含偶联共聚物的沥青组合物制造技术

本发明专利技术涉及用于盖屋顶和防水膜或材料的沥青组合物，这些组合物包括不对称偶合聚乙烯基芳烃－聚二烯烃嵌段共聚物，与由相似类型的对称嵌段共聚物制备的沥青组合物获得的使用温度相比在更宽的使用温度范围内具有改进的物理性能。其特征在于具有至少两种不同分子量（一种高和一种低）的聚乙烯基芳烃末端嵌段特征的共聚物的不对称性，确保了由这些组合物制备的盖屋顶和防水膜的改进的物理性能。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利
本专利技术涉及用于盖屋顶和防水膜或材料的聚合物改性沥青组合物。本专利技术背景用于盖屋顶和防水膜或材料的物理性能，如耐低温破裂性、柔韧性、抗高温流动性和粘度，如US 4,530,652中公开的，可通过加入其结构通过通式(A-B)nY定义的弹性嵌段共聚合物改进，其中Y为多官能偶联剂残基，(A-B)表示由聚二烯烃嵌段B和聚乙烯基芳烃末端嵌段A构成的单个侧链，“n”表示侧链(A-B)的个数。包括这些共聚物的沥青组合物，当用作盖屋顶或防水膜时，提供非常好的性能。然而，后者在损害其它物理性能下获得，限制了其广泛的用途。例如，当这些弹性体嵌段共聚物加入沥青材料中改进高温性能时，损害了低温性能。此外，当同时满足高温和低温性能时，盖屋顶材料的粘度使其不能用标准设备操作。在US4,196,115中，将两种辐射状弹性嵌段共聚物其中一种具有低分子量，另一种具有高分子量，(或一个为高分子量辐射嵌段，另一个为低分子量线性弹性共聚物)与沥青组分一起掺混夹制备盖屋顶材料。这两种共聚物按这样的方式选取，即使最终沥青组合物产生满足测定最终用于盖屋顶的所述性能的试验的所需高温和低温性能。然而，该方法需要至少两种配料，即两种分别制备的共聚物与沥青组分的混合物，由此获得提供最终膜的所需性能的组合物。本专利技术涉及新的沥青组合物，该组合物能够扩大盖屋顶和防水膜或材料的使用温度范围，而不破坏使其通过标准安装设备容易操作的合适粘度，通过提供不需要在沥青组合物中存在两种或多种分别制备的(共)聚合物以特别适合那些用途的沥青组合物。本专利技术一个目的是提供适合盖屋顶和防水材料或膜的改进的沥青组合物。本专利技术另一目的是公开一种不需要存在一种以上的共聚物组分的沥青组合物。本专利技术再一目的是扩大由这些沥青组合物制备的盖屋顶和防水膜或材料的工作温度范围。本专利技术再一目的是确保沥青组合物的合适动态粘度，由此可容易用标准安装设备操作最终盖屋顶和防水材料或膜。本专利技术概述本专利技术涉及用于盖屋顶和防水材料或膜的沥青组合物，该组合物由沥青组分和一种或多种由具有不对称结构的偶联聚乙烯基芳烃聚二烯烃嵌段共聚物构成的橡胶组分组成，术语“不对称”是指分子结构中的末端嵌段为至少两种不同长度(一种短和一种长)的聚乙烯基芳烃链段。更具体地，本专利技术的沥青组合物由沥青组分和其分子结构通过通式(Ai-Xj)nY描述的弹性嵌段共聚物构成，其中Y表示偶联剂残基，“n”表示所述偶联剂的功能数和侧链(Ai-Xi)的个数，Ai表示单乙烯基芳族单体的聚合物末端，Xi表示弹性链段。这些不对称弹性体嵌段共聚物的特征在于末端嵌段Ai具有至少两种不同分子量(一个“高”和一个“低”)。已意想不到地发现，沥青组合物在高和低温下的改进物理性能，通过在该沥青组合物中加入很少量的该不对称弹性体嵌段共聚物获得。通过本专利技术获得的含共聚物的沥青组合物令人吃惊地提供所需物理性能，由该性能获得最终盖屋顶和防水膜或材料更宽的工作温度和标准施用设备所需的合适动态粘度。改进的使用温度范围(由软熔化点和冷弯曲温度之间的温度差定义)，使最终膜具有良好的高温和低温性能，因此它们可在任何地理位置的绝大多环境条件下使用。本专利技术详细描述在下面的描述中，共聚合物或聚合物链段的峰分子量Mp为出现在通过对那些共聚合物或链段进行凝胶渗透色谱分析产生的分子量分布曲线上的峰分子量。本专利技术的沥青组合物基本上由(I)具有25℃时的针入度(按照ASTMD5-75测定)为3至30mm的沥青组分，和(II)至少一种由(a)至少一种单乙烯基芳烃和(b)至少一种共轭二烯烃的聚合单元构成的嵌段共聚物组成，所述嵌段共聚物包括50至82重量％的具有峰分子量75000至350000并具有通式(Ai-Xj)nY的聚合单体(b)，其中Y表示偶联剂残基，“n”大于1，为所述偶联剂的官能团数和侧链(Ai-Xi)数，其中“i”为1至“n”的整数；Ai表示单乙烯基芳烃单体(a)的聚合末端嵌段，其中Xi弹性体链段基本上由聚合共轭二烯烃单体(b)构成，共聚物(II)在沥青组分(I)中的总量为(I)+(II)总重量的1至20％，该沥青组合物的特征在于所述共聚物含具有至少两种不同峰分子量的嵌段Ai，其中至少一种分子量包括15000至60000，至少一种包括5000至25000，最高分子量与最低分子量之比(c)等于或大于1.2，具有分子量高于嵌段Ai的数均分子量的嵌段Ai数(d)和具有分子量低于所述平均值的嵌段Ai数(e)各自为聚合末端嵌段Ai的至少5％。共聚物的结构定义本专利技术的组合物基本上含有沥青组分和其结构由通式(Ai-Xj)nY描述的不对称偶合弹性嵌段共聚物，其中Y表示偶联剂残基，“n”表示所述偶联剂的官能团数和侧链(Ai-Xi)数，其中“i”为1至“n”的整数；Ai表示单乙烯基芳烃单体(a)的聚合嵌段，Xi弹性体链段基本上由聚合共轭二烯烃单体构成。术语“不对称”是指以上描述的分子结构中的末端Ai，具有至少一种高和一种低的两种峰分子量。该共聚物的不对称比例定义为末端嵌段Ai的最高分子量与最低分子量的比例。当该比例等于或大于1.2时，将该共聚物称为“不对称”的；当该比例低于1.2，该共聚物称为“对称的”。在本专利技术范围内，不对称共聚物的不对称比例等于或大于1.2，优选大于1.4。弹性体链段Xi的峰分子量可与各侧链相同，或可具有两种或多种侧链的各种值，侧链数(取决于偶联剂的官能团数)等于或大于2，优选3至6，最优选等于4。已令人吃惊地发现本专利技术共聚物的不对称特性，能够获得使用温度范围更宽、且不损害其它所需物理性能如高温动态粘度的盖屋顶和防水膜或材料。单体定义构成聚合末端嵌段Ai的单乙烯基芳烃单体含8至18个碳原子。这些单体的例子包括苯乙烯(乙烯基苯)、α-甲基苯乙烯、乙烯基吡啶、乙基苯乙烯、叔丁基苯乙烯、异丙基苯乙烯、二甲基苯乙烯、其它烷基化苯乙烯等；其中，本专利技术使用的最优选单体为苯乙烯。可基本上构成弹性体链段Xi的共轭二烯烃单体含4至12个碳原子。这些单体的例子包括1，3-丁二烯、异戊二烯(2-甲基1，3-丁二烯)、乙基丁二烯、苯基丁二烯、戊间二烯、二甲基丁二烯、己二烯、乙基己二烯等；其中，1，3-丁二烯通常是优选的。嵌段共聚物的描述用于本专利技术并由通式(Ai-Xi)nY表示的不对称弹性体嵌段共聚物通过例如US 5,296,547中描述的可适合本专利技术要求的阴离子聚合制备。这些共聚物偶合后的分子量分布的特征在于其峰分子量为75000至350000。这些共聚物包括18至50％，优选27至35重量％的聚合单乙烯基芳烃单体和50至82％，优选65至73重量％的聚合共轭二烯烃单体。各侧链的弹性体链段Xi基本上包括聚合共轭二烯烃单体，并优选具有峰分子量10000至80000。如上在本专利技术的共聚物的结构定义中所述的，单体乙烯基芳族单体的聚合末端嵌段Ai具有至少两种不同的峰分子量，其最高和最低值定义不对称比例。对于这些末端嵌段，至少一个峰分子量范围为15000至60000，至少一个为5000至25000。末端嵌段Ai的分子量“高”是指该值为至少等于所有嵌段Ai的数均分子量，末端嵌段Ai的分子量“低”是指该值为低于所有嵌段Ai的数均分子量。“高”分子量的嵌段Ai数和“低”分子量的嵌段Ai各自表示聚合末端嵌段Ai总本文档来自技高网...

