CN103154118B - 含橡胶和蜡的凝聚体的制备方法，由此制备的凝聚体及其在沥青混合料或沥青材料中的应用 - Google Patents

含橡胶和蜡的凝聚体的制备方法，由此制备的凝聚体及其在沥青混合料或沥青材料中的应用 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种包括橡胶微粒和蜡的凝聚体松散材料的制备方法，涉及凝聚体的组合物以及此松散材料用于制备沥青混合料或沥青材料的应用，在该方法中，橡胶通过浸涨和使用膨胀剂而活化，并加入由降低粘度的蜡和可选聚辛烯制成的熔化物，活化橡胶微粒与降低粘度的蜡以及改善粘结性的可选材料被团聚到一起，其中，获得的较大空间导致粘度降低以及软化效果将导致蜡紧密、均匀地润湿，而且在要制备的混合料中，粘度降低状态稳定地保持了多至180分钟，在加入凝聚体后，橡胶分子之间的交联稳定性得以增加。

Description

含橡胶和蜡的凝聚体的制备方法,由此制备的凝聚体及其在沥青混合料或沥青材料中的应用
技术领域
本发明涉及一种含有橡胶微粒和蜡的尤其是颗粒状的凝聚体松散材料（Schüttgut von Agglomerat）的制备方法。另外，本发明还涉及按本发明方法制备的，尤其是颗粒状的凝聚体的组合物，以及所述松散材料用于制备具有改善性能的沥青混合料（Asphalt）或含有沥青材料（Bitumenmasse）的混合物或沥青材料的应用。
背景技术
众所周知，为了改善在公路建设中的性能及耐用性，例如为避免车道变形（如形成车辙），同时也为避免因冷冻作用或机械疲劳而形成裂缝，以不同的添加剂对沥青混合料加以改良。作为添加剂，一般采用弹性体（如SBS和SBR）、塑性体（如EVA和PE）或从轮胎回收利用中获得的橡胶颗粒等。此外，也使用被划分为蜡类的第二组添加剂，如费舍尔-托罗普斯石蜡（Fischer-Tropsch Paraffine）、褐煤蜡（Montanwachse）与酰胺蜡（Amidwachse）等。这些添加剂同样能够改善对抗变形的性能，但是由于缺乏弹性成分，因而仅能稍微起到或不能起到改善沥青的抗疲劳及抗冻特性的效果。石蜡添加剂的一个重要作用是降低沥青和沥青混合物（Asphaltmischgut）在制备温度与加工温度下的粘度。这样就能够简化沥青混合物和沥青混合料层（Asphaltschichten）的制备并降低制备温度及加工温度。从而节约能源，降低环境负荷。
原则上，添加剂需在制备沥青混合料之前均匀地混入到粘合剂沥青中，或者在制备沥青混合料时直接加入。
橡胶的改性在湿法或干法中实现。在湿法中，约5-20%的橡胶微粒被引入到热沥青（160-200℃）中，并搅拌1-4小时。在这种情况下，仅有一小部分橡胶会熔化，其余的则通过吸收沥青中的油分而膨胀。这样得到的混合物是不均匀的，需要一直搅拌到制成沥青混合料时，以防止橡胶颗粒沉降。沥青的粘度会由于橡胶而显著增大，并且随着存放期限，其粘度还会因浸涨及解聚进程而发生变化，这一点在狄德里希（Diedrich）的文章（DerEinsatzvon modifiziertem Altgummimehl in nordamerikanischenAsphalt5/20O0,6-10）中有阐述。
在干法中，直接将橡胶颗粒送入沥青搅拌器中，使其与沥青和矿物质混合到一起。这种方法的缺点在于，为实现均匀分布必须延长混合时间。即便延长混合时间，用来与沥青进行相互作用的时间还是太短，因而无法达到与湿法相当的浸涨与熔解效果。这样就会有粘合剂膜无法达到期望厚度及较高的粘合剂的粘合力的危险。因此，用干法制备的橡胶改性沥青混合料的质量通常都较低。
为避免干法的缺点，可用橡胶颗粒和沥青来制备母料（Masterbatch），并将此母料制成粒状（granulierter Form），如其实现了例如被称作Tecroad的产品。
特别是，业界通过不断努力，提出了在用于沥青混合料的橡胶使用中的改进方案。
比如像EP 1 873 212 Bl公开的那样，首先通过使橡胶粉末吸收2-40%芳香族油膨胀而实现改性，接着对沥青用湿法改性，在这种情况下，预浸涨降低了沥青改性过程的温度和搅拌时间。这种方案的缺点是：
-膨胀的橡胶粉末不一定起到减小粘度的作用；
-在环境温度下，抗变形性能将减弱；
-橡胶与沥青不存在相容性；
-采用了损害健康/环境的芳香族油；
-产品以这样的形式存在，即对于储存和运输以及在沥青混合设备中以常有的装置进行配料（气动输送，螺旋输送）均为不容易也不安全的；
-产品不适合直接配入到沥青搅拌器中，这将增加先前沥青改性方案的成本（如时间、能量、改性设备投资等），而且
-这些添加剂为细小的粉末，由于有粉尘爆炸的危险，因此其仅在能够保证高成本的条件下进行输送。
此外，在WO/1997/026299和DE 196 01 285 A1中公开了一种包含橡胶的颗粒材料（Granulat）和它的制备方法，以及采用此种颗粒材料制备沥青混合物的方法。
在这两份专利申请文件中描述了一种由50-95%的橡胶和沥青或聚合塑料（热塑性弹性体或塑性体）制备的能够流动的颗粒材料，在温度大于130℃时，该种材料的成分会在剪切力的作用下均匀地分散开。它至多可包含25%的添加剂（硫、硫化促进剂、重油、脂肪酸、纤维素纱）。这种颗粒材料可在高温下由一种在捏合机中均质化/化学结合的块状料或在低温下通过对各单一成分进行挤压来制备。这样，通过将此颗粒材料在沥青混合工艺中加入到矿物质或沥青中，就可以制备出用于道路表面的橡胶沥青混合物。
同样，这里主要的缺点在于克服粘度降低以及导致废气排放与变形等方面。另外，油脂可能会从沥青中被抽出，而这将导致沥青硬化。
在US2008/0216712A1中阐述了一种氢氧化钙颗粒的制备方法，其应用在采用氢氧化钙颗粒和粘合剂（达0.5-69%）的沥青混合料制备和/或地面平整中，依据此方法，本领域技术人员可以发现，氢氧化钙用于改善沥青的防水性和粘合剂在矿物质上的附着性，而且在该份专利申请文件中，橡胶与石蜡起到粘合剂的作用。
而且，粘合剂可以是含水基或憎水的，且至少包含下列成分之一：沥青、塑性体、弹性体、橡胶、碾碎的轮胎橡胶、经预反应的碾碎的轮胎橡胶。颗粒可包含至多可有30%的其中一种添加剂（脂肪族石油馏出物、塑性体、弹性体、橡胶、经预反应的碾碎的轮胎橡胶）。附加的成分可包含：流变改进剂、结构添加剂、溶剂、着色剂。
用于这种颗粒的有机粘合剂被称作油脂与蜡，在一种方案中，该颗粒包括氢氧化钙核心与粘合剂壳层，其中壳层又可由沥青和高温石蜡形成。
依据此分析，本领域技术人员不会找到可使粘度降低以及改善抗变形性能的提示。相反，他必然得出这样的结论，在这里油脂成分也会不利地从沥青中被抽出。
另外，在WO94/14896与CA2152774公开了一种制备沥青配制品的方法。在所述方法中，来自旧轮胎的橡胶颗粒经加热和剪切被浸泡在富含芳香烃的碳氢化合物油中，并至少被部分解聚。此种材料被分散在沥青中，并掺入相容剂（流体橡胶），而且在必要时还可掺入交联剂，以便获得可稳定存储的粘合剂。这样，就在沥青中完成了所谓母料的制备，该母料含有25-80%经分散并稳定化的橡胶，此种沥青可与充填剂和聚合物一起形成颗粒。
在这种方案中，未发现有压缩可靠、能源节约、降低废气排放以及抗变形等方面的优点。而其缺点则是采用了损害健康/环境的芳香族油。
