[发明专利]用于使用硫化橡胶生产橡胶改性的沥青的方法

说明书

本发明涉及一种用于使用硫化橡胶生产橡胶改性的沥青的新颖方法。

本发明提供了一种用于使用硫化橡胶生产橡胶改性的沥青的改进方法。被称为提质沥青的橡胶改性的沥青与未改性的沥青相比具有在温度变化时相对于温度基本恒定的粘弹性特性的优点：例如，该橡胶改性的沥青在大量热量下不与未改性的沥青一样软并且其在低温下不与未改性的沥青一样脆，并且还具有增加的寿命。

以这种方式改性的沥青可以通过在未交联的聚合物或交联的橡胶中混合来生产。在一些情况下，添加未交联的聚合物需要随后用硫或多硫化物交联；参见US-A 4 554 313。此途径由于单独使用的材料而非常昂贵。

由于聚合物的高成本，以大体积存在的橡胶轮胎过去被用作替代品的来源。

然而，硫硫化的(交联的)橡胶在沥青中相对不溶，并且因此其在特殊沥青中的再利用是有问题的(Shell Bitumen Handbook[壳牌沥青手册]，Shell UK[英国壳牌]，2003ISBN 0 7277 3220X，第79页)。沥青在高温下储存和运输，必须保持其是均匀的。在高温下储存的混合物中，已经被混入或具有很差的溶解度或分散性的聚合物或者硫化橡胶析出。来自不同沉积区的改性沥青的性能特性存在差异，并且因此在筑路中出现质量问题。例如，DE-A 3885974描述了在200℃下从6小时的储存时间开始的沥青/磨碎橡胶的混合物的稳定性问题，其表现为粘度下降。提出的对该问题的解决方案是加入具有环烷芳烃特性的重油和具有不饱和烯烃(具有超过100 000d的分子量)的合成弹性体。然而，额外需要的2％-3％聚合物的量消除了用再生橡胶代替聚合物的经济优势。US 3 338 849描述了将聚乙烯连同黑沥青(天然沥青材料)一起用作再生橡胶的分散剂。这种解决方案也被发现不是经济上可行的。

为了改进交联的橡胶的溶解度或分散性，已经开发了使用高温、高压连同蒸汽和/或机械能(例如在双螺杆挤出机中；US-A 6,335,377)或者通过用微波照射(US-A 4104205)的另外的方法。然而，这些方法既不足够有效，也不经济可行；它们关于硫桥降解是非选择性的。因此，聚合物链也被破坏，并且因此与使用聚合物相关的优势被降低。

EP 2164895描述了使用烷基多硫化物将硫交联的橡胶硫化产品脱硫用于结合到橡胶基质中的方法。该方法具有以下特征：a)所使用的多硫化物尤其以基于所用硫化橡胶的5％-20％的浓度使用，以及b)硫化在60℃或130℃的优选温度下或者在苯乙烯-丁二烯或天然橡胶的情况下在80℃-150℃下进行。没有进一步在沥青混合物中使用如此处理过的橡胶的说明。

这是因为在如所提及的橡胶/沥青混合物的情况下，存在橡胶在沥青中基本不溶解的问题。然而，脱硫的具体目的，尤其是对于在沥青中使用用过的橡胶，应该是明显改进溶解度。

EP 2395046详细说明了用于按以下这样的方式生产橡胶改性的沥青的方法：优选用按重量计5％至20％的烷基多硫化物处理用过的橡胶(回收的用过的轮胎)，并且然后将如此处理过的用过的橡胶混合到沥青中。详细描述了发明实例，其中颗粒状的用过的橡胶已经与7％烷基多硫化物在150℃下加热4小时。通过根据DIN EN 13399的储存测试发现如此产生的混合物是可接受的；换言之，该混合物是储存稳定的。然而，缺点是需要大量的多硫化物，这使得该方法更昂贵，并且还可能对沥青的稠度具有不利影响。

因此，本发明的目的是提供一种用于使用硫化橡胶生产橡胶改性的沥青的廉价方法，该方法不具有现有技术的缺点。

已经出人意料地发现，在至少140℃温度下在热处理期间，按重量计小于5％的二烷基多硫化物实际上足以增加橡胶在热沥青中的溶解度，使得粘弹性特性接近不加橡胶的沥青的粘弹性特性。同时，出人意料地，甚至优选20min至60min的脱硫时间实际上是足够的。

因此，本发明提供了一种用于使用硫化橡胶生产橡胶改性的沥青的改进方法，通过该方法在至少140℃的温度下用具有通式(1)的二烷基多硫化物使硫化橡胶的硫桥(sulfide bridge)断裂(脱硫)