用于道路、停車場(chǎng)和行車表面的組合物和方法
【專利摘要】本發(fā)明提供用于道路、停車場(chǎng)和行車表面的組合物和方法。本發(fā)明提供制備陽離子瀝青漿料組合物的方法，所述陽離子瀝青漿料組合物可作為瀝青鋪路密封劑或鋪路或修復(fù)組合物使用。在該方法和組合物中，使用膠乳及其他聚合物來增加粘度且加入pH緩沖填料以防止絮凝。因此，所述陽離子組合物可在沒有不可逆的沉降或分離的情況下且在使用前數(shù)天不會(huì)破乳的情況下儲(chǔ)存。另外，使用非膨脹性粘土和極性聚合物硬化劑，從而在施用時(shí)該組合物將凝固并非常迅速地發(fā)展強(qiáng)度。
【專利說明】用于道路、停車場(chǎng)和行車表面的組合物和方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及用于密封道路、停車場(chǎng)及其他行車表面的組合物和方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 眾所周知,可使用鋪浙青來構(gòu)建道路、停車場(chǎng)、車道和小路。在用浙青鋪路3-5年 之后，通常將對(duì)鋪路表面施用預(yù)防性維護(hù)處理，如密封劑，以（a)密封表面防止?jié)B水、（b) 改善路面外觀、（c)防止下層浙青路面氧化和UV損壞、（d)防止路面受油和汽油溢出影響 和（e)提供更易于清掃、清潔、鍬鏟和維護(hù)的表面。所有這些益處都增加路面的使用壽命。
[0003] 隨后，優(yōu)選大約每2-3年對(duì)浙青路面表面施用密封劑材料的新涂層。另外，隨著在 鋪路表面中出現(xiàn)裂縫或其他危險(xiǎn)區(qū)域，且特別是在施用浙青鋪路密封劑的新涂層之前，這 些危險(xiǎn)區(qū)域應(yīng)該通過對(duì)其施用浙青填料材料來修復(fù)。
[0004] 傳統(tǒng)上，用于浙青路面裂縫修復(fù)和預(yù)防性維護(hù)的材料為液態(tài)浙青組合物。然而， 這些液態(tài)浙青組合物的不利之處在于（1)它們必須在施用場(chǎng)所與聚集物或其他填料混合， (2)它們需要許多小時(shí)或許多天來充分固化并干燥，（3)在延長(zhǎng)的固化和干燥時(shí)間期間交 通必須改線或減慢，（3)所得表面缺乏足夠的防滑性，（4)該材料釋放揮發(fā)性有機(jī)化合物 到環(huán)境中，和（5)該材料在炎熱的氣候條件下可變得具有粘性且在路面和其他地方留下痕 跡，直至表面充分氧化。
[0005] 作為熱浙青填充和密封的替代，用于裂縫修復(fù)和表面密封的另一技術(shù)已經(jīng)是施用 環(huán)境乳化浙青。然而，除了具有如上文對(duì)于熱浙青所列出的相同問題和缺點(diǎn)中的許多之外， 在本領(lǐng)域中目前使用的現(xiàn)有的環(huán)境乳化浙青組合物和技術(shù)通常已知它們的不良品質(zhì)和缺 乏對(duì)現(xiàn)有路面的粘合性?，F(xiàn)今使用的環(huán)境乳化材料過軟，且正如熱傾注材料一樣，通常缺乏 集料框架（aggregate framework)。另外，與熱浙青相比較，在用于道路修復(fù)或密封之前向 環(huán)境乳化浙青中加入集料（aggregate)的任何努力都特別成問題，因?yàn)樵诩吓c乳化浙青 之間的接觸導(dǎo)致乳液破乳并開始凝固。
[0006] 此外，現(xiàn)今用于覆蓋例如停車場(chǎng)、車道或人行道的整個(gè)表面的環(huán)境浙青路面密封 劑在刮磨、涂層損耗、粘性和足跡方面，特別是在施用路面密封劑之后的熱天特別不足。
[0007] 如本領(lǐng)域已知，環(huán)境乳化浙青組合物（ambient asphalt emulsion)通常分類為陰 離子或陽離子的。在本領(lǐng)域中現(xiàn)今在商業(yè)上用于路面密封和修復(fù)的環(huán)境乳化浙青通常為陰 離子組合物。雖然如上文論述這些現(xiàn)有技術(shù)的陰離子環(huán)境乳化浙青修復(fù)和密封劑組合物的 性質(zhì)和性能在幾乎最溫和的氣候中令人失望，但陰離子環(huán)境乳化浙青產(chǎn)物相對(duì)穩(wěn)定且相對(duì) 易于制備和使用。
[0008] 另一方面，陽離子乳化浙青通常并未用于制備商業(yè)密封劑或修復(fù)組合物，主要原 因在于所得陽離子環(huán)境乳化浙青組合物現(xiàn)今都不如陰離子組合物穩(wěn)定。實(shí)際上，當(dāng)形成通 常含有任何量的集料的陽離子乳化漿液時(shí)，一旦乳化浙青與集料接觸，乳液通常就將破乳 并在僅僅5-120分鐘內(nèi)凝固。
