用于粘合剂组合物改性的复合聚合物材料和相关的制造方法技术

本发明专利技术提供复合聚合物组合物，它包括塑性体材料，弹性体材料或其组合，和添加剂，例如分散剂或表面活性试剂(即，表面活性剂)。本发明专利技术还提供其制造与使用方法，例如以改进或改性粘合剂材料，例如沥青的性能。

Composite polymer materials for adhesive composition modification and related manufacturing methods

The present invention provides a composite polymer composition comprising a bulk material, an elastomer material, or a combination thereof, and an additive such as a dispersant or a surface active agent (i.e., surfactant). The present invention also provides methods for making and using them, for example, to improve or modify the properties of binder materials, such as bitumen.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】专利
本专利技术提供一种复合聚合物组合物，它包括塑性体和/或弹性体，和粘合剂，例如分散剂或表面活性剂，和相关的制造与使用方法。该复合聚合物组合物可用于改性和改进粘合剂，例如柏油(bitumen)或沥青(asphalt)的性能特征。
技术介绍
为了改进或改性工业粘合剂的性能特征，例如粘结，流动，磨耗和温度耐久性等，可添加诸如聚合物之类的改性剂。例如，可添加聚合物材料到层压粘合剂或环氧树脂，例如在制造工作台面或地板中使用的那些，和沥青或柏油中，以便改性并提高它们的性能特征。然而，现有技术中存在的常见问题是这种聚合物改性剂倾向于与液体或半-固体相相分离。均匀分散的损失削弱了聚合物改性剂的效果。例如，沥青用于各种目的，其中包括在沥青混凝土铺路和涂布体系中，和在屋顶材料中。沥青铺路和屋顶材料可暴露于宽泛的各种气候条件下，其中包括从低于冻点到远高于100°F的温度。在较冷的温度下，沥青可能发脆和龟裂，而在较高温度下，沥青可例如因路面内的车辙而永久变形。因此，在寒冷或炽热条件下延长或改进沥青性能的改性是所需的。另外，近年来沥青材料的可获得性减少，这导致同时增加了这些材料的成本。由于这些和其他原因，寻找延长含沥青的产品的有效寿命的方式具有巨大的兴趣。与粒状生胶，例如再生胶粉，回收胶粉，轮胎胶粉(GTR)或回收轮胎橡胶(RTR)(统称为\粒状生胶\)共混的沥青被广泛使用且在先公开过。一般地，添加粒状生胶到沥青中提供道路或其他路面改进的性能，因为它抗车辙，龟裂和变形。此外，添加轮胎橡胶粉可减少道路噪音。粒状生胶不仅改进沥青的性能，而且它允许旧轮胎回收成有用物质而不是在轮胎废料堆中堆积。然而，共混粒状生胶与沥青或柏油的已知方法典型地导致不均匀的共混物，且固体橡胶相从液体粘合剂相中沉降出来，当终止搅拌时。结果，粒状生胶没有充分地分配或分散在沥青组合物内，从而要求连续搅拌。固体材料主要是炭黑，炭黑对粒状生胶改性的沥青的可操作性具有负面影响。固体材料主要影响粒状生胶-改性沥青的粘度和储存稳定性。这些缺点的结果是，在沥青中使用粒状生胶被限制在要求特殊设备的一些具体的工艺上。这可显著增加使用粒状生胶改性沥青生产的路面的成本。因此，本领域继续需要可提高粘合剂，例如沥青性能但维持分散在液相内较长时间段且不需要恒定搅拌和/或使用专门设备的材料。专利技术概述本专利技术提供复合聚合物组合物，它包括塑性体材料，弹性体材料或其组合，和添加剂，例如分散剂或表面活性试剂(即表面活性剂)。本专利技术还提供它的制造与使用方法，例如改进或改性粘合剂材料，例如沥青或柏油的性能。