CN106661419A - 用于粘合剂组合物改性的复合聚合物材料和相关的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供复合聚合物组合物，它包括塑性体材料，弹性体材料或其组合，和添加剂，例如分散剂或表面活性试剂(即，表面活性剂)。本发明还提供其制造与使用方法，例如以改进或改性粘合剂材料，例如沥青的性能。

Description

用于粘合剂组合物改性的复合聚合物材料和相关的制造方法

发明领域

本发明提供一种复合聚合物组合物，它包括塑性体和/或弹性体，和粘合剂，例如分散剂或表面活性剂，和相关的制造与使用方法。该复合聚合物组合物可用于改性和改进粘合剂，例如柏油(bitumen)或沥青(asphalt)的性能特征。

背景技术

为了改进或改性工业粘合剂的性能特征，例如粘结，流动，磨耗和温度耐久性等，可添加诸如聚合物之类的改性剂。例如，可添加聚合物材料到层压粘合剂或环氧树脂，例如在制造工作台面或地板中使用的那些，和沥青或柏油中，以便改性并提高它们的性能特征。然而，现有技术中存在的常见问题是这种聚合物改性剂倾向于与液体或半-固体相相分离。均匀分散的损失削弱了聚合物改性剂的效果。

例如，沥青用于各种目的，其中包括在沥青混凝土铺路和涂布体系中，和在屋顶材料中。沥青铺路和屋顶材料可暴露于宽泛的各种气候条件下，其中包括从低于冻点到远高于100°F的温度。在较冷的温度下，沥青可能发脆和龟裂，而在较高温度下，沥青可例如因路面内的车辙而永久变形。因此，在寒冷或炽热条件下延长或改进沥青性能的改性是所需的。另外，近年来沥青材料的可获得性减少，这导致同时增加了这些材料的成本。由于这些和其他原因，寻找延长含沥青的产品的有效寿命的方式具有巨大的兴趣。

与粒状生胶，例如再生胶粉，回收胶粉，轮胎胶粉(GTR)或回收轮胎橡胶(RTR)(统称为"粒状生胶")共混的沥青被广泛使用且在先公开过。一般地，添加粒状生胶到沥青中提供道路或其他路面改进的性能，因为它抗车辙，龟裂和变形。此外，添加轮胎橡胶粉可减少道路噪音。粒状生胶不仅改进沥青的性能，而且它允许旧轮胎回收成有用物质而不是在轮胎废料堆中堆积。然而，共混粒状生胶与沥青或柏油的已知方法典型地导致不均匀的共混物，且固体橡胶相从液体粘合剂相中沉降出来，当终止搅拌时。结果，粒状生胶没有充分地分配或分散在沥青组合物内，从而要求连续搅拌。固体材料主要是炭黑，炭黑对粒状生胶改性的沥青的可操作性具有负面影响。固体材料主要影响粒状生胶-改性沥青的粘度和储存稳定性。

这些缺点的结果是，在沥青中使用粒状生胶被限制在要求特殊设备的一些具体的工艺上。这可显著增加使用粒状生胶改性沥青生产的路面的成本。因此，本领域继续需要可提高粘合剂，例如沥青性能但维持分散在液相内较长时间段且不需要恒定搅拌和/或使用专门设备的材料。

发明概述

本发明提供复合聚合物组合物，它包括塑性体材料，弹性体材料或其组合，和添加剂，例如分散剂或表面活性试剂(即表面活性剂)。本发明还提供它的制造与使用方法，例如改进或改性粘合剂材料，例如沥青或柏油的性能。令人惊奇地且预料不到的是，发现本文中描述的复合聚合物组合物在粘合剂介质，例如沥青或柏油中显示出改进的分散特征，使得聚合物和/或橡胶材料的沉降减少或消除，和材料保持均匀地分散在液相中的持续时间增加。本文中描述的复合聚合物还在从粒状物到溶胶(或胶体)到凝胶的宽范围的分散状态内提供对分散度的控制。正因为如此，本发明还提供含本文描述的复合聚合物和粘合剂介质的配方，及其制备方法。

因此，在第一方面中，本发明提供一种复合聚合物组合物，它包括塑性体和/或弹性体物质或材料，和含分散剂或表面活性剂的添加剂。在某些实施方案中，该复合聚合物材料包括塑性体，弹性体或二者的组合。在某些实施方案中，该复合聚合物材料包括约20％至约95wt％塑性体材料，弹性体材料或二者的组合.在某些实施方案中，聚合物包括约20％，25％，30％，35％，40％，45％，50％，55％，60％，65％，70％，75％，80％，85％，90％，或95wt％的塑性体，弹性体或其组合。在某些实施方案中，塑性体或弹性体是取代或未取代的链烯烃或烯烃，二烯烃或二烯属烃，多聚烯烃，炔烃，取代或未取代的聚乙烯或氧化聚乙烯，聚对苯二甲酸乙二酯(PET)，苯乙烯，聚苯乙烯，粒状生胶(新的或用过的，合成或硫化的)，例如苯乙烯-丁二烯，或苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)，苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯(SIS)，新戊二烯，腈类，回收橡胶，例如GTR或RTR，或其组合，且包括它们的均聚物或共聚物。在仍然额外的实施方案中，塑性体或弹性体被交联。

在某些实施方案中，塑性体材料，弹性体材料或其组合通过例如混合和/或加热，分散在粘合剂，例如分散剂或表面活性剂中，和将该混合物形成为粒料，颗粒，粉末或薄片。在额外的实施方案中，塑性体材料，弹性体材料或二者的组合用添加剂，例如分散剂或表面活性剂涂布，且形成为粒料，颗粒，粉末或薄片。

在本文描述的任何一个复合聚合物实施方案中，复合聚合物可包括约0.01％至约80wt％的添加剂，其中包括例如分散剂和/或表面活性剂或含分散剂和/或表面活性剂的混合物。在某些实施方案中，复合聚合物包括约0.01％，0.1％，1％，5％，10％，15％，20％，25％，30％，35％，40％，45％，50％，55％，60％，65％，70％，75％，或80wt％的添加剂，例如分散剂和/或表面活性剂或含分散剂和/或表面活性剂的混合物。

在本文描述的任何组合物或方法中，复合聚合物组合物中的分散剂或表面活性剂可以是任何已知的分散剂或表面活性剂(例如，阴离子，阳离子，两性离子，非离子，生物表面活性剂等)，附加说明是该分散剂或表面活性剂能改进聚合物或橡胶材料在粘合剂介质中的分散。在某些实施方案中，分散剂或表面活性剂是至少一种C6-C22脂肪酸的酰胺衍生物，酰化妥尔油，脂肪酸酰胺，妥尔油脂肪酸酰胺，吗啉的脂肪酸酰胺，二甲基胺的脂肪酸酰胺，强化的妥尔油脂肪酸酰胺，妥尔油脂肪酸酰胺基胺或类似物，例如TOFA或其他脂肪酸的聚乙烯多胺衍生物，类脂，磷脂，例如磷脂酰胆碱或卵磷脂，或其组合。重要的是，包括足量表面活性剂提供对塑性体和/或弹性体材料，例如聚合物和/或回收橡胶分散程度的控制。正因为如此，在某些实施方案中，本发明提供一种复合聚合物，它包括塑性体材料，弹性体材料或其组合，和足量的分散剂或改性剂，以改性或提高该材料在液体粘合剂介质，例如沥青中的分散特征。

在进一步的实施方案中，本发明提供一种复合聚合物组合物，它基本上由塑性体材料，弹性体材料或其组合，和含足量分散剂或表面活性剂的添加剂组成，或者由其组成，以改性或提高该材料在液体粘合剂介质，例如沥青内的分散特征。

在本文描述的任何复合聚合物材料的实施方案中，该聚合物材料可进一步包括约0.01％至约80wt％至少一种妥尔油，妥尔油脂肪酸(TOFA)，蒸馏妥尔油，TOFA衍生物，TOFA的酯，甲酯，烷酯，甘油酯，季戊四醇酯或其组合。在某些实施方案中，复合聚合物包括约0.01％，0.1％，1％，5％，10％，15％，20％，25％，30％，35％，40％，45％，50％，55％，60％，65％，70％，75％，或80wt％至少一种妥尔油，妥尔油脂肪酸(TOFA)，蒸馏妥尔油，TOFA衍生物，TOFA的酯，甲酯，烷酯，甘油酯，季戊四醇酯或其组合。

在本文描述的任何复合聚合物材料的实施方案中，聚合物材料可进一步包括约0％至约80wt％流变学强化剂，例如妥尔油衍生物，例如松香，脂松香，松香酸，松香衍生物，松香油，松香酯，甘油酯，季戊四醇酯，强化松香酸的酯(即，与马来酸酐或富马酸或丙烯酸反应的松香酸)。在某些实施方案中，复合聚合物包括约0％，0.001％，0.01％，0.1％，1％，5％，10％，15％，20％，25％，30％，35％，40％，45％，50％，55％，60％，65％，70％，75％，或80wt％的流变学强化剂。

在本文描述的任何复合聚合物材料的实施方案中，聚合物材料可进一步包括至少一种天然脂肪或油，例如，非挥发油，例如，植物油，例如，大豆油，脂油(tarrow oil)，菜籽油，米糠油，甘油三酯，类脂，或精油。在某些实施方案中，复合聚合物包括约0％，0.001％，0.01％，0.1％，1％，5％，10％，15％，20％，25％，30％，35％，40％，45％，50％，55％，60％，65％，70％，75％，或80wt％至少一种天然脂肪或油，例如，非挥发油例如，植物油，例如，大豆油，脂油，菜籽油，米糠油，甘油三酯，类脂，或精油。

在另一方面中，本发明提供一种改性粘合剂配方，它包括粘合剂，和本文描述的复合聚合物组合物，其中该复合聚合物组合物包括含足量分散剂或表面活性剂的添加剂，以防止，延迟或减少粘合剂内的相分离(即，“有效量”)，与缺少本文描述的分散剂或表面活性剂的聚合物或橡胶相比。在某些实施方案中，该复合聚合物材料包括足量表面活性剂，在搅拌之后改进或延长聚合物材料在粘合剂介质内分散(即，防止或减少沉降)至少6，12，18，24，36，48，60，或72小时。在某些实施方案中，粘合剂是沥青或柏油。在某些额外的实施方案中，粘合剂是层压粘合剂，例如环氧。在某些实施方案中，改性粘合剂配方包括至少约80％，85％，90％，95％，或更大重量的粘合剂，和约0.1％至约20wt％本文描述的复合聚合物材料。在优选的实施方案中，粘合剂是沥青，和所得改性粘合剂配方是沥青-铺路配方。