[0009] 例如在專利申請(qǐng)公告US 2006/0088379號(hào)中說明了在本領(lǐng)域中未能有效且實(shí)際 地使用陽離子環(huán)境乳化組合物用于路面修復(fù)和密封。US 2006/0088379記載了研發(fā)用于制 備并施用一批陽離子環(huán)境乳化浙青組合物以便填充道路表面中的車轍或凹陷的體系的現(xiàn) 有技術(shù)嘗試。US 2006/0088379嘗試通過以下來在某種程度上調(diào)和現(xiàn)有技術(shù)的陽離子環(huán)境 乳化浙青組合物的不穩(wěn)定性及其他缺點(diǎn)：（1)將顯著量的增量劑（即，反應(yīng)遲延劑）加到環(huán) 境乳化浙青組合物中以延遲凝固過程和（2)減小各批料的規(guī)模以使得全部批料可在其制 備之后的幾分鐘內(nèi)用完。
[0010] 具體地講，US 2006/0088379公開了裝載在拖車上的裝置，可將其帶到工地上以便 共混各批環(huán)境乳化浙青補(bǔ)綴漿料。一旦制備，則將完成了的補(bǔ)綴漿料批料傾注到攤鋪箱式 車（spreader box vehicle)的料斗中并快速送到修復(fù)場(chǎng)所。隨后，該車必須返回到共混拖 車，以便可制備并迅速傳送另一小批料。此外，如上所述，現(xiàn)有技術(shù)的陽離子環(huán)境乳化浙青 組合物的批料還必須包含顯著量的遲延劑。
[0011] 在不加入遲延劑的情況下，即使在以這種小批量生成時(shí)，攤鋪箱式車也不能在破 乳時(shí)間內(nèi)將US 2006/0088379的現(xiàn)有技術(shù)的陽離子乳化浙青組合物傳送到修復(fù)場(chǎng)所。然 而，遺憾的是延遲劑的加入不合需要地促使（a)浙青材料的膠合性質(zhì)減弱、(b)性能降級(jí)、 (c)材料對(duì)水的敏感性增加和（d)修復(fù)處的壽命減小。
[0012] 因此，需要改善的環(huán)境浙青漿料組合物和制備所述組合物的方法，其中（a)所述 組合物將提供比現(xiàn)有技術(shù)目前已知的陰離子組合物和陽離子組合物顯著更好的性質(zhì)和性 能，（b)可將所述組合物預(yù)混合、運(yùn)輸和儲(chǔ)存數(shù)天，（c)所述組合物將經(jīng)受住在儲(chǔ)存期間的 溫度改變和高溫條件，和（d)所述組合物可配制成浙青路面密封劑或作為浙青路面密封劑 施用并且還可優(yōu)選如果需要的話供選地適應(yīng)用作修復(fù)組合物或鋪路組合物。
[0013]另外，需要該類型的預(yù)混合環(huán)境乳化浙青密封劑，其將允許噴淋施用該材料的兩 個(gè)涂層（例如到整個(gè)停車場(chǎng)）并在一天或一夜期內(nèi)加上條紋且隨后投入通行（released to traffic)。所述環(huán)境乳化浙青密封劑還將優(yōu)選迅速地發(fā)展表面強(qiáng)度，使得所述表面不會(huì)被在 所述表面上行車并轉(zhuǎn)向的車輛所損壞。此外，所述材料將提供用于車輛和行人交通的韌性、 耐用、不粘（即，不粘結(jié)）的表面。另外，所述組合物將在儲(chǔ)存期間優(yōu)選保持完全混合（均 勻）且在施用時(shí)提供良好的顏色、表面質(zhì)地和防滑性。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0014] 本發(fā)明提供了陽離子浙青漿料組合物和制備所述組合物的方法，所述組合物令人 驚奇且出乎意料地滿足了上述需要并緩解了上文論述的問題。本發(fā)明的方法可用于制備特 別是非常適合作為浙青路面密封劑施用和使用的本發(fā)明陽離子浙青漿料組合物。另外，本 發(fā)明的方法可用于制備適應(yīng)作為浙青修復(fù)或鋪路組合物使用的類似的本發(fā)明陽離子浙青 楽料組合物。
[0015] 制備陽離子浙青漿料組合物的本發(fā)明方法優(yōu)選以如下方式進(jìn)行：在整個(gè)共混過程 中增加并維持所述漿料組合物的粘度從而將所述組合物的組分保持懸浮并生成基本不會(huì) 不可逆地沉降或分離的均勻混合物。在這方面，本發(fā)明方法以獨(dú)特的方式增加并維持所述 漿料懸浮液的粘度，該方式緣于本發(fā)明組合物的各組分由于所使用組分的性質(zhì)和它們的加 入順序和方式所引起的相互作用。
[0016] 另外，本發(fā)明的組分配方優(yōu)選包括一或多種pH緩沖填料，該pH緩沖填料在所述共 混過程期間或之后將幫助防止所述懸浮液絮凝和隨后的粘度損失。所述pH緩沖填料用以 (a)使得所述體系能夠更好地承受隨著加入各組分和隨著各組分相互作用和/或彼此化 學(xué)反應(yīng)而發(fā)生的PH突然擺動(dòng)，和（b)使得本發(fā)明的漿料組合物產(chǎn)物的pH在將使所述陽離 子組合物對(duì)于儲(chǔ)存和運(yùn)輸足夠穩(wěn)定的所要范圍內(nèi)平衡。