令人惊奇地且预料不到的是，发现本文中描述的复合聚合物组合物在粘合剂介质，例如沥青或柏油中显示出改进的分散特征，使得聚合物和/或橡胶材料的沉降减少或消除，和材料保持均匀地分散在液相中的持续时间增加。本文中描述的复合聚合物还在从粒状物到溶胶(或胶体)到凝胶的宽范围的分散状态内提供对分散度的控制。正因为如此，本专利技术还提供含本文描述的复合聚合物和粘合剂介质的配方，及其制备方法。因此，在第一方面中，本专利技术提供一种复合聚合物组合物，它包括塑性体和/或弹性体物质或材料，和含分散剂或表面活性剂的添加剂。在某些实施方案中，该复合聚合物材料包括塑性体，弹性体或二者的组合。在某些实施方案中，该复合聚合物材料包括约20％至约95wt％塑性体材料，弹性体材料或二者的组合.在某些实施方案中，聚合物包括约20％，25％，30％，35％，40％，45％，50％，55％，60％，65％，70％，75％，80％，85％，90％，或95wt％的塑性体，弹性体或其组合。在某些实施方案中，塑性体或弹性体是取代或未取代的链烯烃或烯烃，二烯烃或二烯属烃，多聚烯烃，炔烃，取代或未取代的聚乙烯或氧化聚乙烯，聚对苯二甲酸乙二酯(PET)，苯乙烯，聚苯乙烯，粒状生胶(新的或用过的，合成或硫化的)，例如苯乙烯-丁二烯，或苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)，苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯(SIS)，新戊二烯，腈类，回收橡胶，例如GTR或RTR，或其组合，且包括它们的均聚物或共聚物。在仍然额外的实施方案中，塑性体或弹性体被交联。在某些实施方案中，塑性体材料，弹性体材料或其组合通过例如混合和/或加热，分散在粘合剂，例如分散剂或表面活性剂中，和将该混合物形成为粒料，颗粒，粉末或薄片。在额外的实施方案中，塑性体材料，弹性体材料或二者的组合用添加剂，例如分散剂或表面活性剂涂布，且形成为粒料，颗粒，粉末或薄片。在本文描述的任何一个复合聚合物实施方案中，复合聚合物可包括约0.01％至约80wt％的添加剂，其中包括例如分散剂和/或表面活性剂或含分散剂和/或表面活性剂的混合物。在某些实施方案中，复合聚合物包括约0.01％，0.1％，1％，5％，10％，15％，20％，25％，30％，35％，40％，45％，50％，55％，60％，65％，70％，75％，或80wt％的添加剂，例如分散剂和/或表面活性剂或含分散剂和/或表面活性剂的混合物。在本文描述的任何组合物或方法中，复合聚合物组合物中的分散剂或表面活性剂可以是任何已知的分散剂或表面活性剂(例如，阴离子，阳离子，两性离子，非离子，生物表面活性剂等)，附加说明是该分散剂或表面活性剂能改进聚合物或橡胶材料在粘合剂介质中的分散。在某些实施方案中，分散剂或表面活性剂是至少一种C6-C22脂肪酸的酰胺衍生物，酰化妥尔油，脂肪酸酰胺，妥尔油脂肪酸酰胺，吗啉的脂肪酸酰胺，二甲基胺的脂肪酸酰胺，强化的妥尔油脂肪酸酰胺，妥尔油脂肪酸酰胺基胺或类似物，例如TOFA或其他脂肪酸的聚乙烯多胺衍生物，类脂，磷脂，例如磷脂酰胆碱或卵磷脂，或其组合。重要的是，包括足量表面活性剂提供对塑性体和/或弹性体材料，例如聚合物和/或回收橡胶分散程度的控制。正因为如此，在某些实施方案中，本专利技术提供一种复合聚合物，它包括塑性体材料，弹性体材料或其组合，和足量的分散剂或改性剂，以改性或提高该材料在液体粘合剂介质，例如沥青中的分散特征。在进一步的实施方案中，本专利技术提供一种复合聚合物组合物，它基本上由塑性体材料，弹性体材料或其组合，和含足量分散剂或表面活性剂的添加剂组成，或者由其组成，以改性或提高该材料在液体粘合剂介质，例如沥青内的分散特征。在本文描述的任何复合聚合物材料的实施方案中，该聚合物材料可进一步包括约0.01％至约80wt％至少一种妥尔油，妥尔油脂肪酸(TOFA)，蒸馏妥尔油，TOFA衍生物，TOFA的酯，甲酯，烷酯，甘油酯，季戊四醇酯或其组合。