專利名稱：聚合物穩(wěn)定的瀝青顆粒料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用聚合物穩(wěn)定的瀝青顆粒組合物及其制備方法，以及該組合物的工業(yè)應(yīng)用。
背景技術(shù)：
瀝青是一種黑色的黏性膏狀物，在常溫下其粘稠度變化范圍很寬，從硬彈性狀變到軟“固態(tài)”狀。如加入橡膠或塑料之類的聚合物則可改善瀝青的性能而不會改變其傳統(tǒng)的存貯和運輸方法。對于大多數(shù)應(yīng)用場合，例如在制備用于鋪蓋路面、屋頂施工和工業(yè)應(yīng)用的瀝青組合物時，無論是未改性的瀝青還是聚合物改性的瀝青，都是由工廠以熱的液體形式供應(yīng)，并貯存于保溫罐中以供即時使用。
為了生產(chǎn)一種可在常溫下存貯而又不失去自由流動性的瀝青顆粒料，多年來，瀝青工業(yè)界作出了相當(dāng)大的努力，但成效甚微。
在德國專利DE-PS 29 33 339中，描述了一種制備粉狀瀝青濃縮物的方法，它是用熱的液態(tài)瀝青噴涂在約10％至80wt％的二氧化硅上的，使二氧化硅完全被瀝青所包覆。但是，這種涂有瀝青的復(fù)合物在存貯期間因靜壓作用趨于結(jié)塊。
在Karl-Hans Muller的美國專利5,382,348號中，提出了一種制備自由流動瀝青顆粒料的方法，它是將熱的液態(tài)基瀝青進行霧化，同時隨同冷空氣流導(dǎo)入如二氧化硅之類的填料制備的；填料是作為粉化劑和隔離劑的，可在瀝青微滴表面形成涂層。這種方法制得的顆粒狀組合物僅限于作為硬基料用的一類硬瀝青。再則，這種組合物要在高溫下存貯，瀝青會遷移至表面，從而削弱了其自由流動性。
雖然，向瀝青漿中加大聚合物(尤其是硬塑料)添加量可望改進瀝青的成粒性，但是，由于這兩種成分不良的互混性或相容性使之難于形成一種可以粒化的組合物，除非瀝青變成一種次要成分且作為聚合物基料的填充劑。由這種瀝青填充的聚合物基料制成的顆粒狀組合物也會因為瀝青遷移到混合物表面以及存貯期間的靜壓作用而結(jié)塊。
因此，問題在于需要制備一種聚合物穩(wěn)定化的瀝青顆粒料，它可存貯相當(dāng)長的時間而又不失去其自由流動性，同時它可易于被瀝青所稀釋而又能保持增強聚合物改性標(biāo)準(zhǔn)的能力。
發(fā)明概述按照本發(fā)明，提供了一種高分散、高聚合物含量的新型瀝青組合物，它可制成小球狀或顆粒狀物料，所制得的小球或顆粒狀物料能保持其自由流動狀態(tài)。此外，該小球或顆粒狀物料可易于用瀝青稀釋成聚合物含量較低的物料，而分散于其中的聚合物又能保持其穩(wěn)定性，還能賦于成品瀝青組合物性能得以改善的性質(zhì)。
按照本發(fā)明，所提供了一種適于制成穩(wěn)定的自由流動顆?；蛐∏驙钗锪系臑r青組合物，該組合物包含約10wt％～約50wt％的至少一種結(jié)晶的和/或剛性聚合物，該聚合物用至少一種含量約3wt％～約25wt％的橡膠摻入瀝青中，進行穩(wěn)定化。該結(jié)晶或剛性聚合物(類)的優(yōu)選含量為約15wt％～約30wt％，而橡膠(類)的優(yōu)選含量為約5wt％～約15wt％。
瀝青是該組合物的主成分，其含量可為約45wt％～約85wt％，優(yōu)選的為約50wt％～約75wt％。該瀝青組合物保留了能夠改善作為聚合物改性瀝青的性能的能力，當(dāng)用瀝青對其進行稀釋后能夠遏制聚合物相的析離，而當(dāng)該組合物熔化之后又起著粘合劑作用。