[0017] 一方面，提供了制備浙青漿料組合物的方法，其包括以下步驟：(a)將非膨脹性粘 土加到水中以形成水性懸浮液；(b)將pH緩沖填料加到所述水性懸浮液中；（c)將膠乳聚 合物加到所述水性懸浮液中；（d)在步驟（b)和（c)之后，將極性聚合物硬化劑加到所述水 性懸浮液中；隨后（e)將陽離子乳化浙青加到所述水性懸浮液中；和隨后（f)將集料加到 所述水性懸浮液中。所述PH緩沖填料在步驟（b)中以足以防止所述水性懸浮液在存在所 述極性聚合物硬化劑和在步驟（f)中加入所述集料時(shí)絮凝的量加入。并且，在步驟（C)中 加入的膠乳聚合物優(yōu)選為將用以通過與在所述陽離子乳化浙青中包含的胺乳化劑反應(yīng)而 增加所述水性懸浮液的粘度的聚合物。
[0018] 另外，優(yōu)選步驟（a)-(f)以一定的方式進(jìn)行，且所述pH緩沖填料、所述膠乳聚合 物、所述極性聚合物硬化劑、所述陽離子乳化浙青和所述集料以一定的量加入，使得通過所 述方法制備的浙青漿料組合物當(dāng)在封閉容器中在50-125 T的溫度下儲(chǔ)存時(shí)將保持懸浮而 不破乳歷時(shí)至少14天。
[0019] 所述方法優(yōu)選還包含在步驟（f)之后的另一步驟（g)，將締合型增稠劑加到所述 水性懸浮液中，所述締合型增稠劑將與在所述陽離子乳液中的胺乳化劑反應(yīng)以進(jìn)一步增加 所述浙青楽料組合物的粘度。
[0020] 另一方面，提供了制備浙青密封劑漿料組合物的方法，其中通過所述方法制備的 浙青密封劑組合物具有總最后重量且所述方法包括以下步驟：（a)通過將選自高嶺石粘 土、球粘土或其組合的粘土材料以所述總最后重量的約10重量％-約22重量％的量加入水 中形成水性懸浮液；(b)將包含碳酸興、碳酸鎂、熱解娃石（silica fume)、煅燒板巖、煅燒 頁(yè)巖、氧化鋁或其組合的PH緩沖填料以所述總最后重量的約1重量％-約15重量％的量的 加到所述水性懸浮液中；（c)將苯乙烯丙烯酸類聚合物以所述總最后重量的約2重量％-約 7重量％的量加到所述水性懸浮液中；（d)在步驟（b)和（c)之后，將聚乙烯醇以所述總最 后重量的約2重量％-約10重量％的量加到所述水性懸浮液中；隨后（e)將陽離子乳化浙 青以所述總最后重量的約22重量％-約33重量％的量加到所述水性懸浮液中；和隨后（f) 將集料以所述總最后重量的約9重量％-約20重量％的量加到所述水性懸浮液中。
[0021] 在該方法中，所述陽離子乳化浙青包含胺乳化劑，所述胺乳化劑與所述苯乙烯丙 烯酸類聚合物反應(yīng)以增加所述水性懸浮液的粘度。另外，在步驟（b)中加入的所述pH緩沖 填料的量為有效防止所述水性懸浮液在存在所述聚乙烯醇時(shí)絮凝的量。此外，用于制備所 述陽離子乳化浙青的基礎(chǔ)浙青優(yōu)選具有約20-約75的針入度值。并且，基本上100%的所 述集料將優(yōu)選通過8號(hào)US篩。
[0022] 還優(yōu)選所述方法還包括在步驟（f)之后的步驟（g)，向所述水性懸浮液中加入基 于所述總最后重量計(jì)至少〇. 05重量％的量的丙烯酸類添加劑，所述丙烯酸類添加劑將與所 述胺乳化劑反應(yīng)以進(jìn)一步增加所述水性懸浮液的粘度。此外，在步驟（c)中加入的所述量 的所述苯乙烯丙烯酸類聚合物和在步驟（g)中加入的所述量的所述丙烯酸膠乳聚合物優(yōu) 選將共同生效，以使得通過本發(fā)明方法制備的浙青密封劑漿料組合物在20rpm下將具有約 1000-約7000厘泊的最后旋轉(zhuǎn)粘度。
[0023] 另一方面，還提供了密封浙青路面表面的方法，其包括以下步驟：(a)使用上述方 法制備浙青密封劑漿料組合物和（b)將所述浙青密封劑漿料組合物施用到所述浙青路面 的表面。所述浙青密封劑漿料組合物優(yōu)選通過噴淋施用到所述浙青路面的表面。
[0024] 因此，鑒于上述，本領(lǐng)域技術(shù)人員將顯而易見，本發(fā)明提供了現(xiàn)今尚不明確類型的 陽離子浙青漿料組合物。此外，本發(fā)明的組合物及制造和使用本發(fā)明組合物的本發(fā)明方法 違背了例如指出為了增加乳化浙青的粘度應(yīng)該增加固含量和/或包含在與水混合時(shí)將水 合并溶脹的膨潤(rùn)土或類似添加劑的本領(lǐng)域常規(guī)智慧。
