氮原子的碳原子的化合物，和它們的組合；(b)使所述建議的乳化劑與羧酸反應(yīng)以生成至少一種建議的羧酸鹽；(c)將瀝青和所述建議的羧酸鹽混合以形成至少一種建議的瀝青乳液；(d)將所述建議的瀝青乳液施用至表面上；(e)測量所述建議的瀝青乳液的聚結(jié)性；以及(f)在所述聚結(jié)性測量步驟之后選擇用于鋪設(shè)表面的瀝青乳液，并基于所述建議的瀝青乳液的所述聚結(jié)性測量挑選瀝青乳液。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述瀝青具有在25℃時(shí)約25-450dmm的滲透值。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中基于乳液的重量，所述建議的瀝青乳液具有約35-85％的殘余物。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述瀝青是聚合物改性的。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述陽離子含氮化合物選自亞氨基胺、亞胺、酰胺基胺、酰胺、咪唑(imadazole)和其組合。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其中使用流變測試測量聚結(jié)性。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其中直接(directly)測量聚結(jié)性。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其中使用破乳化試驗(yàn)測量聚結(jié)性。
9.如權(quán)利要求7所述的方法，其中使用sand-break index測試測量聚結(jié)性。
10.如權(quán)利要求1所述的方法，其中在將所述瀝青乳液施用至所述表面時(shí)的約48小時(shí)內(nèi)測量聚結(jié)性。
11.如權(quán)利要求1所述的方法，其中在將所述瀝青乳液施用至所述表面時(shí)的約24小時(shí)內(nèi)測量聚結(jié)性。
12.如權(quán)利要求1所述的方法，其中在將所述瀝青乳液施用至所述表面時(shí)的約12小時(shí)內(nèi)測量聚結(jié)性。
13.如權(quán)利要求1所述的方法，其中基于所述乳化劑的總質(zhì)量，所述建議的乳化劑含有至少約10質(zhì)量％的所述陽離子含氮化合物。
14.如權(quán)利要求1所述的方法，其中基于所述乳化劑的總質(zhì)量，所述建議的乳化劑含有至少約20質(zhì)量％的所述陽離子含氮化合物。
15.如權(quán)利要求1所述的方法，其進(jìn)一步包括在進(jìn)行步驟(f)之前，如果所述建議的瀝青乳液的聚結(jié)性不合要求，則通過重復(fù)步驟(a)-(e)重配制所述建議的瀝青乳液。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，其中所述重配制步驟包括增加所述陽離子含氮化合物在所述建議的乳化劑中的量。
17.如權(quán)利要求15所述的方法，其中所述重配制步驟包括選擇不同的羧酸。
18.如權(quán)利要求6所述的方法，其中所述流變測試選自磨損試驗(yàn)、切向剪切試驗(yàn)、沖擊試驗(yàn)、張力試驗(yàn)、扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)、壓縮試驗(yàn)、粘合試驗(yàn)和粘結(jié)劑粘度測試。
19.如權(quán)利要求18所述的方法，其中所述流變測試是清掃測試。
20.如權(quán)利要求18所述的方法，其中所述流變測試是vialit test。
21.如權(quán)利要求18所述的方法，其中所述流變測試是拉伸試驗(yàn)。
22.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述羧酸選自單、二和三羧酸和它們的組合。
23.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述羧酸選自乙酸、甲酸、丙酸和它們的組合。
24.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述羧酸是乙酸。
25.如權(quán)利要求19所述的方法，其中與瀝青乳液鹽酸鹽對照物相比，所述選擇的瀝青乳液的清掃測試質(zhì)量損失在1小時(shí)內(nèi)減少了至少約10％。
26.如權(quán)利要求19所述的方法，其中與瀝青乳液鹽酸鹽對照物相比，所述選擇的瀝青乳液的清掃測試質(zhì)量損失在1小時(shí)內(nèi)減少了至少約20％。
27.如權(quán)利要求19所述的方法，其中與瀝青乳液鹽酸鹽對照物相比，所述選擇的瀝青乳液的清掃測試質(zhì)量損失在1小時(shí)內(nèi)減少了至少約30％。
28.一種選擇具有增強(qiáng)性能的瀝青乳液的方法，其包括(a)選擇至少一種建議的乳化劑，其包含基于所述建議的乳化劑總質(zhì)量，至少約5質(zhì)量％的陽離子含氮化合物，并且所述陽離子含氮化合物選自具有連接至氮原子的羰基碳原子的化合物，具有雙鍵連接至氮原子的碳原子的化合物，和它們的組合；(b)使所述建議的乳化劑與選自乙酸、甲酸、丙酸和它們組合的羧酸反應(yīng)以生成至少一種建議的羧酸鹽；(c)將瀝青和所述建議的羧酸鹽混合以形成至少一種建議的瀝青乳液；(d)將所述瀝青乳液施用至表面上；(e)在將所述建議的瀝青乳液施用至所述表面時(shí)的約48小時(shí)內(nèi)使用流變測試測量所述建議的瀝青乳液的聚結(jié)性；以及(f)在所述聚結(jié)性測量步驟之后選擇用于鋪設(shè)表面的瀝青乳液，并基于所述建議的瀝青乳液的所述聚結(jié)性測量挑選所述瀝青乳液。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種選擇具有增強(qiáng)性能的鋪路用瀝青乳液的方法。該方法包括選擇在25℃時(shí)滲透值約為25－450dmm的聚合物改性瀝青，和選擇一種或多種乳化劑，基于所選的乳化劑的總質(zhì)量，乳化劑包含至少約5質(zhì)量％陽離子含氮化合物，所述陽離子含氮化合物選自具有連接至氮原子的羰基碳原子的化合物，具有雙鍵連接至氮原子的碳原子的化合物，或它們的組合。使所選的乳化劑各自與羧酸反應(yīng)以生成一種或多種羧酸鹽。將不同的建議的乳化劑所生成的各個(gè)羧酸鹽分別與瀝青混合以形成一種或多種建議的瀝青乳液。使用流變測試測量各個(gè)建議的瀝青乳液的聚結(jié)性，并基于其聚結(jié)性能選擇上述組成的瀝青乳液用于鋪設(shè)表面。
文檔編號C08L95/00GK101027360SQ200580028971
公開日2007年8月29日 申請日期2005年8月25日 優(yōu)先權(quán)日2004年8月27日
發(fā)明者詹姆斯·巴納特 申請人:西姆材料公司