本發(fā)明所用的瀝青可以具有寬的滲透范圍，包括從軟基料到硬基料。瀝青是制備小球狀或顆粒狀物料的組合物之主要成分，其含量可達(dá)組合物的約85wt％。
本發(fā)明的瀝青組合物在用瀝青稀釋至聚合物濃度較低時仍具有相當(dāng)好的均勻性和存貯穩(wěn)定性，而用其制得的顆粒料是自由流動的，且易于快速地分散于瀝青中以供使用。本發(fā)明的瀝青組合物除了能制成小球狀或顆粒狀外，還可制成任何其他形狀或以其他形式提供，例如可制成磚形、圓餅形或薄片狀。
發(fā)明詳述本發(fā)明所用的術(shù)語“瀝青”意指一類黑色的或深色的(固體、半固體或黏稠狀)主要由高分子量碳?xì)浠衔锝M成的天然或人造膏狀物質(zhì)，其中主要有石油瀝青、焦油、木瀝青和瀝青巖。本文所用的術(shù)語“石油瀝青”意指一種深色、棕色至黑色的、稠度呈固態(tài)或半固態(tài)的膏狀物，其中的主要成分是自然界中存在的瀝青，或是從石油煉制的殘留物中獲得的瀝青。
本發(fā)明中所達(dá)到聚合物相的高度分散可采用如下所詳述的各種使聚合物相分散的不同的穩(wěn)定化法體系來實現(xiàn)。這類穩(wěn)定化法體系包括位阻穩(wěn)定化法、耗散穩(wěn)定化法和域疇穩(wěn)定化法。
在美國專利5,280,064、5,494,966和5,708,061號以及共同未決的美國專利申請08/563,600號(于1995年11月28日提交)和相應(yīng)的WO 93/07219(其所署的發(fā)明人即本文的發(fā)明人)中，敘述了用結(jié)晶聚乙烯和其他聚烯烴對瀝青進行位阻穩(wěn)定化的方法，其原理是通過作為一種錨定聚合物的官能化聚乙烯與作為起穩(wěn)定作用部分的官能化的聚丁二烯之間生成化學(xué)鍵的作用，提供聚乙烯在瀝青中的穩(wěn)定分散體。其中所說的彈性位阻穩(wěn)定化方法可用于提供本發(fā)明的組合物。
按照WO 94/22957公開的內(nèi)容(該內(nèi)容并入本文作為參考，其中的發(fā)明人即本文的發(fā)明人)，可將一種或多種其他的聚合物摻入到上述專利的位阻穩(wěn)定化的組合物中。這類其他的聚合物通常為共聚物，且可含有不飽和殘基。這類其他的共聚物往往與瀝青不相容，因此，當(dāng)停止攪拌組合物時他們常會迅速地析離出來并凝聚在一起。但是，根據(jù)WO 94/22957的發(fā)明，將這類共聚物摻入到WO 93/07219的穩(wěn)定化的聚烯烴組合物中時，他們即變得穩(wěn)定了，且遏止了從瀝青中析離出來的傾向。本發(fā)明中可以采用的某些共聚物與瀝青已有某種程度的相容性，或可采用適當(dāng)加工方法賦予其這種相容性。含有這類物質(zhì)的瀝青組合物中所存在的分散的聚烯烴相，在最壞的情況下也不會使這類物質(zhì)失去穩(wěn)定性，而往往會改善其穩(wěn)定性。
使其他的共聚物在WO 94/22957的組合物中穩(wěn)定化的方法取決于所用聚合物的性質(zhì)，且可包括纏結(jié)法、物理捕集法、化學(xué)交聯(lián)法或兩種或兩種以上這類機理的組合方法。
