Листовые материалы на асфальтной основе, содержащие расширяющийся графит

Листовые материалы на асфальтной основе, содержащие расширяющийся графит

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Настоящая заявка испрашивает приоритет на основании заявки на патент США №13/804202, поданной 14 марта 2013 года и предварительных заявок на патент США №61/694435, поданной 29 августа 2012 года, 61/684180, поданной 17 августа 2012 года, и 61/670864, поданной 12 июля 2012 года, содержание каждой из которых включено в настоящую заявку посредством ссылок.

Область техники, к которой относится изобретение

Варианты реализации настоящего изобретения относятся к листовым материалам на асфальтной основе, содержащим расширяющийся графит. Указанные листовые материалы могут применяться в качестве подложки кровли, кровельных изоляционных материалов и защитных материалов, таких как материалы для воздухо-, паро- и/или влагоизоляции.

Уровень техники

Листовые материалы на асфальтной основе широко используют в строительстве. Например, модифицированный полимерами листовой материал на асфальтной основе используют в качестве изоляционного материала для плоской кровли или кровли с малым наклоном с гидроизоляцией. В уровне техники известно, что указанные кровельные системы могут включать несколько слоев листов на асфальтной основе, включая листы подложки и верхние слои. Другие примеры включают защитные материалы, такие как материалы для воздухо-, паро- или влагоизоляции. Указанные материалы, как правило, используют на крышах или вертикальных поверхностях, таких как стены, для обеспечения желаемой стойкости материала к воздуху, пару и/или влаге. Другие примеры включают подложки, которые используют при кровельных работах для обеспечения дополнительного слоя защиты кровли. Указанная дополнительная защита может обеспечивать помимо прочих преимуществ водо-, влаго-, тепло- или огнестойкость. В соответствии со своим названием подложка, как правило, располагается ниже внешнего или первичного слоя зашиты кровли, который может включать черепицу, изоляционные материалы, такие как полимерные или асфальтовые изоляционные материалы, кровельную плитку и металлические панели или облицовочные материалы.

Что касается подложек, то для обеспечения дополнительной водо- и/или влагостойкости кровли в качестве подложки традиционно используют строительный картон, пропитанный асфальтом. Другие формы подложек включают синтетические материалы, такие как термопластичные или термоотверждающиеся материалы, полученные в виде листов. В качестве подложек также используют композитные материалы, такие как многослойные композиты асфальта и синтетического полимера.

Для обеспечения определенных огнестойких свойств, требуемых в соответствии с правилами или системой классификации, можно использовать огне- или пламестойкие подложки. Указанные подложки могут включать текстильные материалы, включая тканые и нетканые полотна, полученные из огнестойких материалов, таких как фиберглас. Указанные ткани могут включать покрытие, такое как минеральное покрытие, которое дополнительно увеличивает пламе- или огнестойкость подложки.

Если при использовании подложки желательно добиваться влагостойкости, а также пламе- или огнестойкости, например, металлических кровельных систем, используют несколько подложек. Например, первую подложку можно использовать для обеспечения влаго- или водостойкости, а вторую подложку можно использовать для обеспечения пламе- или огнестойкости. Этот способ, тем не менее, имеет несколько недостатков, включая повышенную сложность установки нескольких подложек.

Краткое описание чертежей

На фиг. 1 приведен перспективный вид поперечного сечения листа на асфальтной основе согласно одному или более вариантам реализации настоящего изобретения.

На фиг. 2 приведено поперечное сечение листа на асфальтной основе согласно одному или более вариантам реализации настоящего изобретения.

На фиг. 3 приведено поперечное сечение листа на асфальтной основе согласно одному или более вариантам реализации настоящего изобретения.

На фиг. 4 приведен перспективный вид строительного сооружения с металлической или плиточной кровельной системой, содержащей листы на асфальтной основе согласно вариантам реализации настоящего изобретения.

На фиг. 5 приведен перспективный вид строительного сооружения с плоской кровельной системой, содержащей лист на асфальтной основе согласно вариантам реализации настоящего изобретения.

На фиг. 6 приведен перспективный вид строительного сооружения со стеновой системой, содержащей лист на асфальтной основе согласно вариантам реализации настоящего изобретения.