德国专利DE 601 21 318 T2记述了一种粒状橡胶材料的制备方法及其在沥青中的应用，其中可学习到由橡胶（诸如由旧轮胎）和含有纤维等添加物的热粘材料（聚烯烃，如PE、PP、EVA）通过挤压法制备小颗粒的方法。因摩擦产生的80-300°C的高热应会使该热粘材料熔化。
聚烯烃在沥青混合料中起到增加粘性的作用。而沥青中的油脂组分会被抽出从而导致沥青硬化的风险则依然存在。
德国专利DE 44 30 819 Cl提出了一种制备含有橡胶及活性炭等添加物的沥青混合物，尤其是制备公路建设沥青混合料的方法，在该方法中，活性炭不但能够减少在生产热的沥青时的蒸汽/气态排放物，而且能够在用含有焦油的循环利用的沥青制备的冷沥青时减少由水洗脱出的有害物质。在这里，橡胶可以与活性炭一起或者与活性炭分开的方式先于沥青被加入到热的矿物质中，也可以之前就与沥青混合到一起。但是，该专利并没有说明如何降低粘度及提高抗变形性能。
借助于依照CH 694 430 A5中的浇注沥青混合料，应通过添加有优选由旧轮胎制成的小于浇注沥青混合料的密度的橡胶粒料使得沥青混合料层表面富集橡胶粒料，从而实现表面弹性化、抑制噪声、改善防滑性能等目的。从该专利申请文件中，本领域技术人员还是未能获得在降低粘度、提高抗变形性能、简化存储与运输以及配料、防止沥青硬化等方面的建议。
下列专利申请文件同样没有公开克服前文分析的缺陷的要点：
-JP2004060390A，其中记述了一种含两种成分的环氧树脂的沥青混合料，而且所述环氧树脂的主要成分被添入到沥青混合物中，固化剂则以被吸收到橡胶颗粒之中的膨胀剂的形式引入；
-JP2008050841A，据此专利申请文件，采用了栅栏式基板以保护“铺筑好的路面（Paved surface）”，并减少噪音及改善路面的抗滑性，且此基板由旧轮胎橡胶和聚乙烯制成；
-JP10338812A，它提出一种可吸水膨胀的组合和“止水材料（Waterstop material）”，其由可吸水膨胀的粘土、沥青、温敏改性剂以及橡胶和强化填料等物质制成；
-DE 42 32 907 A1，它提出了一种可泡水膨胀但却防水、能抵抗多种化学物质腐蚀的产品以用于制备实心或孔式结构的填塞物，其中，作为改善产品特性的反应物（Reaktand）可以采用沥青乳剂来取代水，而且可添入橡胶粉等以作成本低廉的填充物，但是该专利申请文件并不涉及沥青；以及
-DE 24 08 690 C2，该专利申请文件提出了通过用例如由旧轮胎制成的橡胶材料块与诸如PE、EVA、SBS等热塑性粘合剂混合制备热塑性块料的方法。
最后，US2010/0056669A1实现了一种用于沥青制备的可稳定存储的颗粒料，其包括
-核心，其由15-30%的粉末状轮胎橡胶与70-85%的公路建设用沥青组成，以及
-壳层，其涂覆在核心上，以使颗粒料所具有的最大尺寸为1/16至2英寸，所述壳层由防水的聚合物或蜡或细小微粒组成。
所述核心包含小于10重量%的硫；而所述细小微粒为氢氧化钙（或粉末的沥青混合料[权利要求4]），且其小于整个颗粒料的40重量%。
颗粒料可包含附加的石粉、额外的含沥青的粘合剂、不含沥青的粘合剂、结构添加剂、着色剂、盐、粘度改性剂等。
此外还提到了具有非牛顿特性的材料，例如像多糖。由此可推断出，这里并非指粘度致降剂
此种颗粒料的制备方法包括：获得粉末状轮胎橡胶和公路建设用沥青；令橡胶与沥青反应45分钟；使反应混合物与细小微粒结合以便形成核心以及使核心被涂覆上壳层以便形成颗粒料。
沥青的制备方法包括：通过加热使颗粒料液化，并将其与矿物质结合到一起，并可选择添入额外的沥青。
作为所谓的壳层的材料可采用石油蜡、沙索蜡（Sasol Wax）以及沥青改性剂（Sasobit），而所谓的核心所用的粘合剂的成分则除了沥青和橡胶之外，还可使用沙索蜡，因为众所周知，沙索蜡有利于将制备和冶炼沥青的温度从325-300°F（162-150℃）降低到280-250°F（139-121℃）。
这里提到的使橡胶与沥青反应应当在例如350-380°F(ca.175-195℃)下温度下进行。
本领域技术人员从US2010/0056669A1可以获知：已经
-能够开始橡胶的预反应（通过与热的沥青混合），而且
-证明加入的蜡用于降低沥青的制备及应用温度。
但是经过深入的分析实验后，本领域技术人员一定会发现：这种所谓的颗粒料并不是用来将沥青改性为橡胶-沥青的添加剂，而是一种用来制备沥青的颗粒化粘合剂，沥青中除了很少的额外部分之外均是沥青的粘合剂，或者，沥青中有很少的额外部分是沥青的粘合剂，而这将导致不利。按照现有技术，沥青混合设备在存储、输送和配料装置方面都不是为使用颗粒化固体粘合剂设计的。
虽然本领域技术人员可由此获知沥青硬化的教导，但并未获知与该教导一起的整体浸涨。
如果进一步将WO2010/023173A1考虑在内，则纵观分析过的参考资料，可以发现在现有技术中尚没有解决后文所述任务的方法。
最后提到的专利申请文件公开了一种“湿法”的沥青化合物。不足之处在于，其涉及一种橡胶改性的成品粘合剂，使用者在沥青混合工具中需要有一通常不具备的额外粘合剂罐以用来盛放粘合剂。另外也欠缺调节的灵活性，因为在罐子中仅存在一种含限定橡胶浓度与限定硬度等级的粘合剂。不足之处还在于，为制备沥青化合物需要时间、能量以及改性设备。而且由于通过浸涨橡胶而抽出了沥青中的油脂成分，因此无法防止沥青硬化。此种沥青化合物的粘度与一般的橡胶改性沥青处于相同的水平，并未降低。
发明内容
本发明的基本目的在于实现一种包括橡胶微粒和蜡的尤其是颗粒状的凝聚体松散材料的制备方法，一种新的凝聚体，特别是颗粒状凝聚体的组合物以及所述松散材料用于制备沥青混合料和改良的沥青混合料或含有沥青材料的混合物或沥青材料的应用，其中，所述橡胶微粒与蜡结合到一起的，以使得
-使不含有害健康/环境的物质的橡胶微粒活化，并用蜡均匀润湿，
-凝聚体像颗粒一样容易且安全地存储、运输并利用沥青混合料混合设备中通常具备的直接添加装置来配料；
-制得的沥青混合料具有融合了如下这些功能的效果，即其增加了环境温度下的抗变形性能，而且活化的橡胶微粒及其与沥青的强相互作用改善了沥青混合料的特性，并且沥青混合料中沥青不会被抽除油脂成分，因而沥青不会发生硬化，以及
-在所述凝聚体中增添并包含有益的效果，从而能够为运输便利而灵活地处理或加工沥青混合料或含有沥青材料的混合物或沥青材料。
这样尤其排除了例如像在US2010/0056669A1中产生的如下缺陷：
-没有发生在橡胶浸涨时因吸收沥青成分而导致的沥青硬度减小现象；
-没有出现橡胶因添入的油脂（包含因加入沥青）而导致橡胶浸涨的现象；
-由于蜡的原因没有改善抗变形性能；
-选择加入聚辛烯（Polyoctenamer）没有改善橡胶和沥青的相容性，以及
-只有极少一部分最多30%的橡胶。
在像制备凝聚体、复合凝聚体以及制备改良的沥青混合料这样的技术链范围中，应当实现在加工、可靠压实、节约能源、减小排放方面的优点，避免粉尘爆炸并实现气动或机械输送（螺旋输送），从而使之与迄今为止的沥青改良方案相比，能够节省如时间、能量、用于改良设备的投资的整体成本。
这一复杂的目的是通过如权利要求1至23的特征实现的。