可摻入本發(fā)明瀝青組合物中的共聚物包括如下一類的彈性體共聚物——苯乙烯其聚物，如丁苯橡膠(SBR)，苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)、苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEBS)和苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SIS)；——烯烴共聚物，如聚丙烯其聚物、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)、乙烯-甲基丙烯酸酯共聚物(EMA)和乙烯-丙烯-二烯共聚物(EPDM)；——其他聚合物，如丁腈橡膠(NBR)、聚氯乙烯(PVC)、聚異丁烯和聚丁二烯(PB)。兩種或兩種以上這類聚合物的混合物也可與聚烯烴一同摻入瀝青組合物中。WO 94/22957的組合物可以但并非必要使用諸加工油劑一類的組分，后者可賦予聚合物與瀝青更好的相容性。
總之，在WO 94/22957組合物中如何選擇摻入到瀝青中的共聚物要受到以下因素及其他可能因素的影響—瀝青的化學(xué)組成—瀝青的分子量—聚合物(類)的分子量—各成分混合期間所受的剪切力—共聚物的組成比，例如EVA中E∶VA的摩爾比。
在瀝青組合物中，聚合物材料的存在形式可以是顆粒狀分散體、纖束狀分散體、溶液和其組合形式，其中，聚合物或共聚物是被穩(wěn)定化了的，以遏制其析離。
在WO 97/28220(其公開的內(nèi)容并入本文作為參考，其發(fā)明人即本文的發(fā)明人)中，敘述了采用耗散穩(wěn)定化機理使瀝青中的聚烯烴穩(wěn)定的方法，其中利用大分子量的物質(zhì)在瀝青相中的溶解作用并使分散的聚烯烴獲得穩(wěn)定以遏制析離，而在大分子物質(zhì)與顆粒狀聚烯烴之間不必生成化學(xué)鍵或物理附著力。溶于瀝青相中的大分子物質(zhì)提供了一種勢能壘以抗拒被分散聚合物相的集結(jié)和絮凝，從而保證了顆粒狀聚烯烴相的穩(wěn)定分散。在這種情況下，就不必對聚烯烴進行官能化以賦予其穩(wěn)定性。
在使聚烯烴顆粒分散于瀝青中的耗散穩(wěn)定化法中所用的大分子物質(zhì)可以是任何一種所需的物質(zhì)，包括不飽和的彈性體聚合物或共聚物，例如聚丁二烯、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)嵌段共聚物、苯乙烯-丁二烯無規(guī)共聚物(SBR)或其他以聚丁二烯為基料的共聚物，它們可以是再生膠或者是分解了的硫化橡膠?？梢允褂玫牧硪恍┐蠓肿游镔|(zhì)包括天然橡膠、聚異戊二烯和丁腈橡膠。這類大分子物質(zhì)的分子量可為約5,000～約300,000或更高，條件是其分子應(yīng)能溶于瀝青或可完全被瀝青吸收。
本發(fā)明中所用的結(jié)晶聚烯烴可以是新生產(chǎn)的、也可是回收的聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、共混的PE/PP和/或在位阻穩(wěn)定化法中使用的馬來酸酐官能化的聚乙烯，它們可以是高密度的也可是低密度的，和/或具有高的或低的熔體流動性。官能化的聚乙烯的百分含量以結(jié)晶聚烯烴聚合物總用量為基準(zhǔn)計，一般為所用的結(jié)晶聚合物總用量的3～100wt％，優(yōu)選的為10～20wt％。在位阻穩(wěn)定化體系中，官能化聚乙烯作為錨定聚合物，起著接收結(jié)構(gòu)的作用，將混入的非官能化聚乙烯結(jié)合起來。
