[發明專利]用于瀝青改性的苯乙烯－丁二烯共聚物與乙烯－丙烯酸酯共聚物和乙烯基蠟的共混物

有效

• 申請號: 200680011008.1
• 申請日: 2006-04-04
• 公開（公告）號: CN101155880A
• 公開（公告）日: 2008-04-02
• 發明（設計）人: G·W·普雷讓;G·B·巴布庫克;M·布爾丁
• 申請（專利權）人: 納幕爾杜邦公司
• 主分類號: C08L95/00
• 分類號: C08L95/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 劉冬;范赤

發明領域

本發明涉及改性的瀝青組合物。更具體地講，本發明涉及包含乙烯共聚物、苯乙烯-丁二烯共聚物和蠟的聚合物改性的瀝青組合物。

發明背景

瀝青為得自石油產品蒸餾底部的物質，廣泛用于鋪設道路、公路、停車區、操場和需要人行或車行交通平坦通道的其他區域。瀝青通常與石頭共混，以制得用于鋪設的復合鋪設組合物。雖然通常石頭為鋪設組合物的主要部分，通常高達組合物的95％重量，但瀝青對混合物提供了重要的性能。

瀝青可看作是用于將石頭固定在一起的粘合劑組合物。同時，瀝青具有彈性，使得鋪路材料在來往重量下變形后可恢復其初始形狀。雖然彈性為瀝青賦予的重要性能，但瀝青的彈性不應使得鋪路材料失去剛性。

可使用聚合物改性瀝青以改進某些性能，包括防轍跡性、耐疲勞性和抗龜裂性。存在改性聚合物還可在鋪設時改進抗剝離性(從骨料)。這些改進得自瀝青彈性和剛性的提高，這些改進可由于加入聚合物而產生。

聯邦政府(戰略性公路研究項目或SHRP)制定了一組規格用于將瀝青的性能分級。例如PG?58-34瀝青應于58℃下防轍跡性好，且于-34℃下抗冷裂性好。認為該瀝青為PG?58級。向瀝青中加入聚合物顯著增加較高的數值(即提供更高溫度下的防轍跡性)和顯著改進耐疲勞性。防轍跡性和耐疲勞性的改進得自剛性和彈性的提高。通過加入較少量(通常1-5％重量)聚合物實現這些提高。通過使用動態剪切流變儀測定相角和測定彈性恢復來測定瀝青的彈性。使用動態剪切流變儀(DSR)測定瀝青的剛性。測試細節見述于AASHTO(美國各州公路和運輸工作者協會)的TP5。使用的實際測定法為G^*/sin?d，為復數模量除以相角。對于PG?58級瀝青，G^*/sin?d值為1以上。瀝青以6℃增量分級，例如PG?58、PG?64、PG?70和PG?76。對于給定的PG級，G^*/sin?d值可超過1。例如PG?58瀝青于58℃下的值為1.5，但仍為PG?58級，直至于64℃下測定G^*/sin?d值為1。如果在這種情況下，則將該瀝青分類為PG?64瀝青。有時PG值記錄為合格/不合格(pass/fail)。其中一個實例為G^*/sin?d值為1.5的PG?58瀝青。可記錄為PG合格/不合格59.9。使用延展性試驗計測定彈性恢復(ER)。將“啞鈴狀”瀝青試樣伸長至10cm，在中心切割，1小時后測定％恢復。根據ASTM?D6084的規定，該測試通常在25℃下進行。

已知多種乙烯-烷基酯共聚物為瀝青的改性劑。德國專利1,644,771公開和要求保護由5-95％重量的芳族石油瀝青和95-5％重量的乙烯-丙烯酸酯共聚物組成的石油瀝青組合物。所述共聚物部分為衍生自乙烯與1-40％重量的丙烯酸烷基酯或甲基丙烯酸烷基酯共聚的乙烯-丙烯酸烷基酯或乙烯-甲基丙烯酸烷基酯共聚物，其中烷基包含1-8個碳原子。

美國專利5,306,700和5,556,900公開了用于道路鋪設和屋頂涂覆的組合物，該組合物包含活性聚合物瀝青添加劑，由于存在環氧官能團，該添加劑與瀝青反應并與其相連。所述活性聚合物添加劑為通式為E/X/Y/Z的乙烯共聚物，其中E表示乙烯衍生的單元，構成共聚物的20-99.5％重量。X共聚單體存在的量可高達50％重量，例如為丙烯酸烷基酯、甲基丙烯酸烷基酯、乙烯基酯或烷基乙烯基醚。Y共聚單體存在的量為0.5-15％重量，例如為丙烯酸縮水甘油酯、甲基丙烯酸縮水甘油酯或縮水甘油基乙烯基醚。任選Z共聚單體存在的量高達15％重量，且為這樣的單體，例如一氧化碳、二氧化硫、丙烯腈等。特別值得一提的有活性三元共聚物乙烯-丙烯酸正丁酯-甲基丙烯酸縮水甘油酯(EnBAGMA)，已知該化合物(與瀝青化學交聯后)顯著改進所得到的改性的瀝青產品的彈性和剛性。