权利要求1中给出的用于制备凝聚体松散材料的方法通过橡胶微粒的浸涨预反应和蜡的加入采用至少一种根据权利要求2至3之一的用机械方式产生的橡胶微粒筛分粒级（Siebfraktion）并包含如下方法步骤，其中，所述凝聚体松散材料包含橡胶微粒和凝固点大于50℃的蜡，优选石油蜡、费舍尔-托罗普斯蜡、酰胺蜡、褐煤蜡、聚合蜡、甘油酯等，
a)通过浸涨并使用包括环烷矿物油或石蜡矿物油、循环利用的润滑油、天然油或者由费舍尔-托罗普斯合成法制成的低熔点石蜡的膨胀剂使橡胶活化；
b)以由降低粘度的蜡以及可选择的聚辛烯制成的熔化物对经由浸涨而活化的橡胶微粒进行涂覆；
c)使经由浸涨而活化的橡胶微粒与降低了粘度的蜡及可选择的改善粘结性的材料（如树脂或聚异丁烯）通过混合掺杂或通过压力作用聚集到一起，以使使膨胀剂渗入橡胶分子的间隙中并将分子相互挤开，且物理吸引力被减弱或切断，由此获得的较大的空间会导致粘度减小，且软化则会使蜡进行紧密、均匀地湿润，其中
d)通过导致粘度减小的较大空间和软化，作为在凝聚体中的令人惊讶的、具有创新性的融合效应产生了由蜡进行的紧密、均匀的湿润以及橡胶分子相互间交联的提高的稳定性，该种效应从在需要制备的沥青混合料、具有沥青材料的混合物以及沥青材料上实现了本质上或潜在的有益效果。
与此方法相应地，实际上是通过加入蜡的方式，在因浸涨而活化的橡胶微粒上形成层。
这种方法可通过加入基于橡胶成分的1-50重量%，优选25-35重量%的蜡的熔化物来进一步实施。
添入在蜡的熔化物中份额占1-50重量%，优选在蜡的熔化物中份额占25-35重量%的聚辛烯也是有利的。
此外，额外地加入为0.1-5重量%的诸如树脂或聚异丁烯等能够改善粘结性的物质以强化凝聚也是符合目的的。
蜡的熔化物应在约2-3分钟之内加入到因浸涨而活化的橡胶微粒中。
混合掺杂，尤其是形成颗粒料的混合掺杂可通过以下来实现：
-加热的机械混合器；
-利用碾磨机与成型模具的压制法；
-挤压法或
-作为摩擦搅拌器、流体搅拌器或涡轮搅拌器的可生热搅拌器
将蜡加入橡胶微粒并且形成凝聚体可在两个连续进行的工艺步骤中实现。
在制备沥青混合料或沥青材料时，按此方法制成的包括橡胶微粒和蜡的特别是颗粒状的凝聚体可通过直接加入的方式被添入到用于沥青混合物（Asphaltmischgüter）或沥青材料的混合设备中，并且所述凝聚体具有：
-橡胶微粒，其粒度分布在0.05mm至5mm之间；
-加入到橡胶微粒之上或之中的蜡的熔化物，基于橡胶成分，蜡的熔化物的份额为1-50重量%；以及
-被吸收到橡胶微粒中的膨胀剂，其占可被吸收的膨胀剂的最大量的1%到100%。
所述凝聚体优选在15分钟之内通过混合法或凝结法被制成具有干燥表面的松散材料。
为制备沥青混合料，以与热沥青混合的方式使用松散材料，其中，为降低沥青混合料制备与使用时的温度，将基于沥青重量的1-30重量%，优选5-20重量%份额的凝聚体在加入沥青之前、之时或之后直接加入到沥青搅拌器中。
在工艺上的应用可通过一种方法使其完整，在该方法中:
a)在加入沥青之前的3至15秒钟完成凝聚体的添加；
b)在这段时间内，由于温度较高且剪切力大，因而能够实现凝聚体的迅速分解、橡胶微粒的预先分散以及橡胶的热活化，
c)在沥青混合料的混合过程中，热量将使蜡液化，使已活化的橡胶微粒迅速分离，
d)因预先浸涨而活化的橡胶微粒产生如被沥青包覆的剧烈地相互作用，而且/或者
e)混合温度处于130—190℃的范围内。
对于沥青混合物或含沥青材料的混合物来说，所述方法可通过以下各项来完善：
f)引入温度为120-230℃；
g)压缩度在98-103%的范围内；
h)抗裂强度在1.70-3.00N/mm2的范围内；
i)在储水之后的抗裂强度在1.5-2.5N/mm2的范围内；
j)以在单轴循环压缩试验（Druckschwellversuch）中测得的
延长率来衡量的抗变形性能处于0.6-0.9*l0-4/n‰的范围内。
应用制得的凝聚体制成的松散材料来制备沥青混合料或含沥青材料的混合物或沥青材料的方法是这样确定的，即，在混合期间，膨胀剂渗入到橡胶分子之间的间隙中，因而橡胶分子被相互挤开且物理吸引力被减小或阻断，其中，产生多至180分钟的在混合物中稳定保持的粘度降低状态，在这一时段内的粘度降低的情况下，加入凝聚体后获得增高的橡胶分子之间的交联稳定性以及这种配制品的稳定性可持续多达180分钟。
因此，当混合物中的粘度降低状态最长可达180分钟之内持续稳定、橡胶分子的交联稳定性得到提升，且混合物本身稳定时，通过膨胀剂与蜡的协同作用，沥青混合物或含沥青材料的混合物或沥青材料具有相对于沥青材料的初始粘度下降的沥青材料的粘度。
通过采用喷洒沥青材料并覆盖矿物质的方式，此种含有凝聚体的沥青材料也可用来处理交通道路的表面。
橡胶微粒可在常温下通过对旧轮胎（PKW、LKW车；或轮胎部分）进行处理而获得，因为在寒冷环境下制得的橡胶微粒具有不利的较低的表面积/体积比。
相应地，基于橡胶材料占5-100重量%，优选10-40重量%的橡胶微粒可用环烷矿物油、石蜡矿物油、循环利用的润滑油、天然油、脂肪酸或者由费舍尔-托罗普斯合成法制成的在20-40℃时熔化的石蜡浸涨，接着，所述橡胶微粒可被配上基于橡胶成分的1-50重量%,优选10-30重量%的包含聚辛烯等可选添加物的蜡的熔化物，并使其凝聚。
在蜡的熔化物中，可选的聚辛烯的份额占1-50重量%，优选25-35重量%。在这种情况下，蜡的熔化物充当了橡胶微粒的粘合剂。
可选地，对所述凝聚体可通过加入0.1-5重量%的改善粘结性的材料（如树脂或聚异丁烯）来强化。
可以采用所有熔点在50℃以上的蜡作为蜡，例如像石油蜡、费舍尔-托罗普斯蜡、酰胺蜡、褐煤蜡、聚合蜡或甘油酯等。
适合作为环烷矿物油的是例如所有在橡胶工业中使用的或者在其他应用中常用的、由合适的石油经真空蒸馏并经或不经随后的精炼工艺制得的环烷油。
作为石蜡矿物油可采用所有用合适的石油通过真空蒸馏获得的并经精炼或未经精炼的石蜡馏分。
对使用过的润滑油进行回收再生而获得的矿物油同样也极为适合的。
适合作为天然油的是所有天然的、回收再生的或经化学变化，如经精炼或经转酯作用（umestern）的含脂肪酸的甘油酯。
在20-40℃时熔化的石蜡的突出特点是含有可通过气体色谱分析测得的份额在60%与90%之间的线性烷烃且在70℃下的密度为700-800kg/m3，该种石蜡是通过对费舍尔-托罗普斯合成工艺的粗产品进行蒸馏而获得的。
可以采用其他合成的脂族、芳香族或半芳香族（teilaromatisch）碳氢化合物树脂，或者是从树脂（松脂）中得出的松香酯（Harzester）和多萜烯（Polyterpen）作为能够改善粘结性的树脂。
总之，本发明起到了这样的作用，即，膨胀剂渗入橡胶分子的间隙中并将分子相互挤开，但是聚合物链之间的化学结合点保持不变。因此物理吸引力被减弱或阻断。由此获得的较大空间以及软化效果将导致蜡的紧密、均匀地浸润。
当蜡在沥青搅拌器中熔化后，沥青可与橡胶分子的膨胀了的结构发生剧烈接触，而无需沥青中的大量油分来用于膨胀。因此减轻了沥青由于油分被抽离所致的改变或硬化。
熔化的蜡减小了在热沥青混合物中的沥青的粘度，由此，使得沥青混合料能够精确地压实并降低制备和使用所述沥青混合料所需的温度。蜡在沥青混合料冷却后凝固，因而通过它的硬度能够改善沥青混合料抗变形性能。在沥青混合料制备中，可选的聚辛烯构成键合，它提高了橡胶和沥青的相容性。
