沥青组合物.pdf

1、10申请公布号CN102131857A43申请公布日20110720CN102131857ACN102131857A21申请号200980133080522申请日2009082408162909920080825EPC08L17/00200601C08L21/00200601C08L95/00200601E01C7/18200601E01C7/26200601C08K3/26200601C08K5/20200601C08L33/0620060171申请人国际壳牌研究有限公司地址荷兰海牙72发明人F德容格SL纳格S尼根谢德隆74专利代理机构中国国际贸易促进委员会专利商标事务所11038代理人柳冀

2、54发明名称沥青组合物57摘要公开了一种沥青组合物，包含粒状橡胶、含有缩水甘油基官能团的聚合物和蜡。所述沥青组合物可以用于制备沥青混合料混合物。30优先权数据85PCT申请进入国家阶段日2011022586PCT申请的申请数据PCT/EP2009/0608542009082487PCT申请的公布数据WO2010/023173EN2010030451INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书6页CN102131865A1/1页21一种沥青组合物，包含A2096WT的沥青；B380WT的粒状橡胶；C0110WT的含有缩水甘油基官能团的聚合物；和D035WT的蜡；

3、其中重量百分数基于沥青组合物重量。2权利要求1的沥青组合物，其中含有缩水甘油基官能团的聚合物是乙烯和缩水甘油基丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯的共聚物，或乙烯、烷基丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯和缩水甘油基丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯的三元共聚物。3权利要求1的沥青组合物，其中含有缩水甘油基官能团的聚合物是含有接枝到聚乙烯主链上的缩水甘油基丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯的接枝聚合物。4前述权利要求任一项的沥青组合物，其中蜡是源自费托法的链烷烃蜡。5权利要求13任一项的沥青组合物，其中蜡是乙烯双硬脂酰胺。6前述权利要求任一项的沥青组合物，根据ASTMD7173测量，在163下24小时后的储存稳定性为4至4。7用于制备前述权利要

4、求任一项的沥青组合物的方法，包括以下步骤在预混合釜中混合沥青、粒状橡胶、含有缩水甘油基官能团的聚合物和蜡以生产混合物，和使所述混合物通过高剪切研磨机。8用于制备权利要求16任一项的沥青组合物的方法，其中在不超过165的温度下混合沥青、粒状橡胶、含有缩水甘油基官能团的聚合物和蜡。9一种沥青混合料混合物，包含权利要求16任一项的沥青组合物，且还包含骨料。10一种沥青混合料铺砌层，包含权利要求16任一项的沥青组合物或权利要求9的沥青混合料混合物。权利要求书CN102131857ACN102131865A1/6页3沥青组合物技术领域0001本发明涉及含有粒状橡胶的沥青组合物。背景技术0002沥青是基本

5、由烃及其衍生物组成的粘性液体或固体。它可溶于三氯乙烯中和当加热时组件软化。将沥青与骨料和填料组合以形成沥青混合料，随后将沥青混合料用于铺设道路或其它表面。0003可以将粒状橡胶通常由用过的汽车轮胎获得的橡胶颗粒掺入沥青中。这是处置粒状橡胶的可持续措施，并且也改进了沥青的性质。将粒状橡胶机械分散在沥青中。然而，在储存期间，粒状橡胶可能在沥青基质中沉降，导致不均匀的分散体。因为难以在储存容器和运输工具之间泵送该分散体，所以该分散体可能是难以输送的。因此，希望改进粒状橡胶改性后沥青的储存稳定性。0004已经公开了用于改进粒状橡胶改性后沥青混合料均匀性的方法。在US5,704,971中，将过氧化物与粒

6、状橡胶混合和随后将其加入沥青。将聚合物例如乙烯、丙烯酸丁酯和缩水甘油基甲基丙烯酸酯的三元共聚物加入粒状橡胶和沥青的混合物。在US6,478,951中，将聚合物例如乙烯乙酸乙烯酯和含缩水甘油基的单体的共聚物涂布到粒状橡胶颗粒上，随后将粒状橡胶颗粒搅拌成热的液体沥青。或者，将聚合物加入液体沥青和随后加入粒状橡胶颗粒。0005US5,990,207公开了沥青配制剂，其包含粒状橡胶与乙烯、烷基丙烯酸酯和缩水甘油基甲基丙烯酸酯的共聚物。所述配制剂是储存稳定的，但是粘度比不含乙烯/烷基丙烯酸酯/缩水甘油基甲基丙烯酸酯共聚物的配制剂高出很多。0006本发明人已经致力于提供表现出有效储存稳定性的新型粒状橡胶沥