Раскрытие изобретения

В одном или более вариантах реализации настоящего изобретения предложен лист на асфальтной основе, содержащий асфальтовый компонент, включающий асфальтовый связующий материал и расширяющийся графит.

В других вариантах реализации настоящего изобретения предложена кровельная система, включающая настил кровли; подложку; и одну или более металлических панелей или кровельных плиток, расположенных поверх подложки; где подложка содержит асфальтовый компонент, включающий асфальтовый связующий материал и расширяющийся графит, диспергированный в асфальтовом связующем материале.

В других вариантах реализации настоящего изобретения предложен способ получения листа на асфальтной основе, включающий получение расплавленной асфальтовой композиции путем введения расширяющегося графита в асфальтовый связующий материал при температуре ниже той, что вызывает разрушающее расширение расширяющегося графита, и изготовление листа на асфальтной основе из расплавленной асфальтовой композиции.

В других вариантах реализации настоящего изобретения предложен лист на асфальтной основе, содержащий асфальтовый компонент, включающий асфальтовый связующий материал и слой, включающий расширяющийся графит, где указанный слой, включающий расширяющийся графит является смежным по отношению к указанному асфальтовому компоненту.

В других вариантах реализации настоящего изобретения предложен способ получения листа на асфальтной основе, включающий обеспечение листа на асфальтной основе и внесение частиц расширяющегося графита в лист на асфальтной основе.

Подробное описание иллюстративных вариантов реализации

Варианты реализации настоящего изобретения основаны, по меньшей мере отчасти, на изобретении листов на асфальтной основе, содержащих асфальтовый компонент и расширяющийся графит. В определенных вариантах реализации лист на асфальтной основе включает асфальтовый компонент и расширяющийся графит, диспергированный в асфальтовом компоненте. В указанных или других вариантах реализации лист на асфальтной основе включает слой расширяющегося графита, расположенный по соседству с асфальтовым компонентом. В одном или более вариантах реализации лист на асфальтной основе обладает эффективной стойкостью к воде, влаге и/или воздуху благодаря асфальтной основе листа, а также является пламестойким благодаря наличию расширяющегося графита. Полагают, что одно или более преимуществ настоящего изобретения обусловлены наличием расширяющегося графита внутри или по соседству с асфальтовым компонентом листа. Несмотря на то, что из уровня техники известно использование расширяющегося графита в качестве замедлителя горения, в уровне техники отсутствует описание включения расширяющегося графита в асфальтовый компонент листового материала или размещения слоя расширяющегося графита по соседству с асфальтовым компонентом. В вариантах реализации настоящего изобретения предложен способ включения расширяющегося графита в асфальтовый компонент листа в отсутствие расширения графита, которое могло бы приводить к повреждению материала (т.е. графит не расширяется в той степени, при которой происходит повреждение материала). В конкретных вариантах реализации асфальтовый компонент листового материала дополнительно включает дополняющий замедлитель горения, который, как полагают, синергически взаимодействует с расширяющимся графитом для обеспечения пламестойкости.

Строение листа

В одном или более вариантах реализации лист на асфальтной основе представляет собой или включает плоскую основу из материала на основе асфальта, которую также можно называть асфальтовым компонентом листа или асфальтового слоя 12. Например, как показано на фиг. 1, лист на асфальтной основе 11 включает асфальтовый компонент 12, имеющий первую плоскую поверхность 13 и вторую плоскую поверхность 14. Лист 11 необязательно может включать текстильную ткань 15, встроенную или погруженную в асфальтовый компонент 12. В определенных вариантах реализации лист не содержит холст или ткань. Асфальтовый компонент 12, как будет более подробно описано далее, может включать различные составляющие, такие как полимерные модификаторы и наполнители, а также расширяющийся графит 16 и необязательно замедлители горения (не показаны) согласно настоящему изобретению. В одном или более вариантах реализации лист 11 может дополнительно включать один или более полимерных слоев 17, приклеенных к асфальтовому компоненту 12 листа 11. Например, лист на асфальтной основе 11 может включать асфальтовый компонент 12, приклеенный к полипропиленовому листу. В других вариантах реализации слой 17 может включать слой высвобождаемых агентов, таких как оксид кремния, песок или тальк. Кроме того, по меньшей мере к одной из внешних плоских поверхностей 13 или 14 можно прикреплять удаляемую разделительную пленку 19.