本文描述的复合聚合物组合物在粘合剂介质内的分散程度可在从粒状物到溶胶(胶态)到凝胶的宽范围的分散状态下“微调”。

在另一方面中，本发明提供本文描述的复合聚合物材料的制造方法。

在另一方面中，本发明提供本文描述的复合聚合物材料的制造方法。在一个实施方案中，该方法包括下述步骤：a)在加热下，在例如包括表面活性剂的添加剂内混合并分散至少一种弹性体，塑性体或其组合；b)混合来自(a)的组合物与粒状生胶，形成均化的混合物，其中该添加剂充当胶水，将弹性体和/或塑性体保持在一起，和其中分散的弹性体和/或塑性体混合物形成生面团；c)使来自(b)的生面团在仍然温热的同时成型为较小的粒料；和d)冷却来自(c)的粒料。

在再一方面中，本发明提供改性粘合剂配方的制造方法，该方法包括混合本文描述的复合聚合物材料，和粘合剂材料，例如沥青或层压粘合剂。在优选的实施方案中，本发明提供改性沥青配方的制造方法，该方法包括混合沥青和有效量的本文描述的复合聚合物材料，其中该复合聚合物材料防止或延迟沥青从复合聚合物材料中分离。

前面的一般应用领域仅仅作为实例给出，且并不意欲对本发明公开内容的范围和所附权利要求做出限制。鉴于本发明的权利要求，说明书和实施例，本领域普通技术人员会理解与本发明的组合物，方法和工艺有关的额外的目的和优点。例如，可在许多组合中使用本发明的各个方面，所有这些组合特意被本发明说明书考虑。这些额外的优点，目的和实施方案特意包括在本发明的范围内。阐述本发明背景，和在特别的情况下提供关于实践的额外细节的本文中使用的出版物和其他材料通过参考引入。

附图简述

引入说明书并形成说明书一部分的附图阐述了本发明的若干实施方案，且与说明书一起起到解释本发明原理的作用。附图仅仅是为了阐述本发明的实施方案，且不要被解释为限制本发明。根据下述详细说明结合阐述本发明示意性实施方案的附图，本发明的进一步的目的，特征和优点是显而易见的，其中：

图1描绘了本文描述的某些实施方案。图1强调了配方成分，加工和转化操作，和本发明涵盖的终端用途应用。特别地，表格例举了涉及粘合剂应用的配方成分和加工操作，其牵涉用于道路建造和道路维护的沥青铺路组合物。

图2是本发明一个方面的阐述。该附图阐述了根据本文描述的组合物和方法的聚合物材料的分散状态。特别地，该附图描绘了粒状物，溶胶和凝胶分散状态。

图3是本发明一个方面的阐述。也就是说，它示出了在引入表面活性剂处理过的聚合物材料到粘合剂介质内之前，可用在本发明中教导的表面活性剂和添加剂处理聚合物材料。

图4描绘了本文描述的例举配方变量和工艺条件。该配方和制造工艺可按照本发明说明书涵盖的许多方式变化。

图5提供了本文描述的许多例举配方的实验粘度结果。

图6示出了聚合物材料的分散程度的表面活性剂-介导的控制，以便在最终的粘合剂组合物内聚合物材料以从粒状物到溶胶到凝胶范围的控制分散程度存在。

图7示出了使用本文描述的组合物和方法，在沥青中分散的从粒状物到溶胶-凝胶状态的固体回收轮胎橡胶弹性体的转化程度的测量结果。

图8示出了使用许多不同的添加剂，在1.0wt％的沥青剂量下，B，P，和S值的实例。

详细说明

以下是辅助本领域技术人员实践本发明而提供的详细说明。在没有脱离本发明公开内容的精神或范围的情况下，本领域普通技术人员可在本文描述的实施方案中做出改性和变化。本文中提及的所有出版物，专利申请，专利，附图和其他参考标记特意通过参考全文引入。

目前描述了涉及令人惊奇且预料不到的发现的组合物与方法：本文描述的复合聚合物组合物在粘合剂介质，例如沥青或柏油内显示出改进的分散特征，使得聚合物材料的沉降减少或消除，和材料保持均匀分散在液相内的持续时间增加。本文描述的复合聚合物还在从粒状物到溶胶(或胶态)到凝胶的宽范围的分散状态下提供对分散程度的控制。正因为如此，本发明还提供含本文描述的复合聚合物，和粘合剂介质的配方，及其制备方法。

在某些方面中，本发明提供一种复合聚合物组合物，它包括塑性体材料，和/或弹性体物质或材料，和添加剂，其中包括例如分散剂或表面活性试剂(即，表面活性剂)；它的制造与使用方法，例如改进粘合剂材料的性能。重要的是，该复合聚合物材料改进在粘合剂介质内的分散特征的同时，其他物理性能得到维持或者没有损失，所述其他性能将赋予粘合剂(例如，沥青或柏油)所需的领域(field)的性能。例如，就例如抗龟裂、车辙和变形；和改进抗湿性和减少噪音来说，本文描述的复合聚合物还改进道路或其他路面的性能。

定义

除非另外定义，本文中所使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域普通技术人员通常理解的相同的含义。在说明书中所使用的术语为的是仅仅描述特定的实施方案且并不意欲限制本发明。

在提供数值范围的情况下，要理解，到达下限单位的1/10(除非上下文另外清楚地指明(例如，在含有碳原子数的基团情况下，提供落在该范围内的每一碳原子数))的每一居间的数值，在该范围的上限和下限之间的每一居间的数值和在所描述范围内的任何其他所描述或居间的数值涵盖在本发明内。可独立地包括在较小范围内的这些较小范围的上限和下限也涵盖在本发明内，在所描述范围内任何具体地排除的极限条件下。在所描述的范围包括一个或两个极限的情况下，排除这两个包括的极限的任何一个的范围也包括在本发明内。

使用下述术语来描述本发明。在其中术语没有在本文中具体地定义的情况下，在描述本发明中使用该术语的上下文中，采用该术语的普通技术人员给出该术语本领域公认的含义。

本文中和在所附权利要求中所使用的冠词“一个”和“一种”在本文中用于指代一个(一种)或大于一个(一种)(即，至少一个(一种))该冠词的符合语法规则的物体，除非上下文中清楚地另外指明。作为实例，“一种(a)要素”是指一种(one)要素或大于一种要素。

本在说明书和在权利要求中，文中所使用的措辞"和/或"应当理解为是指如此结合的“任意一种或两种”要素，即在一些情况下结合存在和在其他情况下分开存在的要素。采用"和/或"列举的多个要素应当以相同的方式解释，即“一个或多个”如此结合的要素。除了用“和/或”条款具体地确定的要素以外，不管是否与具体地确定的那些要素有关还是无关，其他要素可任选存在。因此，作为非限制性实例，当与开放式语言，例如“包括”结合使用时，提到"A和/或B"在一个实施方案中可以是指仅仅A(任选地包括除了B以外的要素)；在另一实施方案中，是指仅仅B(任选地包括除了A以外的要素)；在再一实施方案中，是指A和B二者(任选地包括其他要素)；等。

在说明书中和在权利要求中本文所使用的“或”应当理解为具有与以上定义的“和/或”相同的含义。例如，当在列表中分开物品时，“或”或者“和/或”应当解释为包括，即包括至少一种，但还包括大于一种的要素数量或列举，和任选地额外未列举的物品。相反清楚地指代的仅仅术语，例如“仅仅一种或者恰好一种”，或者当在权利要求中使用时，“由…组成”是指包括恰好一种要素数量或者列举的要素。一般地，本文中所使用的术语“或”应当仅仅解释为表示包括性的替代方案(即，“一种或其他但并非二者”)，当在排他性术语，例如“任意一个”，“之一”，“仅仅一种”或“恰好一种”之前时。

在权利要求中，以及在以上说明书中，所有过渡性措辞，例如“包括”，“含”，“包含”，“携带”，“具有”，“含有”，“牵涉”，“保持”，“由…组成”和类似措辞要理解为开放式，即是指包括，但不限于。仅仅过渡性措辞“由…组成”和“基本上由…组成”应当分别是封闭式或半封闭式过渡性措辞，正如在美国专利局专利审查程序手册，第2111.03部分中所列出的。

在说明书中和在权利要求中，在提到一个或多个要素列举时，本文所使用的措辞“至少一个”应当理解为是指选自所列举要素中的任何一个或多个要素中的至少一个要素，但不一定包括在所列举要素中具体地列出的每一个要素中的至少一种且不排除在所列举要素中要素的任何组合。这一定义还允许可任选地存在在措辞“至少一个”提到的列举要素内具体地确定的要素以外的要素，而不管与具体地确定的那些要素有关还是无关。因此，作为非限制性实例，“至少一种A和B”(或相当地，“至少一种A或B”，或相当地，A和/或B中的至少一种)在一个实施方案中，可以指代至少一种，任选地包括大于一种A，且不存在B(和任选地包括除了B以外的要素)；在另一实施方案中，指代至少一种，任选地包括大于一种B，且不存在A(和任选地包括除了A以外的要素)；在又一实施方案中，指代至少一种，任选地包括大于一种A，和至少一种，任选地包括大于一种B(和任选地包括其他要素)；等。

还应当理解，在本文描述的含大于一个步骤或作用的某些方法中，该方法中的步骤或作用顺序并不一定限制于该方法中步骤或作用在其内引述的顺序，除非上下文另外指明。

本文中所使用的术语“化合物”除非另外指明，是指本文公开的任何具体的化学化合物，且在上下文中包括互变异构体，位置异构体，几何异构体，和在采用的情况下，立体异构体，其中包括它的光学异构体(对映体)和其他立体异构体(非对映体)，以及在采用的情况下，它的盐和衍生物。在其用途的上下文中，术语化合物通常是指单一化合物，但也可包括其他化合物，例如立体异构体，位置异构体和/或光学异构体(包括外消旋混合物)以及具体的对映体或所公开化合物的富含对映体的混合物。注意，在描述本发明的化合物中，尤其描述了许多取代基和与之有关的变量。本领域普通技术人员要理解，本文中描述的分子是下文通常描述的稳定的化合物。

本文中使用术语“独立地”是指独立地采用的变量在不同应用中独立地变化。

当使用时，术语“亚烷基”是指-(CH₂)_n-基团(n是通常0-6的整数)，它可任选取代。当被取代时，亚烷基优选在一个或多个亚甲基上被C1-C24烷基(其中包括环丙基或叔丁基)取代，但也可被本文另外公开的一个或多个卤素基团，优选1-3个卤素基团或者一个或两个羟基，O-(Cl-C24烷基)或氨基酸侧链取代。在某些实施方案中，亚烷基可被氨基甲酸乙酯或烷氧基(或其他基团)取代，所述氨基甲酸乙酯或烷氧基(或其他基团)进一步被聚乙二醇链(具有1-24，优选1-10，常常1-4个乙二醇单元)取代，所述聚乙二醇链的烷基链(优选，但不排除在聚乙二醇链的远端上)被单一卤素基团，优选氯基取代。

