[发明专利]包含相容剂的改性沥青，相容剂，及其在柏油、屋面或道路应用中的用途

说明书

本发明涉及一种柏油组合物，其包含改性沥青和羟基官能化的聚合物，其配置来在该组合物中产生热可逆的交联网络，其中该羟基官能化的聚合物选自：羟基官能化的聚烯烃热塑性体、羟基官能化的聚烯烃弹性体、羟基官能化的聚烯烃塑性体。

技术领域

本发明涉及一种改性沥青，用于柏油的相容剂，及其在屋面应用或道路应用中的用途。

背景技术

柏油用于多种应用中，但是目前主要用途是用于道路建设和屋面应用。

柏油通常由混合物构成，该混合物包含沥青和矿物以及任选地添加剂如聚合物，特别是聚烯烃，来提高沥青性能。实际上，多年以来，研究者已经证实了添加例如3至约8wt％或更多的某些聚合物能够提高柏油的性能：增加韧度，韧性，粘性，弹性，抗冲击性，以及低温/高温的抗变形性。

实际上，在低温时柏油会变脆和破裂。在高温时，它还会在重型卡车经过时的重量下软化。在夏天，道路会比冬季时热80-100°F，并且温度每升高100°F，柏油会变软百万倍。尽管它不会真的离开道路，但是它会蠕变成隆起和沟槽，使驾驶变得危险。柏油路需要具有更多的内置坚固性时来保持得更好。

聚合物通过在柏油内产生一种支撑矩阵来发挥作用。JEW等人的原创性论文(J.Appl.Polym.Sci，31.2685-2704(1986))证实了沥青混合物中8wt％的聚乙烯能够增加挠曲强度/模量、伸长率和断裂能。

这些研究者得出结论，热混铺路材料中聚乙烯的存在能够扩展在高温和低温二者的使用温度范围，由此同时减少路面变形(沟槽)和低温破裂二者，因此路面寿命会增加二倍以上。

这些研究者还建议使用三嵌段共聚物来控制混合物的稳定性，分散聚乙烯相的粒度和相容性。

但是，由于使用高重量百分比的聚合物以及加工柏油-聚合物共混物的成本，这个方案在经济上不可行。

但是，尽管许多热塑性体可以以令人惊讶的程度向柏油提供上述性能，不过仍然存在着严重的问题，这是聚合物通常无法解决的。这涉及到沥青、矿物集料和聚合物之间的界面表面能的差异。集料高度亲水，而大部分的聚合物倾向于非常疏水。二者之间的附着力差，导致材料分层，特别是在冻融循环，高温和暴露于盐、油、汽油、水等期间。

另外，由于柏油的成分的亲水性/疏水性，要获得聚合物与沥青良好的分散特别困难，并且它对于聚烯烃来说存在成本问题，时常需要专门的高能混合装置。

这些问题已经通过使用相容剂，具有亲水部分和疏水部分(其在矿物成分，沥青和聚烯烃之间的界面起作用)的聚烯烃而解决。

US 6,759,453 B2公开了这样的相容剂：聚合物，其已经进行官能化以能够与多胺化学反应来形成加成物，该加成物含有选自氨基，酰胺基，亚氨基，酰亚胺基或咪唑基的至少一种或多种基团。

当与沥青和聚合物混合时，该官能化的聚合物提供优异的铺路组合物，其具有改进的物理性能和增强的抗剥落性能。

但是，这样的柏油组合物必须在柏油冷却和变成固体之前施用到它的最终用途。实际上，一旦冷却，这样的柏油不能在不损失它的性能的情况下重新加工。另外，这样的柏油组合物还具有在高温长期存储时失去它们的稳定性的缺点。这与非极性聚合物和极性沥青成分例如沥青烯或树脂之间缺少化学和物理相互作用有关，因此最终导致体系不稳定。

所以，需要新的组合物，其能够长期热存储，并且具有通过经济的方法来对冷却的柏油，和再生柏油组合物进行再加工的能力。

发明内容

本发明实现了这个目标。