【技术保护点】
沥青组合物，基本上由下列组分组成：（Ⅰ）具有按照ＡＳＴＭ Ｄ５－７５测定的２５℃时针入度３至３０ｍｍ的沥青组分，和（Ⅱ）至少一种嵌段共聚物，该嵌段共聚物由（ａ）至少一种单乙烯基芳烃，和（ｂ）至少一种共轭二烯烃的聚合单体单元构成， 所述嵌段共聚物包括５０至８２重量％的具有峰分子量７５０００至３５００００并具有通式（Ａ↓［ｉ］－Ｘ↓［ｊ］）↓［ｎ］Ｙ的聚合单体（ｂ），其中Ｙ表示偶联剂残基，“ｎ”大于１，为所述偶联剂的官能团数和侧链（Ａ↓［ｉ］－Ｘ↓［ｉ］）数，其中“ｉ”为１至“ｎ”的整数；Ａ↓［ｉ］表示单乙烯基芳烃单体（ａ）的聚合末端嵌段，Ｘ↓［ｉ］弹性链段基本上由聚合共轭二烯烃单体（ｂ）构成，共聚物（Ⅱ）在沥青组分（Ⅰ）中的总量为（Ⅰ）＋（Ⅱ）总重量的１至２０％，该沥青组合物的特征在于－所述 共聚物含具有至少两种不同峰分子量的嵌段Ａ↓［ｉ］，其中至少一种分子量包括１５０００至６００００，至少一种包括５０００至２５０００，最高峰分子量与最低分子量之比等于或大于１．２，－具有分子量高于嵌段Ａ↓［ｉ］的数均分子量的嵌段Ａ↓［ｉ］数 （ｄ）和具有分子量低于所述平均值的嵌段Ａ↓［ｉ］数（ｅ）各自为聚合末端嵌段Ａ↓［ｉ］的至少５％。...

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：伯纳德哈维奥克斯，伊曼纽尔兰扎，让菲利普哈利特，安德烈诺依雷特，
申请(专利权)人：菲纳研究公司，
类型：发明
国别省市：BE[比利时]