具有硫改性的聚乙酸乙烯酯(PVAc)的沥青组合物制造技术

本发明专利技术提供了一种包含硫改性的聚合物组合物的沥青组合物及其制造方法。通过向聚合物组合物中掺入50重量％以上的硫，使得组合物比未改性聚合物组合物更柔软且具有更高的熔点。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本专利技术提供了一种包含硫改性的聚合物组合物的沥青组合物及其制造方法。通过向聚合物组合物中掺入50重量％以上的硫，使得组合物比未改性聚合物组合物更柔软且具有更高的熔点。【专利说明】具有硫改性的聚乙酸乙烯酯（PVAc)的沥青组合物
本专利技术涉及含有浙青（asphalt)和改性的聚乙酸乙烯酯聚合物的浙青组合物。更 具体而言，本专利技术涉及浙青组合物，其含有浙青以及相对于未改性的聚乙酸乙烯酯聚合物 具有改进的性能的硫改性的聚乙酸乙烯酯聚合物。
技术介绍
硫是在油气开采中产量日益增加的副产物。例如，目前在沙特阿拉伯，硫以大约 10, 000吨/天的速率采出。开采速率预计在数年内增加到12, 000吨/天。虽然硫是可用 于制造无数产品的重要资源，但硫的充裕度已经导致其价格在全世界范围内降低。随着全 世界硫供应的增加，硫的储存将造成环境危害。硫的新用途对硫大量储存的问题提供了一 种解决办法。 以前利用TGA对于PVAc在真空中降解的研究揭示出两个阶段的分解。首次质量 损失开始自大约250°C并持续至约375°C，之后为拐点，然后是二次质量损失和最终质量损 失，其中最终质量损失使聚合物完全分解。首次质量损失阶段主要用来释放乙酸并同时在 聚合物骨架中形成双键。通过与低摩尔量酯模型化合物的热解顺式消除（pyrolytic cis or syn elimination)比较，解释了乙酸和反式-亚乙烯基化合物这二者的形成。发现添加 自由基抑制剂没有防止乙酸的消除。然而，以前的研究还显示利用自由基机理形成了若干 种挥发性产物。还发现了生成的乙酸对降解具有催化作用。已经将这种行为与HCl对PVC 的催化作用进行了比较。 先前已经利用聚合物骨架中的VA含量为约9重量％至73重量％的半结晶性EVA 和非结晶性EVA对PVAc和EVA共聚物的惰性和氧化性热降解机理进行了研究。更具体地 说，利用 了得自 Air Products 的 Airflex EN1035 和 Airflex EAF60 的 EVA 乳液（水中的 固含量分别为55%和60% )，它们含有73重量％和60重量％的乙酸乙烯酯。分别在惰性 和氧化性条件下，于约200°C (为了除去水和单体）至约600°C和650°C的温度范围内进行 热研究。利用TGA联合质谱（TGA-MS)测量的PVAc的惰性降解显示出两个降解步骤：第一 次且最剧烈的步骤为脱乙酰化（deacytelation)，该步骤发生在约300至400°C之间。据报 告，PVAc在空气中的第一次热降解步骤结束于大约310°C，相当于损失了降解过程中形成 的95%的乙酸。研究显示，主要的挥发性降解产物是乙酸，还形成了少量的烯酮、水、甲烷、 二氧化碳和一氧化碳。通过对400°C下的降解样品进行的分析显示了高度规则的不饱和物 质。第二次降解步骤包括脱氢反应。 因此，需要提供这样的改性聚合物，该改性聚合物具有诸如更高的熔点等改进的 性能，同时提供过量硫的利用。这样的改性聚合物的一种应用是用于浙青组合物的硫改性 聚合物。
技术实现思路
总体而言，提供了含有浙青和硫改性聚合物的浙青组合物及其制造方法。具体地， 提供了具有浙青和硫改性聚乙酸乙烯酯聚合物的浙青组合物。所述硫改性聚合物相对于未 改性的聚合物具有更高的熔点。 在一个方面，提供了含有浙青和硫改性的聚乙酸乙烯酯聚合物组合物的浙青组合 物。所述硫改性的聚合物包含聚乙酸乙烯酯聚合物和硫，其中所述硫的含量为至多约50重 量％。 在某些实施方式中，在所述硫改性聚合物中，硫的含量为约10重量％至20重 量％。在其他实施方式中，硫的含量为约20重量％至30重量％。在其他实施方式中，硫 的含量为约30重量％至40重量％。