[发明专利]沥青乳液

说明书

相关申请案交叉参考

本申请案主张优先于2006年12月13日提出申请的标题为沥青乳液(Bituminous Emulsions)的共同让与的美国临时专利申请案第60/858,517号的权利。

技术领域

本发明是关于与习用乳液相比具有经改良的高储存稳定性的沥青乳液，所述沥青 乳液包含嵌段共聚物组合物与沥青、水和一种或多种乳化剂系统的组合，所述嵌段共 聚物组合物包含高乙烯基含量二嵌段共聚物和选自线性三嵌段共聚物、多臂偶合嵌段 共聚物和其混合物的任选高乙烯基含量嵌段共聚物，其中所述二嵌段共聚物单独存在 或当与另一种所提及共聚物组合时以大于1∶1的比率存在。

背景技术

沥青是用于制造铺路、屋面和涂覆材料的常用材料。尽管所述材料适用于许多方 面中，但其天生在一些物理性质方面不足。很希望针对这些物理性质进行改良。过去 已将二烯聚合物橡胶(例如苯乙烯-丁二烯橡胶)和苯乙烯-橡胶嵌段共聚物(例如苯 乙烯-丁二烯-苯乙烯和苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物)添加到沥青中以明显改良 沥青的热和机械性质。

得知沥青乳液和分散液已经有一段时间。这些乳液和分散液的特征在于由两种不 混溶材料沥青和水组成的非均质2相系统。沥青以离散珠滴的形式分散于整个连续水 相中，这些珠滴通过乳化剂保持悬浮。所述沥青乳液和分散液具有宽范围的用途，例 如用于道路建筑、园艺和农艺应用、混凝土的滑动涂层、混凝土、管道和铁制品的保 护涂层以及用于密封裂缝和灌浆。

也已得知包含聚合物的沥青乳液和分散液。聚合物改质所述乳液和分散液为乳液 和分散液所提供的优点与单独为沥青所提供的优点相同。通常的做法是将乳液储存从 生产日期到使用日期之间的时期。然而，所述经改良乳液和分散液的缺点在于其通常 不够稳定(其可能聚结、不可逆地絮凝或沉降或起泡沫)，聚结的沥青相在水干燥后 具有差的性质且其难以以高聚合物负载制得。因此，良好乳液的一个目标在于其在储 存时间期间稳定。就储存稳定性而言，聚合物改性的乳液通常展示相不稳定性，其表 现为整体相分离。当静置较长时期后，可形成不同的相：展示分散(沥青)相百分数 增加的下相或底相和展示水相百分数增加的上相或顶相。如整个本发明说明书中所用， 短语“储存稳定性”是指此相分离现象。

亦已得知利用表面活性剂制得聚合物于水中的乳液和分散液且然后将所得聚合 物乳液和分散液添加到沥青中以获得经改进的性质。将聚合物乳液或分散液添加到沥 青中提供了混合聚合物和沥青的方式，其不需要专门的高剪切高温混合设备。所述方 法无需使聚合物和沥青经受不必要的加热步骤。然而，当使用此方法时，通常难以制 得展示储存稳定性、粘度和施加后破乳速率之间良好平衡的改质沥青乳液和分散液， 且由此难以获得稳定和易于施加的产品。

因此，业内需要具有增加的储存稳定程度和相对易于处理和施加的沥青乳液和分 散液。本发明提供所述乳液和分散液。

发明内容

本发明提供用于道路/铺路应用的沥青乳液，所述乳液与其它已知沥青乳液相比具 有增加的储存稳定程度和储存稳定性与整体性质之间的良好平衡。此外，本发明沥青 乳液中所用嵌段共聚物不需要添加交联剂，因此降低与使用所述交联剂相关的环境和 安全问题。更具体地说，本发明乳液包含：

(a)沥青；

(b)水；

(c)一种或多种乳化剂系统；和

(d)嵌段共聚物组合物，其包含：

(i)二嵌段共聚物，其包含一个单乙烯基芳族烃嵌段和一个共轭二烯嵌段， 所述二嵌段共聚物的峰值分子量为约30,000到约78,000且以所述共轭二烯嵌段 中重复单体单元的数量计乙烯基含量为约35到约80mol％，和

(ii)任选地一种或多种嵌段共聚物，其包含至少两个单乙烯基芳族烃的嵌段 和至少一个共轭二烯嵌段，所述嵌段共聚物选自线性三嵌段共聚物、多臂偶合嵌 段共聚物、和其混合物，所述线性三嵌段共聚物的峰值分子量为所述二嵌段共聚 物的所述峰值分子量的1.5到3.0倍且多臂偶合嵌段共聚物的峰值分子量为所述 二嵌段共聚物的所述峰值分子量的1.5至9.0倍，且以所述共轭二烯嵌段中重复 单体单元的数量计各自的乙烯基含量为约35到约80mol％，

其中当存在(i)和(ii)二者时，(i)与(ii)的比率大于1∶1。