与细小的橡胶微粒不同的是，根据本发明制得的凝聚体能够用沥青混合料混合装置中存在的配料技术（如螺旋输送器或气动输送器，其同样也用于输送纤维颗粒）毫无问题地进行输送。这样，处理无尘的凝聚体也就降低了粉尘爆炸的危险。
在沥青混合料的制备中，将基于沥青材料重量的1-30重量%，优选5-20重量%的份额的凝聚体直接配入到沥青搅拌器中。
凝聚体可在添加沥青之前、之时或之后加入到热矿物材料中。
凝聚体优选在沥青前的几秒钟内加入，因为在这一时刻，较高的温度及大的剪切力可使凝聚体迅速分解开、橡胶微粒预先分散以及使橡胶热活化。
在沥青混合料的混合过程中，热量将使蜡和可选择的能够改善粘结性的材料液化，并使活化的橡胶微粒迅速游离。通过预浸涨实现的活化有助于与沥青发生迅速、剧烈的相互作用，从而获得比迄今为止在干混合法中添加橡胶微粒所能得到的更好的沥青混合料特性。
利用可选择的聚辛烯作为反应聚合物，橡胶与沥青之间的相容性会因形成化学键而得到改善。熔化的蜡降低了因橡胶而提升的沥青混合物的粘度，从而在利用沥青混合料成品制备沥青混合料层时能够获得更好的可加工性，并且在利用辊子压实时能够可靠地达到需要的压缩度。
与在环境温度下呈液态的粘度减小剂不同，此处采用的蜡在环境温度下不会有软化的结果，而是具有提升硬度的作用。
粘度降低可使在应用橡胶微粒制备沥青混合物以及沥青混合料层时通常需要的较高温度降低。由此可节约热能，而二氧化碳、沥青蒸汽以及气溶胶排放的减小则保护了环境，改善了劳动安全性。
对于环境的另一积极影响在于再生经济法及废物回收处置法意义上的旧轮胎得到了很有价值的再次利用。迄今为止，产生的旧轮胎中的大部分被用于价值极低的能源方面。
另外，节约了用来制备聚合物改性粘合剂的聚合物，因为聚合物改性粘合剂由根据本发明的橡胶沥青混合料所代替。
此外，采用天然油或循环再生的润滑油作为膨胀剂保护了有限的石油资源。
从利用活化橡胶与蜡制备凝聚体，一直到其用于沥青混合料或沥青材料的应用或其他应用，本发明均阐明了工艺上令人惊讶的有益效果，这些效果只有通过下列复杂的思考及随后的结果才能发现：
1.沥青的组成通常是用胶质化学模型来描述的。相应地，它是由亚微观意义上的细小固体微粒（胶体）（即所谓的沥青烯）和包围在外的液相（油性）的分散剂（即所谓的马青烯）组成。这种系统是持久稳定的，因为马青烯使沥青烯稳定。沥青的机械特性由下列因素决定：
-沥青烯相的份额
-马青烯相的粘度
沥青烯相的体积份额随着温度的下降而上升。就是说，在低温下，分子从马青烯相变迁到沥青烯相。而随着温度的升高，分子则从沥青烯相变回到马青烯相。
这种模型阐释了在低温下通过增多的固态的沥青烯相使沥青的硬度和刚度增加。
由于橡胶微粒在沥青中膨胀，油分（马青烯）会从沥青中被抽出并固着于橡胶中。此时橡胶微粒的体积增加（最多可达两倍）并且变软。而对于沥青的影响则类似于被冷却：固态的沥青烯相的份额增加，沥青变硬。
若橡胶已通过添加膨胀剂而预先膨胀，那么膨胀得越彻底，则其从沥青中吸收的成分将越少，沥青的特性变化将越不明显。因此沥青的柔性及其有利的低温特性得以尽可能地保持不变。
2.一种在橡胶中达到的类似的油的“阻断作用”能够因此被揭示，即依据本发明利用膨胀剂使橡胶颗粒预先膨胀。这种膨胀要比在根据现有技术的湿法中所采用的做法中发生的过程更早。根据本发明，将橡胶颗粒加入到热的，通常是进行特别加热的沥青中。在一所谓的“成熟期”间，低分子量的成分从热沥青中游移到橡胶颗粒内，橡胶颗粒因而膨胀，就是说，沥青中的部分油相（马青烯）移入了橡胶中。缺乏马青烯的沥青柔性低，因此容易碎裂且抗寒性差。
根据本发明的预膨胀方案使得橡胶在沥青混合料制备之前就已降低了吸纳能力。这样，在混合过程与运输过程中的温热阶段，至少部分减少了从沥青中抽出的油，因而使沥青在随后进行的混合中保持原有特性。
因此可以认为，在利用橡胶改性时可准确地使用较硬的沥青品种，因为能更好地调节和控制对湿法工艺中油分抽离的“提前效果”。
根据本发明，膨胀剂可起调整沥青特性的调整参数的作用，它甚至可按如下方式来使用：
根据可获得的沥青和/或根据在沥青混合料配置方案使用的拆除沥青混合料（Ausbauasphalt）的质量，可以通过这个调整参数影响和调节包含在沥青混合物中获得的沥青成分的质量。
本发明在工艺上的最终阶段是将根据本发明制得的凝聚体加入到沥青混合装置中，但是本发明也是可以加入到特殊粘合剂中的。此外，当凝聚体代替未处理的橡胶粉末用在湿法工艺中时，它还能起到积极的影响。膨胀剂和蜡成分均能起到改善粘度的效果。在生产量增大或能源使用量显著降低时，这种效果可用于提高在本方法中的生产效率。
此外，当橡胶改性沥青在交通道路表面处理中应用时也可获得益处。此时，这种沥青通过热喷洒的方式施加到表面上。接着在随后的工序中将凝聚体分散到热表面上，并加以碾压。
对于喷洒过程，已经改善的粘度被证明是有利的。同样通过上面提到的准确的沥青配置的可能性推导出重要的工艺改善方案。
在沥青混合料基体中加入的已膨胀的橡胶微粒以其作用的方式在冷却的沥青混合料中保持其高弹性。因为即便在长期处于承受状态（langzeitliegeverhalten）中，值得注意的是，马青烯相也未沉积到橡胶中，因此可在低温下使用这种改善的弹性特征，以在沥青混合料制备中采用较硬的粘合剂。由此可以发展出明显更为耐用的沥青混合料配比方案。在现阶段，只有在拆除的沥青混合料能够再利用的情况下，沥青混合物的经济上的生产才能进行。因为拆除下来的沥青混合料通常没有弹性改性的粘合剂，因此需要添加新鲜沥青来确保补偿。为此，在聚合体改性沥青中发展出了所谓的RC（Recycling）（循环）变种，这种变种适用于多至20M%的拆除沥青的再利用。如要使用更高份额的拆除沥青，则须在选用其它的粘合剂的情况下添入份额更高的聚合体。每种品种一般仅能获得两个变种，即，多至20%的RC添加物的变种和多至50%的拆除沥青添加物的变种。如果要加入比如30%的RC，那么必须选用多至50%的变种。这种方案会导致额外的成本，因为经更高改性的沥青品种价格更贵。到现在为止，超过50%的RC添加物，没有适合的粘合剂。但是恰恰在这一点上，将来可通过新的备料技术（Aufbereitungstechnik）创造极高的经济利益。
就本发明在工艺上的实现方式而言，在任一混合装置上均可以针对每一生产过程精确调整所需的橡胶份额，也就是说，每次混合均包含精确的改性所需的橡胶颗粒量（就像前文就调整作用所述的说明一样）。另外，还节省了相关混合装置上的罐子空间和能量。
需要突出强调的是混合物成品的特性，因为对于集装箱装卸场和高负荷的交通道路来说，迄今为止试验过的沥青混合物品种所要求的配比方案都是极昂贵的。例如沥青马蹄脂碎石混合料（Splittmastixasphalt，SMA）的突出特点是抗变形性极佳且耐磨性较高，对于这种混合料一般采用聚合体改性的粘合剂。对现有技术的测评结果显示，在常规使用行为下，橡胶改性与聚合体改性的混合料品种之间并不存在显著差异。在轮辙形成试验中测定的稳固性方面，通过采用根据本发明的凝聚体，从轮辙形成试验中可清楚看出在这方面的优点。
在实践中，凝聚体的制备基本上可包含如下步骤：