В одном или более вариантах реализации необязательно добавляемая текстильная ткань 15, которую также можно называть тканевым армирующим наполнителем 15, или просто армирующим наполнителем 15, может включать тканые и нетканые полотна. Из уровня техники известны различные тканые армирующие наполнители, и варианты реализации настоящего изобретения не обязательно ограничены выбором конкретной ткани. В одном или более вариантах реализации армирующий наполнитель 15 можно изготавливать из фибергласа и/или синтетических волокон или нитей. Типовые синтетические волокна включают волокна, полученные из сложных полиэфиров или полиимидов.

В одном или более вариантах реализации толщина листа на асфальтной основе 11 может составлять по меньшей мере 10 (254 мкм), в других вариантах реализации по меньшей мере 20 (508 мкм), а в других вариантах реализации по меньшей мере 30 мил (762 мкм). В указанных или других вариантах реализации толщина листа на асфальтной основе 11 может составлять не более 120 (3048 мкм), в других вариантах реализации не более 100 (2540 мкм), в других вариантах реализации не более 90 (2286 мкм), а в других вариантах реализации не более 80 мил (2032 мкм). В одном или более вариантах реализации толщина листа на асфальтной основе 11 может составлять от примерно 10 до примерно 100 (от примерно 254 до примерно 2540 мкм), в других вариантах реализации от примерно 20 до примерно 90 (от примерно 508 до примерно 2286 мкм), а в других вариантах реализации от примерно 30 до примерно 80 мил (от примерно 762 до примерно 2032 мкм). В других вариантах реализации, в частности в тех, где лист на асфальтной основе используют для вертикальных применений, толщина листа на асфальтной основе может быть значительно более низкой. Например, толщина листа может составлять менее 20 (508 мкм), в других вариантах реализации менее 15 (381 мкм), а в других вариантах реализации менее 10 мил (254 мкм), где толщина находится в диапазоне от 2 до 20 мил (от 51 до 508 мкм), в других вариантах реализации от 3 до 15 мил (от 76 до 381 мкм), а в других вариантах реализации от 5 до 10 мил (от 127 до 254 мкм).

В одном или более вариантах реализации масса листа на асфальтной основе может составлять по меньшей мере 5 (0,24 кг/кв.м), в других вариантах реализации по меньшей мере 10 (0,49 кг/кв.м), а в других вариантах реализации по меньшей мере 15 фунтов на сто квадратных футов (0,73 кг/кв.м). В указанных или других вариантах реализации масса листа на асфальтной основе может составлять не более 90 (4,4 кг/кв.м), в других вариантах реализации не более 70 (3,4 кг/кв.м), а в других вариантах реализации не более 50 фунтов на 100 квадратных футов (2,4 кг/кв.м). В указанных или других вариантах реализации масса листа на асфальтной основе может составлять от 5 до 100 (от 0,24 до 4,9 кг/кв.м), в других вариантах реализации от 10 до 80 (от 0,49 до 3,9 кг/кв.м), а в других вариантах реализации от 15 до 50 фунтов на сто квадратных футов (от 0,73 до 2,4 кг/кв.м). В других вариантах реализации, в частности в тех, где лист на асфальтной основе используют для вертикального применения, масса листа на асфальтной основе может быть значительно более низкой. Например, масса листа может составлять менее 60 (2,9 кг/кв.м), в других вариантах реализации менее 50 (2,4 кг/кв.м), а в других вариантах реализации менее 40 фунтов на сто квадратных футов (2,0 кг/кв.м), где масса находится в диапазоне от 5 до 60 (от 0,24 до 2,9 кг/кв.м), в других вариантах реализации от 10 до 50 (от 0,49 до 2,4 кг/кв.м), а в других вариантах реализации от 15 до 40 фунтов на сто квадратных футов (от 0,73 до 2,0 кг/кв.м).

В других вариантах реализации, как показано, например, на фиг. 2, лист на асфальтной основе 11 включает асфальтовый компонент 12, имеющий первую плоскую поверхность 13 и вторую плоскую поверхность 14. Смежно по отношению к асфальтовому компоненту 12 расположен слой 18, включающий расширяющийся графит 16. Слой 18 может быть смежным относительно асфальтового компонента 12 что является следствием процесса изготовления листа на асфальтной основе 11, что более подробно будет описано далее. Лист на асфальтной основе 11 может необязательно содержать полимерный слой 17, который также можно называть полимерным покрытием 17. В других вариантах реализации слой 17 может включать слой высвобождаемых агентов, таких как оксид кремния, песок или тальк. В других вариантах реализации слой 17 может представлять собой стеклянную сетку, мат из сложного полиэфира, металлическую фольгу (например, алюминиевую фольгу), ткань, эластомерный слой и т.д.

