[发明专利]沥青组合物

说明书

本发明涉及沥青组合物。这种沥青组合物具有有利的高温和低温特性并且长时间保持不变，当用于屋顶应用等等时提供了改进的预计使用寿命。这些有利特性是通过使用高乙烯基含量、特别是二嵌段含量的热塑性弹性嵌段共聚物而赋予的。

由美国专利说明书3,301,840已知具有高乙烯基含量〔由实质上与H.L.Dinsmore和D.C.Smith在Naval Research LaboratoryReport No.p-2861(1964年8月20日)“The Analysis of Naturaland Synthetic Rubbers by Infrared Spectroscopy”中提出的相同的红外检测法确定〕的丁二烯均聚物，并且这类均聚物能通过在聚合过程中使用四氢呋喃之类的烃溶剂而制取。

美国专利说明书4,129,541介绍了一种作为比较聚合物的嵌段共聚物，其乙烯基含量为47wt.％(也是按红外(IR)技术测定)，可按照美国专利说明书3,639,521介绍的方法用四氢呋喃制备。美国专利4,129,541的创始者寻找一种含沥青的组合物，这种组合物在近海管道安装的低温环境下用作管道涂层时，由于改进了耐开裂性，提供了较长的使用寿命。其发现表明，在0℃温度，开裂时间的改进一般因提高了共轭二烯含量而逐渐降低，与聚合物的制备方法无关，但对于高乙烯聚合物A之类的聚合物，从根本不含有聚合物的组合物角度看，开裂时间实际上降低了(即，更差)。

美国专利说明书4,530,652介绍了高乙烯基共轭二烯/单乙烯基芳族嵌段共聚物作为橡胶改性的沥青屋顶或防水材料改性剂的使用。这类嵌段共聚物的乙烯基含量至少为25％(以全部二烯烃含量计)，举例为33，40和45％，并发现在沥青中的分散性、粘性(于177℃测定)、耐高温流动性和耐低温破裂性中有至少一种性质得到改进。据说，最优选含30-40％苯乙烯、40％乙烯基不饱和键和数均分子量为150,000-250,000的辐射形末端嵌段共聚物。这种共聚物沥青混合物经测试的确全部显示非常好的低温特性，但变化性非常高，无法预言高温粘性和耐流动性。

高温粘性是沥青混合物操作的一个重要参数，特别是在聚合物改性的组合物通过高温(超过150℃)、高剪切混合制备的情况下。嵌段共聚物沥青混合物最好具有低于8Pas粘度(于180℃测定)，最好是4Pas或以下，最适宜2或3。

另外，聚合物改性的沥青用作外部屋顶材料时，必须具有可接受的高温和低温特性以用于多种环境，以及长时间维持这些特性，以便提供长的使用寿命，由此尽可能延长更换屋顶材料的时间的需要。

美国专利4,530,652的聚合物改性的沥青组合物，在具有很可以接受的主要部分低温特性时，对于多数所公开的混合物来说，高温粘度和/或耐流动性却不能接受。的确，对于这些高温性质来说，结果变化很大，很难得出组合物分组可能具有可接近且一致的高低温性质这样的结论；对于被测组合物的预计使用寿命来说，美国专利4,530,652并没有提到什么。

现已发现，在高乙烯基含量嵌段共聚物改性的沥青中，可实现低温和高温性质相当大的改进；此外，与传统的聚合物改性的沥青相比，这种特性可引人注目地更长时间得到保持。

因此，本发明提供了一种沥青组合物，它包括一种沥青组分和一种包含至少一种共轭二烯烃嵌段和至少一种单乙烯基芳烃嵌段的嵌段共聚物组合物，其中嵌段共聚物组合物具有以总的二烯烃含量计至少25wt.％的乙烯基含量且二嵌段含量为25wt.％或以下，以及存在的任何二嵌段共聚物的表观分子量为100,000-170,000。

在整个说明书中所用的术语“表观分子量”意指按照凝胶渗透色谱法(GPC)、使用聚苯乙烯校正标准(按照ASTM3536)测得的聚合物的分子量。

所谓“二嵌段含量”应理解为最终存在于制得的嵌段共聚物组合物中的非偶合的二嵌段共聚物的量。在嵌段共聚物是借助于完全顺序制备法制得时，实质上仅形成了表观分子量为200,000-340,000的三嵌段共聚物。

二嵌段含量最好低于20wt.％，更好15wt.％或以下。