沥青粘合剂组合物及制备和使用其的方法技术

提供了包含沥青和聚合物共混物的沥青粘合剂组合物，其中所述聚合物共混物包含氧化高密度聚乙烯和选自马来酸酐接枝聚丙烯、聚乙烯均聚物、高结晶度聚乙烯和其组合的另一种聚合物。还提供了包含前述沥青粘合剂组合物和集料材料的铺路和屋顶材料。还提供了制备和使用所述沥青粘合剂组合物的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的交叉引用根据35USC119(e)，本申请要求2014年1月7日提交的美国临时申请61/924,582的权益。
本公开内容大体上涉及沥青粘合剂组合物以及制备和使用其的方法。更具体地，提供包含沥青和含有特殊聚烯烃的聚合物共混物的沥青粘合剂组合物，以及制备和使用这样的沥青粘合剂组合物的方法。
技术介绍
沥青混合物通常用作道路建设和维护的铺路材料。通常，将通常被称为沥青粘合剂、沥青膏或沥青(bitumen)的沥青与集料混合以形成在沥青铺路中使用的材料。加工和使用这种材料产生沥青路面。更具体地，沥青路面包含通过沥青粘合剂对集料的粘附而保持在沥青粘合剂的连续相中的集料。沥青路面的强度和耐久性取决于多种因素，例如所使用材料的性质、各种材料的相互作用、混合物设计、施工实践以及该路面所处环境及交通状况。为了生产在路面寿命期间将具有良好性能的混合物，重要的是获得使用沥青对集料的适当的涂覆和两种组分之间良好的粘附以及沥青良好的整体粘合强度。由于暴露于环境条件，传统沥青材料遭受各种类型的损坏模式，例如在高温下的永久变形、蠕变和车辙以及在低温下的脆性和开裂。为了改进沥青材料对于这些各种损坏模式的抗性，将高温性能添加剂，例如塑性体和/或弹性体，和/或低温性能添加剂，例如加工油并入沥青材料中。所述高温性能添加剂倾向于增加在较高温度下沥青材料的模量以抵抗永久变形和蠕变，而低温性能添加剂倾向于增加在较低温度下沥青材料的柔性和延性以抵抗脆性和开裂。遗憾地，目前的低温性能添加剂在较低温度下增加沥青材料的柔性和延性方面不总是如所期望的那样有效，并且通常损害沥青材料的高温性能性质，即使在添加高温性能添加剂的情况下。另一方面，目前的高温性能添加剂在高温下降低永久变形、蠕变和车辙方面不总是如所期望的那样有效，并且通常损害沥青材料的低温性能性质，即使在添加低温性能添加剂的情况下。用于改性沥青粘合剂以降低或防止车辙的典型聚合物包括弹性体，例如苯乙烯/丁二烯/苯乙烯共聚物(SBS)，和塑性体，例如聚乙烯、乙基(ethyl)/乙酸乙烯酯共聚物(EVA)等。沥青性能等级(PG)评级系统基于在不同温度下粘合剂的性能将在沥青路面中所用的沥青粘合剂分类。例如具有约64-22PG评级的沥青粘合剂是指沥青粘合剂可以用于其中路面达到高达+64℃和低至-22℃温度的气候。沥青粘合剂的PG范围之外的温度通常导致使用所述粘合剂的沥青路面的劣化。因此，一段时间以来，拓宽在道路路面应用中使用的沥青粘合剂的PG范围已经是一个目标。沥青的可用温度区间(UTI)是高温PG等级和低温PG等级之间的差。通常，为了获得＞92℃的UTI，需要改性沥青。例如，PG76-22，一种普通的聚合物改性沥青，具有98℃的UTI。除了增加沥青粘合剂的PG范围，改性剂还改进所获得沥青的其它品质，例如其一般韧性和磨损特性。仍然需要拓宽沥青粘合剂的PG范围并且增加可用温度区间的新型沥青粘合剂改性剂。在本文中描述的沥青粘合剂组合物及制备和使用其的方法的其它所需特征和特性将从以下专利技术详述和所附的权利要求书而变得明显。专利技术概述本公开内容提供了沥青粘合剂组合物以及制备和使用其的方法。在一个示例性的实施方案中，所述沥青粘合剂组合物包含a)沥青和b)聚合物共混物，其中所述聚合物共混物包含(i)氧化高密度聚乙烯，和(ii)选自马来酸酐接枝聚丙烯(maleatedpolypropylene)、聚乙烯均聚物、高结晶度聚乙烯或其组合的改性聚合物。在另一个实施方案中，所述沥青粘合剂组合物基本由a)沥青和b)聚合物共混物组成，其中所述聚合物共混物包含(i)氧化高密度聚乙烯，和(ii)选自马来酸酐接枝聚丙烯、聚乙烯均聚物、高结晶度聚乙烯或其组合的改性聚合物。在另一个示例性的实施方案中，提供了制备沥青粘合剂组合物的方法。该方法包括将沥青、氧化高密度聚乙烯和选自马来酸酐接枝聚丙烯、聚乙烯均聚物、高结晶度聚乙烯或其组合的改性聚合物混合以形成沥青粘合剂组合物。专利技术详述本文提供并描述了新型的沥青粘合剂组合物以及制备和使用其的方法。已经令人惊讶地发现向沥青粘合剂组合物中添加某种聚合物的共混物拓宽了沥青粘合剂组合物的PG范围以及增加了UTI。