В одном или более вариантах реализации слой 18 включает один или более слоев частиц расширяющегося графита 16. Указанные частицы могут удерживаться в матрице материала на асфальтной основе, расположенного внутри по меньшей мере части слоя 18. В указанных или других вариантах реализации расширяющийся графит 16 удерживается за счет адгезии к поверхности асфальта. В одном или более вариантах реализации асфальтовый компонент 12 также может включать диспергированный в нем расширяющийся графит. Другими словами, лист на асфальтной основе может включать расширяющийся графит, диспергированный в асфальтовом компоненте, и слой 18 расширяющегося графита, расположенный смежно по отношению к компоненту 12.

В одном или более вариантах реализации слой 18 может включать плоскую область внутри листа 11, которая включает расширяющийся графит в более высокой концентрации по сравнению с любым другим участком листа 11. Таким образом, слой 18 может включать сплошной слой расширяющегося графита с переменной или относительно постоянной толщиной внутри листа 11. Или в других вариантах реализации расширяющийся графит может располагаться в области в виде несплошного слоя, если концентрация расширяющегося графита в указанной области превышает концентрацию в других областях или участках листа 11. В одном или более вариантах реализации неоднородность содержания расширяющегося графита в слое 18 может возникать в результате использования материала на асфальтной основе, который может образовывать матрицу, где расширяющийся графит по меньшей мере частично диспергирован в указанной области или слое. Также следует понимать, что концентрация расширяющегося графита в указанном слое может быть непостоянной. Действительно, как будет понятно из описания способов изготовления листов согласно указанному варианту реализации, может существовать градиент концентрации, то есть происходит перемещение графита из области с максимальной концентрацией в область с пониженной концентрацией. Как показано на перспективном изображении, приведенном на фиг. 2, концентрация расширяющегося графита 16, расположенного в слое 18 на максимальном удалении от плоской поверхности 13, является максимальной, что соответствует минимальной концентрации асфальта. С другой стороны концентрация расширяющегося графита 16 вблизи плоской поверхности 13 является минимальной концентрацией расширяющегося графита внутри слоя 18.

В других вариантах реализации, которые могут быть описаны на фиг. 3, дополнительный слой асфальта 12' расположен по соседству со слоем расширяющегося графита 18 напротив асфальтового компонента или слоя 12. Слой 12' также можно называть слоем покрытия 12', и аспекты указанного варианта реализации могут быть описаны как слой или область 18, заключенные между слоями асфальтового связующего вещества или материала. Согласно описанным выше вариантам реализации указанный слой 12' может включать расширяющийся графит 16 в более низкой концентрации по сравнению со слоем 18. Тем не менее, в одном или более вариантах реализации слой 12' может включать расширяющийся графит, диспергированный в указанном слое, несмотря на то, что его концентрация ниже концентрации расширяющегося графита в области 18. Действительно, в одном или более вариантах реализации между слоями 12' и 18 может существовать градиент концентрации, аналогичный градиенту концентрации, описанному выше.

Несмотря на то, что, как полагают, использование сплошного слоя или области (например, области 18) является эффективным, также предполагается, что лист может включать несколько разделенных областей расширяющегося графита, то есть может содержать рисунок, где на поверхность листа на асфальтной основе расширяющийся графит наносят рядами или полосами по направлению обработки листа. Это может быть эффективным, если желательно добиваться высокой адгезии к верхнему листу (например, к листу 17).

В одном или более вариантах реализации толщина слоя 18 может составлять по меньшей мере 10 мкм, в других вариантах реализации по меньшей мере 20 мкм, в других вариантах реализации по меньшей мере 30 мкм, в других вариантах реализации по меньшей мере 75 мкм, а в других вариантах реализации по меньшей мере 100 мкм. В указанных или других вариантах реализации толщина слоя 18 может составлять не более 3 мм, в других вариантах реализации не более 2 мм, а в других вариантах реализации не более 1 мм. В одном или более вариантах реализации толщина слоя 18 может составлять от примерно 10 мкм до примерно 3 мм, в других вариантах реализации от примерно 75 мкм до примерно 2 мм, а в других вариантах реализации от примерно 100 мкм до примерно 1 мм.