在某些实施方案中，复合聚合物包括约0.01％，0.1％，1％，5％，10％，15％，20％，25％，30％，35％，40％，45％，50％，55％，60％，65％，70％，75％，或80wt％至少一种妥尔油，妥尔油脂肪酸(TOFA)，蒸馏妥尔油，TOFA衍生物，TOFA的酯，甲酯，烷酯，甘油酯，季戊四醇酯或其组合。在本文描述的任何复合聚合物材料的实施方案中，聚合物材料可进一步包括约0％至约80wt％流变学强化剂，例如妥尔油衍生物，例如松香，脂松香，松香酸，松香衍生物，松香油，松香酯，甘油酯，季戊四醇酯，强化松香酸的酯(即，与马来酸酐或富马酸或丙烯酸反应的松香酸)。在某些实施方案中，复合聚合物包括约本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种复合聚合物组合物，它包括塑性体材料，弹性体材料或其组合，和表面活性剂。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.06.16 US 62/012,9731.一种复合聚合物组合物，它包括塑性体材料，弹性体材料或其组合，和表面活性剂。2.权利要求1的复合聚合物，其中塑性体或弹性体包括取代或未取代的链烯烃或烯烃，二烯烃或二烯属烃，多烯烃，炔烃，取代或未取代的聚乙烯，氧化聚乙烯，乙烯乙酸乙烯酯(EVA)，聚对苯二甲酸乙二酯(PET)，苯乙烯，聚苯乙烯，粒状生胶，苯乙烯-丁二烯，或苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)，苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯(SIS)，新戊二烯，腈类或其组合。3.权利要求2的复合聚合物，其中塑性体或弹性体包括SBS，粒状生胶，或二者的组合。4.权利要求1的复合聚合物，其中表面活性剂是下述中的至少一种：C6-C22脂肪酸的酰胺衍生物，酰化妥尔油，脂肪酸酰胺，妥尔油脂肪酸(TOFA)酰胺，强化妥尔油脂肪酸酰胺，妥尔油脂肪酸酰胺基胺，TOFA的聚乙烯多胺衍生物，或其组合。5.权利要求1的复合聚合物，其中该组合物进一步包括下述中的至少一种：妥尔油，妥尔油脂肪酸(TOFA)，蒸馏妥尔油，或TOFA衍生物，TOFA的酯，甲酯，烷酯，甘油酯，季戊四醇酯或其组合。6.权利要求1的复合聚合物，其中该组合物进一步包括流变学强化剂。7.权利要求6的复合聚合物，其中流变学强化剂包括下述中的至少一种：妥尔油衍生物，松香，脂松香，松香酸，松香衍生物，松香油，松香酯，甘油酯，季戊四醇酯，强化松香酸的酯。8.权利要求1的复合聚合物，其中该组合物进一步包括下述中的至少一种：天然脂肪，天然油，非挥发油，植物油，甘油三酯，大豆油，菜籽油，脂油，橄榄油，精油或其组合。9.权利要求1的复合聚合物，其中该复合聚合物为粒料，颗粒，薄片或粉末形式。10.一种粘合剂配方，它包括粘合剂，和含塑性体材料、弹性体材料或其组合和表面活性剂的复合聚合物材料。11.权利要求10的粘合剂配方，其中该粘合剂是环氧或沥青或柏油。12.权利要求11的粘合剂配方，其中塑性体或弹性体包括取代或未取代的链烯烃或烯烃，二烯烃或二烯属烃，多烯烃，炔烃，取代或未取代的聚乙烯，乙烯乙酸乙烯酯(EVA)，氧化聚乙烯，聚对苯二甲酸乙二酯(PET)，苯乙烯，聚苯乙烯，粒状生胶，苯乙烯-丁二烯，或苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)，苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯(SIS)，新戊二烯，腈类或其组合。13.权利要求12的粘合剂配方，其中塑性体或弹性体包括SBS，粒状生胶，或二者的组合。14.权利要求11的粘合剂配方，其中表面...

【专利技术属性】
技术研发人员：E·克鲁斯，P·席林，S·席林，T·甘地，J·E·沃斯特，R·查特吉，
申请(专利权)人：英格维蒂南卡罗来纳有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US