术语“炔基”是指含有至少一个C≡C键的直链，支链或环状烃基。

术语“杂环”是指含有至少一个杂原子，例如N，O或S的环状基团且可以是芳族(杂芳基)或非芳族的。因此，杂芳基部分包括在杂环的定义下，这取决于其使用的上下文。本文中以上描述了例举的杂芳基。例举的杂环尤其包括：吖丁啶基，苯并咪唑基，1,4-苯并二烷基，1,3-苯并间二氧杂环戊烯基，苯并唑基，苯并噻唑基，苯并噻吩基，二氢咪唑基，二氢吡喃基，二氢呋喃基，二烷基，二氧戊环基，亚乙基脲，1,3-二氧戊环，1,3-二氧己环，1,4-二氧己环，呋喃基，高哌啶基，咪唑基，咪唑啉基，咪唑烷基，二氢吲哚基，吲哚基，异喹啉基，异噻唑烷基，异噻唑基，异唑烷基，异唑基，吗啉基，萘啶基，唑烷基，唑基，吡啶酮，2-吡咯烷酮，吡啶，哌嗪基，N-甲基哌嗪基，哌啶基，邻苯二甲酰亚胺，琥珀酰亚胺，吡嗪基，吡唑啉基，吡啶基，嘧啶基，吡咯烷基，吡咯啉基，吡咯基，喹啉基，四氢呋喃基，四氢吡喃基，四氢喹啉，噻唑烷基，噻唑基，噻吩基，四氢噻吩，环氧乙烷，氧杂环丁烷基，氧硫杂环戊烷基，噻烷(thiane)。

杂环基团可被选自下述中的成员任选取代：烷氧基，取代烷氧基，环烷基，取代环烷基，环烯基，取代环烯基，酰基，酰基氨基，酰基氧基，氨基，取代氨基，氨基酰基，氨基酰氧基，氧基氨基酰基，叠氮基，氰基，卤素，羟基，酮基，硫酮基，羧基，羧基烷基，硫代芳氧基，硫代杂芳氧基，硫代杂环氧基，硫醇，硫代烷氧基，取代的硫代烷氧基，芳基，芳氧基，杂芳基，杂芳氧基，杂环，杂环氧基，羟基氨基，烷氧基氨基，硝基，-SO-烷基，-SO-取代烷基，-SO芳基，-SO-杂芳基，-SO₂-烷基，-SO₂-取代烷基，-SO₂-芳基，氧基(＝O)，和-SO₂-杂芳基。这种杂环基团可具有单一环或多个缩合环。氮杂环和杂芳基的实例包括，但不限于，吡咯，咪唑，吡唑，吡啶，吡嗪，嘧啶，哒嗪，吲哚嗪，异吲哚，吲哚，吲唑，嘌呤，喹嗪，异喹啉，喹啉，酞嗪，萘基吡啶，喹喔啉，喹唑啉，噌啉，蝶啶，咔唑，咔啉，菲啶，吖啶，菲咯啉，异噻唑，吩嗪，异唑，吩嗪，吩噻嗪，咪唑烷，咪唑啉，哌啶，哌嗪，二氢吲哚，吗啉基，哌啶基，四氢呋喃基，和类似物，以及N-烷氧基-含氮杂环。术语“杂环”还包括双环基团，其中任何一个杂环的环稠合到苯环或环己烷环或另一杂环的环(例如，吲哚基，喹啉基，异喹啉基，四氢喹啉基和类似基团)上。

术语“环烷基”可以是指，但绝不限制于由本文定义的单环或多环烷基或环烷烃衍生的单价基团，例如环内具有3至20个碳原子的饱和单环烃基，其中包括，但不限于环丙基，环丁基，环戊基，环己基，环庚基和类似基团。术语“取代环烷基”可以是指，但绝不限制于单环或多环烷基且被一个或多个取代基，例如氨基，卤素，烷基，取代烷基，烃氧基，烃基巯基，芳基，硝基，巯基或磺基取代，但这些通用取代基具有与在这一说明中定义的相应基团的定义相同的含义。

“杂环烷基”是指单环或多环的烷基，其中它的环结构内的至少一个环碳原子被选自N，O，S或P中的杂原子取代。“取代杂环烷基”是指单环或多环的烷基，其中它的环状结构中的至少一个环碳原子被选自N，O，S或P中的杂原子取代且该基团含有一个或多个选自卤素，烷基，取代烷基，烃氧基，烃基巯基，芳基，硝基，巯基或磺基中的取代基，但这些通用取代基具有与在这一说明中定义的相应基团的定义相同的含义。

术语“未取代”应当是指仅仅用氢原子取代。术语“取代”或“任选取代”应当独立地是指(即，其中存在大于一个取代基的情况下，每一取代基与另一取代基无关)在上下文中的分子上的任何地方的碳(或氮)位置处具有一个或多个取代基(独立地在本发明化合物内的一个部分上最多5个取代基，优选最多3个取代基，常常1或2个取代基且可包括本身可被进一步取代的取代基)，且包括羟基，硫醇，羧基，氰基(C≡N)，硝基(NO₂)，卤素(优选1，2或3个卤素，特别地，在烷基，特别地甲基上，例如三氟甲基)，烷基，芳基(特别地苯基和取代苯基，例如苄基或苯甲酰基)，烷氧基，硫醚，酰基，酯或硫酯，其中包括亚烷基酯，肼，酰胺基，烷醇或链烷酸。

本文中使用的术语“沥青”可以是指，但不限于任何合适的天然存在的沥青或沥青膏，合成制造的沥青或沥青膏，例如为石油精制工艺的副产物的任何沥青，吹制沥青，混杂沥青，残留沥青，老化沥青，石油沥青，直馏沥青，热沥青，铺路沥青，性能分级的沥青膏，沥青溶剂，柏油或类似物。合适的性能分级的沥青膏包括例如具有在ASTM D6373-99中列出的下述特征的任何沥青膏。

本文中所使用的术语“橡胶”可以是指，但不限于基本上由橡胶制造的任何材料，例如原胶，回收橡胶(例如，来自轮胎，内胎，垫片，橡胶废料或类似物)，剥离橡胶(peelrubber)，固化橡胶和/或任何聚合物类型的加工橡胶，例如轮胎橡胶(例如，废轮胎胶，全轮胎固体橡胶和/或废全轮胎橡胶)，非溶剂处理的橡胶，非-预溶胀橡胶，和/或包括小于约5％(例如，小于约3％或甚至1％)滑石粉的任何橡胶，例如其中橡胶不具有不可溶材料，例如金属，纤维，帘线，木材，岩石，泥土(dirt)和/或类似物。

本文中所使用的术语“颗粒”可以是指，但不限于在制备橡胶改性的沥青膏中使用的任何合适形式的橡胶，例如粒子，碎屑和/或其他粒状物形式(例如，刨花或薄片，微粒，珠粒或类似物)，它可按照任何方式生产和/或加工(例如，借助硫化，环境粉碎和/或冷冻粉碎)。而且，在形成橡胶改性的沥青膏之前，颗粒可以以合适的尺寸存在，使得例如相对于橡胶颗粒的总重量，大于约80％，85％，或90wt％(例如，大于约95％，或甚至大于约99wt％)的橡胶颗粒的尺寸根据美国筛分级数，小于约20目(例如，小于约25目，小于约30目，小于约35目，小于约40目，小于约45目，小于约50目，小于约60目，小于约70目,或甚至小于约80目)。

本文中所使用的表面活性试剂或表面活性剂可以是指，但不限于降低液体(例如，水，油或其他疏水介质)的表面张力的表面活性物质或材料。更具体地，表面活性试剂包括，但不限于，落在阳离子，阴离子，两性离子，两性，和非离子表面活性剂组内的物质。在某些方面中，本文描述的复合聚合物组合物包括含有亲油化学部分和亲水化学部分二者的两性结构的表面活性试剂。亲油化学部分的特征在于可能地用除了碳以外的杂原子取代且具有总计10至24个共价键合的碳原子的链尺寸的支链或直链、饱和或不饱和的脂族链的碱性烃结构。对于熟悉表面化学的技术人员来说，10至24个共价键合的碳原子形成所谓的亲油尾基。亲水部分的特征在于存在具有可极化或可电离的电子轨道或键的原子和化学官能团。这种亲水官能团典型地富含氧和氮原子。

本文中所使用的术语“阳离子表面活性试剂”包括脂肪酸和脂肪酸衍生物，例如酰胺，酰胺基胺，聚酰胺，聚酰胺基胺，酰亚胺和咪唑啉类和它们的多氨基同系物。阳离子表面活性剂还包括脂肪烷基胺，脂肪烷基三亚甲基多胺和类似物。

本文中所使用的术语“改进的阳离子表面活性剂”可以是指，但不限于胺-基或酰胺-基表面活性试剂，例如由杂环酰胺官能度，例如吗啉，吡咯烷，哌嗪衍生的脂肪酸酰胺，由二烷基胺，例如二甲基胺，二乙基胺，二丙基胺，和高级同系物衍生的C6-C22酰胺，及其衍生物。在环境压力下，使用常规的酰胺合成，由脂肪酸或脂肪酸酯前体生产本文中教导的酰胺。

本文中所使用的术语“阴离子表面活性试剂”可以是指，但不限于，脂肪酸和脂肪酸衍生物的碱金属，碱土金属，和其他金属盐。这一组的成员的实例包括羧酸钠和羧酸钾。还包括脂肪酸和脂肪酸衍生物的有机盐，例如羧酸烷基铵。其他阴离子表面活性试剂包括烷基硫酸盐，磺酸盐，磷酸盐，膦酸盐和类似物。

本文中所使用的术语“两性表面活性试剂”或“两性离子表面活性试剂”包括含有阳离子和阴离子这两个官能团部分的化学结构。这一组成员的实例包括烷基甜菜碱(例如椰油甜菜碱)，磺基甜菜碱，磷酰基甜菜碱(例如，卵磷脂)和类似物。

本文中所使用的术语“非离子表面活性试剂”可以是指，但不限于，不具有荷电的亲水头基物种的表面活性剂化合物。烷氧基化(例如，乙氧基化和/或丙氧基化)的长链(C6-C22)醇是这一组试剂的常见实例，因为它是最初阳离子和阴离子表面活性剂与氧化乙烯，环氧乙烷和其他烷氧基化试剂反应的表面活性产物。

在本文描述的任何实施方案中，在本发明中教导的表面活性试剂可以单独或者与其他组的相同或不同的表面活性试剂成员结合使用。

本文中所使用的术语“弹性体”或“弹性体的”可以是指，但不限于诸如聚苯乙烯，聚苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段二-和三元聚合物，聚苯乙烯-丁二烯橡胶，回收轮胎橡胶(来自机动车，卡车和体育用品，例如网球)及其组合之类的物质。本文中公开的弹性体材料可以在物理尺寸上变化，例如从1000微米变化到亚微米尺寸的范围。弹性体材料可以是未使用或者回收的材料(再次例举回收轮胎)。根据本发明的教导，弹性体材料的混合物适合于使用。