步骤1：在环境温度下，利用机械方法由旧轮胎获得粒度分布在0.05mm至5mm之间，优选0.2mm至1.2mm之间的橡胶微粒的筛分粒级，其中，通过磁力和机械方法除去其中的杂质、钢纤维及织物纤维。
步骤2：利用合适的液体浸涨橡胶从而使之活化，如以在橡胶工业中引入环烷油代替以前使用的富含芳香烃的油，其中，在这里令人惊异地发现，诸如植物油等天然油、石蜡矿物油、循环再生的润滑油以及作为费舍尔-托罗普斯合成工艺中的产品流的馏分获得的、熔点约为20-40℃的石蜡都适合用来浸涨。
浸涨的一种优选实施方案是在机械搅拌之下加入比最大可吸收量稍少的膨胀剂。这种搅拌确保了膨胀剂的均匀分布。
步骤3：通过加入蜡，真正实现将粘度减小的蜡添加剂、可选择的聚辛烯以及可选择的能够改善粘结性的材料涂覆在因浸涨而活化的橡胶微粒上，并因此制备由这些成分组成的凝聚体，由此，根据本发明，能够降低粘度的蜡均匀地分布到橡胶上。对此，所有用来将蜡-/聚辛烯-粘结性改善剂-熔化物与已预热的橡胶微粒混合到一起的连续或分步进行的方法都是合适的。例如这样的搅拌器，即能够通过旋转的配件或搅拌臂卷起橡胶微粒并使被卷起的微粒不断发生接触从而实现将蜡均匀分布的目的的搅拌器是特别适合的。或者，蜡、可选择的聚辛烯和可选择的粘结性改善剂也以固体形式输入到带有过程热导向的搅拌器中。一种优选实施方案是应用摩擦搅拌器，如流体或涡轮搅拌器。这样的搅拌器通过摩擦力和剪切力产生需要的热量。在置入橡胶微粒并开始搅拌之后，可将膨胀剂、蜡、可选择的聚辛烯与可选择的粘结性改善剂以任意的顺序加入或同时加入。成分的加入、均匀搅拌以及蜡的熔化可在一个工序中实现。可选择的聚辛烯通过化学交联作用改善了橡胶与沥青的相容性。
所有附加的分散蜡的熔化物的同时将微粒团聚成直径为1-40mm的较大粒料的方法都特别适合用来对橡胶微粒实施涂覆。在这种情况下，蜡-聚辛烯熔化物充当了橡胶微粒的粘合剂。可选择添加的改善粘结性的材料能够加强这种团聚效果。这些方法可以使下述在塑料加工业及其它领域中常用的方法：
◆利用碾磨机与成型模具的压制法；
◆挤压法。
可选择的步骤：单独制备凝聚体。
将蜡根据本发明加入到橡胶微粒中并形成凝聚体这一过程也可以利用前面详细阐述的方法步骤在两个连续的工艺步骤中实现，即便在这种情况下，可选择的聚辛烯同样也能通过化学交联作用改善橡胶与沥青的相容性。
所述凝聚体的组合物的特征在于：
-橡胶微粒的直径为0.05-5mm的
-在室温下或者在比膨胀剂（被记录为环烷油或石蜡矿物油或循环利用的润滑油或天然油或者在20-40℃会熔化的费舍尔-托罗普斯蜡）的熔点更高的温度下实施浸涨。膨胀剂的份额至多与橡胶微粒的量相当
-基于橡胶微粒，蜡的份额为1-50重量%且凝固点超过50℃
-基于橡胶微粒，聚辛烯-聚合体蜡的份额为0.1-10重量%
-能改善粘结性的材料（如树脂或聚异丁烯）的份额为0.1-5重量%
在制备沥青混合料时的应用以及配制好的具有如下特征的沥青就在质量和数量所达到的价值方面上改善了沥青混合料中的特性：
-在沥青混合料制备中，凝聚体以基于沥青材料1-30重量%，优选5-20重量%的份额直接配入到公知的沥青搅拌器中，
-凝聚体在添加沥青之前、之时或之后加入到热矿物材料中，而且已证明，在添加沥青前的几秒钟前加入凝聚体是最合适的，因为在这一时刻，沥青搅拌器中所具有的较高温度及大的剪切力可使凝聚体迅速分解开，可使橡胶微粒预先分散并使橡胶热活化，
-在沥青混合料搅拌过程中，热量将使蜡迅速液化，并使已活化的橡胶微粒迅速游离，在这种情况下，通过预膨胀实现的活化有助于与沥青发生迅速、剧烈的相互作用，从而获得的比采用干法添加橡胶微粒所得到的更好的沥青特性。
-膨胀的颗粒中引入了额外的有助于降低粘度的蜡成分，因而带来了加工、可靠压缩、节约能源以及降低排放等优点，并且提高了沥青混合料在环境温度下的抗变形性能，
-因浸涨而活化的橡胶微粒及其与沥青的剧烈相互作用改善了沥青混合料的特性，
-由于浸涨是在团聚之前进行的，因而在橡胶浸涨时能够避免从沥青混合料中的沥青中抽出油分，从而减轻了沥青的硬化。
附图说明
下面借助于实施例来解释本发明，我们首先通过表格，然后根据在图1至3中表明的实验进行说明。
在附图中：
图1示出了改性沥青的粘度随改性过程的时间变化而变化的曲线图，图中的曲线分别对应如下变量：
1)20重量%的橡胶微粒，2重量%的芳香族油
2)19.1重量%的橡胶微粒，0.9重量%的聚辛烯2重量%的芳香族油
3)22重量%的活化松散材料（由9/10的橡胶微粒和1/10的利用费舍尔-托罗普斯合成工艺制成的低熔点石蜡组成）
4)22重量%的活化松散材料（由9/10的橡胶微粒和1/10的矿物油组成）
5)22重量%的活化松散材料（由4/6的橡胶微粒、1/6的矿物油和1/6凝固点为102℃的FT蜡组成）
6)22重量%的活化松散材料（由4/6的橡胶微粒、1/6的利用FT合成工艺制成的低熔点石蜡和1/6的FT蜡组成）；
图2示出了轮胎橡胶改性沥青的根据圆环法和压球法的软化点（按照DIN EN1427测量）随制备工艺（在180℃下搅拌）的时间变化而变化的曲线图；图中的曲线像图1一样，分别对应如下变量（其中基础沥青B80/100为78重量%）：
1)20重量%的橡胶微粒，2重量%的芳香族油
2)19.1重量%的橡胶微粒，0.9重量%的聚辛烯2重量%的芳香族油
3)22重量%的活化松散材料（由9/10的橡胶微粒和1/10的利用费舍尔-托罗普斯合成工艺制成的低熔点石蜡组成）
4)22重量%的活化松散材料（由9/10的橡胶微粒和1/10的矿物油组成）
5)22重量%的活化松散材料（由4/6的橡胶微粒、1/6的矿物油和1/6凝固点为102℃的FT蜡组成）
6)22重量%的活化松散材料（由4/6的橡胶微粒、1/6的利用FT合成工艺制成的低熔点石蜡和1/6的FT蜡组成）；
图3示出了轮胎橡胶改性沥青的流动性（按照SABITA BR4T,TG1MB12测量）随制备工艺（在180℃下搅拌）的时间变化而变化的曲线图；图中的曲线像图1和2一样，分别对应如下变量（其中基础沥青B80/100为78重量%）
1)20重量%的橡胶微粒，2重量%的芳香族油
2)19.1重量%的橡胶微粒，0.9重量%的聚辛烯2重量%的芳香族油
3)22重量%的活化松散材料（由9/10的橡胶微粒和1/0的利用费舍尔-托罗普斯合成工艺制成的低熔点石蜡组成）
4)22重量%的活化松散材料（由9/10的橡胶微粒和1/10的矿物油组成）
5)22重量%的活化松散材料（由4/6的橡胶微粒、1/6的矿物油和1/6凝固点为102℃的FT蜡组成）
6)22重量%的活化松散材料（由4/6的橡胶微粒、1/6的利用FT合成工艺制成的低熔点石蜡和1/6的FT蜡组成）。
具体实施方式
下面的表1首先列出了根据本发明的凝聚体的制备方案，其中，一种包含66.6重量%的橡胶微粒（直径0.2-0.8mm）、16.7重量%的不同膨胀剂和16.7重量%的凝固点为102℃的费舍尔-托罗普斯合成石蜡的轻团聚产品在一转速为3600（U/mim）的流体搅拌器FM10中制成：
表1：
*:Waksol A(费舍尔-托罗普斯石蜡，熔点32℃)
#:Storflux Nature
**:(费舍尔-托罗普斯石蜡，凝固点102℃)
##:费舍尔-托罗普斯石蜡的分布均匀度是借助DSC测定样品中的蜡含量的方式来检验的。