[0025] 因此，由本發(fā)明的陽離子浙青漿料組合物及制造和使用本發(fā)明組合物的本發(fā)明方 法提供的性能、特性、性質(zhì)、益處和優(yōu)點(diǎn)都是令人驚奇且出乎意料的。和與本領(lǐng)域現(xiàn)今已知 的陽離子組合物相關(guān)的顯著問題和缺點(diǎn)形成對(duì)比，本發(fā)明的陽離子浙青漿料產(chǎn)物： 1. 即使在低于45 T和高于125 T的溫度下也保持懸浮以便儲(chǔ)存和運(yùn)輸歷時(shí)多達(dá)28 天或更久； 2. 比先前體系更迅速地放出水，因此導(dǎo)致更快的凝固、干燥和固化時(shí)間和快速的強(qiáng) 度發(fā)展； 3. 提供堅(jiān)固、堅(jiān)硬且耐用的產(chǎn)物，該產(chǎn)物不粘且提供改善的防滑性； 4. 不需要且優(yōu)選不包含將有損于所述產(chǎn)物的性質(zhì)且在施用之后延遲所述產(chǎn)物的凝 固、固化和硬化的任何反應(yīng)遲延劑或其他添加劑； 5. 可配制成使用常規(guī)噴淋器、鋪路機(jī)或其他設(shè)備施用；和 6. 可分兩個(gè)涂層施用為密封劑材料且如果需要的話在一天或一夜時(shí)間內(nèi)加上條紋 且隨后投入車輛或行人交通。
[0026] 本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在查看附圖時(shí)和在閱讀優(yōu)選實(shí)施方案的以下詳述時(shí)將顯而 易見本發(fā)明的其他方面、特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0027] 該圖為表示根據(jù)本文所述的實(shí)施例進(jìn)行的試驗(yàn)的結(jié)果的條形圖。

【具體實(shí)施方式】
[0028] 本發(fā)明提供了陽離子浙青漿料組合物及制備和使用本發(fā)明組合物的方法。本發(fā)明 的陽離子浙青漿料組合物非常適合作為浙青路面密封劑施用和使用。另外，本發(fā)明的方法 可用于制備作為浙青修復(fù)或鋪路組合物使用的類似的本發(fā)明陽離子浙青漿料組合物。
[0029] 根據(jù)本發(fā)明方法的步驟，優(yōu)選將以下組分以所列出的量以及優(yōu)選以所列出的順序 加到水中。所給出的所有量都是以基于通過本發(fā)明方法制備的陽離子浙青漿料組合物的總 最后重量計(jì)的重量百分?jǐn)?shù)： 1) 非膨脹性粘土（優(yōu)選約10重量％-約22重量％); 2) pH緩沖填料（優(yōu)選約1重量％-約15重量％); 3) 著色劑（優(yōu)選約2重量％); 4) 膠乳聚合物（優(yōu)選約2重量％-約7重量％); 5) 極性聚合物硬化劑（優(yōu)選約2重量％到約10重量％); 6) 包含基于胺的乳化劑的陽離子乳化浙青（優(yōu)選約22重量％-約33重量％); 7) 聚集物（優(yōu)選約9重量％-約20重量％);和 8) 締合型增稠劑（優(yōu)選約0. 05-約1重量％)。
[0030] 在本發(fā)明方法的第一步驟中，將所述非膨脹性粘土加到水中。在形成本發(fā)明的陽 離子浙青漿料組合物中提供的水的總量將優(yōu)選為基于所述浙青漿料組合物產(chǎn)物的總最后 重量計(jì)在約45重量％-約55重量％范圍內(nèi)的量。在攪拌下優(yōu)選將所述非膨脹性粘土加到 水中且攪拌約1小時(shí)-約4小時(shí)的時(shí)間以形成水性懸浮液。
[0031] 所述非膨脹性粘土和本發(fā)明組合物的其他組分的加入和攪拌將優(yōu)選在具有合適 攪拌的混合槽如雙螺旋帶式共混器中進(jìn)行?；蛘?，所述非膨脹性粘土可在使用例如Cowle 混合器的剪切下與所述水組合。
[0032] 與將與水化合以形成水合物的斑脫土及其他材料形成對(duì)比，在本發(fā)明方法和組合 物中使用的非膨脹性粘土為當(dāng)與水混合時(shí)基本不會(huì)水合和溶脹的粘土材料。在本文中和 在權(quán)利要求書中使用的術(shù)語"非膨脹性粘土"是指在70 T下在沒有其他添加劑的情況下將 50g粘土加到450g水中產(chǎn)生在20rpm下用布氏粘度計(jì)的RV4定子測(cè)定的小于500cps的旋 轉(zhuǎn)粘度。
[0033] 所述非膨脹性粘土也將優(yōu)選有效使得當(dāng)以施用比率加到水中時(shí)所得懸浮液的pH 將優(yōu)選在約4-約9范圍內(nèi)且將更優(yōu)選在約4. 2-約7范圍內(nèi)。所述粘土懸浮液的pH將最 優(yōu)選在約4. 5-約5. 5范圍內(nèi)。
