高分子改性沥青组合物及其制造方法技术

本发明专利技术旨在提供一种高分子改性沥青组合物及其制造方法，该高分子改性沥青组合物包括一种促进剂－凝胶体添加剂，一种高分子，和一种沥青。其中，所述的促进剂－凝胶体添加剂包含：Ａ．一种促进剂，Ｂ．一种加工油，和Ｃ．一种粘土。不同于常规的将促进剂添加到这种系统中的方法，该促进剂－凝胶体添加剂将该促进剂悬浮在一个凝胶系统中，由此阻止了在处理过程中该促进剂的沉淀。其结果是，该高分子和沥青可以在更低的温度下进行处理，减少了如硫化氢的有毒、可燃气体的生成。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及高分子改性沥青组合物和生成这些组合物的各种方法。特别地，本专利技术涉及一种生产高分子改性沥青的方法，该方法使用一种促进剂-凝胶体添加剂作为高分子-沥青生成过程中的促进剂的载体。
技术介绍
高分子改性沥青和生产高分子改性沥青的方法在本
是公知的。高分子，例如热塑性弹性体，在沥青中结合很广泛，用于提高它的强度和性能。在高分子-沥青组合物中添加硫能提高它的稳定性也是公知的。一般认为，硫与高分子和沥青之间以硫化物和多硫化物键化学结合，这样可以强化和加速高分子-沥青的成键和硫化过程。促进剂，例如硫可以添加到高分子-沥青系统中用于强化高分子和沥青之间的成键和硫化。不同形式的硫促进剂，例如元素硫和给出硫的偶联剂(sulfur-donating coupling agents)包括烷基多硫化物，二硫代氨基甲酸盐，五硫化二磷，秋兰姆，噻唑衍生物，4，4’-二硫代吗啉都可以用于高分子沥青系统。硫可以通过各种方式与高分子和沥青结合，典型地包括将高分子和沥青的混和物搅拌一定时间后，把硫以单质的形式或偶联剂的形式添加到高分子和沥青的混和物中。或者，也可以先用硫对高分子进行预处理，然后把硫处理过的高分子添加到熔化的沥青中。不幸的是，把细粉碎的干原料，如硫添加到反应器或反应槽的过程有爆炸的危险，这是由于烃类蒸汽的形成和存在与升高的处理温度共同作用的结果。另外，细粉碎的干的原料在与这种系统中的液体原料在混合时往往不能完全而高效地混合。在解决这个问题的一个尝试中，是可以把细粉碎的干原料物质预先分散到油中。但是，由于这些细粉碎的干原料有沉淀的倾向，需要不停地搅拌。已经使用粘度更大的石油和/或沥青熔体来防止这些细粉碎的干原料的沉淀，但是使用这些原料需要更高的处理温度，来将石油和/或沥青熔体保持在可用泵输送的粘度。另外，该方法还要求不停地搅拌来保持该细粉碎原料的分散。结果是处理过程中所需的的更高的温度增大了释放出有毒气体的危险，例如释放出剧毒易燃的硫化氢。因此，处理高度浓缩的硫/石油或硫/熔体的温度不能超过140°F。
技术实现思路
鉴于上述之不足，本专利技术的目的是提供一种稳定的、用于在高分子改性沥青的生产过程中将促进剂添加到液体的高分子-沥青混和物中的组合物。本专利技术的另一个目的是提供一种稳定的促进剂-凝胶悬浮液，这种悬浮液在储存过程中和用于生产制造过程、例如添加到高分子和沥青系统中，不会发生分离。本专利技术进一步的目的是提供一种稳定的促进剂-凝胶体添加剂，这种添加剂可以在常温下预先混合并储存，它具有液体或凝胶的特点，在通常的加工处理条件和低于140°F的温度时可以方便的处理和用泵输送。按照上述目的，本专利技术提供了一种高分子改性沥青组合物，它包括一种促进剂-凝胶体添加剂，一种高分子，和一种沥青。该高分子改性沥青组合物是通过在生产高分子改性沥青时把促进剂-凝胶体添加剂作为促进剂添加到高分子-沥青液体原料中的方法来形成的。这种促进剂-凝胶体添加剂也可以用在沥青的其它相关处理过程中，例如“催化”吹气氧化法(airblowing)，用于简化细粉碎的固体催化剂，例如五氧化二磷或氯化铁的添加，以及把细粉碎的原料添加到清沥青(neat asphalts)中的过程，例如，把碳酸钙添加到强酸性的沥青中。这种促进剂-凝胶体添加剂也可以用在沥青的其它相关处理过程中，例如“催化”吹气氧化法，用于简化细粉碎的固体催化剂，例如五氧化二磷或氯化铁的添加，以及把细粉碎的原料添加到清沥青中的过程，例如，把碳酸钙添加到强酸性的沥青中。这种促进剂-凝胶体添加剂也可以用作沥青或高分子改性沥青之外的其它处理过程的添加混和物。