7、青组合物。优选所述组合物也具有使得它们容易用于制备沥青混合料的粘度。发明内容0007因此，本发明提供一种沥青组合物，包含0008A2096WT的沥青；0009B380WT的粒状橡胶；0010C0110WT的含有缩水甘油基官能团的聚合物；和0011D035WT的蜡。0012重量百分数基于沥青组合物的重量。0013本发明人已经发现同时含有缩水甘油基官能化聚合物和蜡的粒状橡胶沥青组合物表现出有利的储存稳定性和有用的粘度。具体实施方式0014本发明沥青组合物中的沥青可以是来自原油蒸馏的渣油、裂化渣油、天然沥青或说明书CN102131857ACN102131865A2/6页4多种沥青类型的共混物。本发明

8、中可以便利使用的沥青的实例包括蒸馏或“直馏”沥青，沉淀沥青、例如丙烷沥青，氧化或吹制沥青，环烷烃沥青或它们的混合物。沥青组合物中的沥青可以通过使沥青与沥青稀释油例如芳族、环烷烃或链烷烃沥青稀释油共混而制备。沥青也可以源自天然油砂源或可以含有可再生来源的组分。沥青在25下的针入度根据EN1426测量优选为10250。如果沥青是沥青和沥青稀释油的共混物，则在沥青稀释油已经与沥青共混之后的针入度优选为10250。0015沥青组合物中沥青的量为2096WT，优选3092WT。沥青通常是组合物中最不昂贵的组分，所以通常希望使沥青的量最大化。然而，大于96WT的沥青不是期望的，因为粒状橡胶的量将不足以实现

9、所需的粘合剂性质的改进。本发明组合物可以是母料组合物，即含有相对高比例的聚合物从而必须在使用前用沥青进一步稀释的组合物。如果组合物不是母料组合物，即它适合于在不进一步稀释的条件下进行使用，则沥青的量优选7096WT，优选8092WT。0016粒状橡胶是颗粒形式的任何橡胶。优选粒状橡胶是磨碎的轮胎橡胶。优选平均粒度MEANAVERAGEPARTICLESIZE小于5MM，更优选小于2MM和最优选小于1MM。粒状橡胶可以是合成弹性体，例如聚丁二烯或苯乙烯丁二烯橡胶通常由轻型车的轮胎获得。粒状橡胶也可以是天然橡胶通常由重型车的轮胎获得。0017沥青组合物中粒状橡胶的量为380WT，优选670WT。本

10、发明的组合物可以是母料组合物，即含有相对高比例的聚合物从而必须在使用前用沥青进一步稀释的组合物。当组合物准备用于沥青混合料生产时，即当不用沥青进一步稀释时，则粒状橡胶的量优选320WT，优选615WT。0018含有缩水甘油基官能团的聚合物优选其中至少一些单体是含缩水甘油基的单体的共聚物，或是其中含缩水甘油基的基团已经接枝到聚合物主链上的接枝聚合物。优选共聚物是乙烯和缩水甘油基丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯的共聚物，或乙烯、烷基丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯和缩水甘油基丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯的三元共聚物。烷基丙烯酸酯优选C16烷基。优选接枝聚合物含有接枝到聚乙烯主链上的缩水甘油基丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯。0019

11、沥青组合物中含有缩水甘油基官能团的聚合物的量为0110WT，优选015WT，更优选022WT和最优选0515。聚合物的量是在利用足够的聚合物以实现储存稳定性和使聚合物使用最小化从而使成本最小化之间的平衡。0020沥青组合物中的蜡优选链烷烃蜡，和更优选由费托法获得的蜡。优选链烷烃蜡包含至少90WT的直链烷烃。优选烷烃链长度为C30约C100。优选链烷烃蜡的熔点为50110，更优选80110。或者，蜡是乙烯双硬脂酰胺。0021沥青组合物中蜡的量为035WT，优选054WT和更优选13WT。蜡的量是在利用足够的蜡以实现储存稳定性和使蜡使用最小化从而使成本最小化之间的平衡。0022沥青组合物可另外包含

12、半结晶橡胶，例如聚辛烯，例如EVONIK的VESTENAMER。沥青组合物优选包含01WT的聚辛烯，例如约05WT的聚辛烯。0023沥青组合物可另外包含可交联弹性体，例如苯乙烯类嵌段共聚物，苯乙烯丁二烯橡胶合成和天然。可交联弹性体优选苯乙烯类嵌段共聚物，例如苯乙烯丁二烯苯乙烯或苯乙烯异戊二烯苯乙烯。沥青组合物中可交联弹性体的量为优选057WT，基于沥青组合物重量，优选14WT。如果沥青组合物包含可交联弹性体，则沥青组合物优选说明书CN102131857ACN102131865A3/6页5还包含交联剂。优选交联剂是单质硫。单质硫的优选量为00102WT，基于沥青组合物重量。0024沥青组合物优选

13、在150下的粘度根据ASTMD4404测量为39泊。0025沥青组合物优选在163下24小时后的储存稳定性根据ASTMD7173测量为4至4。在该范围之外的储存稳定性表示组合物充分不均匀从而它可能难以进行输送。优选储存稳定性尽可能接近0。0026沥青组合物优选在25下的针入度根据ASTMD5测量为小于200DMM，更优选小于150DMM。0027沥青组合物优选软化点根据ASTMD36测量大于50，更优选大于60。0028沥青组合物适合地通过其中对沥青进行预热使得它为流体的过程制备。优选首先加入蜡，因为这降低组合物的粘度从而促进掺入粒状橡胶和含有缩水甘油基官能团的聚合物。对于添加粒状橡胶和含有缩