在其他实施方式中，硫的含量为约40重量％至50重 量％。在某些实施方式中，硫的含量为约10重量％至50重量％。这对于改变所述聚乙酸 乙烯酯聚合物的熔点是有效的。在某些实施方式中，所述硫的至少一部分以元素形式存在。 在某些实施方式中，所述硫改性的聚合物是硫改性的聚乙酸乙烯酯聚合物，并且其熔点比 未改性的聚乙酸乙烯酯聚合物的熔点高至多50°C。在某些实施方式中，所述硫改性的聚乙 酸乙烯酯聚合物的熔点比未改性的聚乙酸乙烯酯聚合物的熔点高KTC至50°C。在某些实 施方式中，所述硫改性的聚乙酸乙烯酯聚合物的熔点比未改性的聚乙酸乙烯酯聚合物的熔 点高KTC至30°C。在某些实施方式中，所述硫改性的聚乙酸乙烯酯聚合物的熔点比未改性 的聚乙酸乙烯酯聚合物的熔点高20°C至40°C。在某些实施方式中，所述硫改性的聚乙酸乙 烯酯聚合物的熔点比未改性的聚乙酸乙烯酯聚合物的熔点高30°C至50°C。 在某些实施方式中，所述聚乙酸乙烯酯聚合物的分子量为约10, 000至25, 000,或 者约 25, 000 至 75, 000,或者约 75, 000 至 125, 000。 在另一个方面，提供了制备含有浙青和硫改性聚合物的浙青组合物的方法。所 述方法包括以下步骤：提供聚乙酸乙烯酯聚合物，其中所述聚乙酸乙烯酯聚合物具有低于 约140°C的熔融温度；以及在元素硫存在下，将所述聚乙酸乙烯酯聚合物加热到约150°C至 200°C的温度，并将所述聚乙酸乙烯酯聚合物和硫混合以使得元素硫被掺入所述聚乙酸乙 烯酯聚合物中，从而制得硫改性的聚乙酸乙烯酯聚合物。随后将硫改性的聚乙酸乙烯酯聚 合物与浙青混合，直至所述硫改性的聚乙酸乙烯酯聚合物被掺入所述浙青中。 在某些实施方式中，向硫改性的聚乙酸乙烯酯聚合物中掺入约40重量％至50重 量％的硫。在某些实施方式中，向硫改性的聚乙酸乙烯酯聚合物中掺入约50重量％至70 重量％的硫。在某些实施方式中，将所述聚乙酸乙烯酯聚合物和硫混合至少约15分钟。在 某些实施方式中，向硫改性的聚乙酸乙烯酯聚合物中掺入约40重量％至70重量％的浙青。 在某些实施方式中，将所述硫改性的聚乙酸乙烯酯聚合物和所述浙青混合至少约15分钟。 【专利附图】【附图说明】 图1为比较纯聚乙酸乙烯酯和硫改性的聚乙酸乙烯酯的应力-应变曲线。 图2为硫的热分析曲线。 图3为聚乙酸乙烯酯样品的热分析曲线。 图4为第二聚乙酸乙烯酯样品的热分析曲线。 图5为硫改性的聚乙酸乙烯酯样品的热分析曲线。 图6为另一种硫改性的聚乙酸乙烯酯样品的热分析曲线。 图7为另一种硫改性的聚乙酸乙烯酯样品的热分析曲线。 图8为另一种硫改性的聚乙酸乙烯酯样品的热分析曲线。 【具体实施方式】 虽然以下详细描述为了说明的目的包含许多具体细节，但应理解的是，本领域普 通技术人员将认识到，以下细节的许多例子、变化和修改在本专利技术的范围和精神之内。因 此，本文中描述的和附图中提供的本专利技术的示例性实施方式应解释为基于要求保护的本发 明不存在任何通用性的损失，并且不构成任何限制。 在本专利技术中，"浙青"是指柏油（bitumen)的固态或近固态形式，其经加热可熔融并 且包含诸如氮、氧和硫等杂质。 利用元素硫对不同分子量的聚乙酸乙烯酯（PVAc)样品进行改性。与初始的未改 性聚乙酸乙烯酯聚合物相比，硫改性的聚乙酸乙烯酯聚合物本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种沥青组合物，该组合物包含：沥青；和硫改性聚合物，所述硫改性聚合物包含：具有熔点的聚乙酸乙烯酯聚合物；和硫，其中所述硫在所述硫改性聚合物中的含量为至多50重量％，使得与所述聚乙酸乙烯酯聚合物的熔点相比，所述硫改性聚合物具有更高的熔点。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：穆罕默德·阿勒梅赫特尔，萨拉赫·H·阿勒伊迪，伊布内尔瓦利德·A·侯赛因，哈马德·I·阿勒阿卜杜勒·瓦哈卜，穆罕默德·A·苏莱曼，
申请(专利权)人：沙特阿拉伯石油公司，法赫德国王石油和矿业大学，
类型：发明
国别省市：沙特阿拉伯;SA