一般地，由石油的裂解和精制获得的单体生产合成橡胶。用于生产合成橡胶的合适单体包括，但不限于，苯乙烯，丁二烯，羧化丁二烯，异丁烯，异戊二烯，羧化异戊二烯，氯丁二烯，乙烯，丙烯，丙烯腈及其混合物。

在一个实施方案中，弹性体是至少一种共轭二烯烃和至少一种单烯基芳烃的嵌段共聚物。优选的共轭二烯烃是丁二烯，异戊二烯，氯丁二烯，羧化丁二烯和羧化异戊二烯。最优选，共轭二烯烃是丁二烯和异戊二烯。优选的单烯基芳烃是苯乙烯。这种嵌段共聚物可以具有通式A-B-A或(A*B)_nX。

其中每一A嵌段是单烯基芳烃聚合物嵌段，每一B嵌段是共轭二烯烃聚合物嵌段，X是偶联剂，和n是整数2至约30。这种嵌段共聚物可以是直链的，或者可具有径向或星形结构以及锥变。

本文中所使用的术语“塑性体”可以是指，但不限于聚合物材料，例如聚乙烯，聚异丁烯，聚酯，聚酰胺，聚氨酯，丙烯酸衍生物的聚合物，及其共混物。本文中公开的塑性体材料可变化其物理尺寸，例如范围从1000微米至亚微米尺寸。该塑性体材料可以是未使用或回收的塑料。在某些实施方案中，塑性体是聚乙烯均聚物。适合于在本文描述的组合物和方法中使用的例举的可商购的塑性体包括获自Eastman Chemical Company，BASF的那些(例如，Petra^TM PET，Ultramide^TM聚酰胺热塑性材料)，Dow(例如，Affinity^TM聚烯烃和Amplify^TM马来酸化聚烯烃)，Celanese(Impact^TM PET)，和Repsol(乙烯乙酸乙烯酯)，仅举几例。根据本发明的教导，塑性体和弹性体材料的混合物也适合于使用，因为它们是具有共混的塑性体和弹性体性能的聚合物材料。

本文中所使用的术语"粒状生胶"可以是指，但不限于加工并粉碎过的新或用过(即，回收)的橡胶，例如轮胎胶粉(GTR)或回收的轮胎胶(RTR)。使用各种各样的短切，切割，和撕裂的工业级设备，以两种主要的方式，环境温度(条件)研磨和粉碎，加工RTR。还借助低温工艺，生产RTR，其中通过冷冻到非常低的温度，这一材料转化为高度发脆的易碎状态。变脆的冷冻橡胶可容易地在粉碎操作中破碎。

复合聚合物

典型地，或者使用例如单独的SBS或者单独的RTR，改性沥青。然而，最近，相对昂贵的SBS被更加经济的替代品，例如RTR替代。一些沥青生产者在变化的成功程度下进行了这一尝试。采用RTR替代SBS的一些问题是沥青的储存稳定性差(RTR颗粒倾向于在沥青中沉降)，和在沥青装置内大量处理RTR(RTR是一种干燥粉末和非常微细的材料可能是潜在的危害)。

因此，本文描述的可分离的复合聚合物材料的生产能实现若干重要的优点，其中包括1)在工业设施内不具有处理潜在可燃的干燥粉化的RTR的问题；2)与常规该的SBS-或RTR-改性的柏油相比，生产具有较大抗沉降性的改性柏油；和3)可增加制造生产量，因为本文描述的复合聚合物材料更加容易分散在柏油中。

重要的是，本发明提供一种复合聚合物组合物，它包括弹性体材料和/或塑性体材料，和提供对塑性体和弹性体物质与材料在粘合剂介质内的分散状态控制的表面活性剂。本发明进一步涉及含表面活性剂，聚合物物质和材料，以及粘合剂介质的混合物的配方。在某些方面中，本发明涉及结合复合聚合物材料，得到粘合剂组合物，其中聚合物物质和材料的分散程度在从粒状物到溶胶到凝胶的宽范围的分散状态内控制。

本发明还涉及一种方法，其中使所有或一部分的聚合物材料和表面活性剂在一起，生产可分离的固体或液体中间体，可分离的固体或液体中间体在后续的单元操作中可以与粘合剂介质在一起，得到最终的粘合剂组合物。还配制并生产可分离的中间体(它包括在最终的粘合剂组合物内包含的所有或一部分的聚合物材料和表面活性剂)，其方式使得表面活性剂诱导的聚合物物质和材料的分散程度在从粒状物到溶胶到凝胶的宽范围的分散状态内控制。因此，本发明涉及生产这些可分离的中间体的方法，由于它们具有控制的分散状态，因此，这些可分离的中间体更加有效地分散或增溶在粘合剂介质中，形成最终的粘合剂组合物。

本发明的公开内容还涉及表面活性剂试剂，聚合物物质和材料，以及粘合剂介质的配方，和使这些配方成分接触的方法，其方式使得其中控制最终的粘合剂组合物的流变学性能从粒状物到溶胶(胶态)到凝胶。因此，在本发明中公开的表面活性剂-介导的分散和流变学控制的组合得到最终的粘合剂组合物，它抗仅仅因重力导致的变化(例如，沉降和乳油化)。涉及本发明的最终沥青组合物的性能仅仅受到热(布朗)运动和剪切力影响。

在一个特别的实施方案中，本发明的公开内容涉及变化的物理尺寸的粉末，颗粒，锭剂，挤出物和块料形式的聚合物弹性体和塑性体，例如回收轮胎胶和表面活性剂的组合物的生产方法，随后将其与粘合剂介质结合，形成最终的粘合剂组合物。因此，本发明的公开内容还提供最终的粘合剂组合物，它包括含复合聚合物的柏油，所述复合聚合物包括聚合物塑性体和/或弹性体，例如回收轮胎胶，赋予分散与流变学控制的表面活性剂。这些具体的新型柏油-基粘合剂组合物(其特征在于独特控制的分散和流变学性能)拟用于柏油通常采用的应用领域。这些应用主要包括不透水的屋顶和路面维护，以及屋顶和路面修复和建造。

因此，在第一方面中，本发明提供一种复合聚合物组合物，它包括塑性体和/或弹性体物质或材料，和含分散剂或表面活性剂的添加剂。在某些实施方案中，该复合聚合物材料包括塑性体，弹性体或二者的组合。在某些实施方案中，该复合聚合物材料包括约20％至约95wt％的塑性体材料，弹性体材料或二者的组合。在某些实施方案中，该聚合物包括约20％，25％，30％，35％，40％，45％，50％，55％，60％，65％，70％，75％，80％，85％，90％，或95wt％的塑性体，弹性体或其组合。在某些实施方案中，该塑性体或弹性体是取代或未取代的链烯烃或烯烃，二烯烃或二烯属烃，多聚烯烃，炔烃，取代或未取代的聚乙烯或氧化聚乙烯，聚对苯二甲酸乙二酯(PET)，乙烯乙酸乙烯酯(EVA)，苯乙烯，聚苯乙烯，粒状生胶(新的或用过的，合成或硫化的)，例如苯乙烯-丁二烯，或苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)，苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯(SIS)，新戊二烯，腈类，回收橡胶例如，GTR或RTR，或其组合，且包括它们的均聚物或共聚物。在仍然额外的实施方案中，塑性体或弹性体被交联。

在本文描述的任何复合聚合物实施方案中，该复合聚合物可包括约0.01％至约80wt％的添加剂，其中包括例如分散剂或表面活性剂，或者含分散剂或表面活性剂的混合物。在某些实施方案中，复合聚合物包括约0.01％，0.1％，1％，5％，10％，15％，20％，25％，30％，35％，40％，45％，50％，55％，60％，65％，70％，75％，或80wt％的添加剂，例如分散剂或表面活性剂或含分散剂或表面活性剂的混合物。

在本文描述的任何组合物或方法中，复合聚合物组合物中的分散剂或表面活性剂可以是任何已知的分散剂或表面活性剂(例如，阴离子，阳离子，两性离子，非离子，生物表面活性剂，等)，但要说明的是，该分散剂或表面活性剂能改进聚合物或橡胶材料在粘合剂介质内的分散。在某些实施方案中，分散剂或表面活性剂是至少一种C6-C22脂肪酸的酰胺衍生物，酰化妥尔油，脂肪酸酰胺，妥尔油脂肪酸酰胺，吗啉的脂肪酸酰胺，二甲基胺的脂肪酸酰胺，强化的妥尔油脂肪酸酰胺，妥尔油脂肪酸酰胺基胺或类似物，例如TOFA或其他脂肪酸的聚乙烯多胺衍生物，其中包括亚烷基多胺，例如丙基二胺，丁基二胺，六亚甲基二胺(己二胺)，双-六亚甲基三胺，三-六亚甲基四胺，类脂，磷脂，例如磷脂酰胆碱或卵磷脂，或其组合。

例如，在某些实施方案中，胺-基表面活性剂具有下述结构：

结构I

其中官能团R₁可以是饱和或不饱和的，直链、支链或环状的，取代或未取代的C-6至C-22碳原子的烃基官能团，例如在直链和支链脂肪酸，松香酸和其他萜烯和二萜烯酸，环烷酸，和芳烃酸中发现的那些；和官能团R₂和R₃独立地选自含有杂环原子取代的直链或支链结构的饱和或不饱和烃部分(1-18个碳原子)，具有被杂环官能度取代或未取代的饱和或不饱和烃单元的环状基团(例如，芳基或杂环基)。在某些实施方案中，R₂和R₃独立地选自吗啉，哌啶，和吡咯烷同系物及其衍生物。

在某些实施方案中，结构I可以是由C6-C22脂肪酸和C20松香酸和衍生物的二聚体，三聚体和更高级的聚合同系物反应而衍生的双-酰胺，三-酰胺，或更高级的聚酰胺。这种结构例举商业产品，如二聚化(C-36)和三聚化(C-54)妥尔油脂肪酸，MWV DTC 155和MWVDTC 195。

在额外的实施方案中，结构I也可以是由与二羧酸脂肪酸衍生物反应而衍生的双-酰胺，三-酰胺，和更高级的聚酰胺，所述二羧酸脂肪酸衍生物通过诸如不饱和脂肪酸与亲二烯烃体(dieneophile)，例如丙烯酸，丙烯酸酯及其衍生物，富马酸，富马酸酯，及其衍生物的Diels-Alder和/或烯反应之类的反应而形成。这类产品的实例包括MWV DIACID 1550。

在某些实施方案中，其中结构I是妥尔油二甲基酰胺(TDMA)，R₁是油酸和亚油酸链的组合，且R₂＝R₃＝甲基，CH₃(参见下面)。

妥尔油二甲基酰胺(TDMA)