聚乙烯或其他聚烯烴的有效分散溫度至少要比待分散聚烯烴的熔化或熔解溫度高出約10℃，這取決于例如聚合物分子量、基體粘度和混合剪切力等諸因素。
因此，熔化或熔解點溫度為130℃～135℃規(guī)格的聚乙烯可在約140℃以上的溫度下進行分散。通常發(fā)現(xiàn)，低密度、線性低密度和高密度聚乙烯可被本發(fā)明的穩(wěn)定劑體系，包括位阻穩(wěn)定法和耗散穩(wěn)定法所分散和所穩(wěn)定。因此，大多數(shù)聚乙烯均可被本發(fā)明的穩(wěn)定劑所分散和所穩(wěn)定。消費性產(chǎn)品中所用的大多數(shù)聚乙烯其熔融溫度都落在可接受的范圍內(nèi)，因此，諸如從回收材料獲得的粒狀、碎片狀或粉狀的聚乙烯混合物也適于分散在瀝青中，并可按照本發(fā)明方法加以穩(wěn)定。
在位阻穩(wěn)定法中用于將結(jié)晶聚合物分散于瀝青中作為協(xié)同穩(wěn)定劑隨同官能化聚乙烯一起使用的合成橡膠可以是二烯類橡膠，其分子量范圍可以很寬，如上述美國專利所提到的。這些橡膠例如有聚丁二烯(BR)、苯乙烯-二烯類橡膠(包括SBS、SB和SBR)；或經(jīng)處理過的二烯類硫化橡膠，如再生膠、按照WO 94/14896方法生產(chǎn)的輪胎橡膠；并摻入了少量氨基官能化的二烯基類聚合物，如胺官能化的丁二烯-丙烯腈共聚物，其用量以橡膠穩(wěn)定劑成分總量計為約3％～約35wt％，優(yōu)選的為約5％～約20wt％。作為協(xié)同穩(wěn)定劑的兩種橡膠，即未官能化的和官能化的橡膠，可在硫黃或其他適當(dāng)反應(yīng)試劑存在下彼此交聯(lián)并就地相容于瀝青中。
在WO 94/14896(其公開的內(nèi)容并入本文作為參考，其署名的發(fā)明人即本文的發(fā)明人)中，公開了一種使橡膠脫硫并制備含脫硫物質(zhì)的瀝青組合物的方法。經(jīng)軟化并溶脹后的橡膠粒子經(jīng)受高剪切作用，以便更有效地使硫化橡膠的網(wǎng)狀物碎裂，然后再將其摻入瀝青中。
在WO 97/30121(其公開的內(nèi)容并入本文作為參考，該發(fā)明人即本文署名的發(fā)明人)中，敘述了提供一種含至少兩種聚苯乙烯鏈段的三元嵌段共聚物彈性體的組合物，并在瀝青中獲得穩(wěn)定和相容。將一種由聚苯乙烯或在熔融狀態(tài)下能與聚苯乙烯互混的剛性苯乙烯基共聚物構(gòu)成的分散性顆粒狀聚合物相分散于瀝青相中，該聚合物相通常與瀝青相是不相容的，但用域疇穩(wěn)定化法，借助三元嵌段共聚物彈性體的作用，在瀝青相中獲得穩(wěn)定，避免了相分離。
含苯乙烯鏈段的瀝青可溶的共聚物彈性體具有雙重功能，即(1)起著通常與瀝青不相容的聚苯乙烯基剛性聚合物的均勻分散作用和(2)提供了一種苯乙烯的域疇，它作為一種接收單元，用于使分散的聚苯乙烯基剛性聚合物穩(wěn)定化，避免其從瀝青中析離出來。聚苯乙烯域疇，因其具有三元嵌段共聚物彈性體在瀝青中的穩(wěn)定化作用或相容性化作用而分散在整個瀝青中，能夠借助接收聚苯乙烯顆粒進入域疇的作用，使通常不相容的剛性聚苯乙烯大分子摻入到瀝青之中。隨著剛性聚苯乙烯大分子的摻入，混有橡膠的瀝青連續(xù)相中存在的那種域疇就變大，而隨著分散的剛性聚苯乙烯摻入量的增加，域疇的尺寸也進一步增大。