14、水甘油基官能团的聚合物，不存在优选的顺序。0029优选在通过高剪切研磨机之前，在预混合釜中混合组分。利用高剪切是重要的，以确保粒状橡胶颗粒的良好分散。0030优选在不超过165、和最优选不超过160的温度下混合组分。已经观察到较高的温度可以导致粒状橡胶颗粒性质的变化，且可能存在相关的气味。在低温下工作因此对于健康和安全的磨碎来说是优选的。0031当混合完成时，建议在储存罐中继续循环组合物，但是不要求固化时间。0032本发明沥青组合物可以是含有高比例聚合物例如大于20WT的粒状橡胶和/或大于2WT的含有缩水甘油基的聚合物的母料组合物，且在将它用于制备沥青混合料混合物之前可能需要用另外的沥青稀释沥

15、青组合物。0033任选用另外的沥青进行稀释的本发明沥青组合物适合用于制备可用于铺设应用的沥青混合料混合物。因此，本发明进一步提供沥青混合料混合物，所述沥青混合料混合物包含本发明的沥青组合物且还包含骨料。骨料可以由填料、沙子和/或石头组成。可获得许多不同类型的沥青混合料混合物，且它们的特性可以非常明显地变化。用于铺设应用的沥青混合料的设计主要是选择和配比材料从而在成品建筑物中获得所需性质的问题。沥青混合料混合物的设计通常基于骨料的等级，沥青混合料混合物通常分类成致密等级、缝隙等级和稀疏等级。本发明的沥青混合料混合物可以落入这些分类中的任一种。0034本发明沥青混合料混合物中沥青组合物的量将根据沥

16、青混合料待用于的应用而变化。然而，本发明中使用的沥青混合料混合物优选包含120WT的沥青组合物，更优选210WT，和最优选37WT，基于沥青混合料混合物总重量。0035本发明进一步提供沥青混合料铺砌层，所述沥青混合料铺砌层包含本发明的沥青组合物或沥青混合料混合物，以及利用本发明的沥青组合物或沥青混合料混合物制备沥青混合料铺砌层的方法。实施例0036现在将参考实施例描述本发明，所述实施例不用于限定本发明。0037沥青组合物的制备0038制备的沥青组合物的细节在下表I中给出。基础沥青是针入度等级80/100沥青。说明书CN102131857ACN102131865A4/6页6粒状橡胶源于汽车和卡车

17、轮胎。蜡是SX105，由费托法制得的链烷烃蜡，可从SHELL获得。聚合物是ENTIRATMBOND12，可从DUPONT获得；乙烯和缩水甘油基甲基丙烯酸酯的共聚物。0039按照以下程序制备组合物00401将沥青在140下的烘箱中加热。00412将沥青在高剪切2000RPM下搅拌和将温度升高至163。00423在高剪切4000RPM下加入蜡。混合时间段为5分钟。00434在高剪切4000RPM下加入聚合物。混合时间段为510分钟。00445在35分钟的时间段期间，在高剪切4000RPM下加入粒状橡胶。00456在高剪切下混合组合物60分钟。00467在低剪切1000RPM下混合组合物，以达到完全

18、均匀性。0047表I0048说明书CN102131857ACN102131865A5/6页70049对比例18和实施例16含有相同类型的沥青。对比例9和实施例711都含有不同的沥青虽然使用的沥青都是针入度等级80/100沥青。组合物通过测量在25下的针入度根据ASTMD5、软化点根据ASTMD36、在150下的粘度根据ASTMD4404以及在163下24小时和48小时后的储存稳定性根据ASTMD7173进行表征。结果显示在表II中0050表II00510052NB，实施例6的粘度数值的有效性是可疑的。0053储存稳定性优选为4至4这是从储存样品的不同位置提取的软化点的差异。粘度优选39泊。对比例1没有添加剂的沥青具有非常低的粘度。对比例2沥青加粒状橡胶显示添加粒状橡胶增大了粘度，但是也提供了具有不可接受的储存稳定性说明书CN102131857ACN102131865A6/6页8的组合物。将蜡加入粒状橡胶改性后沥青对比例3和4升高了软化点和降低了针入度，但是进一步恶化了储存稳定性。将缩水甘油基官能化聚合物加入粒状橡胶改性后沥青对比例58，特别是在大于05WT下，增强了组合物的储存稳定性，但是提供不可接受的高粘度。本发明实施例实施例111显示，加入缩水甘油基官能化聚合物抵消了蜡对储存稳定性的负作用，仍然保留了蜡对粘度的正作用。说明书CN102131857A