嵌段共聚物改性的沥青以及由此制成的油毡、涂料、密封剂和道路制造技术

嵌段共聚物改性的薄沥青油毡，该沥青油毡包含至少一种含至少两个聚乙烯基芳族嵌段和至少一个聚共轭二烯嵌段的嵌段共聚物，该嵌段共聚物的含量相对于嵌段共聚物和沥青的重量计为高于２０％至５０重量％，并任选地包含至少一种填料，其含量相对于整个组合物的重量计为０－５０重量％，其中嵌段共聚物、沥青和填料的含量之和为１００％。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及嵌段共聚物改性的沥青，由该嵌段共聚物改性的沥青制成的油毡、涂料、密封剂和道路，以及所述油毡在屋面中的用途和在结构和/或建筑业中的应用，例如，用作桥面层和用作混凝土、钢和/或其它结构的保护层。本专利技术尤其涉及包含乙烯基芳族和共轭二烯的嵌段共聚物改性的沥青，并涉及由此沥青制成的较常规油毡薄得多的、又不影响其功能的油毡。
技术介绍
在最近二十年中，对于嵌段共聚物改性的沥青组合物的制造，具体地说，对于沥青屋面的建造来说，一种明显的趋势是在沥青中使用一种或多种嵌段共聚物，其实际用量达15重量％，(相对于沥青和嵌段共聚物重量)，而填料实际掺入量为20-40％(相对于整个组合物重量)。这类沥青组合物可从例如美国专利4405680、4904713、5051457、5447775、5308676、5719216、5854335、5798401和6120913中获知。所述嵌段共聚物过去是，现在仍是组成这类改性的沥青组合物中最昂贵的组分，因此探求大幅增加这类嵌段共聚物的比例，从经济上考虑是完全没有吸收力的。另一方面，从经济考虑已明显提供屋面油毡和建筑业用的其它防护油毡，这种油毡应能单独使用，也应能形成满足防水(如雨水或地下水)要求的阻挡层，此外，这种油毡还可包含更多的抗侵蚀剂(保证水密封性)而不需要通常采用的多层体系，且不会增加整个结构的重量，特别是不会增加屋面的重量。因此，本专利技术的一个目的是提供嵌段共聚物改性的沥青组合物以及由此制成的能满足上述条件的油毡。本专利技术的另一个目的是能比较经济地使这类嵌段共聚物改性的沥青油毡应用在建筑业和/或工程中。本专利技术的再一个目的是使该改进的嵌段共聚物改性的沥青组合物用于沥青路面中。通常的沥青路面的结构元素包括路面基础(由路基(是天然的土壤填充材料)和底基层(通常为高质量粒状材料)构成的)；道路底层(由密实或多孔的沥青材料构成)以及铺面(包括底层和耐磨层)。路面的载荷能力是材料厚度及其刚性的函数。因此底层的厚度随路面的用途而定。一般，厚度可从例如60毫米(自行车道路)至180毫米和更厚(重载荷道路)不等。用本专利技术组合物代替如沥青组合物用作铺面的底层，制成类似于沥青油毡的形态，可使其厚度减至通常底层厚度的约2/3，从而提高了经济效益，同时还提供了其上可构成耐磨层的，并可将交通载荷分配在道路底层上的优良成形表面。
技术实现思路
由于进行了广泛的研究与试验，业已出人意料地发现了改进了的嵌段共聚物沥青组合物以及由此制成的油毡和沥青路面。因此，本专利技术涉及共聚物改性的沥青组合物以及由此制成的油毡和沥青路面，该沥青组合物包含至少一种含至少两个聚(乙烯基芳族)嵌段和至少一个聚(共轭二烯)嵌段的嵌段共聚物，该嵌段共聚物的含量为高于20重量％，更特别地高于20％至40重量％(相对于嵌段共聚物和沥青的重量)，并任选地包含至少一种填料，其含量为0-50重量％(相对整个组合物重量)，其中嵌段共聚物、沥青和填料的含量之和为100％。具体实施例方式下面就组合物在沥青油毡中的应用对本专利技术进行讨论，尽管大家都知道，该组合物也会使沥青路面得到改善。同样，沥青组合物也可应用于沥青密封剂和沥青涂料。在本专利技术的整个说明书中所用的术语“薄的”是指本专利技术的嵌段共聚物改性的沥青油毡或底层的厚度与类似先有技术的沥青油毡或路面成分相比较，平均厚度可降低的40％，而相关的机械性能有显著的提高，可成为良好的包装。