在某些实施方案中，其中结构I是妥尔油的吗啉酰胺(8986-55D)，则R₁是油酸和亚油酸链的组合，R₂和R₃构成四亚甲基链(参见下面)。

妥尔油吗啉酰胺(8986-55D)

重要的是，包括足量表面活性剂提供对塑性体和/或弹性体材料，例如聚合物和/或回收橡胶的分散程度的控制。正因为如此，在某些实施方案中，本发明提供一种复合聚合物，它包括塑性体，弹性体材料或其组合，和足量分散剂或表面活性剂，以改性或提高该材料在液体粘合剂介质，例如沥青内的分散特征。

在某些实施方案中，该复合聚合物组合物包括SBS，粒状生胶，和表面活性剂，其中相对于不具有该表面活性剂的聚合物，该表面活性剂足量存在，以改进或提高聚合物材料在粘合剂内的分散特征(即，减少相分离，增加分散的持续时间，等)。在某些实施方案中，表面活性剂是至少一种C6-C22脂肪酸的酰胺衍生物，酰化妥尔油，脂肪酸酰胺，妥尔油脂肪酸酰胺，吗啉的脂肪酸酰胺，二甲基胺的脂肪酸酰胺，强化妥尔油脂肪酸酰胺，妥尔油脂肪酸酰胺基胺或类似物，例如TOFA或其他脂肪酸的聚乙烯多胺衍生物，类脂，磷脂，例如，磷脂酰胆碱或卵磷脂，或其组合。

在仍然额外的实施方案中，本发明提供一种复合聚合物组合物，它基本上由塑性体材料，和/或弹性体材料，例如SBS，RTR或其组合，和含足量分散剂或表面活性剂的添加剂以改性或提高该材料在液体粘合剂介质，例如沥青内的分散特征组成，或者由其组成，其中该表面活性剂选自妥尔油脂肪酸酰胺，吗啉的脂肪酸酰胺，二甲基胺的脂肪酸酰胺，强化妥尔油脂肪酸酰胺，妥尔油脂肪酸酰胺基胺。

在本文描述的任何复合聚合物材料的实施方案中，该聚合物材料可进一步包括约0.01％至约80wt％的至少一种妥尔油，妥尔油脂肪酸(TOFA)，蒸馏妥尔油，或TOFA衍生物，TOFA的酯，甲酯，烷酯，甘油酯，季戊四醇酯或其组合。在某些实施方案中，复合聚合物包括约0.01％，0.1％，1％，5％，10％，15％，20％，25％，30％，35％，40％，45％，50％，55％，60％，65％，70％，75％，或80wt％的至少一种妥尔油，妥尔油脂肪酸(TOFA)，蒸馏妥尔油，或TOFA衍生物，TOFA的酯，甲酯，烷酯，甘油酯，季戊四醇酯或其组合。

在本文描述的任何复合聚合物材料的实施方案中，该聚合物材料可进一步包括约0％至约80wt％的流变学强化剂,例如，妥尔油衍生物，例如松香，脂松香，松香酸，松香衍生物，松香油，松香酯，甘油酯，季戊四醇酯，强化松香酸的酯(即，与马来酸酐或富马酸或丙烯酸反应的松香酸)。在某些实施方案中，复合聚合物包括约0％，0.001％，0.01％，0.1％，1％，5％，10％，15％，20％，25％，30％，35％，40％，45％，50％，55％，60％，65％，70％，75％，或80wt％的流变学强化剂。

在本文描述的任何复合聚合物材料的实施方案中，聚合物材料可进一步包括至少一种天然脂肪或油，例如，非挥发油例如，植物油，例如，大豆油，脂油，菜籽油，米糠油，甘油三酯，类脂，或精油。在某些实施方案中，复合聚合物包括约0％，0.001％，0.01％，0.1％，1％，5％，10％，15％，20％，25％，30％，35％，40％，45％，50％，55％，60％，65％，70％，75％，或80wt％至少一种天然脂肪或油，例如，非挥发油例如，植物油，例如，大豆油，脂油，菜籽油，米糠油，甘油三酯，类脂，或精油。

在另一方面中，本发明提供一种改性的粘合剂配方，它包括粘合剂，和本文描述的复合聚合物组合物，其中该复合聚合物组合物包括含足量分散剂或表面活性剂的添加剂，以防止，延迟或减少粘合剂内的相分离(即，“有效量”)，与不具有本文描述的分散剂或表面活性剂的聚合物或橡胶相比。在某些实施方案中，该复合聚合物材料包括足量表面活性剂，以改进或延长(即，防止或减少沉降)搅拌之后，在粘合剂介质内的分散至少6，12，18，24，36，48，60，或72小时。在某些实施方案中，粘合剂是沥青或柏油。在某些额外的实施方案中，粘合剂是层压粘合剂，例如环氧。在某些实施方案中，改性粘合剂配方包括至少约80％，85％，90％，95％，或更多重量的粘合剂，和约0.1％至约20wt％本文描述的复合聚合物材料。在优选的实施方案中，粘合剂是沥青，和所得改性粘合剂配方是沥青-铺路配方。

在某些实施方案中，例如通过混合和/或加热，在添加剂，例如分散剂或表面活性剂中分散塑性体材料，弹性体材料或其组合，并将该混合物形成为粒料，颗粒，粉末或薄片。在额外的实施方案中，用添加剂，例如分散剂或表面活性剂涂布塑性体材料，弹性体材料或二者的组合，并将其形成为任何合适物理尺寸的粒料，薄片，粉末，颗粒，锭剂和/或块料，随后可将其余粘合剂介质结合，形成最终的粘合剂组合物。

本发明中的实施例牵涉柏油作为粘合剂介质。粘合剂配方领域的技术人员容易掌握用于屋顶和路面建造应用的聚合物-和橡胶-改性的柏油粘合剂配方和用于其他常见工业应用(例如，层压工作台面和地板制造，层压木材产品制造，金属粘结，塑料粘结，和其他材料的粘结)的聚合物-和橡胶-改性的粘合剂配方的类似度。

尽管本发明的公开内容提供基于许多粘合剂介质的粘合剂组合物，但要特别注意其中主要的粘合剂介质是柏油的粘合剂组合物。另外，要特别注意其中聚合物物质和材料包括弹性体苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物和回收轮胎胶，和表面活性试剂是C6-C22脂肪酸是酰胺衍生物的配方。粘合剂配方领域的技术人员将容易确认本文描述的组合物适合于在各种应用中使用，其中包括用于铺路，屋顶和其他建造或工业应用的改性柏油，包括生产层压工作台面，地板制造，层压木材产品制造，和粘结，例如木材粘结，金属粘结和塑料粘结。

可在从粒状物到溶胶到凝胶的宽范围的分散状态下“微调”本文中描述的复合聚合物组合物在粘合剂介质内的分散程度。

本发明的公开内容还牵涉聚合物材料分散程度的表面活性剂-介导控制的新型要素，以便在最终的粘合剂组合物内的聚合物材料以范围从粒状物到溶胶到凝胶的控制分散程度存在。我们可测量在用表面活性剂处理过的聚合物材料处理的柏油中粒状物和溶胶/凝胶含量的相对含量。

图1强调了本发明涵盖的配方成分，加工和转化操作，和最终的使用应用。特别地，该附图例举了涉及粘合剂应用的配方成分和加工操作，其牵涉用于道路建造和道路维护的柏油铺路组合物。

正如所讨论的，生产抗沉降、储存稳定的组合物存在两个关键的挑战因素，所述组合物包括在粘合剂介质内的液体或粒状聚合物材料，例如用于道路的柏油和用于其他工程材料的屋顶或层压粘合剂。首先，使用成本合算的配方变量(Fi)和工艺条件(Pi)，必须通过含粘合剂介质的分子物种(或该分子物种中的某些化学官能团)来润湿含液体或粒状聚合物材料的分子物种和官能团。假设本领域技术人员理解，掌管润湿现象(吸收和吸附)的热力学原理包括将分子物种的离子、分散、偶极和氢键键合特征与它们的相互作用位势(相互作用能)相关联的定律。第二，一部分聚合物材料必须包含(subsumed)在含粘合剂介质的分子物种内。所得部分或完全包含(subsumed)的聚合物材料于是被粘合剂介质内的分子物种赋予分散和/或溶剂化。液体或聚合物材料的部分或完全分散或溶剂化减少其尺寸，r，或有效半径。类似地，聚合物材料的部分或完全分散或溶剂化减少聚合物与粘合剂介质之间的密度差(ρ_聚合物-ρ_粘合剂)到等于或接近于0。类似地，聚合物材料的部分或完全分散或溶剂化可导致聚合物链的网络缠结，从而导致所得粘合剂组合物增加的粘度，η。根据Stokes沉降定律，这些变化程度决定了粘合剂组合物的抗沉降性；其中万有引力常数为g，沉降速度＝[g*r2*(ρ_聚合物-ρ_粘合剂)/18η]。

图2阐述了根据本文描述的组合物和方法可能的聚合物材料的分散状态。特别地，该附图描绘了粒状物，溶胶和凝胶分散状态。在本文描述的某些方面中，如图3所描绘的，在引入表面活性剂处理过的聚合物材料到粘合剂介质中之前，可用本发明教导的表面活性剂和添加剂处理聚合物材料。

图4描绘了本文描述的例举的配方变量和工艺条件。可按照本发明涵盖的许多方式变化配方和制造工艺。

在没有束缚于任何特定理论的情况下，发明人假设表面活性剂有效地分散SBS和/或橡胶，因为在弹性体(SBS和橡胶)内的聚合物链通过表面活性剂分子的吸附然后吸收而分开。例如，当结合1份SBS与6份松香季戊四醇酯(Westrez 5101流变学改性剂的前体)时，观察到聚合物被酯溶胀。再者，在没有束缚于任何特定理论的情况下，酯可能部分渗透到一些SBS链之间。然而，它不是溶液。相反，当以相同的6:1的比值结合TOFA吗啉酰胺与SBS时，聚合物被更加充分得多地被包含(subsumed)(与采用酯的情况相比)。也就是说，较大数量的聚合物链因吸附吗啉酰胺而分开。采用充足的吗啉酰胺，可“溶剂化”全部聚合物。但根据本发明的说明书，这得到控制，结果粘度(刚度性能，G*/sinΔ)维持在设计规格(specification)内。

方法

在另一方面中，本发明提供制备本文描述的复合聚合物材料的方法，该方法包括下述步骤：在其起始制造过程中，通过分步添加所有或一部分表面活性试剂到聚合物材料中，混合用于复合聚合物材料的各种组分或成分。在仍然另一实施方案中，本发明提供制备本文描述的复合聚合物材料的方法，该方法包括下述步骤：在粉碎或研碎操作过程中，施加弹性体材料和/或塑性体材料或其组合与所有或一些表面活性试剂，或者用所有或一些表面活性试剂处理弹性体材料和/或塑性体材料或其组合。

