[发明专利]包含沥青、乙烯共聚物和硫的组合物

说明书

技术领域

本发明涉及一种组合物，它包括以下物质或者由以下物质制成：沥青、乙烯共聚物、硫和任选地SB聚合物、SBS聚合物或它们两者；还涉及其制备方法和其使用方法。

背景技术

可以使用聚合物对商业上用于铺路的沥青改性以提高耐车辙性、耐疲劳性、耐开裂性和耐剥离性(与集料(aggregate))，这可能是由于提高了沥青的弹性和硬度。用一套由美国联邦政府制定的规范(Strategic Highway Research Program或SHRP)对沥青进行性能分级(PG)。例如，PG58-34沥青在58℃下可以提供良好的耐车辙性(较高的PG指数；由AASHTO(American Association of State HighwayTransportation Officials)试验TP5测定，在-34℃具有良好的耐寒开裂性(较低的PG指数；由ASSHTO试验TP1测定)。在沥青中添加聚合物提供高温耐车辙性并且提高耐疲劳性。沥青工业将用于沥青改性的聚合物归为弹性体或是塑性体。在沥青工业中塑性体这个词带有负面含义并且表示缺乏弹性性能。有时也用塑性体对沥青进行改性，因为它们能提高硬度和粘度，而硬度和粘度的提高又能提高耐车辙性，但是它们可能不如弹性体，因为它们不能提高耐疲劳性、耐蠕变性、耐寒开裂性等。一个好的迹象——聚合物的性能类似于弹性体——是降低的相角(牛顿流体的相角为90度，完全弹性固体的相角为0度)。未改性沥青的相角各不相同，但通常在80-86度范围内。弹性体将相角减少到55-75度范围内。塑性体将相角减少到75-80度范围内。

SBS(苯乙烯-丁二烯-苯乙烯)嵌段共聚物和SB(苯乙烯-丁二烯)无规共聚物能够用于沥青改性。SBS嵌段共聚物目前主导聚合物改性沥青市场。SB/SBS在沥青中的添加量通常在3％-6％，在许多情况下添加硫使SB/SBS产生部分交联(通过不饱和键)来提高性能。嵌段的SBS和无规的SB很难溶解在沥青中，需要高剪切混合研磨机。

使用乙烯共聚物例如包括衍生于乙烯、丙烯酸丁基酯和异丁烯酸缩水甘油酯(ENBAGMA)的重复单元的三元共聚物来改性沥青(例如美国专利US5,306,750)。ENBAGMA可市售获自E.I.du Pont de Nemours and Company，Willington，Delaware(DuPont)，商标名为Elvalo^，与沥青反应后能够提供弹性性能。Elvaloy^在沥青中的添加量为0.7％-2％。以这种浓度添加Elvaloy^改进沥青性能确信是由于Elvaloy^和被称为沥青烯(asphaltene)的沥青官能化的极性部分间的化学反应。过磷酸(SPA)通常用来促进Elvaloy^和沥青的沥青烯部分间的反应(例如美国专利US 6,117,926和US 6,399,680)。Elvaloy^在没有SPA催化剂存在下还与沥青中的沥青烯热反应，但是反应时间较长，而且所得的PMA不是弹性的(由较高的相角证明)。在没有SPA的情况下，混合时间是6-24小时，在SPA存在的情况下，混合时间是3-6小时。

ENBAGMA能够和嵌段SB或SBS联用而改性沥青以减少所结合的SB或SBS的数量(用于沥青改性的Elvaloy^以及SB无规共聚物尚未被专利所涵盖)，从而提高使用嵌段SBS或嵌段SB和Elvaloy^改性的PMA(聚合物改性沥青)工厂的生产能力。

发明内容

一种组合物，包含沥青、乙烯共聚物、硫源和任选的包含衍生于苯乙烯和丁二烯的重复单元的聚合物。

一种方法，包括使硫源和包含沥青、乙烯共聚物和任选的包含衍生于苯乙烯和丁二烯的重复单元的聚合物的混合物接触。

具体实施方式