[0034] 所述非膨脹性粘土將優(yōu)選為高嶺石粘土、球粘土或其組合且將最優(yōu)選為高嶺石粘 土。另外，在本發(fā)明方法的該步驟中加入的非膨脹性粘土的量將最優(yōu)選為基于所述陽離子 浙青漿料組合物的總最后重量計(jì)約13重量％-約14重量％的量。
[0035] 在本發(fā)明方法的下一步驟中加到所述粘土懸浮液中的pH緩沖填料材料可為一種 類型的一種或多種材料，且將優(yōu)選以一定的量加入，該類型和該量有效（1)防止懸浮體系 在儲(chǔ)存中和隨著在制造中加入各種隨后的組合物組分而絮凝和不可逆的沉降和（2)使最 后的陽離子浙青漿料產(chǎn)物在約4-約9、更優(yōu)選約5-約8. 5且最優(yōu)選約6-約8的pH下平 衡。
[0036] 合適pH緩沖填料的實(shí)例包括但不限于碳酸鈣、碳酸鎂、熱解硅石、煅燒板巖、煅燒 頁(yè)巖、氧化鋁及其組合。所述PH緩沖填料將優(yōu)選為顆粒狀碳酸鈣。另外，所述pH緩沖填料 將更優(yōu)選以本發(fā)明陽離子浙青漿料產(chǎn)物總最后重量的約2%-約10%、最優(yōu)選約3%-約5%的 量加到所述粘土懸浮液中。
[0037] 適合在本發(fā)明方法和組合物中使用的具有有限水溶性的市售填料的實(shí)例包括：由 JM Huber 制造的 Hubercarb M4 ;由 JM Huber 制造的 Hubercarb Q4 ;和 Elkem EMS965 微米 二氧化硅。
[0038] 為了提供還將產(chǎn)生用于加條紋的高對(duì)比度背景的耐用、視覺吸引的浙青樣顏色， 在本發(fā)明程序的下一步驟中加到所述粘土懸浮液中的著色劑將優(yōu)選為碳黑。雖然通?？墒?用任何有效量，但是加到所述粘土懸浮液中的碳黑的量將優(yōu)選為本發(fā)明陽離子浙青漿料產(chǎn) 物總最后重量的約2重量％。適合在本發(fā)明方法和組合物中使用的市售碳黑分散體的實(shí)例 為由 Solution Dispersions 制造的 Midnight Blak C。
[0039] 在本發(fā)明方法的下一步驟中加到所述粘土漿料中的膠乳聚合物將優(yōu)選為將與在 隨后加入的陽離子乳化浙青中包含的基于胺的乳化劑反應(yīng)以增加水性懸浮液的粘度的陰 離子膠乳聚合物。所述陰離子膠乳聚合物可具有多達(dá)1微米但優(yōu)選不超過350納米的細(xì)粒 度且將優(yōu)選以一定的量加入，使得所述膠乳聚合物連同隨后在本發(fā)明方法中加入的締合型 增稠劑（如果有的話）將促使本發(fā)明的陽離子浙青漿料產(chǎn)物在約1000-約7000厘泊、更優(yōu) 選約2000-約5000厘泊且最優(yōu)選約3000厘泊的旋轉(zhuǎn)粘度（20rpm)下平衡。所述陰離子膠 乳聚合物優(yōu)選將以本發(fā)明陽離子浙青漿料產(chǎn)物總最后重量的約2%-約7%的量加入且更優(yōu) 選將以本發(fā)明陽離子浙青漿料產(chǎn)物總最后重量的約3重量％-約5重量％的量加入。
[0040] 所述陰離子膠乳聚合物優(yōu)選為苯乙烯丙烯酸類聚合物且最優(yōu)選具有約38°C的玻 璃化轉(zhuǎn)變溫度（Tg)和約8的pH。在本發(fā)明方法和組合物中優(yōu)選使用的苯乙烯丙烯酸類聚 合物的實(shí)例包括但不限于自Invia Pavement Technologies, LLC購(gòu)得的Tegra GT。
[0041] 所述陰離子膠乳聚合物還增加了本發(fā)明的陽離子浙青漿料產(chǎn)物的合乎需要的觸 變粘度性質(zhì)，使得當(dāng)暴露于噴淋施用噴嘴的高剪切條件時(shí)，所述材料易于排出。然而，本發(fā) 明組合物的粘度將迅速重建，使得所述組合物不會(huì)滴流或在施用其的襯底上行進(jìn)。
[0042] 接著加到所述漿料懸浮液中的極性聚合物硬化劑將優(yōu)選為聚乙烯醇或類似添加 齊U，當(dāng)施用本發(fā)明的組合物且其開始脫水并固化時(shí)，即使在所述組合物中仍然存在顯著量 的水，所述極性聚合物硬化劑將促使本發(fā)明組合物非?？焖俚卦黾觾?yōu)異的強(qiáng)度。經(jīng)由與所 述粘土的極性位點(diǎn)（polar cites)和與所述陰離子膠乳聚合物的離子相互作用以及因?yàn)槠?希望脫水及其自身交聯(lián)的能力，所述聚乙烯醇或其他硬化劑用以在噴淋應(yīng)用之后非常迅速 地將組合物結(jié)合在一起形成非常堅(jiān)固的三維網(wǎng)絡(luò)。此外，所得結(jié)構(gòu)沒有粘性且提供優(yōu)異的 耐擦傷性。