将橡胶颗粒置入搅拌器中，搅拌器启动搅拌程序及与其连接的加热装置接着，按不同顺序配入膨胀剂和蜡。由于在大约85°C的温度下，搅拌器电流消耗发生陡增（梯度测量），可看出蜡已熔化并终止搅拌过程。蜡的分布的均匀程度可在样品中利用差示扫描量热法（Differenz-Kalorimetrie）来证明。
鉴于其可重复性，如表1所示的这个例子证明了尤其是对权利要求1至10的特征的判断。
然后，表2示出了一些橡胶-膨胀剂-石蜡-凝聚体在加入12重量%的橡胶以及18重量%的上表1中的一些产品后对沥青特性的影响，在这里，使用的是一种称作NybitE60的沥青，其针入度（Nadelpenetration）为641/10mm：
表2：
*:根据圆环法和压球法测定的软化点（DIN EN1427）
#:25℃下的针入度（DIN EN1426）
**:25℃时的延展性（DIN EN13389）
##:25℃时的弹性回复率（DIN EN13389）
这些凝聚体在160℃的温度下通过搅拌与沥青相混合。作为比较试验，将相应量的纯橡胶微粒以相同方式引入沥青中。与利用纯橡胶实施的改性相比，加入产品1、3与4的混合料具有更高的针入度，这意味着，沥青的硬化会因沥青成分的吸收而明显减轻，加入产品1的沥青的硬化几乎完全被避免了。此外，与加入纯橡胶的试验相比，加入其它产品具有更明显的降低粘度的效果。
表3和4阐释了制备和铺洒含有根据本发明制备的凝聚体的沥青混合料的第一实施例，其中，作为松散材料的凝聚体的添加选择从包装袋添加。
这里要制备一种含有在沥青搅拌器中直接加入的根据本发明活化的橡胶微粒的沥青马蹄脂碎石混合料SMA16S并将其铺洒到路上。
在这里，使用了以下的在流体搅拌器中制得的已活化橡胶微粒，这些橡胶微粒在膨胀之前的微粒尺寸为0.2-0.4mm。
表3：
所用的活化橡胶微粒的成分
*:Storflux Premium
*:Storflux Nature
**:
活化橡胶微粒简单地装在PE包装袋中，并在沥青加入之前用传送带直接给入沥青搅拌器中。每吨沥青混合物需添加的量为11kg，以便使橡胶份额达到沥青B50/70的12%。
沥青混合物是在170℃的温度进行制备的。
在施加到道路上时，筑路机中的沥青混合物的温度为160℃。
根据表4，试验性地铺洒的沥青混合物以及从完成的沥青层中取出的钻探核样品（Probebohrkern）显示具有如下的值：
表4：
制得的沥青混合料的特性与提取的粘合剂的软化点
橡胶产品M 橡胶产品P
矿物质过筛率（Siebdurchgang）
0.063mm[重量百分比] 14.1 13.5
0.25mm[重量百分比] 15.5 14.5
0.71mm[重量百分比] 17.0 16.4
1.00mm[重量百分比] 26.5 23.9
2.00mm[重量百分比] 31.9 30.1
5.00mm[重量百分比] 43.0 40.4
8.00mm[重量百分比] 65.8 52.6
11.20mm[重量百分比] 67.4 63.0
16.00mm[重量百分比] 98.2 98.4
22.40mm[重量百分比] 100.0 100.0
可溶解的粘合剂含量[重量百分比] 6.0 5.9
不可溶解的橡胶含量[重量百分比] 0.6 0.6
粘合剂总量[重量百分比] 6.6 6.5
RuK软化点[℃] 75.0 74.4
空腔含量MPK*[Vol.%] 2.8 2.2
空腔含量钻探核[Vol.%] 2.6 2.5
拐点处εw的延展率10-4‰/n** 0.9 0.6
在10.000负荷改变**之后的延展 9.8 8.0
水灵敏的抗裂强度下降率[%] 15.3 8.9
*:马歇尔（Marshall）试样
**:对于沥青的科技检测规定标准总和，分部（TP Asphalt-StB Teil）:单轴压力水平测试，1999（Einaxialer Druckschwellversuch,1999）
由于有FT蜡的份额，导致提取的粘合剂的根据圆环法和压球法测定的软化点(Erweichungspunkt RuK)增高。根据这些试验检出的沥青混合料的特性证明，直接添加已活化的含蜡橡胶微粒会使沥青混合料具有出众的特性：抗变形性高，水灵敏度小。
橡胶的预浸涨以及由此实现的活化使得按现有技术进行的橡胶改性沥青制备方法得到了改善，且使制得的沥青具有新的以令人惊讶的方式展现的特征。
表5阐述了制备和铺洒含有根据本发明制备的凝聚体的沥青混合料的第二实施例，其中，作为松散材料的凝聚体的添加利用气动输送的方式实现的。
在170℃的温度下，利用与表3的第一实施例一致的橡胶产品M和沥青B50/70来制备一种沥青马蹄脂碎石混合料SMA8Hmb。
在加入沥青之前，利用一气动系统将已活化的含蜡橡胶微粒输入到沥青搅拌器中。尽管气动输送系统通常用来添加纤维素纱粒料，但它也能有利地用来添加根据本发明制备的凝聚体。另外，对于制备沥青马蹄脂碎石混合料，若使用橡胶，则不需要纤维素。
在试验性地铺设好沥青混合料之后，可在不同位置提取试样并检测，表5示出了如下的检测值：
表5：
在试验性地铺洒的沥青混合料的不同位置上的沥青混合料样品及提取的粘合剂的特性
样品1 样品2 样品3
矿物质过筛率
0.063mm[重量百分比] 12.9 13.1 13.1
0.126mm[重量百分比] 14.8 15.1 15.1
2.00mm[重量百分比] 32.4 32.5 32.6
5.50mm[重量百分比] 61.4 62.0 61.1
8.00mm[重量百分比] 95.8 96.1 96.8
11.2mm[重量百分比] 100 100 100
可溶解的粘合剂含量[重量百分比] 6.7 6.9 6.8
粘合剂总量[重量百分比] 7.0 7.2 7.1
RuK软化点[℃] 87.5 87.5 88.4
空腔含量MPK*[Vol.%] 2.5 2.5 2.3
弹性回复率**[%] 60 60 69
*:马歇尔试样
**:在25℃温度下（按照DIN EN13398）
需要强调的是，从在空间上分开的沥青混合料样本的软化点和弹性回复率具有提取的粘合剂的值，这样就证明了：若凝聚体是被直接加入沥青搅拌器中的，则能使活化橡胶微粒实现均匀分布，并能制备出被根据本发明的凝聚体均匀改性的、具有更好特性的沥青混合料。
图1、2、3以示例描述了本发明的过程：从与现有技术一致的改性制品1）开始，逐渐过渡到根据改性制品5）和6）可实施的完全创新效果。
通过测量重要的特性，对于湿法工艺，本发明与现有技术中常用的橡胶沥青相比具有令人惊讶的效果和优点，这在图表中得到了清晰的展示。在所有试验中，均是在180℃的温度下，通过对78重量%的针入度等级为80/100的沥青、轮胎橡胶微粒和其它添加剂以及根据本发明的已活化浸涨的松散材料进行搅拌而制得的。
图1示出了改性沥青的粘度随改性过程的时间变化的过程。第一改性制品1）具有20%的轮胎橡胶和2%的芳香族油，这是与现有技术相一致的。随着搅拌时间的增加，改性沥青的粘度因橡胶膨胀而增加。在通过最大值后，粘度又因橡胶部分溶解而下降。为使制得的沥青混合料在抗变形性和弹性方面获得希望的特性，允许仅有部分橡胶被溶解。因此这种橡胶改性沥青仅能在一短时间窗口中被用来制备沥青混合料，而所述时间窗口在粘度达到最大值的那一刻附近。当出现物流链的问题而导致延迟和橡胶溶解过多时，此种粘合剂就不能再用了。这种粘合剂必须从重新置入改性装置进行再生。这对粘合剂供应商来说，意味着很大的经济损失，而且由于拖延了沥青铺路，还将带来公众经济利益上的损失。