苯乙烯共聚物彈性體域疇易于分散在瀝青中并被穩(wěn)定，該域疇系由三元嵌段共聚物彈性體構(gòu)成，其中丁二烯橡膠鏈段能與瀝青相容或溶于其中，或能被瀝青所包容或所溶化。三元嵌段共聚物彈性體可含有約20％～約80％的末端苯乙烯鏈段，優(yōu)選的為約24％～約45％。
可以使用的嵌段共聚物的例子包括苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三元嵌段共聚物(SBS)、苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯三元嵌段共聚物(SEBS)和苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SIS)。這些三元嵌段共聚物可用于制成剛性苯乙烯聚合物在瀝青中的穩(wěn)定分散體。
可用于本發(fā)明組合物的嵌段共聚物彈性體的分子量(Mn)可為約30,000～約375,000，優(yōu)選的為約75,000～約275,000。
按照本發(fā)明，可穩(wěn)定分散于瀝青中的剛性苯乙烯聚合物可以是聚苯乙烯均聚物，如結(jié)晶的聚苯乙烯和聚苯乙烯泡沫塑料；或者可以是接枝的共聚物和與各種橡膠的物理共混物/合金；或者可以是苯乙烯衍生物的聚合物，如聚α-甲基苯乙烯、聚對叔丁基苯乙烯和聚氯苯乙烯。剛性苯乙烯聚合物也可以是含苯乙烯基的剛性共聚物，如苯乙烯-醋酸乙烯酯共聚物和苯乙烯-乙烯基噻吩共聚物。苯乙烯聚合物可以是原生的或回收的聚合物，包括苯乙烯類聚合物的共混物。
SEBS、SBS或SIS三元嵌段共聚物也可用于代替聚苯乙烯用于分散和制備其他聚合物的穩(wěn)定分散體，其條件是這類聚合物與熔融狀態(tài)的聚苯乙烯可以混溶因而其顆?？杀痪郾揭蚁┯虍犓邮铡＿@類聚合物之一是聚苯醚(PPO)，它難于在瀝青中分散，但卻能以任何比例與熔融態(tài)的聚苯乙烯混溶，因而可借助域疇作用分散并摻入瀝青中。
這類苯乙烯聚合物的分子量可為約40,000～約1,400,000，優(yōu)選的為約100,000～約300,000。
除了采用上面詳述的位阻穩(wěn)定、耗散穩(wěn)定和域疇穩(wěn)定三種特定的穩(wěn)定體系外，本發(fā)明也可借助于本文所述方法適用于結(jié)晶或剛性聚合物在瀝青中的其他穩(wěn)定體系。
上述多聚合物成分的化學(xué)反應(yīng)性共混物摻入瀝青中時，一般是分兩步反應(yīng)進行制備聚合物穩(wěn)定化的瀝青組合物的，這種組合物可制成顆粒狀，或加工成所要求的物理形態(tài)。本發(fā)明所采用的加工步驟包括(1)將聚合物各成分在瀝青中進行反應(yīng)性共混；(2)然后通過向混合物中分步添加諸如硫黃等交聯(lián)劑用量以化學(xué)方法將聚合物摻入瀝青中。
按照本發(fā)明，顆粒狀組合物中結(jié)晶的和/或剛性聚合物，如聚乙烯和聚苯乙烯，是在高溫下就地?fù)饺霝r青基體中的。
當(dāng)使用聚烯烴時，將聚合物加熱至其結(jié)晶溫度以上的溫度，以便生成大量的、熔融態(tài)聚烯烴的分散超微粒。穩(wěn)定地?fù)饺霝r青基體中的聚烯烴，一旦被冷卻至熔化溫度以下時不會喪失結(jié)晶能力。
摻入瀝青中的結(jié)晶或剛性聚合物顆粒具有微小尺寸，同時結(jié)晶或剛性聚合物在組合物中又具有足夠的加入量，從而保證了該組合物具有足夠高的剛度和內(nèi)聚力以制成顆粒狀或小球狀物料，同時允許這種顆粒性質(zhì)能在室溫下維持相當(dāng)長的存貯時間。