В одном или более вариантах реализации толщина слоя 12' может составлять по меньшей мере 2 мкм, в других вариантах реализации по меньшей мере 5 мкм, а в других вариантах реализации по меньшей мере 20 мкм. В указанных или других вариантах реализации толщина слоя 12' может составлять не более 1 мм, в других вариантах реализации не более 0,5 мм, в других вариантах реализации не более 0,25 мм, в других вариантах реализации не более 0,1 мм, а в других вариантах реализации не более 0,050 мм. В одном или более вариантах реализации толщина слоя 12' может составлять от примерно 1 мкм до примерно 2 мм, в других вариантах реализации от примерно 2 мкм до примерно 0,5 мм, а в других вариантах реализации от примерно 5 мкм до примерно 0,050 мм.

Асфальт и компоненты

Как отмечалось выше, лист на асфальтной основе согласно одному или более вариантам реализации настоящего изобретения включает асфальтовый компонент. Асфальтовый компонент включает асфальтовый связующий материал и расширяющийся графит, диспергированный в связующем материале. Асфальтовый компонент также может включать полимерные модификаторы, наполнители, агенты, придающие клейкость, дополнительные замедлители горения и другие компоненты, традиционно используемые в строительных материалах на асфальтной основе, диспергированные в связующем материале.

Асфальтовый связующий материал

Термин «асфальтовый связующий материал» используют в значении, принятом специалистами в данной области и соответствующем определению, приведенному в AASHTO М320. При использовании в настоящем описании термины «асфальт» и «асфальтовый связующий материал» можно использовать в качестве синонимов. Асфальтовый связующий материал может быть получен из любого источника асфальта, такого как природный асфальт, горный асфальт, полученный из нефтеносных песков, или нефтяной асфальт, полученный при очистке нефти. В других вариантах реализации асфальтовые связующие материалы могут включать смесь различных асфальтов, которую нельзя отнести к какому-либо определенному классу качества. В это определение включены продутый асфальт, асфальт, полученный путем вакуумной перегонки, асфальт, полученный путем перегонки с паром, асфальт, разбавленный нефтяным дистиллятом, или асфальт для пропитки кровельных материалов. В качестве альтернативы можно выбирать гильсонит, природный или синтетический, используемый отдельно или в смеси с нефтяным асфальтом. Синтетические асфальтовые смеси, подходящие для применения согласно настоящему изобретению, описаны, например, в патенте США №4437896. В одном или более вариантах реализации асфальт включает асфальт, полученный из нефти, и асфальтовые остатки. Указанные композиции могут включать асфальтены, смолы, циклические соединения и предельные углеводороды. Общее процентное содержание указанных компонентов в асфальтовой связующей композиции может быть различным в зависимости от источника асфальта.

Асфальтены включают черные аморфные твердые вещества, содержащие помимо углерода и водорода некоторое количество атомов азота, серы и кислорода. Также могут присутствовать следовые элементы, такие как никель и ванадий. Асфальтены в целом рассматривают как высокополярные ароматические материалы со среднечисловой молекулярной массой от примерно 2000 до примерно 5000 г/моль, которые могут составлять от примерно 5% до примерно 25% от массы асфальта.

Смолы (полярные ароматические вещества) включают темные твердые и полутвердые высококлейкие фракции с относительно высокой молекулярной массой, содержащиеся в мальтенах. Они могут включать диспергирующие агенты для пластификаторов асфальтенов и отношение смол к асфальтенам определяет, до некоторой степени, природу асфальта, который может иметь золь- или гель-тип. Смолы, выделяемые из битуменов, могут иметь среднечисловую молекулярную массу от примерно 0,8 до примерно 2 кг/моль, но они имеют широкое молекулярно-массовое распределение. Этот компонент может составлять от примерно 15 до примерно 25% по массе от массы асфальта.