在第二改性制品2）中，一部分橡胶被聚辛烯代替。因此，粘度曲线有了些许改变，但粘度仍然维持在同样高的水平上。
在第三改性制品3）中，沥青是用由9/10的橡胶微粒和1/10的利用费舍尔-托罗普斯合成工艺制成的低熔点石蜡制成且已活化浸涨的松散材料来改性的。这种和其它三种松散材料均在可生热流体搅拌器中制备。获得的改性橡胶的粘度已明显减小。
第四改性制品4）与第三改性制品3）类似，但是松散材料却是由9/10的橡胶微粒和1/10矿物油制得的。由此导致改性的沥青的粘度进一步减小。
第五和第六改性制品5）和6）均与第三改性制品3）类似，但是根据本发明的松散材料是由4/6的橡胶微粒、1/6的FT蜡（凝固点为102℃，）和1/6的膨胀剂制成的，也就是说，所述膨胀剂在制品5）中为矿物油，在制品6）中是利用费舍尔-托罗普斯合成工艺制成的低熔点石蜡。
根据本发明改性的沥青5）和6）所具有的粘度最低，因此在可靠压缩方面，用它们制备的沥青混合物是最佳的并且其在降低沥青混合料制备和铺设温度上拥有最大的潜力。这意味着既能有利地降低能耗，又能减少排放（沥青放出的蒸汽和气溶胶）。与现有技术相比，粘度至少减半。
此外，在含有已浸涨活化的松散材料的改性制品5）和6）中令人惊讶地发现，在搅拌大约100分钟后，粘度达到了实际上恒定的程度。恒定的粘度对于改性沥青的广泛使用意味着巨大的工艺技术上和物流上的益处，因为由于粘度恒定，也就是说，由于所需的橡胶膨胀与极小溶解量的比例，因而使得时间窗被延长了许多倍。因此，改性沥青可在极长的时期内被用来制备沥青混合料。因此简化了物流，并能极可靠地使改性粘合剂实现期望特性，而且，显著降低了袋料因橡胶溶解过多而变得不能使用，因而必须送回再生的风险。
图2示出了改性制品对沥青的根据圆环法和压球法测定的软化点的影响。软化点高意味着良好的抗变形性，意味着在夏季的高温下能够很好地抗裂。与根据前文1）所述的橡胶改性制品，亦即现有技术相比，在3）和4）中述及的改性制品应用了仅用膨胀剂活化的橡胶微粒，这种方案是不利的，因为它使软化点降低了。与此相反，在改性制品5）和6）中，通过应用采用膨胀剂和蜡制得的活化松散材料获得了有利的效果，即软化点得以提高很多。
图3示出了改性制品对于沥青流动性的作用。在SABITA BR4T测试法中，橡胶改性沥青在60℃下被置于一35°倾斜的金属板上。4小时后测量了该沥青的流动路径。与根据前文1）所述的按现有技术制得的橡胶改性制品相比，使用仅用膨胀剂活化的橡胶微粒增大了流动路径。这与粘度的减小是相互关联的。在改性方案5）和6）中，应用根据本发明用膨胀剂和蜡制得的活化松散材料的改性制品完全阻止了流动。这特别值得关注，因为与此同时，在此改性沥青的加工和应用温度范围内，沥青的粘度也至少减了一半。
同时，这些注解令人信服地说明：本发明整体地形成了从包含橡胶微粒和蜡的凝聚体松散材料的制备方法、到依照此方法制得的凝聚体的组合物乃至此种松散材料用于制备沥青混合料或具有改善特性的沥青材料的应用。
前文所述的发明通过提供凝聚体松散材料制备方法、中间产品（如照此方法制得的凝聚体的组合物）以及此种松散材料用于制备沥青混合料或具有改善特性的沥青材料的应用实现了以最终产品如沥青混合料或沥青材料为目标的任务。重要的，创新组合的结构成分“橡胶微粒和蜡”以其令人惊异的新特性和效用与最终产品之间存在具有发明意义的紧密的技术功能关系。
实用性
与本文开头分析过的公知解决方案，例如
-EP 1 873 212 Bl，根据该文件，首先通过用2-40%芳香族油进行浸涨的方式实现橡胶粉末的改性，接着用湿法使沥青实现改性，而且预先进行的浸涨降低了沥青改性时的温度和搅拌时间；
-WO/1997/026299和DE 196 01 285 A1，在这两份文件中记述了一种由50-95%的橡胶和沥青或聚合物塑料（热塑性弹性体或塑性体）制成的能流动的颗粒料，在温度大于130℃时，该颗粒料的成分会在剪切力的作用下均匀地分散开，此种颗粒料至多可包含25%的添加剂（硫、硫化促进剂、重油、脂肪酸、纤维素纱），而且它可用一种在高温下在捏合机中均质化/化学结合的块状料来制备，或者也可在低温下通过对各单一成分进行挤压（利用碾磨机、孔板）的方式来制备，以便通过将此颗粒料在沥青混合过程中加入到矿物质或沥青中的方式来制备用铺路的橡胶沥青混合物；
-US2008/0216712A1，该文件公开的是氢氧化钙颗粒的制备，所述氢氧化钙颗粒用于采用粘合剂（0.5-69%）和氢氧化钙颗粒化沥青混合料制备和/或地面平整，其中，氢氧化钙有利于改善沥青混合料的防水性。公开了制备氢氧化钙颗粒的方法，所述氢氧化钙颗粒用于沥青混合料制备和/或地面平整，具有粘合剂（0.5-69%）的氢氧化钙颗粒，其中，氢氧化钙用于改善沥青混合料的防水性以及粘合剂在矿物质上的粘附性，而且在该专利申请文件中，橡胶与石蜡起到粘合剂的作用，粘合剂可以是含水基或憎水的，且至少包含下列成分之一：沥青、塑性体、弹性体、橡胶、碾碎的轮胎橡胶、经预反应的碾碎的轮胎橡胶，其中一种添加剂（脂肪族石油馏出物、塑性体、弹性体、橡胶、经预反应的碾碎的轮胎橡胶）在颗粒中至多可有30%；额外存在的成分可有流变改进剂、结构添加剂、溶剂、着色剂，此外，还说明了油与石蜡可作这种颗粒的有机粘合剂，在其设计方案中，这种颗粒可包括氢氧化钙核心与粘合剂壳层，而壳层则可由沥青和高温石蜡形成；
-WO94/14896与CA2152774，它们公开了一种制备沥青配制品的方法，在该方法中，由旧轮胎经加热和剪切制成的橡胶颗粒被浸泡在富含芳香烃的碳氢化合物油中并至少被部分解聚。此种材料被分散在沥青中并掺入相容剂（流体橡胶），必要时还可掺入交联剂以获得可稳定存储的粘合剂，然后，一种在沥青中含有25-80%的经分散并稳定化的橡胶的母胶就可与充填剂和聚合物一起形成颗粒；
-DE 601 21 318 T2，该文件记述了一种粒状橡胶材料的制备方法以及此种橡胶材料在沥青中的应用，在所述方法中，橡胶小粒是利用由例如旧轮胎制成的橡胶和可含有纤维等添加物的热粘材料（聚烯烃，如PE、PP、EVA）通过挤压法制得的，其中，因摩擦产生的80-300℃的高热应会使所述热粘材料熔化；
-DE 44 30 819 Cl，该文件提供了一种通过加入橡胶和活性炭的方式制备沥青混合物，尤其是供公路建设用沥青混合料的方法，其中，活性炭不但能够减少在制备热的沥青混合料时的蒸汽/气态排放物，而且能够在用含有焦油的循环再生的沥青混合料制备冷沥青混合料时减少被水滤出的有害物质，在这里，橡胶可以与活性炭一起或者以与活性炭分开的方式，先于沥青被加入到热的矿物质中，也可以之前就与沥青混合到一起；
-CH 694 430 A5，提出了一种添加有优选由旧轮胎制成的橡胶粒料的浇注沥青混合料，其中，由于橡胶粒料的密度比所述浇注沥青混合料小，因而会使沥青混合料层表面富集橡胶粒料，这样，该浇注沥青混合料就实现表面弹性化、抑制噪声、改善防滑性能等目的；
本发明的优点在于：
-浸涨的颗粒中引入了额外的蜡成分，这种蜡成分起到了降低粘度的作用（因而在加工、可靠压缩、节约能源以及降低排放等方面有好处），并且还提高了沥青混合料在环境温度下的抗变形性能，