[0043] 如上所述，所述極性聚合物硬化劑將優(yōu)選以本發(fā)明陽離子浙青漿料產(chǎn)物總最后重 量的約2%-約10%的量且將更優(yōu)選以本發(fā)明陽離子浙青漿料產(chǎn)物總最后重量的約5重量％ 的量加到所述漿料懸浮液中。市售極性聚合物硬化劑的實(shí)例包括聚丙烯酸、聚丙烯酸酯和 聚乙烯醇。在本發(fā)明方法中使用的優(yōu)選材料為自Invia Pavement Technologies, LLC購(gòu) 得的Tegra OJ聚乙烯醇。
[0044] 在本發(fā)明方法和組合物中使用的陽離子乳化浙青包含一種或多種基于胺的乳化 劑且優(yōu)選具有約2. 1-約4. 5的pH。所述陽離子乳化浙青更優(yōu)選具有約2. 5-約3的pH。另 夕卜，特別是對(duì)于本發(fā)明組合物作為浙青路面密封劑使用，所述陽離子乳化浙青的基礎(chǔ)浙青 的穿透性使得針入度值將在約20-約75范圍內(nèi)且將更優(yōu)選在約30-約50范圍內(nèi)。
[0045] 對(duì)于本發(fā)明的目的，適合在所述陽離子乳液中使用的基于胺的乳化劑的實(shí)例包括 但不限于二季胺、木質(zhì)素胺、牛油二元胺、牛油-二季胺、酰胺基胺、牛油四胺和咪唑啉。 [0046] 適合在本發(fā)明方法和組合物中使用的市售陽離子乳化浙青組合物的實(shí)例包括：由 Invia Pavement Technologies, LLC 制造的 CSS-1HH 和由 Vance Brothers, Inc 制造的 CSS-1HH。
[0047] 在本發(fā)明方法的下一步驟中、特別是在本發(fā)明組合物意欲作為噴涂型路面密封劑 使用時(shí)加入的所述集料的粒度將優(yōu)選使得100%或基本上100%的所述集料將通過8號(hào)US 篩或更優(yōu)選16號(hào)US篩。所述集料的粒度還將優(yōu)選使得不超過20%的所述材料將通過200 號(hào)US篩。
[0048] 適合在本發(fā)明方法和組合物中使用的市售集料的實(shí)例為由Harsco制造的Black Beauty XFine 30-60〇
[0049] 可在本發(fā)明方法的結(jié)尾加入的締合型增稠劑將優(yōu)選為也將與所述陽離子乳化浙 青的基于胺的乳化劑反應(yīng)以增加所述陽離子浙青漿料產(chǎn)物的粘度的丙烯酸類增稠劑。所述 丙烯酸類增稠劑還優(yōu)選為對(duì)在組合物中為陽離子的對(duì)堿敏感的聚合物。
[0050] 優(yōu)選在本發(fā)明方法的該步驟中使用的丙烯酸類增稠劑的實(shí)例為得自Invia Pavement Technologies, LLC 的 Tegra LZ〇
[0051] 如果使用的話，則所述締合型增稠劑將優(yōu)選以本發(fā)明陽離子浙青漿料組合物產(chǎn)物 總最后重量的約〇. 05%-約3%、更優(yōu)選約0. 1%-約1%且最優(yōu)選約0. 5%的量加到所述漿料懸 浮液中。另外，如上所述，所述加入量的締合型增稠劑與在本發(fā)明方法的較早步驟中加入量 的膠乳聚合物將優(yōu)選生效，使得本發(fā)明的陽離子浙青漿料產(chǎn)物將在約1000-約7000厘泊、 更優(yōu)選約2000-約5000厘泊且最優(yōu)選約3000厘泊的旋轉(zhuǎn)粘度（20rpm)下平衡。
[0052] 與在本領(lǐng)域中現(xiàn)今制備的陽離子浙青漿料組合物相反，特別是在本發(fā)明陽離子浙 青漿料組合物的PH范圍內(nèi)，本發(fā)明的組合物可在不破乳且不凝固的情況下在封閉容器中 在多達(dá)125 T的溫度下且甚至在多達(dá)140 T或更高的溫度下儲(chǔ)存多達(dá)14天，更優(yōu)選多達(dá)28 天或更久。另外，所述組合物將在儲(chǔ)存期間在沒有不可逆的分離或沉降且沒有任何顯著的 性能損失的情況下保持均勻懸浮。
[0053] 通過本發(fā)明提供的陽離子浙青漿料產(chǎn)物可使用常規(guī)噴桿式噴淋器、常規(guī)密封劑噴 淋機(jī)或其他常規(guī)設(shè)備施用。在施用時(shí)，本發(fā)明組合物將由于脫水和交聯(lián)而固化，且如上論述 將快速凝固且將迅速地產(chǎn)生足夠的強(qiáng)度以恢復(fù)車輛或行人通行。
[0054] 以下實(shí)施例意欲說明而決不限制所要求保護(hù)的發(fā)明。 實(shí)施例
[0055] 陽離子浙青密封劑組合物通過將以下組分以所給出的量且以所列出的順序加到 水中來制備。

【權(quán)利要求】