这些聚合物共混物对沥青粘合剂组合物的PG范围和UTI的影响是协同的。换句话说，在相同的总聚合物剂量水平下，聚合物共混物比在相同剂量水平下的各个单独聚合物具有更好的性能。更好的性能可以转化为更长的道路寿命或更长的建筑物寿命，并且将给客户带来显著的经济效益。本文预期并且描述的沥青粘合剂组合物的另一个益处是就PG范围和UTI而言，可以用显著降低的聚合物量来实现相同水平的性能，这转化为显著的成本降低。在一个示例性的实施方案中，沥青粘合剂组合物包含沥青和聚合物共混物，其中所述聚合物共混物包含(i)氧化高密度聚乙烯和(ii)选自马来酸酐接枝聚丙烯、聚乙烯均聚物、高结晶度聚乙烯或其组合的改性聚合物。在一些实施方案中，所述聚合物共混物包含(i)氧化高密度聚乙烯和(ii)马来酸酐接枝聚丙烯。在其它实施方案中，所述聚合物共混物包含(i)氧化高密度聚乙烯和(ii)聚乙烯均聚物。在仍然其它实施方案中，所述聚合物共混物包含(i)氧化高密度聚乙烯和(ii)高结晶度聚乙烯。沥青被ASTM定义为深棕色至黑色的水泥状(cement-like)材料，其中主要成分是在自然界中存在或在石油加工中获得的沥青。沥青特征性地含有饱和物、芳族化合物、树脂和沥青质。术语“沥青”和“沥青(bitumen)”通常可互换使用以表示天然和制造形式的材料二者，其全部在本文所预期和描述的组合物和方法的范围内。以下，将仅使用术语“沥青”来描述合适的沥青和沥青(bitumen)材料。适用于本文预期和描述的组合物和方法中的沥青类型没有特别的限制并且包括任何现在或将来已知的天然存在、合成制造和改性沥青。天然存在的沥青包括天然岩沥青、湖沥青等。合成制造沥青通常是石油精炼操作的副产物并且包括氧化沥青、共混沥青、裂化或残余沥青、石油沥青、丙烷沥青、直馏沥青，热裂沥青(thermalasphalt)等。改性沥青包括用弹性体、磷酸、多磷酸、塑性体、废轮胎胶粉(GTR)、再生沥青路面(RAP)、再生沥青瓦(reclaimedasphaltsingle)(RAS)等或这些改性剂的各种组合改性的基础沥青(例如可以为天然存在或合成制造的净沥青(neatasphalt)或未改性沥青)。此外，工业级沥青(包括但不限于铺路级沥青)对用于本文预期和描述的组合物和方法是有利的。铺路级沥青的非排他性的实例包括具有任何一种以下性能等级评级的沥青：PG46-34、PG52-34、PG52-28、PG58-28、PG64-22、PG64-16、PG64-10、PG67-22、PG70-28、PG70-22、PG70-16、PG70-10、PG76-28、PG76-22、PG76-16和PG76-10。额外地，在本专利技术的范围内的铺路级沥青的非排他性的实例包括具有任何一种以下针入度等级的铺路级沥青：50/70、60/90、80/100、80/120和120/150。额外地，预期工业级沥青，例如屋顶级沥青可以有利地用于本文所预期并且描述的沥青粘合剂组合物中。在这样的实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种沥青粘合剂组合物，其包含a)沥青和b)聚合物共混物，所述聚合物共混物包含(i)氧化高密度聚乙烯，和(ii)选自马来酸酐接枝聚丙烯、聚乙烯均聚物、高结晶度聚乙烯或其组合的改性聚合物。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.01.07 US 61/924,582;2014.12.05 US 14/562,3871.一种沥青粘合剂组合物，其包含a)沥青和b)聚合物共混物，所述聚合物共混物包含(i)氧化高密度聚乙烯，和(ii)选自马来酸酐接枝聚丙烯、聚乙烯均聚物、高结晶度聚乙烯或其组合的改性聚合物。2.权利要求1的沥青粘合剂组合物，其中所述氧化高密度聚乙烯和改性聚合物分别以约1∶4至约4∶1的重量比存在。3.权利要求1的沥青粘合剂组合物，其具有至少约90℃的可用温度区间(UTI)。4.权利要求1的沥青粘合剂组合物，其中所述沥青粘合剂组合物基本由a)沥青和b)聚合物共混物组成，所述聚合物共混物包含(i)氧化高密度聚乙烯，和(ii)选自马来酸酐接枝聚丙烯、聚乙烯均聚物、高结晶度聚乙烯或其组合的改性聚合物。5.一种铺路或屋顶材料，其包含集料和沥青粘合剂组合物，所述沥青粘合剂...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·M·黑克，阮永宏，林祈安，
申请(专利权)人：霍尼韦尔国际公司，
类型：发明
国别省市：美国;US