Циклические вещества (нафтеновые ароматические вещества) включают соединения с наименьшей молекулярной массой среди битуменов и составляют основную часть дисперсионной среды для пластифицированных асфальтенов. Они могут составлять от примерно 45 до примерно 60% по массе от общей массы асфальтового связующего материала и могут представлять собой темные вязкие жидкости. Они могут включать соединения с ароматическим и нафтеновым ароматическим ядром и боковыми цепями и могут иметь молекулярную массу от 0,5 до примерно 9 кг/моль.

Предельные углеводороды включают, главным образом, линейные и разветвленные алифатические углеводороды, присутствующие в битуменах совместно с алкилнафтенами и некоторыми алкилароматическими соединениями. Диапазон средних молекулярных масс примерно схож с диапазоном циклических соединений, компоненты могут включать воскообразные или отличающиеся от восков предельные углеводороды. Эта фракция может составлять от примерно 5 до примерно 20% от массы асфальта.

В указанных или других вариантах реализации асфальтовые связующие материалы могут включать битумены, которые содержатся в природе или которые можно получать при переработке нефти. Асфальты могут содержать углеводороды с очень высокой молекулярной массой, называемые асфальтенами, которые могут быть растворимы в дисульфиде углерода, пиридине, ароматических углеводородах, хлорированных углеводородах и ТГФ. Асфальты или битуминозные материалы могут представлять собой твердые вещества, полутвердые вещества или жидкости.

В одном или более вариантах реализации асфальтовый связующий материал включает АС-5, АС-10 и АС-15. Указанные асфальты, как правило, содержат от примерно 40 до примерно 52 частей по массе ароматических углеводородов, от примерно 20 до примерно 44 частей по массе полярного органического соединения, от примерно 10 до примерно 15 частей по массе асфальтена, от примерно 6 до примерно 8 частей по массе предельных углеводородов и от примерно 4 до примерно 5 частей по массе серы. Тем не менее, варианты реализации настоящего изобретения не ограничены выбором какого-либо определенного асфальта.

В одном или более вариантах реализации молекулярная масса ароматических углеводородов, содержащихся в асфальте, может находиться в диапазоне от примерно 300 до примерно 2000, тогда как полярные органические соединения, которые в целом включают гидроксилированные карбоксилированные и гетероциклические соединения, могут иметь среднемассовую молекулярную массу от примерно 500 до 50000. Асфальтены, которые в целом известны как тяжелые углеводороды, как правило, имеют высокую молекулярную массу и нерастворимы в гептане. Предельные углеводороды в целом включают парафинистые и циклоалифатические углеводороды с молекулярной массой от примерно 300 до 2000.

В одном или более вариантах реализации можно применять битумены. Битумены представляют собой природные отвержденные углеводороды, как правило, собираемые в качестве остатка после перегонки нефти. Полагают, что гильсонит представляет собой самый чистый природный битумен, который, как правило, имеет молекулярную массу примерно 3000 и содержит примерно 3 части по массе азота в виде комплексов.

Расширяющийся графит

Расширяющийся графит также можно называть расширяющимся пластинчатым графитом, вспученным пластинчатым графитом или расширяющимися пластинками; и для задач настоящего изобретения указанные термины можно использовать взаимозаменяемо.

В одном или более вариантах реализации расширяющийся графит включает графит с включениями, в котором материал включения заключен между слоями графита, состоящими из кристаллов или частиц графита. Примеры материалов включения включают галогены, щелочные металлы, сульфаты, нитраты, различные органические кислоты, хлориды алюминия, хлориды железа (III), галогениды других металлов, сульфиды мышьяка и сульфиды таллия. В конкретных вариантах реализации настоящего изобретения расширяющийся графит включает негалогенированные материалы включения. В конкретных вариантах реализации расширяющийся графит, который включает сульфатные материалы включения, также называют бисульфатом графита. Как известно в уровне техники, материал с включениями бисульфата получают путем обработки природного пластинчатого графита с высокой степенью кристалличности с использованием смеси серной кислоты и других окисляющих агентов, которые катализируют включение сульфата.

Коммерчески доступные примеры расширяющегося графита включают расширяющийся графит HPMS (HP Materials Solutions, Inc., Woodland Hills, CA) и расширяющийся графит класса 1721 (Asbury Carbons, Asbury, NJ). Другие коммерческие классы, которые, как полагают, подходят для настоящего изобретения, включают 1722, 3393, 3577, 3626 и 1722НТ (Asbury Carbons, Asbury, NJ).