1. 制備浙青漿料組合物的方法，其包括以下步驟： (a) 將非膨脹性粘土加到水中以形成水性懸浮液； (b) 將pH緩沖填料加到所述水性懸浮液中； (c) 將膠乳聚合物加到所述水性懸浮液中； (d) 在步驟（b)和（c)之后將極性聚合物硬化劑加到所述水性懸浮液中；隨后 (e) 將陽離子乳化浙青加到所述水性懸浮液中，所述陽離子乳化浙青包含胺乳化劑； 和隨后 (f) 將集料加到所述水性懸浮液中，其中 所述pH緩沖填料在步驟（b)中以足以防止所述水性懸浮液在存在所述極性聚合物硬 化劑時(shí)絮凝的量加入且 所述膠乳聚合物為將與在所述陽離子乳化浙青中的所述胺乳化劑反應(yīng)以增加所述水 性懸浮液的粘度的聚合物。
2. 權(quán)利要求1的方法，其中所述非膨脹性粘土為高嶺石粘土、球粘土或其組合。
3. 權(quán)利要求1的方法，其中所述膠乳聚合物為陰離子苯乙烯丙烯酸類聚合物。
4. 權(quán)利要求3的方法，其中所述陰離子苯乙烯丙烯酸類聚合物具有小于350納米的粒 度。
5. 權(quán)利要求3的方法，其中所述陰離子苯乙烯丙烯酸類聚合物在步驟（c)中以足夠的 量加到所述水性懸浮液中，使得所述浙青漿料組合物在步驟（f)之后的其最后平衡形式下 將在20rpm下具有約1000-約7000厘泊的最后旋轉(zhuǎn)粘度。
6. 權(quán)利要求5的方法，其中所述在20rpm下的最后旋轉(zhuǎn)粘度將為約2000-5000厘泊。
7. 權(quán)利要求1的方法，其中所述極性聚合物硬化劑為聚乙烯醇、聚丙烯酸或聚丙烯酸 酯。
8. 權(quán)利要求1的方法，其中所述極性聚合物硬化劑為聚乙烯醇。
9. 權(quán)利要求1的方法，其中所述pH緩沖填料為碳酸鈣、碳酸鎂、熱解硅石、煅燒板巖、煅 燒頁(yè)巖、氧化鋁或其組合。
10. 權(quán)利要求9的方法，其中所述pH緩沖填料為顆粒狀碳酸鈣。
11. 權(quán)利要求9的方法，其中在步驟（b)中加入的所述量的所述pH緩沖填料也有效地 使所述浙青漿料組合物在步驟（f)之后的其最后平衡形式下將具有約4-約9的最后pH。
12. 權(quán)利要求11的方法，其中所述浙青漿料組合物的所述最后pH將為約6-約8. 5。
13. 權(quán)利要求1的方法，其中所述陽離子乳化浙青包含具有約20-約75的針入度值的 基礎(chǔ)浙青。
14. 權(quán)利要求1的方法，其中所述陽離子乳化浙青的所述基礎(chǔ)浙青具有約30-約50的 針入度值。
15. 權(quán)利要求1的方法，其中100%的所述集料將通過8號(hào)US篩。
16. 權(quán)利要求15的方法，其中不超過20%的所述集料將通過200號(hào)US篩。
17. 權(quán)利要求1的方法，其中： 所述浙青漿料組合物具有最后總重量， 所述非膨脹性粘土在步驟（a)中以所述最后總重量的約10重量％-約22重量％的量 加入， 在步驟（b)中加入的所述pH緩沖填料的所述量為所述最后總重量的約1重量％-約15 重量％， 所述膠乳聚合物在步驟（c)中以所述最后總重量的至少2重量％的量加入， 所述極性聚合物硬化劑在步驟（d)中以所述最后總重量的約2重量％-約10重量％的 量加入， 所述陽離子乳化浙青在步驟（c)中以所述最后總重量的約22重量％-約33重量％的 量加入，且 所述集料在步驟（f)中以所述最后總重量的9重量％-約20重量％的量加入。
18. 權(quán)利要求1的方法，其還包括在步驟（f)之后的步驟（g)，將締合型增稠劑加到所 述水性懸浮液中，所述締合型增稠劑將與在所述陽離子乳化浙青中的所述胺乳化劑反應(yīng)以 增加所述浙青楽料組合物的所述粘度。
19. 權(quán)利要求18的方法，其中所述締合型增稠劑為對(duì)堿敏感的丙烯酸類增稠劑。
20. 權(quán)利要求19的方法，其中： 在步驟（c)中加入的所述膠乳聚合物為苯乙烯丙烯酸類聚合物， 所述苯乙烯丙烯酸類聚合物在步驟（c)中以所述浙青漿料組合物的最后總重量的至 少2重量％的量加入， 所述締合型增稠劑在步驟（g)中以所述浙青漿料組合物的所述最后總重量的至少 0. 05重量％的量加入， 在步驟（c)中加入的所述量的所述苯乙烯丙烯酸類聚合物和在步驟（g)中加入的所述 量的所述締合型增稠劑共同生效，以使得所述浙青漿料組合物在步驟（g)之后的其最后平 衡形式下將在20rpm下具有約1000-約7000厘泊的最后旋轉(zhuǎn)粘度。
21. 權(quán)利要求20的方法，其中在20rpm下的所述最后旋轉(zhuǎn)粘度將為約2000-約5000厘 泊。
22. 權(quán)利要求1的方法，其中步驟（a)-(f)以一定的方式進(jìn)行且所述非膨脹性粘土、 所述pH緩沖填料、所述膠乳聚合物、所述極性聚合物硬化劑、所述陽離子乳化浙青和所述 集料以一定的量加入，使得通過所述方法制備的所述浙青漿料組合物可在封閉容器中在 125 °F的溫度下儲(chǔ)存至少14天而不破乳。
23. 通過權(quán)利要求1的方法制備的浙青漿料組合物。
