[发明专利]具有降低的H2S排放的用于生产交联的沥青/聚合物组合物的方法

说明书

技术领域

本发明属于交联的沥青(bitumen)/聚合物组合物的领域。更具体地，其涉及具有降低的硫化氢(H₂S)排放的用于生产交联的沥青/聚合物组合物的方法。

本发明还涉及用于实施这样的方法的生产设备(单元，unit)。

背景技术

将沥青用于制造用于公路和工业应用的材料是长期以来已经知晓的：沥青是道路建设或土木工程领域中使用的主要的烃粘合剂。为了能够在这些不同的应用中用作粘合剂，沥青必须具有某些机械性质，并且特别是弹性性质或内聚(cohesive)性质。含沥青的(bituminous)组合物的机械性质通过以限定的牵引力的不同机械特性例如软化点、针入度和流变学特性的标准化测试测定。

通常，常规的沥青不同时具有所有的所需品质并且长期以来已知，将各种聚合物添加至这些常规的沥青使得可有利地改进后者的机械性质并且形成与单独沥青的那些机械品质相比具有改善的机械品质的沥青-聚合物组合物。

能够添加至沥青的聚合物最经常是弹性体。在添加至沥青的聚合物中，芳族单乙烯基烃和共轭二烯的无规或嵌段共聚物且特别是苯乙烯和丁二烯的无规或嵌段共聚物或者苯乙烯和异戊二烯的无规或嵌段共聚物是特别有效的，因为它们非常容易溶解在沥青中，并且赋予沥青优异的机械和动态(dynamic)性质且特别是非常良好的粘弹性性质。

还知晓，沥青/聚合物组合物的稳定性可通过聚合物与沥青的化学偶联(chemical coupling)而改善，而且该改善使得可扩充沥青-聚合物组合物的使用领域。聚合物与沥青的化学偶联由如下构成：通过交联剂(在标准样式中，硫给体化合物)使聚合物交联。苯乙烯和共轭二烯例如丁二烯或异戊二烯的无规或嵌段共聚物与沥青偶联的沥青-聚合物组合物可使用引文FR-A-2376188、FR-A-2429241、FR-A-2528439和EP-A-0360656中描述的方法制备。

在这些方法中，硫的来源由如下构成：化学非结合硫(FR-A-2376188和FR-A-2429241)；多硫化物(FR-A-2528439)；或者硫给体硫化促进剂，其单独使用或者与化学非结合硫和/或多硫化物或非硫给体硫化促进剂组合使用(EP-A-0360656)。

由此获得的交联的沥青/聚合物组合物按照首字母缩写对于经聚合物改性的沥青而言称为“PmB”或者对于经聚合物改性的柏油(石油沥青，Asphalt)而言称为“PmA”。沥青/聚合物组合物的交联赋予它们在存储稳定性、内聚性、伸长能力和抗老化性方面非常良好的性质。

然而，对于交联步骤使用硫给体交联剂、特别是使用单质硫导致在PmB生产过程期间显著的硫化氢(记作H₂S)排放。硫化氢(H₂S)是无色且有毒的气体，其在非常低的浓度下具有特有的臭味。在PmB生产设备中，在交联的沥青/聚合物组合物的制造期间释放的H₂S的浓度是特别显著的。与对于没有交联剂的沥青基础物(base)相比，对于交联的沥青/聚合物组合物而言，H₂S的释放大得多。出于安全性原因和由于环境制约，在PmB生产期间减少或者甚至消除的硫化氢排放构成了至关重要的工业挑战。

文献中已经提出了解决方案来减少PmB制造期间的硫化氢排放。特别地，为了找到针对该缺点的解决方案，已经提出了添加能够在沥青/聚合物组合物的交联期间清除(scanvenge)硫化氢(H₂S)的试剂。例如，可提及在国际申请WO2005065177中描述的有机或无机金属盐作为能够清除H₂S的试剂。为了减少H₂S的释放而实施的方法由如下构成：将溶解在沥青中的有机或无机金属盐引入到包含预先混合的沥青/聚合物组合物的反应器中。被全体(in mass)加入到反应器中的所述金属盐然后在反应器中在交联反应期间搅拌。

发明目的

本发明的主题是改进现有技术中描述的用于生产交联的沥青/聚合物组合物的方法，特别是在减少硫化氢排放方面。

另一主题由如下构成：提出适合于工业生产且符合安全性要求和环境制约的用于生产交联的沥青/聚合物组合物的方法。特别地，本发明的目的是将交联的沥青/聚合物组合物的H₂S排放减少至在安全性方面和环境方面可接受的水平，特别是减少在这样的组合物的装载(load)和/或卸载(unload)期间的H₂S释放。

本发明的另一目的是提出用于实施这样的方法的生产设备。

发明内容