沥青组合物制造技术

本发明专利技术提供一种沥青组合物，其包含基于沥青、共聚物和硫的重量的含量为20-80wt％的沥青、含量为0.1-7wt％的含有一种或多种乙烯基芳香族化合物和一种或多种共轭二烯的共聚物和含量为20-60wt％的硫。本发明专利技术进一步提供制备该组合物的方法和包含该沥青组合物的柏油组合物。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及包含浙青(bitumen)和聚合物的浙青组合物。尤其涉及包含浙青、聚合物和硫的浙青组合物。本专利技术还涉及制备浙青组合物的方法；硫颗粒；包含浙青组合物的柏油(asphalt)组合物，制备该柏油组合物的方法；制备柏油路面的方法；和这样制备的柏油路面。
技术介绍
浙青是常用于制备铺路和屋顶材料和用于涂覆例如管道和槽内面的材料。在道路建造和道路铺设工业中，成熟实用的方法是利用热的液体浙青涂覆骨料(aggregate)材料，例如沙子、砂砾、碎石或其混合物，在其还热的时候将涂覆的材料在路基或先前建造的 道路上铺展为均匀层，并通过重压路机滚压来将均匀层压实，以形成表面光滑的道路。浙青与骨料材料例如沙子、砂砾、碎石或其混合物的组合被称作“柏油”。浙青，也被称作“柏油粘合剂”，通常是一种含有浙青质、树脂和油类的液体粘合剂。它可以是天然存在的，也可以是从原油的残留物中获得的(例如，通过分馏或通过沉淀(例如利用丙烷))，或在原油精炼过程(例如裂化)后获得的。浙青通常包含具有高浙青质含量(例如，12wt%或更高)的烃类。浙青也可以经过一些进一步的处理(例如吹制)，从而使浙青成分经过氧(如空气)或化学成分(如磷酸)的氧化。通过添加聚合物，尤其是热塑性橡胶，来改进浙青的性质是已知的。这在US-A5718752中已有描述。根据该专利文件，浙青-聚合物混合物应该满足许多要求，以使其适合于铺路材料。这些要求之一是该混合物的成分必须是相容的。极性的浙青质组分趋向于与聚合物不相容，这可能导致相分离并因此导致物理性质严重恶化。另一个要求是合适的流动特性以防止留下车辙。因此混合物显示符合要求的弹性是重要的，因为材料必须能够恢复形变，而不仅仅是抵抗形变。在温暖的气候中这个特性是非常重要的。在US-A 5718752中提供的浙青组合物显示改善的可加工性和相容性，并包含乙烯基芳香族化合物(例如苯乙烯)的聚合物嵌段和共轭二烯(例如丁二烯)的聚合物嵌段的特定星形嵌段共聚物。在US-A 5863971中已经公开了如果将硬吹制浙青和热塑性橡胶混合能够实现高温抗车辙性能和改善的老化性能。合适的热塑性橡胶包括单乙烯基芳香族化合物(例如苯乙烯)和共轭二烯(例如丁二烯或异戊二烯)的任选氢化的嵌段共聚物。具有硬浙青的组合物比具有未经吹制处理的较软浙青的组合物显示出更好的性能。浙青和聚合物之间的相容性问题在GB-A 2384240中已经涉及。另外，浙青与聚合物混合，获得的混合物经过吹制处理并在吹制处理过程中向混合物中加入硫。加入硫的目的是获得聚合物分子间的交联。基于浙青和聚合物的重量，以0.01-2wt%的量加入硫。这个过程得到均质的产品。Martinez-Estrada 等人在 Journal of Applied Polymer Science, Vo. 115，3409-3422 (2010)中详细描述了向包含苯乙烯-丁二烯或苯乙烯-丁二烯-苯乙烯的聚合物改性的浙青中添加硫。表明添加相对少量的硫能够极大地增加改性浙青的热稳定性。然而，它阐释了精确的硫添加量是极其重要的，因为稍微的过量会导致凝胶的形成。技术人员意识到添加少量的硫可能是有益的，但由于凝胶化的风险需要提防添加更大的量。含有硫和聚合物的浙青组合物在WO-A 03/014231中已有描述。已经开发了这些已知的组合物以提供改善的铺路粘合剂。为了获得改善的铺路粘合剂，将硫加入到浙青粘合剂和骨料、沙子或其他材料中。硫起所谓的柏油添加剂的作用，并用于使粘合剂具有较低的流动性。