其它处理过程包括但不限于橡胶的配料和硫化，高分子物料的注射、挤出和成型。此外，本专利技术提供了一种制造促进剂-凝胶体添加剂的方法。本专利技术的高分子改性沥青通过如下方法制造形成促进剂-凝胶体添加剂，把促进剂-凝胶体添加剂与高分子和沥青混和形成一种混和物，以及在约200-500°F、优选在约300-400°F的温度下硫化。如此形成的高分子改性沥青需要的硫化时间较短，并且提供了由于抑制了相分离而显示出的高分子改性沥青配方的改进的储存稳定性。除了硫化时间和稳定性方面的改进外，相对于常规的处理系统，可以更快更高效地达到这些所要求的性能。促进剂-凝胶体添加剂是一种组合物，包括促进剂、加工油、亲有机性粘土，和可选择的，极性活化剂。它是通过如下方法制造的，该方法包括将促进剂和亲有机性粘土与加工油混和成均匀的混和物。然后将极性活化剂慢慢地添加并混合到混和物中，以在亲有机性粘土中分离出小片(platelets)。这将使该油凝胶，由此使促进剂以稳定的形式悬浮，防止促进剂象细粉碎的干的硫原料一样沉淀。尽管促进剂-凝胶体添加剂非常稳定，但随时间延长添加剂会有一些轻微的褪色。但是这种褪色并不影响促进剂-凝胶体添加剂的性能。促进剂-凝胶体添加剂最好储存在密封的容器中，以防止可能的氧化。长期储存后，也许可能观察到油有一些轻微的渗出。这种渗出可以在轻微搅拌下重新混入。增大亲有机性粘土和极性活化剂的用量可以防止这种渗出的发生。结合考虑下面的描述，本专利技术的这些及其它的方面和目的会更容易理解。但是应该理解，下面的描述指出了本专利技术的优选实施方案和许多特定的细节，这些描述用于说明而不是用于限制本专利技术。在不偏离本专利技术精神的范围内，可以对其进行变化和修改，本专利技术包括所有这些修改。具体实施例方式本专利技术及其各种特征与优点将参考如下详细描述的实施方案进行更全面的说明，但不限于此。公知的成分和处理技术的描述将被省略以免对本专利技术的细节造成不必要的模糊。本专利技术涉及一种新型的促进剂—凝胶体添加剂及其在高分子改性沥青的生产中将一种促进剂引入到高分子沥青液体原料中的应用。更具体的说，制造该高分子改性沥青的方法包括，生成促进剂—凝胶体添加剂，将促进剂—凝胶体添加剂与高分子和沥青混合，以及在约200-500°F之间的温度下、优选地在约300-400°F之间的温度下硫化该高分子改性沥青，直到得到期望的性质。这个时间依赖于每批容量的大小和所给定的生产系统的混和能力。该促进剂—凝胶体添加剂的配方包括大致为2.0％-75.0％的促进剂，25.0％-88.0％的加工油；和0.5％-10.0％的粘土。此外，该促进剂—凝胶体添加剂还可以进一步包括一种极性活化剂。该极性活化剂的含量约等于以重量百分比表示的比率范围0.5-3.0份极性活化剂1.0-5.0份粘土，更优选的范围约为1.0份极性活化剂2.0份粘土。该促进剂可以选自包括如下的组硫，4，4’-二硫基二吗啉，噻唑衍生物，二硫代氨基甲酸盐(dithiocarbanates)，五硫化二磷，五氧化二磷，硬脂锌酸，硬脂酸铵，氢氧化钠，氢氧化钾，氢氧化钙，氧化铝，或者这些或其他硫化剂或促进剂的组合。该促进剂可以是粉末，片状粉(flakes)，小球状或其他适合的形状，优选为细粉碎的粉末。此外，该促进剂可以是处理后的作为粉尘抑制剂的油。该优选的促进剂是从包含元素硫，斜方硫，或多硫(polymeric sulfur)的组中选择的硫，并以从粉末、片状粉或小球状中所选择的一种形状使用。该加工油可以从具有至少为300°F，优选为425°F或更高的闪点，并且，有足够低的粘度以在室温下易与硫混合的任何油中选本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制造高分子改性沥青的方法，包含：Ａ．形成一种促进剂－凝胶体添加剂；Ｂ．把所述的促进剂－凝胶体添加剂与所述的高分子和所述的沥青混和形成一种混和物；和，Ｃ．硫化所述的混和物。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：盖洛L鲍姆加德尼尔，马丁R伯罗，约翰杜马，安德鲁梅纳帕切，詹姆斯史密斯，
申请(专利权)人：埃尔根公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]