24. 通過權(quán)利要求2的方法制備的浙青漿料組合物。
25. 通過權(quán)利要求5的方法制備的浙青漿料組合物。
26. 通過權(quán)利要求7的方法制備的浙青漿料組合物。
27. 通過權(quán)利要求9的方法制備的浙青漿料組合物。
28. 通過權(quán)利要求11的方法制備的浙青漿料組合物。
29. 通過權(quán)利要求12的方法制備的浙青漿料組合物。
30. 通過權(quán)利要求13的方法制備的浙青漿料組合物。
31. 通過權(quán)利要求15的方法制備的浙青漿料組合物。
32. 通過權(quán)利要求17的方法制備的浙青漿料組合物。
33. 通過權(quán)利要求20的方法制備的浙青漿料組合物。
34. 通過權(quán)利要求22的方法制備的浙青漿料組合物。
35. 制備浙青漿料密封劑組合物的方法，其中通過所述方法制備的所述浙青漿料密封 劑組合物具有總最后重量且所述方法包括以下步驟： (a) 通過將選自高嶺石粘土、球粘土或其組合的粘土材料以所述總最后重量的約10 重量％-約22重量％的量加到水中來形成水性懸浮液； (b) 將包含碳酸鈣、碳酸鎂、熱解硅石、煅燒板巖、煅燒頁(yè)巖、氧化鋁或其組合的pH緩 沖填料以所述總最后重量的約1重量％-約15重量％的量加到所述水性懸浮液中； (c) 將苯乙烯丙烯酸類聚合物以所述總最后重量的約2重量％-約7重量％的量加到 所述水性懸浮液中； (d) 在步驟（b)和（c)之后，將聚乙烯醇以所述總最后重量的約2重量％-約10重量％ 的量加到所述水性懸浮液中；隨后 (e) 將陽離子乳化浙青以所述總最后重量的約22重量％-約33重量％的量加到所述 水性懸浮液中；和隨后 (f) 將集料以所述總最后重量的約9重量％-約20重量％的量加到所述水性懸浮液中， 其中： 所述陽離子乳化浙青包含與所述苯乙烯丙烯酸類聚合物反應(yīng)以增加所述水性懸浮液 的粘度的胺乳化劑， 所述陽離子乳化浙青包含具有約20-約75的針入度值的基礎(chǔ)浙青，且 基本上100%的所述集料將通過8號(hào)US篩。
36. 權(quán)利要求35的方法，其還包括在步驟（f)之后的步驟（g)，向所述水性懸浮液中 加入所述總最后重量的至少〇. 05重量％的量的丙烯酸類添加劑，所述丙烯酸類添加劑將 與所述胺乳化劑反應(yīng)以進(jìn)一步增加所述水性懸浮液的所述粘度，其中在步驟（c)中加入的 所述量的所述苯乙烯丙烯酸類聚合物和在步驟（g)中加入的所述量的所述丙烯酸類添加 劑共同生效，以使得通過所述方法制備的所述浙青密封劑漿料組合物將在20rpm下具有約 1000-約7000厘泊的最后旋轉(zhuǎn)粘度。
37. 權(quán)利要求36的方法，其中在20rpm下的所述最后旋轉(zhuǎn)粘度將為約2000-約5000厘 泊。
38. 權(quán)利要求35的方法，其中步驟（a)-(f)以一定的方式進(jìn)行且所述量的所述粘土 材料、所述pH緩沖填料、所述苯乙烯丙烯酸類聚合物、所述聚乙烯醇、所述陽離子乳化浙青 和所述集料有效使得通過所述方法制備的所述浙青密封劑漿料組合物可在封閉容器中在 125 °F的溫度下儲(chǔ)存至少14天而不破乳。
39. 通過權(quán)利要求35的方法制備的浙青漿料密封劑組合物。
40. 通過權(quán)利要求36的方法制備發(fā)浙青漿料密封劑組合物。
41. 通過權(quán)利要求37的方法制備的浙青漿料密封劑組合物。
42. 通過權(quán)利要求38的方法制備的浙青漿料密封劑組合物。
43. 施用浙青密封劑到浙青路面的方法，其包括以下步驟： (a) 使用權(quán)利要求35的方法制備浙青密封劑漿料組合物，和 (b) 施用所述浙青密封劑漿料組合物到所述浙青路面的表面。
44. 權(quán)利要求43的方法，其中所述浙青密封劑漿料組合物通過噴淋施用到所述浙青路 面的所述表面。
45. 施用浙青密封劑到浙青路面的方法，其包括以下步驟： (a) 使用權(quán)利要求36的方法制備浙青密封劑漿料組合物，和 (b) 施用所述浙青密封劑漿料組合物到所述浙青路面的表面。
46. 權(quán)利要求45的方法，其中所述浙青密封劑漿料組合物通過噴淋施用到所述浙青路 面的所述表面。
【文檔編號(hào)】C08K3/26GK104292860SQ201410230061
【公開日】2015年1月21日 申請(qǐng)日期:2014年5月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月28日
【發(fā)明者】T.M.奧康奈爾, R.J.普賴斯, D.J.諾爾思拉普二世, A.C.?？怂? J.J.羅倫奇, A.T.比克福德 申請(qǐng)人:因維亞鋪筑技術(shù)有限責(zé)任公司