[发明专利]具有改进的机械性能和抗老化性能的沥青组合物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及具有改进的机械性能和抗老化性能的沥青组合物及其制备方法。更具体的说，本发明涉及一种通过将沥青(asphalt)或地沥青(bitumen)与聚合物按照预定的比例混合并选择性的加入添加剂而提供沥青膏的方法，该沥青膏具有优异的机械性能，包括针入度或延展性，还具有改进的贮存稳定性。

背景技术

一般说来，依赖于生产方法和生产地区，将沥青分为不同的类型。更进一步说，沥青被大致分为自然产生的天然沥青和由原油制备的石油沥青。目前，石油沥青占据了在国内生产和使用的沥青的绝大部分，但是，有时还是需要进口和使用天然沥青。通常，石油沥青是原油纯化过程中从真空蒸馏塔底部获得的沥青材料，或者来源于这些沥青材料的氧化作用，石油沥青主要用于道路铺筑、建筑材料、涂料以及其他工业用途。沥青的质量主要受原油性质的影响。因此，使用不合适的原油将导致沥青质量低劣。更进一步说，由于沥青对温度的改变十分敏感，因此，应该制备适合于它所使用的地区的气候特征的沥青。例如，在高温(60℃)下具有良好的质量的沥青可能在室温(15℃)或低温(4℃)下的质量低劣。因此，选择并使用适合于所使用地区的气候条件的沥青十分重要。而且，为了改进沥青的质量，已经使用包括烃类的许多添加剂，但是在这方面还没有取得令人满意的改进效果。

近来，正在广泛而深入的开展通过加入包括聚合物改性剂的材料来改进沥青的性质的研究。在美国专利No.3,985,694和No.4,130,516中，诸如聚烯烃或苯乙烯-丁二烯橡胶的聚合物被添加到沥青中，从而改进沥青的性质，但是，存在这样的问题，即室温(15℃)下的粘附性并没有得到改进。另外，US专利No.5,221,703公开了一种具有改进的性质的沥青/聚合物组合物的制备方法，该性质的改进是由于使用了油和聚合物改性剂，例如苯乙烯-丁二烯橡胶。在这项专利中，加入聚合物改性剂和油，因此改进了包括粘度的性质。特别地，虽然低温(4℃)下的性质得到改进，但是对室温(15℃)下的粘附性或表征储藏在高温下的保持质量的能力的抗老化性能的改进效果很小或没有改进效果。也即，在苯乙烯-丁二烯基聚合物改性剂在高温下长时期贮存的情况下，可能会发生氧化或变质，这将导致性能退化。因此，在改进性能的同时，防止由于长时间贮存而导致的性能退化，即改进抗老化性能，正成为日益重要的课题。

发明内容

相应地，致力于解决相关技术中出现的上述问题而做出了本发明，本发明的目的之一是提供一种沥青组合物，该组合物在室温下具有优异的粘附性，特别的，该组合物具有极大改进的抗老化性能。

制定以实现上述目的的本发明的一方面关于一种制备沥青组合物的方法，该沥青组合物具有改进的机械性能和抗老化性能，该方法包括在110-220℃下，将90-99.9重量％的沥青或地沥青(组分A)与0.1-10重量％的一种或多种聚合物(组分B)混合，所述沥青或地沥青的粘度为100-1,000,000泊(60℃)且针入度为5-400dmm(1/10mm)(25℃)，所述一种或多种聚合物选自由重均分子量为50,000-2,000,000并且苯乙烯含量为20-50重量％的苯乙烯聚合物，重均分子量为50,000-1,000,000并且乙烯含量为40-99.7重量％的乙烯-甲基丙烯酸酯(ethylene methacrylate)、乙丙橡胶或乙烯-乙酸乙烯酯无规共聚物，以及重均分子量为50,000-1,000,000的异戊二烯聚合物所组成的组中。

制定以实现上述目的的本发明的另一个方面关于一种具有改进的机械性能和抗老化性能的沥青组合物，该组合物含有90-99.9重量％的沥青或地沥青(组分A)以及0.1-10重量％的一种或多种聚合物(组分B)，所述沥青或地沥青的粘度为100-1,000,000泊(60℃)且针入度为5-400dmm(1/10mm)(25℃)；所述一种或多种聚合物选自由重均分子量为50,000-2,000,000并且苯乙烯含量为20-50重量％的苯乙烯聚合物，重均分子量为50,000-1,000,000并且乙烯含量为40-99.7重量％的甲基丙烯酸乙烯酯、乙丙橡胶或乙烯乙酸乙烯酯无规共聚物，以及重均分子量为50,000-1,000,000的异戊二烯聚合物组成的组。

根据本发明，通过将聚合物添加到传统的沥青中制得的沥青组合物的机械性能包括粘度、软化点和延性更为优异，即使在高温下贮存，其延展性几乎不改变，因此可以极大地改进抗老化性能和贮存稳定性。因而，该沥青组合物可以直接应用于道路铺筑，也可以再加工成为乳化状态，再广泛地应用于道路铺筑或作为工业防水材料。

附图说明