在另一方面中，本发明提供制造本文描述的复合聚合物材料的方法，该方法包括下述步骤：a)在加热下，在添加剂，例如包括表面活性剂的添加剂中混合和/或分散至少一种弹性体，塑性体或其组合；b)混合来自(a)的组合物与粒状生胶，形成均化的混合物，其中该添加剂充当胶水，将弹性体和/或塑性体保持在一起，和其中分散的弹性体和/或塑性体混合物形成生面团；c)在仍然温热的同时，将来自(b)的生面团成型或加工成合适的形式，例如任何合适物理尺寸的粒料，薄片，粉末，颗粒，锭剂，挤出物和/或块料；和任选地d)冷却来自(c)的粒料。在某些实施方案中，该方法包括结合来自步骤(c)的复合聚合物材料与粘合剂介质，形成改性粘合剂组合物的额外步骤。

在再一方面中，本发明提供制造改性粘合剂配方的方法，该方法包括混合本文描述的复合聚合物材料，和粘合剂材料，例如沥青或层压粘合剂。在优选的实施方案中，本发明提供制造改性沥青配方的方法，该方法包括混合沥青和有效量的本文描述的复合聚合物材料，其中该复合聚合物材料防止或延迟沥青与复合聚合物材料的相分离。

在额外的方面中，本发明提供制备复合聚合物材料改性的粘合剂的方法，该方法包括在恒温控制的低剪切装置，如Hobart混合器和搅拌釜反应器到恒温控制的高剪切混合设备，例如Siefer和Supraton胶体磨，Ross和Silverson分散器，磨碎机内，和在S-和Z-棒混合器内，以及在挤出机内，使用例如常规的混合，混合本文描述的复合聚合物材料的成分与最终的粘合剂组合物。在某些实施方案中，在它们的起始制造过程中，通过分步添加所有或一部分表面活性试剂到聚合物材料中，接着混合表面活性剂处理过的聚合物材料到其他配方成分和粘合剂材料中，结合用于复合聚合物材料的各种组分或成分。

在某些额外的实施方案中，本发明提供制备复合聚合物材料改性的粘合剂的方法，该方法包括下述步骤：在粉碎或磨碎操作过程中，施加弹性体材料和/或塑性体材料或其组合与至少一种表面活性试剂，或者用至少一种表面活性试剂处理弹性体材料和/或塑性体材料或其组合，和混合表面活性剂处理过的聚合物材料(即，本文描述的复合聚合物材料)到粘合剂介质和含最终粘合剂组合物的其他配方成分中。类似地，还描述了下述方法，其中在前述装置之一中一起混合所有或一部分配方成分，例如聚合物物质和表面活性试剂的组合，然后以固体或液体形式分离，接着在粘合剂介质内控制分散，生产最终的粘合剂组合物。

在某些额外的实施方案中，本发明提供制备复合聚合物材料改性的粘合剂的方法，该方法包括下述步骤：混合复合聚合物材料配方的成分，分离固体或液体形式的成分，和在粘合剂介质内分散，生产最终的粘合剂组合物。

本领域技术人员将确认，本文描述的复合聚合物材料可以是为与粘合剂材料，例如沥青或柏油结合而已知并使用的任何合适形式，例如变化物理尺寸的粉末，颗粒，锭剂，挤出物和块料。

在额外的方面中，本发明提供最终的粘合剂组合物，它包括聚合物塑性体和弹性体，回收轮胎胶，赋予分散和流变学控制的表面活性试剂，和柏油。这些具体的新型柏油-基粘合剂组合物(其特征在于独特控制的分散和流变学性能)拟用于沥青通常施加到其上的使用应用。这些应用主要包括不透水的屋顶和路面维护，以及屋顶和路面修复和建造。

在一个方面中，本发明涉及制备橡胶改性的沥青膏组合物的方法，该方法包括接触沥青与橡胶颗粒，形成混合物；加热该混合物；和使加热的混合物穿过至少一个高剪切混合器。在另一方面中，本发明涉及制备橡胶改性的沥青膏组合物的方法，该方法包括：接触沥青与橡胶颗粒，形成混合物；加热该混合物到至少约100°F的温度；和使加热的混合物穿过至少一个高剪切混合器共大于30分钟。

在另一方面中，本发明提供高产制备橡胶改性的沥青膏组合物的方法，该方法包括接触沥青与橡胶颗粒和/或本文描述的复合聚合物材料，形成混合物；加热该混合物；和使该加热的混合物穿过至少一个高剪切混合器；和其中在小于24小时内进行该方法。

在另一方面中，本发明涉及通过下述步骤制备的橡胶改性的沥青膏组合物：接触沥青与橡胶颗粒，形成混合物；加热该混合物；和使该加热的混合物穿过至少一个高剪切混合器。

可按照任何合适的方式，使用包括至少一种高剪切混合器或磨机的体系或方法，在合适的条件(例如，混合物温度维持在大于约100°F下)下和经合适的持续时间，通过混合，共混，结合，和/或接触沥青与复合聚合物材料，引起显著量或甚至所有的复合聚合物材料颗粒或粒子分散，悬浮，液化或者要么包含，掺入和/或一体化到沥青基体或介质内且没有发生基础沥青的任何显著和/或明显的降解和/或破坏，从而制备具有优越性能的橡胶改性的沥青膏(RMAC)。

在另一实施方案中，例如，在没有鼓风，射流喷雾搅拌，氧化和/或显著蒸馏沥青组分的情况下，混合复合聚合物材料和沥青。在一些实施方案中，提供用于快速，有效、降低成本生产完全一体化橡胶改性沥青膏的高产体系与方法。

实施例

实施例1：含塑性体和/或弹性体聚合物材料，表面活性剂和加工添加剂的可分离中间体

描述了使用脂肪酰胺基多胺，弹性体和RTR的可分离共混物。这一可分离产品在上文中称为“复合聚合物材料”。使用该复合聚合物材料生产改进的聚合物改性的柏油。在这一例举的实施方案中，该复合材料包括苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)和回收轮胎胶(RTR)的弹性体/RTR共混物，二者均常用于沥青改性。

典型地，或者单独使用SBS或者单独使用RTR，改性沥青。SBS比RTR贵，和因此，用RTR替代SBS，以抵消成本。此外，在目前的工业应用中，单独且独立地添加SBS和RTR到柏油中。沉降不稳定性是柏油生产者的重复性问题，当他们添加SBS和RTR或单独添加RTR时。不同的柏油生产者尝试生产SBS和RTR的分散体，且具有变化程度的成功。再者，用RTR替代SBS的主要问题是柏油的储存稳定性差，因为具有因重力诱导的对RTR颗粒的沉降影响。因此，RTR颗粒倾向于在柏油中沉降。在柏油设施，例如石化精炼厂中大量处理RTR具有风险，因为TRT粉末具有火灾危险。

在一个例举的方法中，使用轻微的光(热)和机械能输入，用表面活性剂添加剂处理变化量的SBS聚合物和RTR，生成含SBS和RTR的可分离的表面活性剂改性的物质组合物。表面活性剂处理过的SBS和RTR的表面活性剂介导的分散混合物(即，复合聚合物材料)以均化的SBS和RTR的均匀物料形式出现。在仍然温热的同时，可采用常规的挤出或造粒或制锭设备，将这一物料或生面团成形为可处理的形式。在一个实施方案中，均化的SBS/RTR复合聚合物材料硬化，且粒料保持其形状。

在一个例举的实施方案中，制备含约55％GTR，约27％SBS和约18％添加剂(其中包括表面活性剂)的复合聚合物材料。这些可分离的材料(例如，粒料)具有供应到柏油工业中的典型SBS聚合物的大致相同的尺寸和形状。另外，可将可分离的复合聚合物材料就在SBS之前加入到沥青中。令人惊奇且预料不到的是，该复合聚合物材料显示出更加容易且有效地可分散于柏油中的新型特征，与单独的SBS或RTR相比。

当用本文描述的复合聚合物材料(粒料，锭剂等)改性柏油时，观察到该复合聚合物材料更加容易分散在柏油中，与典型的SBS，RTR或其共混物相比。还注意到，与单独的典型SBS聚合物相比，要求较少量的复合聚合物材料，在沥青内引起相应的硬化效果。最初的试验表明对于本文描述的复合聚合物材料来说，约0.1％至小于3wt％，优选约1％至约2wt％沥青的剂量提供与采用3-4％或更多的典型聚合物观察到的结果相当。另外，由于在混合工艺过程中，在SBS和RTR分散中表面活性剂添加剂的相互作用导致改性柏油的储存稳定性(抗分离性)大大地得到改进，与借助用SBS，RTR及其组合的常规方法改性的柏油相比。具体地，在标准试验工序中，该复合聚合物材料得到显示出小于5％相分离的改性柏油。

(独立地，在没有制造粒料的情况下)将相同的原始成分加入到沥青中，则储存稳定性并不令人满意，从而表明在粒料制造工艺过程中，添加剂和其他成分之间的机械能和相互作用将改进聚合物和GTR与沥青相互作用的方式并保持悬浮。这也强调了新型且预料不到的发现：本发明聚合物材料(SBS和RTR)的表面活性剂介导的分散得到改进的改性粘合剂柏油组合物。

证明本发明的表面活性剂显示出分散聚合物基底的独特能力。

图5阐述了这一能力。人们可看到TDMA(妥尔油脂肪酸的二甲基胺酰胺)得到54的粘度指数。相反，本文中描述的标记为8986-55D的例举材料得到189的粘度指数。也就是说，在分散或增溶径向苯乙烯-丁二烯-苯乙烯聚合物，Kraton 243方面，8986-55D有效3倍多。

在没有束缚于任何特定理论的情况下，发明人假设，表面活性剂有效地分散SBS和/或橡胶，因为在弹性体(SBS和橡胶)内的聚合物链通过吸附，然后吸收表面活性剂分子而分开。例如，当结合1份SBS与6份松香季戊四醇酯(Westrez 5101流变学改性剂的前体)时，观察到聚合物被酯溶胀。再者，在没有受限于任何特定理论的情况下，酯可能部分渗透到一些SBS链之间。然而，它不是溶液。相反，当以相同的6:1的比值结合TOFA吗啉酰胺与SBS时，该聚合物更加充分得多地被包含(subsumed)(与采用酯相比)。也就是说，较大数量的聚合物链因吸收吗啉酰胺而分开，在采用充足的吗啉酰胺的情况下，可“溶剂化”整个聚合物。然而，根据本发明的说明书，这得到控制，结果粘弹性能(刚度性能，G*/sinΔ)维持在设计规格内。