В одном или более вариантах реализации расширяющийся графит может быть охарактеризован как имеющий среднеарифметический или средний размер в диапазоне от примерно 30 мкм до примерно 1,5 мм, в других вариантах реализации от примерно 50 мкм до примерно 1,0 мм, а в других вариантах реализации от примерно 180 до примерно 850 мкм. В конкретных вариантах реализации расширяющийся графит может быть охарактеризован как имеющий среднеарифметический или средний размер, составляющий по меньшей мере 30 мкм, в других вариантах реализации по меньшей мере 44 мкм, в других вариантах реализации по меньшей мере 180 мкм, а в других вариантах реализации по меньшей мере 300 мкм. В одном или более вариантах реализации расширяющийся графит может быть охарактеризован как имеющий среднеарифметический или средний размер, составляющий не более 850 мкм, в других вариантах реализации не более 600 мкм, в других вариантах реализации не более 500 мкм, а в других вариантах реализации не более 400 мкм. Подходящие виды расширяющегося графита включают графит класса 1721 (Asbury Carbons), фактический размер частиц которого составляет более 300 мкм.

В одном или более вариантах реализации расширяющийся графит может быть охарактеризован как имеющий медианный размер от примерно 30 мкм до примерно 1,5 мм, в других вариантах реализации от примерно 50 мкм до примерно 1,0 мм, а в других вариантах реализации от примерно 180 до примерно 850 мкм. В конкретных вариантах реализации расширяющийся графит может быть охарактеризован как имеющий медианный размер, составляющий по меньшей мере 30 мкм, в других вариантах реализации по меньшей мере 44 мкм, в других вариантах реализации по меньшей мере 180 мкм, а в других вариантах реализации по меньшей мере 300 мкм. В одном или более вариантах реализации расширяющийся графит может быть охарактеризован как имеющий медианный размер, составляющий не более 1,5 мм, в других вариантах реализации не более 1,0 мм, в других вариантах реализации не более 850 мкм, в других вариантах реализации не более 600 мкм, в других вариантах реализации не более 500 мкм, а в других вариантах реализации не более 400 мкм.

В одном или более вариантах реализации настоящего изобретения расширяющийся графит может быть охарактеризован как имеющий фактический размер частиц, составляющий 20×50 (по американской системе сит). Размер отверстия, эквивалентный 20 калибру по американской системе сит, составляет 0,841 мм, а размер отверстия, эквивалентный 50 калибру по американской системе сит, составляет 0,297 мм. Таким образом, фактический размер частиц 20×50 обозначает, что размер частиц графита составляет по меньшей мере 0,297 мм, но не более 0,841 мм.

В одном или более вариантах реализации расширяющийся графит может быть охарактеризован как имеющий содержание углерода в диапазоне от примерно 80% до примерно 99%. В конкретных вариантах реализации расширяющийся графит может быть охарактеризован как имеющий содержание углерода, составляющее по меньшей мере 80%, в других вариантах реализации по меньшей мере 85%, в других вариантах реализации по меньшей мере 90%, в других вариантах реализации по меньшей мере 95%, в других вариантах реализации по меньшей мере 98%, а в других вариантах реализации по меньшей мере 99% углерода.

В одном или более вариантах реализации расширяющийся графит может быть охарактеризован как имеющий содержание серы в диапазоне от примерно 0% до примерно 8%, в других вариантах реализации от примерно 2,6% до примерно 5,0%, а в других вариантах реализации от примерно 3,0% до примерно 3,5%. В конкретных вариантах реализации расширяющийся графит может быть охарактеризован как имеющий содержание серы, составляющее по меньшей мере 0%, в других вариантах реализации по меньшей мере 2,6%, в других вариантах реализации по меньшей мере 2,9%, в других вариантах реализации по меньшей мере 3,2%, а в других вариантах реализации 3,5%. В конкретных вариантах реализации расширяющийся графит может быть охарактеризован как имеющий содержание серы, составляющее не более 8%, в других вариантах реализации не более 5%, в других вариантах реализации не более 3,5%.