按照本發(fā)明提供的組合物可采用任何一種常見的或適當(dāng)?shù)某闪＜庸し椒ㄟM行造粒(顆?；蛐∏蚧?加工。或者，該組合物可加工成任何所要求的物理形狀。
正如本發(fā)明所達(dá)到的那樣，能夠生產(chǎn)自由流動的顆粒化聚合物改性瀝青的重大意義在于，通過提供顆粒料瀝青的途徑就可以采用較低廉的聚合物改性瀝青制造設(shè)備向范圍寬廣得多的分銷地區(qū)配送物料。這就不必采用保溫罐從工廠向施工場所運送熔融態(tài)的瀝青。
保持流動狀態(tài)的小球狀或顆粒狀物料，可以采用任何方便的包裝方式散裝運往用戶所在地，例如可以采用袋裝、箱裝或散貨集裝箱的運輸方式。在施工現(xiàn)場，可在低剪切攪拌下用熔融的瀝青稀釋顆粒料并排放出來從而提供了一種聚合物改性的瀝青，其中分散了的聚合物(通常為聚乙烯或聚苯乙烯)保持穩(wěn)定狀態(tài)，并因采用上述技術(shù)實施彈性穩(wěn)定化的結(jié)果而賦予瀝青有益的特性。
此外，可將小球狀或顆粒狀物料直接送入瀝青熱混合廠的捏合機中進行共混，以生產(chǎn)聚合物改性的瀝青熱混料。
對于不同的最終工業(yè)用途，可以制備不同配方的物料，例如，用作石料粘合瀝青(SMA)的顆粒狀組合物，其中要添加纖維素纖維以減少瀝青粘合劑從石集料縫中流出。
可根據(jù)對最終組合物進行聚合物改性的要求程度，用瀝青對顆粒料進行稀釋，以滿足預(yù)期的最終使用要求，因此，本發(fā)明提供的瀝青顆粒組合物的最終用途是多方面的，但是其中的聚合物仍會穩(wěn)定地分散于最終的組合物中。
由于本發(fā)明提供了自由流動的聚合物改性瀝青小球狀或顆粒狀物料，因而可采用聚合物改性瀝青的制備設(shè)備以提高生產(chǎn)能力，因為即使在工廠停工期間也可照常進行顆粒料的生產(chǎn)。
由于粒料在室溫下是自由流動的，所以在其貯存或使用時無需特殊的罐裝容器或者進行加熱。自由流動的聚合物改性瀝青粒料可在室溫下以任何合適的包裝形式貯存，從而減少了從加熱的貯罐中排出物料所需的能量消耗。
由本發(fā)明顆粒料或其他物理形狀母料制備的瀝青組合物可用作各種形式的鋪蓋所需的鋪蓋材料，同時在屋面涂層、屋頂蓋施工、防水涂層、密封料、堵漏劑、封裝樹脂和防護產(chǎn)品中都可找到用途。鋪蓋材料通常包括集料，諸如碎石、礫石、砂子等，并與瀝青組合物混合使用。類似地，根據(jù)本發(fā)明推出的最終用途的需要，也可在瀝青組合物中使用其他輔助材料。例如，作為屋面覆蓋料使用時，可添加合適的填料，如石棉、碳酸鹽、硅石、纖維素纖維、云母、硫酸鹽、陶土、顏料和/或阻燃劑，如氯化石蠟等。氧化物作為防開裂填料使用是優(yōu)選的。
實施例以下實施例具體說明將多聚合物成分的化學(xué)反應(yīng)性混合物摻混成瀝青組合物并制成粒料的方法。每一案例的組合物均分兩個步驟制備，其中先將至少三種聚合物成分在瀝青中進行反應(yīng)性共混，然后，再向混合物中逐步添加交聯(lián)劑用量，使這些聚合物與瀝青發(fā)生化學(xué)摻混。
按照實施例所制備的組合物的粘度范圍為在約200℃溫度下時是100泊～10泊。所制得的組合物在室溫下用常用的造粒機制成固體顆粒料。所得粒料可在正常室溫下貯存相當(dāng)長時間而不喪失自由流動性。采用ASTM 5892-96方法對粒料的貯存穩(wěn)定性進行測試，其條件是用石油瀝青將粒料稀釋至聚合物含量為約2％，并在320°F溫度下熱貯48小時。根據(jù)該測試法，如果試樣熱貯后頂部與底部間的軟化溫差不超過4°F，則認(rèn)為穩(wěn)定性是令人滿意的。
