[发明专利]用加工处理的硫化橡胶制备的沥青组合物

说明书

本发明涉及将硫化橡胶粉煮解到沥青当中以制成橡胶沥青提浓物的方法，借此该提浓物可单独使用，或与各种不同种类或等级的沥青以及聚合物添加剂掺混以制备橡胶和/或塑料稳定化的沥青组合物，用于各种不同的沥青用途。

本申请是1993年12月29日提交的美国专利申请08/464,874的部分继续。

众所周知，沥青的许多人们所期盼的特性通过在其中掺入某些聚合材料，尤其是弹性体材料可得到改善。例如，授予壳牌国际研究所的欧洲专利公开号317,025公开了一种可用于铺路的沥青组合物，它包含一种具有更高韧性和强度的不对称星形嵌段共聚物。授予Elf Aquitaine的PCT公开号WO 90/02776公开了一种橡胶沥青组合物，它通过以诸如硫磺之类的偶联剂对苯乙烯与共轭二烯的共聚物实施就地硫化而得到改性。

将取自回收的汽车和其他种类轮胎的废胶粉加入到沥青中的做法，从借此既可带来组合物性能的改善又可实现废橡胶回收的角度考虑是很理想的。

废颗粒胶代表一种重要的硫化胶资源，它包含各种不同的橡胶聚合物，主要是丁苯胶。通常，废颗粒胶借助机械剪切或研磨而变为粉或颗粒形式的回炼胶。已提出了将废颗粒胶加入到沥青铺路材料中去的建议。大体上分，废颗粒胶掺入到沥青铺路材料中去的方法有两种，即湿法和干法。

在干法中，废颗粒胶被加入到加热的聚集体中而不是加入到沥青胶浆中，或者在制备沥青混合物期间加入到热掺混沥青混合物中。在此种干混方法中，诸如键断裂或添加剂的稳定化之类有利于沥青粘结剂的化学变化极少可能发生。

另一方面，在湿法中，有利于粘结剂性能的变化，如本发明中所公开的那些变化，通过适当混入一般为聚合物的添加剂则很容易实现。在具体实施时，要将废颗粒胶掺入到沥青胶浆中去可通过间歇掺混，即在生产时将废颗粒胶与沥青胶浆分批进行掺混，或利用连续生产设备连续地掺混，或者在最终使用时掺混等方式来实施。用废颗粒胶改性过的沥青胶浆粘结剂叫做沥青橡胶。

在一种采用聚合物的湿法过程中，热沥青(约190℃～220℃)与大约25～30％(重量)废颗粒胶混合，然后以煤油稀释。该方法的一种变换方案采用约22％(重量)废颗粒胶，而稀释则采用填充油。本来以为废颗粒胶与沥青在高温下掺混可以促进各成分间的有限化学键合。然而，这种组合物却仅表现出短期的稳定性，因此调配好之后必须在短时间内使用。

最近出现的一种湿法方案公开在美国专利4,992,492中。该方法涉及沥青或以硫处理的沥青(81～86％)、废颗粒胶(8～10％)、填充油(4～6％)及高分子量(＞100,000)烯属不饱和合成橡胶(2～3％)在175℃～180℃下掺混约2小时，调配成一种混合物。

根据所公开的内容来看，该方法在许多重要方面不同于本发明。在所指的这种方法中，废胶粉被分散在沥青中，其硫化网络，纵然有化学离解发生，也很有限。此种橡胶颗粒组合物若不添加该文要求权利保护的高MW(重均分子量)(≥100,000)烯属不饱和合成橡胶就会变得不稳定。这种高MW自由溶剂化的合成橡胶链可能起到，在“无搅拌、160℃～165℃的密闭容器中”最长10日内大大减少粘度及软化点变化的作用，从而提高了稳定性。湿法的其他变换方案公开在WO 95/20623以及EP 439,232中。

在WO 93/17076中，磨碎的橡胶颗粒在类似于传统上用于生产屋面级沥青用的氧化或“吹制”沥青制备过程中，以压力下注入的高温(220℃～260℃)空气进行深度氧化，特别是在颗粒表面上。对细橡胶颗粒进行的此种就地处理虽然改善了所要求的橡胶分散性及相容性，但同时又赋予了该沥青基质以不希望的脆性。

本发明涉及一种用于将磨碎的硫化胶颗粒煮解到沥青中以制备橡胶沥青提浓物的方法，并涉及由此种提浓物与不同种类和级别的沥青及聚合物添加剂掺混而制成的橡胶和/或塑料改性沥青组合物，在铺路、屋面、涂层、防水及工业制品等多种多样沥青消费市场方面的应用。本发明涵盖用上述方法制成的橡胶沥青组合物。

按照本发明的一个方面，提供一种稳定的橡胶沥青提浓物，它包含沥青及占所述组合物的至少约15％(重量)的离解硫化胶网络，它与沥青的结合达到这样的程度，由聚合物分离实验测定，该橡胶颗粒在组合物中不沉淀，以及在以沥青稀释到较低的离解硫化胶网络浓度时该橡胶颗粒在组合物中不沉淀。该聚合物分层试验见下文所述。