图5提供了本文中描述的许多例举配方的实验粘度结果。在实验中生成图5中的数据，其中直链嵌段SBS聚合物(Kraton 243)和径向嵌段SBS聚合物(Kraton 245)以1:3和1:6的比值与本文中教导中的各种表面活性添加剂混合。允许聚合物-添加剂混合物在强制通风的烘箱内，在90℃下静置过夜。在该工艺中没有使用机械剪切，生成图5的结果。图5中标记为8986-55D的添加剂是本文中描述的妥尔油脂肪酸的吗啉酰胺。与其他添加剂相比，它显著润湿Kraton 243和Kraton 245聚合物(吸附并吸收到Kraton 243和Kraton 245聚合物内)，并将如此分散的聚合物悬浮在上层液体内。与没有暴露于聚合物下的对照相比，含有8986-55D的混合物内的上层液体的粘度增加超过18,700％。类似的分析表明标记为TDMA的产品润湿并悬浮足量Kraton 243，结果与没有暴露于聚合物下的对照TDMA样品相比，上层液体的粘度增加超过5200％。

图6示出了聚合物材料分散程度的表面活性剂介导的控制，结果在最终的粘合剂组合物内的聚合物材料以范围从粒状物到溶胶到凝胶的控制分散程度存在。对于表面活性剂来说，测量到非常低的粘度指数。可精确地测量在用本发明的表面活性剂处理过的聚合物材料处理的柏油内粒状物和溶胶/凝胶含量的相对水平。该附图证明许多常规的表面活性剂不如8986-55D有效。

图6示出了由与生成图5的结果类似的实验获得的结果。直链嵌段SBS聚合物(Kraton 243)和径向嵌段SBS聚合物(Kraton 245)独立地以1:3和1:6的比值与本发明教导的各种表面活性添加剂混合。在暴露于聚合物样品下的同时在烘箱内调节之前，和在聚合物存在下在烘箱内调节之后，测量上层液体的粘度。可检验基于6:1的添加剂和Kraton 243比值的混合物组内的数据，以显示各种添加剂润湿并包含(subsume)聚合物能力的差别。在该数据组中，一旦暴露于Kraton 243直链嵌段SBS聚合物下过夜，则添加剂Polyfac TE-319的粘度增加超过900％。

实施例2：制造本文中描述的橡胶改性柏油的例举方法

正如本文中描述的，本发明的组合物允许人们(借助各种方法)通过用添加剂和表面活性剂处理，来调制或控制液体或固体聚合物材料的分散和/或溶剂化程度。图7示出了在柏油内分散的固体回收轮胎胶弹性体从粒状物转变为溶胶-凝胶状态的转化程度的测量结果。该方法牵涉添加本文描述的添加剂表面活性剂到第一批次的柏油中。表面活性剂处理过的柏油然后用15％w/w具有单一尺寸的1mm回收轮胎胶材料的第二柏油处理。测量在用橡胶颗粒处理之前柏油的刚度。这一刚度值标记为B(对于基础柏油来说)。测量在用橡胶材料处理之后，橡胶改性的柏油刚度。这一刚度值标记为C(对于废胶料改性的柏油来说)。橡胶改性的柏油筛分通过#100的筛子。测量通过筛子排放的橡胶改性的柏油的刚度。这一刚度值标记为D(对于排放的柏油来说)。橡胶粒状物在废胶料内保持未增溶的程度计算为P＝C-D。最初的粒状物在溶胶内分散的程度用S＝D-B给出。图7示出了在1wt％的粒状生胶改性柏油下，用标记为L1的简单妥尔油脂肪酸混合物改性粒状生胶-处理过的沥青的效果。因此，改性柏油的总刚度是基础柏油的刚度值加上P值和S值之和，也就是说，C＝B+P+S。

图8示出了在1.0wt％的柏油剂量下，使用许多不同的添加剂，B，P和S值的实例。

实施例3：生产本文描述的复合聚合物材料的例举方法

该方法牵涉下述通用步骤：a)在加热和机械混合下，在包括表面活性剂的添加剂内分散SBS聚合物；b)混合来自(a)的组合物与RTR，形成均化的混合物。该橡胶组分可以是例如新的或回收的RTR；#40-140目。SBS/添加剂混合物充当胶水，将RTR保持在一起，和其中分散的SBS/RTR混合物形成生面团；c)在仍然温热的同时，将来自(b)的生面团成型为较小的粒料；d)冷却来自(c)的粒料；和e)混合来自(d)的粒料到沥青中。当物料冷却时，分散的SBS倾向于硬化，和粒料保持其形状。该复合聚合物含有约55％RTR，约27％SBS，和约18％含表面活性剂的添加剂。这些粒料具有与典型的SBS聚合物大致相同的尺寸与形状，且可就在SBS之前加入到沥青中。这消除了在沥青装置中处理干燥粉化的RTR的问题。

弹性体组分可以是，例如SBS，SIS，新戊二烯，腈类，聚乙烯，PET，等；新的或用过的。添加剂可以包括下述中的一种或多种：

i)“流变学改性剂”(例如，松香，脂松香，松香酸，和松香衍生物，和优选强化松香酸的酯或其组合。("强化"是指与马来酸酐或富马酸或丙烯酸反应的松香酸)；

ii)“性能强化剂”(即，表面活性剂)

a.妥尔油，C6-C22脂肪酸的酰胺衍生物，酰化妥尔油，脂肪酸酰胺，妥尔油脂肪酸酰胺，吗啉的脂肪酸酰胺，二甲基胺的脂肪酸酰胺，强化妥尔油脂肪酸酰胺，妥尔油脂肪酸酰胺基胺，或类似物，例如，TOFA或其他脂肪酸的聚乙烯多胺衍生物，类脂，磷脂，例如磷脂酰胆碱或卵磷脂，或其组合。

b.来自于除了松树以外的其他天资源的其他非-TOFA脂肪酸衍生物；天然脂肪，天然甘油三酯，天然油或其组合。

例举的配方如下所述：

名称/登记号	类型	质量	％
				D0243	SBS聚合物	175	26.7
CRM#50	RTR	350	53.3
				PC-1770	性能强化剂	93.75	14.3
WESTREZ 5101	流变学改性剂	31.25	4.8
				石灰	造粒后使用，以防止聚集	6.5	1.0

当用复合聚合物粒料改性沥青时，观察到与典型的SBS相比，在添加剂内分散SBS允许SBS聚合物更加容易分散在沥青中。还注意到与典型的SBS聚合物相比，要求较少量的复合聚合物，以引起沥青内相同的刚度效应。

实施例4：脂肪酸的吗啉酰胺的使用/制备

本文还描述了合成脂肪酸的酰胺和酯的方法，它们可作为在制备本文描述的复合聚合物材料中的成分，该成分实现改性粘合剂，例如沥青或柏油的分散和流变学性能的靶向控制。

一般地，可以说常见的方法拥有三个严重缺点中的至少一个。任意一种方法要求长的工艺(反应)时间，这些方法得到低的百分比产率，或者这些方法要求合成昂贵的中间体化合物或者使用高度有毒的气体(例如，二甲基胺)。例如，常见的合成方法是允许氨与脂肪酸在无水条件下反应。这允许几乎完全转化，但要求多达数天的反应时间。类似地，其他方法使用昂贵的中间体，例如酰卤，酰卤与氨反应，形成腐蚀性无机酸以及所需的酰胺。

本发明提供采用短的反应时间，得到高百分比产率酰胺的合成方法，且不要求昂贵的中间体化合物。本文描述的方法允许生产表面活性剂，所述表面活性剂在沥青质分散和聚合物增溶方面的性能特征优于由TOFA的Ν,Ν-二甲基酰胺赋予的那些，且优越在于不需要加压的反应容器，从而避免处理高度有毒的二烷基胺，不需要纯化步骤(蒸馏和废气除去)，不需要“脱水”或“脱气”，且不需要昂贵的催化剂。

实施例5：本文描述的例举表面活性剂-分散的弹性体配方

通过以大致1:1和2:1的比值添加#50-目回收轮胎胶(粒状生胶)，苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)嵌段聚合物(径向，Kraton D245)，和强化松香酯流变学改性剂到S-棒混合器中，制备例举的表面活性剂-分散的弹性体配方。在施加热量到S-棒混合器上的同时，共混这三种材料。当温度达到约100℃至140℃时，添加表面活性剂包。(该表面活性剂包含有一种或多种表面活性剂)。搅拌表面活性剂处理过的混合物另外2-60分钟，完成共混。通过挤出穿过开口直径范围为约2mm至约10mm的模头，造粒所得表面活性剂分散的弹性体制剂。用1％水合石灰w/w粒料，将所得粒料化为粉末(dus t)。通过在搅拌下添加到加热的柏油中，接着搅拌延长的时间段，将按照这一方式制造的粒料分散在柏油中。与SBS本身或粒状生胶本身相比，按照这一方式处理的粒料更加快速地和在较低温度下分散在柏油中。在柏油内分散之后，在所得粒料上进行标准的流变学试验。表I示出了按照上述方式制造的粒料的试验结果，且编码为19A，21B，23A，和24A。聚合物改性的柏油领域的技术人员会意识到，使用表面活性剂-分散的橡胶-SBS制剂，所有性能在PG 76-22柏油的技术规格以内或者超过该技术规格。另外，本领域技术人员会观察到通过在表面活性剂包内包括二甲基胺的C-18酰胺或吗啉的C-18酰胺所实现的Cigar管储存稳定性试验的改进。稳定性从0.9％改进到0.3％。而且，当粒状生胶比例从1:1增加到2:1时，稳定性改进得到维持(参见21B和24A vs23A)。

表I.根据实施例5制造的粒料的试验结果

实施例6：本文描述的例举表面活性剂-分散的弹性体配方

通过添加#50-目回收轮胎胶(粒状生胶)，苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)嵌段聚合物(直链，Kraton D243)，和强化松香酯流变学改性剂到S-棒混合器中，制备本发明的表面活性剂-分散的弹性体制剂。在施加热量到S-棒混合器上的同时，共混这三种材料。当温度达到约100℃至140℃时，添加表面活性剂包。搅拌该混合物另外2-60分钟，完成共混。通过挤出穿过开口直径范围为2mm至约10mm的模头，造粒该物料。用1％水合石灰w/w粒料，将所得粒料化为粉末。通过在搅拌下添加到加热的柏油中，接着搅拌延长的时间段，将按照这一方式制造的粒料分散在柏油中。与SBS本身或粒状生胶本身相比，按照这一方式处理的粒料更加快速地和在较低温度下分散在柏油中。在柏油内分散之后，在所得粒料上进行标准的流变学试验。表I示出了按照上述方式制造的粒料的试验结果，且编码为35A和36B。聚合物改性的柏油领域的技术人员会意识到，使用表面活性剂-分散的橡胶-SBS制剂，所有性能在PG 76-22柏油的技术规格以内或者超过该技术规格。