-橡胶微粒通过浸涨而被活化，通过与沥青发生剧烈作用来改善沥青混合料特性，
-在团聚之前的进行浸涨能够防止沥青混合料中的橡胶在浸涨时从沥青中抽出油分，因而能够避免沥青硬化，
-可选择的聚辛烯通过化学交联作用改善了橡胶与沥青的相容性，
-未使用有害健康/环境的芳香族油，而是采用了无需担忧的环烷油、石蜡矿物油、循环再生的润滑油、用费舍尔-托罗普斯合成法制得的石蜡或可再生的天然油，以及
-根据本发明的产品以这样一种形式存在，即，可以容易又安全（不会发生粉尘爆炸）地存储、运输以及利用沥青混合设备中通常具备的装置来配料（气动输送装置，螺旋输送装置），因此，它适合直接添加到沥青搅拌器中，从而降低了前述沥青改性的成本（时间、能量、改性装置的投资），
由此可以预见其将具有广泛的商业用途。

Claims (26)

1.一种制备凝聚体松散材料的方法，所述凝聚体松散材料含有橡胶微粒和蜡，该方法通过使橡胶微粒进行浸涨预反应以及添加蜡来实现，其包含如下方法步骤：
a)通过浸涨并使用包括环烷矿物油或石蜡矿物油、回收再利用的润滑油、天然油或者由费舍尔-托罗普斯合成法制成的低熔点石蜡的膨胀剂使橡胶活化；
b)将包括能够降低粘度的蜡和可选择的聚辛烯的熔化物加入到通过浸涨而活化的橡胶微粒中，
c)使经由浸涨而活化的橡胶微粒与能够降低粘度的蜡及可选择的能够改善粘结性的材料通过混合掺入或通过压力作用团聚，从而膨胀剂渗入橡胶分子的间隙中，分子相互挤开且减弱或阻断物理吸引力，其中
d)在凝聚体中通过导致粘度降低的大空间和软化，产生了由蜡带来的紧密且均匀地湿润以及提高了橡胶分子之间的交联稳定性。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，使用在环境温度下获得的由机械方式生成的筛分粒级组成的纯橡胶微粒。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，使用在低温下获得的由机械方式生成的筛分粒级组成的纯橡胶微粒。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，使用由分别在环境温度下和在低温下获得的由机械方式生成的筛分粒级组成的纯橡胶微粒的混合物。
5.根据权利要求1至4之一所述的方法，其特征在于，通过添加蜡，在因浸涨而活化的橡胶微粒上形成层。
6.根据权利要求1至4之一所述的方法，其特征在于，添加蜡，并且基于橡胶组分，蜡的熔化物占1-50重量％。
7.根据权利要求1至4之一所述的方法，其特征在于，添加蜡，并且基于橡胶组分，蜡的熔化物占25-35重量％。
8.根据权利要求1至4之一所述的方法，其特征在于，添加聚辛烯，并且所述聚辛烯在蜡的熔化物中的份额为1-50重量％。
9.根据权利要求1至4之一所述的方法，其特征在于，添加聚辛烯，并且所述聚辛烯在蜡的熔化物中的份额为25-35重量％。
10.根据权利要求1至4之一所述的方法，其特征在于，添加0.1-5重量％的能够改善粘结性的材料，以加强团聚。
11.根据权利要求1至4之一所述的方法，其特征在于，将蜡的熔化物在2-3分钟之内加入到需通过浸涨而活化的橡胶微粒中。
12.根据权利要求1至4之一所述的方法，其特征在于，使用凝聚体的方法是：在制备沥青混合料或沥青材料时，将凝聚体直接加入到用于沥青混合物或沥青材料的混合装置中。
13.根据权利要求1至4之一所述的方法，其特征在于，借助于以下几项进行搅拌混合形成颗粒：
a)加热的机械搅拌器，
b)利用碾磨机与成型模具的压制法，
c)挤压法，或
d)作为摩擦搅拌器、流体搅拌器或涡轮搅拌器的可生热搅拌器。
14.根据权利要求1至4之一所述的方法，其特征在于，添加带有蜡的橡胶微粒和形成凝聚体是在两个连续的工艺步骤中进行的。
15.根据权利要求1至4之一所述的方法，其特征在于，所述蜡为凝固点大于50℃的蜡。
16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述蜡为石油蜡、费舍尔-托罗普斯石蜡、酰胺蜡、褐煤蜡、聚合蜡或甘油酯。
17.根据权利要求1至4之一所述的方法，其特征在于，在步骤c)中，能够改善粘结性的材料为树脂或聚异丁烯。
18.一种按照如权利要求1至17之一所述的方法制备的颗粒凝聚体，所述凝聚体包括橡胶微粒和蜡，并具有：
a)橡胶微粒，其粒度分布在0.05mm至5mm之间；
b)用于涂覆所述橡胶微粒的蜡的熔化物，基于橡胶组分，其份额为1-50重量％；以及
c)被吸收到橡胶微粒中的膨胀剂，其占能被吸收的膨胀剂的最大量的1％到100％。
19.根据权利要求18所述的凝聚体，其特征在于，该种凝聚体是在15分钟之内通过混合或凝聚法制成的表面干燥的松散材料。
20.一种使用由按权利要求1至17之一方法制得的凝聚体松散材料或如权利要求18或19所述的凝聚体制成的松散材料来制备沥青混合料或含有沥青材料的混合料或沥青材料的方法，其特征在于，在混合期间，膨胀剂渗入橡胶分子的间隙中，分子被相互挤开且物理吸引力被减弱或阻断，其中在混合料中产生多至180分钟的稳定保持的粘度降低状态，在这一时段内的粘度降低的情况下，加入凝聚体后将获得增加的橡胶分子之间的交联稳定性以及这样的稳定性可持续多达180分钟的配成品。
21.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，为降低沥青混合料制备与使用时的温度，将基于沥青份额的1-30重量％的凝聚体在加入沥青之前、之时或之后直接加入到沥青搅拌器中。
22.根据权利要求21所述的方法，其特征在于，以5-30重量％的份额直接加入凝聚体。
23.根据权利要求20至22之一所述的方法，其特征在于，
a)在加入沥青之前的3至15秒钟完成添加；
b)在这一时段内，由于温度较高且剪切力大，因而凝聚体迅速分解并且橡胶微粒的预先分散，其中，实现了橡胶的热活化，
c)在混合过程中，热量将使蜡液化，并使已活化的橡胶微粒迅速分离，
d)因预先浸涨而活化的橡胶微粒会产生如被沥青包覆的剧烈地相互作用，而且
e)混合温度被调节到130—190℃的范围内。
24.根据权利要求20至23之一所述的方法制得的沥青混合物或含沥青材料的的混合物或沥青材料，其特征在于，
a)铺洒温度为120至230℃，
b)压缩率在98至103％的范围内；
c)抗裂强度在1.70至3.00N/mm2的范围内；
d)在储水之后的抗裂强度在1.50至2.5N/mm2的范围内；
e)以在单轴循环压缩试验中测得的延长率来衡量的抗变形性能处于0.6-0.9*l0-4/n‰的范围内。
25.如权利要求24所述的沥青混合物或含沥青材料的混合物或沥青材料，其特征在于，在混合物中的最长可达180分钟的持续稳定的粘度降低状态下，通过膨胀剂与蜡的协同作用，沥青材料的粘度相对于它的初始粘度下降，并且橡胶分子的交联稳定性得到提升，以及沥青混合物或含沥青材料的混合物或沥青材料保持稳定。
26.含有按权利要求1至17之一所述的方法制备的凝聚体松散材料或者权利要求18或19所述的凝聚体的沥青材料通过喷洒所述沥青材料并覆盖矿物质而用于交通道路的表面处理的应用。
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