實施例1在一個1升的混合器中，將391克石油瀝青(加拿大Bow River石油公司生產(chǎn)，150/200滲透級)加熱至180℃。將139克聚乙烯(回收的低密度聚乙烯RLDPE，熔融指數(shù)為1)、22克馬來酸酐接枝聚乙烯(Fusabond 101，線性低密度，熔體密度12，馬來酐含量0.7％)、35克丁苯橡膠(SB共聚物，F(xiàn)irestone Steron 210，固體，分子量約70,000)和14克胺官能化的丁二烯-丙烯腈共聚物(Hycar，ABTN，丙烯腈含量10％，胺當(dāng)量約1200)加入到石油瀝青中，用BrinkmanPolytron攪拌器，在約180℃～200℃下，以高剪切力進行反應(yīng)性混合1.5小時。在攪拌下向該混合物中加入總量為2克的硫黃，加入方式是每隔半小時分三次各加入1克、0.5克和0.5克。在增量加入硫黃后，繼續(xù)在約180℃～240℃下混合并反應(yīng)1.5小時以制成200℃下的粘度約70泊的聚合物穩(wěn)定化的瀝青組合物。用瀝青將該組合物稀釋至聚合物含量為約2％時，測試其聚合物抗析離的穩(wěn)定性。結(jié)果表明，試樣頂部與底部間的軟化點之差僅為1°F，該穩(wěn)定性是可以接受的。
將反應(yīng)所得的組合物從容器中倒出，令其冷卻至室溫制得固態(tài)物料。用常規(guī)造粒機將該固體料加工成約1/4～1/2英寸大小的可自由流動的小顆粒。將這些顆粒料封裝在一個塑料瓶容器中，于室溫下存放30個月，未喪失其自由流動性。
實施例2重復(fù)實施例1的方法，但使用回收的具有高熔融指數(shù)(MI100)的低密度聚乙烯。所制得的組合物，其在200℃下的粘度為25泊，明顯低于實施例1組合物的粘度。由該組合物制得的顆粒料，在與實施例1相同的存貯條件和相同的30個月存放時間內(nèi)仍保持其自由流動性。
實施例3重復(fù)實施例1的方法并使用與實施例2相同的聚乙烯，所不同的是用110克聚乙烯而不是139克聚乙烯，制成的最終顆粒狀瀝青組合物中含有的穩(wěn)定化聚合物為30％，而不是如實施例1和2中的35％的聚合物含量。該組合物在200℃下的粘度為約18泊。由此配方制得的顆粒料，在與實施例1所述相同存放條件下貯存30個月也顯示出良好的自由流動性。
實施例4重復(fù)實施例1的方法并使用實施例1的聚乙烯，同時再加入按WO94/14896制備的組合物，該組合物含比例為40/20/40的再生膠碎片、油和瀝青的混合物，以替換丁苯橡膠。所制得的組合物在200℃下的粘度為約75泊。由該組合物制得的顆粒料，在如實施例1所述存放條件下貯存30個月仍保持其自由流動性。
實施例5重復(fù)實施例1的方法并使用實施例1的聚乙烯，但使用較硬的瀝青，即AC-20。將該組合物稀釋至聚合物含量為2％，然后測定造粒前該組合物的穩(wěn)定性。試樣頂部與底部間軟化點之差為2°F，表明其穩(wěn)定性是可接受的。將該組合物制成顆粒料，在如實施例1所述相同存放條件下貯存3個月仍保持其自由流動性。
下表歸納了各實施例中所用的組合物
顆粒狀組合物
