[發明專利]具有改良特性的瀝青組合物和相關的涂料以及方法

無效

• 申請號: 201280059403.2
• 申請日: 2012-11-29
• 公開（公告）號: CN104136517A
• 公開（公告）日: 2014-11-05
• 發明（設計）人: D·V·索博蒂克;L·卡西特斯卡亞;S·梅蘭卡
• 申請（專利權）人: 亨利有限責任公司
• 主分類號: C08K5/00
• 分類號: C08K5/00;C08L95/00;E01C21/00
• 代理公司: 上海一平知識產權代理有限公司 31266
• 代理人: 陸鳳;馬莉華

相關申請的交叉引用

根據35U.S.C.§119(e)，本申請要求于2011年11月30日提交的，申請號為61/565,215，題目為“具有改良特性的瀝青組合物和相關的涂料以及方法”的美國臨時申請的權益，其全部內容通過引用并入本文。

發明背景

瀝青(Asphalt)或地瀝青(bitumen)是多種烴類的混合物，且含有不同量的鏈烷烴，環烷烴和芳烴。其特性使得其可用于很多方面，包括路基或路面施凃、密封復合物、涂層材料、防水材料。它也可以用于保護建筑物結構或建筑物結構的成分，和用作填隙或防水材料。

純瀝青(Neat bitumen)通常彈性很低或沒有彈性。因此，瀝青的加工困難，且導致含有瀝青的涂層或路面在低溫下易碎，且在高溫下軟化。為了嘗試改善瀝青并使其具有彈性，降低脆性和提高其可加工性，現已開發了許多產品。這樣的嘗試包括將瀝青與不同量的各種聚合物進行混合，最常用的為SBS。使用聚合物作為瀝青添加劑的目的是為了改變瀝青的粘彈性能，特別是擴展塑性范圍和改善彈性恢復。這些材料通常被稱為“聚合物改性瀝青”(PMB)。

制備PMB的過程中，需要加熱并剪切混合聚合物和瀝青，從而賦予瀝青高粘度，需要應用極高的剪切速率，反應器中較高的溫度，以及更長的處理時間。

雖然認為PMB相對于純瀝青有改善，但最終產品仍然缺乏充分的彈性，特別是在較低溫度下(如大部分的道路維護操作中的狀態)。此外，PMB處理相關的困難仍是一個挑戰。

Wakizaka的美國專利號4,902,349描述了瀝青和多羥基化合物的混合相關的困難，報道了由于相容性差，瀝青與多羥基化合物相分離。為了克服上述困難，Wakizaka使用了高含量的多羥基化合物(重量百分比為40％或更多)，且需要使用表面活性劑和塑化劑。Wakizaka教導，其組合物的制備是“根據聚合物溶液理論利用增塑劑的特性和根據表面化學利用增塑劑的表面改性效果。”該Wakizaka方法和組合物由于所需使用的大量多羥基化合物及額外的必要成分增加了成本，使其有缺陷并在商業上不可行。本領域仍然需要低成本、有彈性，能夠在商業上大規模使用而不會由于價格望而卻步的瀝青。

發明簡述

本發明包括用于涂覆基材的組合物，包括：瀝青材料；聚合物，所述的聚合物非多羥基化合物；和多羥基化合物(polyol)。所述的多羥基化合物的分子量約1000至約5000和/或以總組合物重量計，所述的多羥基化合物的含量不大于約30％。本發明還包括涂覆制品，所述的涂覆制品包括涂覆有涂層的基材，其中，所述的涂層是用一組合物形成，所述的組合物包括：瀝青材料；聚合物，所述的聚合物非多羥基化合物；和多羥基化合物。在一些實施例中，所述涂覆制品的組合物中多羥基化合物的分子量約1000至約5000，或以總組合物重量計(組合物固化(cured)前)，所述的多羥基化合物的含量不大于約30％。

本發明還包括一種改善瀝青材料的加工性能的方法，包括將瀝青材料，非多羥基化合物的聚合物和多羥基化合物進行組合，其中，與不含有多羥基化合物的瀝青相比，所得到的組合物顯示出改善的加工性能。在本發明的一些實施例的方法中，所述的多羥基化合物在所得到的組合物中的含量不大于約30重量％，和/或所述的多羥基化合物的分子量約1000至約5000。在一些優選例中，本發明方法的組合物不含有塑化劑和表面活性劑中的至少一種。

本發明還提供了一種提高固化瀝青涂層的彈性的方法，包括將瀝青材料，非多羥基化合物的聚合物和多羥基化合物摻合形成組合物，將所述組合物涂覆至一基材并進行固化，從而形成涂層，其中，與不含多羥基化合物的瀝青組合物相比，所述的涂層在0℃以下的溫度下顯示出彈性改善。

發明詳述

本發明解決了上述的缺點，包括組合物，和用所述組合物形成的涂層和產品，以及涂覆有所述涂層的基材或表面，特別是路面和建筑材料。本發明還包括增加瀝青涂層，例如，在0℃以下的溫度下的彈性的方法，以及改進含瀝青的組合物的加工性能的方法。一旦成型并固化，所述的涂層可為基材或表面帶來防水性能和防止物理損傷的保護作用。

據發現，含有瀝青材料，聚合物以及多羥基化合物的組合物固化后表現出改善的加工性能和彈性，進而延長瀝青組合物涂層的耐久性和降低分層，當用于路基(road bed)或用于涂覆其他建筑物和基礎設施材料和組件時，所述性能是尤其理想的。好在發現，與組合物中的瀝青和其他材料相比，添加較少量的聚合物以及多羥基化合物能實現這些特性，從而減少了總材料和加工的成本。