В одном или более вариантах реализации расширяющийся графит может быть охарактеризован как имеющий коэффициент расширения (куб. см/г) в диапазоне от примерно 10:1 до примерно 500:1, в других вариантах реализации по меньшей мере от 20:1 до примерно 450:1, в других вариантах реализации по меньшей мере от 30:1 до примерно 400:1, в других вариантах реализации от примерно 50:1 до примерно 350:1. В конкретных вариантах реализации расширяющийся графит может быть охарактеризован как имеющий коэффициент расширения (куб. см/г), составляющий по меньшей мере 10:1, в других вариантах реализации по меньшей мере 20:1, в других вариантах реализации по меньшей мере 30:1, в других вариантах реализации по меньшей мере 40:1, в других вариантах реализации по меньшей мере 50:1, в других вариантах реализации по меньшей мере 60:1, в других вариантах реализации по меньшей мере 90:1, в других вариантах реализации по меньшей мере 160:1, в других вариантах реализации по меньшей мере 210:1, в других вариантах реализации по меньшей мере 220:1, в других вариантах реализации по меньшей мере 230:1, в других вариантах реализации по меньшей мере 270:1, в других вариантах реализации по меньшей мере 290:1, а в других вариантах реализации по меньшей мере 300:1. В конкретных вариантах реализации расширяющийся графит может быть охарактеризован как имеющий коэффициент расширения (куб. см/г), составляющий не более 350:1, а в других вариантах реализации не более 300:1.

В одном или более вариантах реализации расширяющийся графит частично расширился, так как располагается совместно с асфальтовым компонентом листа на асфальтной основе согласно настоящему изобретению. В одном или более вариантах реализации расширяющийся графит, тем не менее, не расширился до такой степени, которая могла бы приводить к повреждению материала, что относится к уровню расширения, который отрицательно влияет на способность образования листового продукта и способность графита выступать в качестве замедлителя горения на желаемом уровне, включая уровни, которые обеспечивают надлежащее образование листа, или к более высокому уровню расширения. В одном или более вариантах реализации расширяющийся графит расширяется не более чем на 60%, в других вариантах реализации не более чем на 50%, в других вариантах реализации не более чем на 40%, в других вариантах реализации не более чем на 30%, в других вариантах реализации не более чем на 20%, а в других вариантах реализации не более чем на 10% относительно исходного нерасширенного размера.

В одном или более вариантах реализации расширяющийся графит может быть охарактеризован как имеющий pH в диапазоне от примерно 1 до примерно 10; в других вариантах реализации от примерно 1 до примерно 6; а в других вариантах реализации от примерно 5 до примерно 10. В конкретных вариантах реализации расширяющийся графит может быть охарактеризован как имеющий pH в диапазоне от примерно 4 до примерно 7. В одном или более вариантах реализации расширяющийся графит может быть охарактеризован как имеющий pH, составляющий по меньшей мере 1, в других вариантах реализации по меньшей мере 4, а в других вариантах реализации по меньшей мере 5. В конкретных вариантах реализации расширяющийся графит может быть охарактеризован как имеющий pH, составляющий не более 10, в других вариантах реализации не более 7, а в других вариантах реализации не более 6.

В одном или более вариантах реализации расширяющийся графит может быть охарактеризован начальной температурой расширения в диапазоне от примерно 100°C до примерно 250°C; в других вариантах реализации от примерно 160°C до примерно 225°C; а в других вариантах реализации от примерно 180°C до примерно 200°C. В одном или более вариантах реализации расширяющийся графит может быть охарактеризован начальной температурой расширения, составляющей по меньшей мере 100°C, в других вариантах реализации по меньшей мере 130°C, в других вариантах реализации по меньшей мере 160°C, а в других вариантах реализации по меньшей мере 180°C. В одном или более вариантах реализации расширяющийся графит может быть охарактеризован начальной температурой расширения, составляющей не более 250°C, в других вариантах реализации не более 225°C, а в других вариантах реализации не более 200°C. Начальную температуру расширения взаимозаменяемо можно называть температурой расширения или в качестве альтернативы температурой, при которой начинается расширение графита.

Полимерные модификаторы

В одном или более вариантах реализации полимерный модификатор, который можно называть просто полимером, включает термопластичные полимеры, термоотвержаемые эластомеры, термопластичные эластомеры и/или их смеси. Каждый из указанных полимеров использовали по отдельности или в комбинации друг с другом для модификации асфальтовых связующих материалов, и варианты реализации настоящего изобретения не обязательно ограничены выбором какого-либо определенного полимерного модиф