本公開內(nèi)容總括總結(jié)本公開內(nèi)容本發(fā)明提供了一種新型的瀝青顆粒料組合物，其中穩(wěn)定地分散著結(jié)晶的或剛性的聚合物；且該組合物經(jīng)數(shù)月貯存后仍保持自由流動的均勻狀態(tài)而又易于分散在熱的瀝青中并保持聚合物改性劑的穩(wěn)定分散狀態(tài)，從而保持了聚合物改性劑的有利物質(zhì)。諸多可能的改進內(nèi)容均屬于本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
1.一種瀝青組合物，包含約45～約85wt％的瀝青，約10～約50wt％粒狀結(jié)晶或剛性聚合物，約3～約25wt％能與所說瀝青相容并能將粒狀聚合物混入瀝青且使之穩(wěn)定的橡膠；以及當(dāng)用瀝青將該組合物稀釋成最終使用的組合物時該組合物仍是穩(wěn)定的，能遏制微粒狀聚合物的析離。
2.權(quán)利要求1的組合物，其中所說的聚合物的含量為約15～30wt％，所說的瀝青含量為65～約75wt％，所說的橡膠含量為約5～約15wt％。
3.權(quán)利要求2的組合物，其中所說的聚合物是結(jié)晶的聚烯烴。
4.權(quán)利要求3的組合物，其中所說的聚烯烴是聚乙烯。
5.權(quán)利要求4的組合物，其中所說的聚乙烯系借助位阻穩(wěn)定化法保持其穩(wěn)定性以遏制析離。
6.權(quán)利要求4的組合物，其中所說的聚乙烯系借助耗散穩(wěn)定化法保持其穩(wěn)定性以遏制析離。
7.權(quán)利要求2的組合物，其中所說的聚合物是剛性的苯乙烯基聚合物。
8.權(quán)利要求2的組合物，其中所說的苯乙烯基聚合物是剛性聚苯乙烯。
9.權(quán)利要求8的組合物，其中所說的剛性聚苯乙烯系借助域疇穩(wěn)定化法保持其穩(wěn)定性以遏制析離。
10.權(quán)利要求7的組合物，它被造粒制成在室溫下可自由流動的小球狀或顆粒狀物料。
11.權(quán)利要求1的組合物，它被加工成塊狀、圓餅狀或片狀物料。
12.一種制備如權(quán)利要求1所要求的瀝青組合物的方法，該方法包括(1)用反應(yīng)性共混法將聚合物成分混入瀝青中，(2)通過分步增量添加交聯(lián)劑以化學(xué)方法將聚合物成分摻入到瀝青中。
13.權(quán)利要求12的方法，其中所說的交聯(lián)劑是硫黃。
14.權(quán)利要求12的方法，包括將該組合物造粒制成在室溫下可自由流動的顆粒狀或小球狀物料。
全文摘要
顆粒狀瀝青組合物,其中瀝青含量為約45%～約80wt%,結(jié)晶和/或剛性聚合物含量為約15%～約50wt%;該組合物用約3%～約25wt%的合成橡膠進行穩(wěn)定并混入瀝青中。該組合物中所用的瀝青可以有從軟到硬基料的廣泛滲透范圍,并作為該組合物的主成分,其含量可達(dá)約80wt%。所制得的組合物可加工成顆粒狀,且該顆粒料可貯存相當(dāng)長時間而不結(jié)塊。該顆粒料易于快速分散于瀝青中使聚合物含量得以稀釋,而聚合物仍在瀝青中保持穩(wěn)定的移動性。該顆粒料具有廣泛用途,諸如鋪蓋路(地)面、屋面施工和其他建筑工業(yè)用途,且可運到施工現(xiàn)場就地使用。
文檔編號C08L95/00GK1252826SQ98804273
公開日2000年5月10日 申請日期1998年2月18日 優(yōu)先權(quán)日1997年2月18日
發(fā)明者梁治宏 申請人:波利法爾特有限公司