根据WO-A 03/014231，铺路粘合剂可以包含聚合物或可聚合的材料作为其他成分。可聚合的材料或聚合物的实例是苯乙烯单体、聚对苯二甲酸乙二醇酯、乙烯醋酸乙酯、Exxon 101或Exxon 103和其他乙烯基芳香族化合物。该说明书中没有提到这些可聚合的化合物对铺路粘合剂或最终柏油可能具有的影响。现在令人惊奇地发现，通过添加硫能够进一步增强包含聚合物改性浙青的柏油组合物的弹性。本专利技术人已经向浙青组合物中加入大量的硫(20wt%以上)，而没有发生在现有技术中提到的凝胶化。这些浙青组合物可以有利地用来提供具有增强的弹性的柏油组合 物。
技术实现思路
因此,本专利技术提供了一种浙青组合物,其包含20_80 1:%的浙青、O. l_7wt%的含有一种或多种乙烯基芳香族化合物和一种或多种共轭二烯的共聚物，和20-60wt%的硫，所有百分比均基于浙青、共聚物和硫的重量。本专利技术也涉及制备本专利技术的浙青组合物的方法，该方法包括以下步骤⑴加热浙青；(ii)混合这样获得的热浙青与基于浙青、共聚物和硫的重量为20_60wt%的硫；其中在步骤(i)或(ii)中的至少一步中加入基于浙青、共聚物和硫的重量为O. 1-7￥〖％的共聚物。本专利技术的浙青组合物可有利地适用于道路和屋顶应用中，优选道路应用。本专利技术进一步涉及包含骨料和本专利技术的浙青组合物的柏油组合物。本专利技术还提供制备本专利技术的柏油组合物的方法，该方法包括以下步骤⑴加热浙青；(ii)加热骨料；(iii)在混合单元中混合热浙青和热骨料，以形成柏油组合物；其中在步骤(i)、(ii)或(iii)中的至少一步中加入基于浙青、共聚物和硫的重量为20-60wt%的硫；并且其中在步骤(i)、( )或(iii)中的至少一步中加入基于浙青、共聚物和硫的重量为O. l_7wt%的共聚物。已经发现，本专利技术的柏油组合物具有极好的弹性性质。进一步发现，本专利技术的柏油组合物显示出极好的劲度，以使柏油上的负荷充分分散。这使得该柏油非常适合铺路应用。本专利技术另外还提供制备柏油路面的方法，其中通过本专利技术的柏油组合物制备方法制备柏油组合物，接下来的步骤为(iv)将该柏油组合物铺展为层；和(V)压实该层。本专利技术进一步涉及利用此方法制备的柏油路面。具体实施例方式本专利技术的浙青组合物包含三种基本成分浙青、硫和共聚物。浙青可以选自宽范围的浙青化合物。现有技术的一些文件规定，浙青在用于铺路应用以前必须经过吹制，而在本专利技术的组合物中不需要此要求。所以，可应用的浙青可以是直馏浙青、热裂化残渣或沉淀浙青，例如来自丙烷的。虽然不是必要的，但浙青也可经过吹制。可以通过用含氧气体例如空气、富氧空气、纯氧气或任何其他含有分子氧和惰性气体(例如二氧化碳或氮气)的气体处理浙青来进行吹制。吹制操作可以在175-400°C，优选200-350°C的温度下进行。或者，吹制处理可以利用催化过程进行。在此过程中合适的催化剂包括氯化铁、磷酸、五氧化二磷、氯化铝和硼酸。使用磷酸是优选的。基于浙青、硫和共聚物的重量，根据本专利技术的浙青组合物中浙青的含量可以是20-80wt%，更优选地是30-75wt%。用50_75wt%的含量已经获得了良好的结果。本专利技术中使用的共聚物可以选自宽范围的聚合化合物。虽然可以为这些共聚物选择几种乙烯基芳香族化合物，但是优选的乙烯基芳香族化合物包括苯乙烯。苯乙烯成分可含有高达10wt%的其他乙烯基芳香族化合物，所以优选地，乙烯基芳香族化合物由至少90mol%的苯乙烯组成。基本上纯的苯乙烯是特别优选的。优选的二烯选自丁二烯和异戍二烯，其中丁二烯是特别优选的。因此，使用苯乙烯丁二烯橡胶是合适的。虽然苯乙烯丁二烯橡胶可以适宜地用于实现弹性性能的增强，但是优选地使用乙烯基芳本文档来自技高网...

【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：M·J·丘吉泰，J·科朗热，D·勒巴，D·斯特里克兰，
申请(专利权)人：国际壳牌研究有限公司，
类型：
国别省市：