表II.根据实施例6制造的粒料的试验结果

实施例7.基于C-10二甲基酰胺的轮胎胶制剂制造的缓慢-凝固(setting)和快速-凝固的阳离子乳液

在额外的例举的实施方案中，通过添加3份C-10脂肪酸二甲基酰胺到混合容器中，并加热至约100-150℃，制备表面活性剂-分散的弹性体制剂。将连接到Silverson高剪切混合器上的开槽混合头浸没在加热的脂肪酸酰胺内。在设定为约1000-5000rpm的混合rpm下，递增式添加大约5份约#100-目的回收轮胎胶(约0.100mm最大尺寸直径)。在搅拌下，在加热柏油到125℃的同时，添加约8份所得表面活性剂-分散的橡胶制剂到约100份PG 64-22铺路-等级的柏油中。在完成添加8份表面活性剂-分散的橡胶制剂之后，使用所得橡胶化的柏油，制备阳离子和阴离子柏油乳液。

使用缓慢-凝固，中速-凝固和快速-凝固的乳化剂，成功地制备阳离子乳液。本领域技术人员公知，缓慢-和快速-凝固的乳化剂分别为主力商业乳化剂产品，MWV INDULINW-5和MWV INDULIN AA-86。由用盐酸调节至pH 2.0-2.5的水性乳化剂乳液，制备所有乳液。INDULIN W-5的含量为2.5wt％的乳液。INDULIN AA-86的剂量为0.40wt％的乳液。最终的柏油乳液中固体含量为约60-68wt％的乳液。缓慢-凝固的W-5乳液，和快速-凝固的AA-86乳液二者均尺寸稳定，从而得到小于0。

当没有使用C-10脂肪酸二甲基酰胺分散回收轮胎胶时，使用Silverson研磨工序(1000-5000rpm，在100-150℃下)，在沥青中分散橡胶，不可能生产稳定的乳液。

实施例8.采用含有表面活性剂-分散的粒状生胶(在5％w/w柏油的橡胶含量下)的105-渗透级柏油制造的阳离子和阴离子中速-凝固乳液

遵照与实施例7中所使用的相类似的工序，生产表面活性剂-分散的废橡胶粒制剂。遵照实施例7中描述的工序，将这一制剂共混到105-渗透级的柏油内。使用中速-凝固的乳化剂MWV Peral 414，一种甜菜碱两性乳化剂，在低和高pH(即，阴离子pH)下生产中速-凝固的乳液。作为实施例7中阳离子乳液的连接点(tie-point)，在这一实施例中制备另一INDULIN AA-86乳液。表III示出了乳化剂水溶液的关键配方成分，pH，最终乳液的固体含量，和体均粒度和90％粒度(熟悉柏油乳液制造领域的技术人员公知的这两种性能)。

表III.根据实施例8制造的废橡胶粒制剂的试验结果

实施例9.使用由表面活性剂-分散的SBS-GTR制剂衍生的含5wt％弹性体的柏油制备的阴离子乳液。

由于实施例7和8类似的工序，获得表面活性剂-分散的SBS-GTR制剂。然而，在这一实例中，最终的制剂具有大致1:1:2的SBS:GTR:C-18脂肪酸二甲基酰胺的比值。所使用的SBS是可商购的直链嵌段聚合物，Kraton D243。GTR是用过的#50目轮胎胶。使用C-14甜菜碱两性乳化剂Peral 414，在调节到pH 12.0的水溶液中，在4.0％下获得阴离子乳液。使用Charlotte G-5磨机，生产稳定的低筛分(0.05％)阴离子柏油乳液(与以上所有的弹性体化乳液实施例中一样)。

尽管本文显示并描述了本发明的优选实施方案，但要理解，这种实施方案仅仅作为实例提供。在没有脱离本发明的精神情况下，本领域技术人员会做出许多变化，改变和替代。因此，打算所附权利要求覆盖落在本发明精神和范围内的所有这种改性。

在本申请中引证的所有参考文献，专利，悬而未决的专利申请和公布的专利的内容特意在本文中通过参考引入。

本领域技术人员会意识到或者能确认，使用仅仅常规实验，可作出本文描述的本发明具体实施方案的许多等价方案。这种等价方案拟被下述权利要求涵盖。要理解，本文描述的详细实施例和实施方案仅仅为了阐述目的作为实例给出，且绝不被视为限制本发明。鉴于此，对本领域技术人员建议各种改性或变化且它们包括在本申请的精神和权限内并被视为在所附权利要求的范围内。例如，可改变各成分的相对量，以优化所需的效果，可添加额外的成分，和/或用所描述的一种或多种成分替代类似的成分。与本发明的体系，方法和工艺有关的额外的有利特征和功能根据所附权利要求是显而易见的。而且，本领域技术人员会意识到，或者能确认使用仅仅常规实验，可作出本文描述的具体实施方案的许多等价方案。这种等价方案拟被下述权利要求涵盖。

Claims (24)

1.一种复合聚合物组合物，它包括塑性体材料，弹性体材料或其组合，和表面活性剂。

2.权利要求1的复合聚合物，其中塑性体或弹性体包括取代或未取代的链烯烃或烯烃，二烯烃或二烯属烃，多烯烃，炔烃，取代或未取代的聚乙烯，氧化聚乙烯，乙烯乙酸乙烯酯(EVA)，聚对苯二甲酸乙二酯(PET)，苯乙烯，聚苯乙烯，粒状生胶，苯乙烯-丁二烯，或苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)，苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯(SIS)，新戊二烯，腈类或其组合。

3.权利要求2的复合聚合物，其中塑性体或弹性体包括SBS，粒状生胶，或二者的组合。

4.权利要求1的复合聚合物，其中表面活性剂是下述中的至少一种：C6-C22脂肪酸的酰胺衍生物，酰化妥尔油，脂肪酸酰胺，妥尔油脂肪酸(TOFA)酰胺，强化妥尔油脂肪酸酰胺，妥尔油脂肪酸酰胺基胺，TOFA的聚乙烯多胺衍生物，或其组合。

5.权利要求1的复合聚合物，其中该组合物进一步包括下述中的至少一种：妥尔油，妥尔油脂肪酸(TOFA)，蒸馏妥尔油，或TOFA衍生物，TOFA的酯，甲酯，烷酯，甘油酯，季戊四醇酯或其组合。

6.权利要求1的复合聚合物，其中该组合物进一步包括流变学强化剂。

7.权利要求6的复合聚合物，其中流变学强化剂包括下述中的至少一种：妥尔油衍生物，松香，脂松香，松香酸，松香衍生物，松香油，松香酯，甘油酯，季戊四醇酯，强化松香酸的酯。

8.权利要求1的复合聚合物，其中该组合物进一步包括下述中的至少一种：天然脂肪，天然油，非挥发油，植物油，甘油三酯，大豆油，菜籽油，脂油，橄榄油，精油或其组合。

9.权利要求1的复合聚合物，其中该复合聚合物为粒料，颗粒，薄片或粉末形式。

10.一种粘合剂配方，它包括粘合剂，和含塑性体材料、弹性体材料或其组合和表面活性剂的复合聚合物材料。

11.权利要求10的粘合剂配方，其中该粘合剂是环氧或沥青或柏油。

12.权利要求11的粘合剂配方，其中塑性体或弹性体包括取代或未取代的链烯烃或烯烃，二烯烃或二烯属烃，多烯烃，炔烃，取代或未取代的聚乙烯，乙烯乙酸乙烯酯(EVA)，氧化聚乙烯，聚对苯二甲酸乙二酯(PET)，苯乙烯，聚苯乙烯，粒状生胶，苯乙烯-丁二烯，或苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)，苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯(SIS)，新戊二烯，腈类或其组合。

13.权利要求12的粘合剂配方，其中塑性体或弹性体包括SBS，粒状生胶，或二者的组合。

14.权利要求11的粘合剂配方，其中表面活性剂是下述中的至少一种：阴离子表面活性剂，阳离子表面活性剂，非离子表面活性剂，两性离子表面活性剂，C6-C22脂肪酸的酰胺衍生物，酰化妥尔油，脂肪酸酰胺，妥尔油脂肪酸(TOFA)酰胺，强化妥尔油脂肪酸酰胺，妥尔油脂肪酸酰胺基胺，TOFA的聚乙烯多胺衍生物，或其组合。

15.权利要求11的粘合剂配方，其中该组合物进一步包括下述中的至少一种：妥尔油，妥尔油脂肪酸(TOFA)，蒸馏妥尔油，或TOFA衍生物，TOFA的酯，甲酯，烷酯，甘油酯，季戊四醇酯或其组合。

16.权利要求11的粘合剂配方，其中该组合物进一步包括流变学强化剂。

17.权利要求16的粘合剂配方，其中流变学强化剂包括下述中的至少一种：妥尔油衍生物，松香，脂松香，松香酸，松香衍生物，松香油，松香酯，甘油酯，季戊四醇酯，强化松香酸的酯。

18.权利要求17的粘合剂配方，其中该组合物进一步包括下述中的至少一种：天然脂肪，脂肪酸，类脂，甘油三酯，植物油，精油或其组合。

19.权利要求10的粘合剂配方，其中该复合聚合物为粒料，颗粒，薄片或粉末形式。

20.一种改性沥青组合物，它包括至少约90wt％的沥青，和约0.1％至约10wt％的复合聚合物材料，所述复合聚合物材料包括约20％至约95wt％的弹性体、塑性体或其组合中的至少一种，和约5％至约80wt％的包括表面活性剂，强化松香酸的酯，TOFA的聚乙烯多胺衍生物(酰胺)，脂肪酸，类脂，甘油三酯，非-TOFA脂肪酸衍生物，天然脂肪，植物油，精油或其组合中的至少一种的添加剂。

21.权利要求20的改性沥青组合物，它包括约50％至约60wt％的回收橡胶，和约20％至约35wt％的SBS。

22.权利要求21的改性沥青组合物，其中该复合聚合物为粒料，颗粒，薄片或粉末形式。

23.权利要求1的复合聚合物的制备方法，该方法包括下述步骤：

a)在加热下，在包括表面活性剂，强化松香酸的酯，TOFA的聚乙烯多胺衍生物(酰胺)，脂肪酸，类脂，甘油三酯，非-TOFA脂肪酸衍生物，天然脂肪，植物油，精油或其组合中的至少一种的添加剂中混合并分散弹性体，塑性体或其组合中的至少一种；

b)混合来自(a)的组合物与粒状生胶，形成均化的混合物，其中该添加剂用作胶水，将弹性体和/或塑性体保持在一起，且其中分散的弹性体和/或塑性体混合物形成生面团；

c)在仍然温热的同时，将来自(b)的生面团成型为较小的粒料；和

d)冷却来自(c)的粒料。

24.权利要求23的方法，进一步包括继步骤(d)之后的包括混合来自(d)的粒料与沥青或柏油的步骤。