更特别地，业已发现，所述本专利技术沥青油毡的使用温度有所提高，例如从110℃提高至170℃，冷弯温度从-30℃下降至-50℃或-50℃以下，同时还发现既具有高的刚硬性(行走性)又具有优良的低温柔韧性。这些性能可使油毡的厚度显著降低而不会影响油毡的必需功能、特性，即密封面和保护水密性，这是显而易见的。厚度变薄可使油毡的重量下降，因而具有潜在的重大的经济优势。此外，高含量的改性共聚物因会提高关键性能保证了防止外面水的进入(特别地用作屋面材料)，从而延长了使用寿命。本专利技术沥青组合物中额外添加的嵌段共聚物所增加的额外费用，可通过一些改进的性能以及能采用非常薄的油毡所带来的出人预料的优势而得到较多的补偿，这是值得重视的。如上所述，当组合物用于沥青路面时也具有类似的优点，特别地，使用该组合物能降低路面底层的厚度和提高使用温度，而同样值得重视。待结合进嵌段共聚物的乙烯基芳族单体可选自苯乙烯、邻甲基苯乙烯，对甲基苯乙烯，对叔丁基苯乙烯，2，4-二甲基苯乙烯，α-甲基苯乙烯，乙烯基萘，乙烯基甲苯和乙烯基二甲苯或它们的混合物。优选的乙烯基芳族单体是苯乙烯，它可作为基本上纯的均聚单体或作为主要单体与少量(至少10重量％)一种或多种如前面所述的结构上与乙烯基芳族单体相关的单体混合，或与少量共聚单体(如丁二烯或异戊二烯)相混合。采用基本上纯的苯乙烯是最优选的。共轭二烯单体可选自丁二烯，异戊二烯，2，3-二甲基-1，3-丁二烯，1，3-戊二烯，1，3-己二烯以及它们的混合物。优选的共轭二烯共聚单体是丁二烯或异戊二烯或它们的混合物。所述丁二烯与异戊二烯的混合物能共聚成中心嵌段，该中心嵌段包含单独的聚(丁二烯)和单独的聚(异戊二烯)均聚物嵌段或者只包含一个基本上呈无规的共聚嵌段，而均聚物嵌段平均长度少于100个单体单元，优选少于20个单体单元。更优选的共轭二烯共聚单体是丁二烯，它可单独用作基本上纯的共聚单体(含量高于99％)或作为主单体和少量(至多10重量％)一种或多种与前述结构上相关的共轭二烯单体相混合，或与少量乙烯基芳族共聚单体如苯乙烯相混合。采用基本上纯的丁二烯是优选的。嵌段共聚物可以呈线形或是呈星形的，但优选表观总分子量为40000-500000，更优选为60000-200000。大家都知道，基本呈线形的三嵌段共聚物或星形嵌段共聚物也可包含少量伴生二嵌段共聚物，该二嵌段共聚物包含与三嵌段中聚(乙烯基芳族)嵌段相同的嵌段和表观分子量为三嵌段中的中心嵌段聚(共轭二烯嵌段)分子量一半的聚(共轭二烯)嵌段，该二嵌段共聚物是在所述三嵌段共聚物制造过程中或是在星形嵌段共聚物通过用偶联剂对最初制备的活性二嵌段共聚物进行偶联过程中形成的，如美国专利3231635、3251905、3390207、3598887和4219627，欧洲专利申请0413294A2、0387671A1、0636654A1以及WO 04/22931中所说明的，这些专利内容已列入本文供参考。嵌段共聚物中二嵌段的含量为0-90重量％，优选为0-35重量％，而更优选为0-20重量％(相对于嵌段共聚物总重量计)。在共轭二烯，优选丁二烯聚合时1，2-加成(乙烯基含量)通常为5-65摩尔％，优选为8-45摩尔％，而更优选为8-25摩尔％。嵌段共聚物键合有乙烯基芳族单体，其含量为15-50％，更优选为25-45％，并具有线形三嵌段结构或星形结构(S-B-S或(SB)n-X)。更优选的嵌段共聚物是线形三嵌段(S-B-S)共聚物。适用于本专利技术的嵌段共聚物的实例是KRATON D1101(铺路基准级)，KRATON D1102(低分子量、低熔体粘度的线形嵌段共聚物)，KRATOND1116A(低苯乙烯星形嵌段共聚物，用于较高丁二烯含量的共混物中)，KRATON D1118(高二嵌段含量的颗粒聚合物，也可与硫本文档来自技高网...

【技术保护点】

【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：E·A·T·特罗梅伦，J·W·M·达曼，J·R·范海克，
申请(专利权)人：克拉通聚合物研究有限公司，
类型：发明
国别省市：