CN107636080A - 包含基于乙酸乙烯酯含量高于50重量%的乙烯‑乙酸乙烯酯共聚物的分散剂粉末的沥青 - Google Patents

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Abstract

本发明的主题是通过将沥青与乙酸乙烯酯/乙烯聚合物和任选的其他添加剂进行共混而得到的聚合物改性的沥青组合物，制备所述聚合物改性的沥青组合物的方法，以及所述聚合物改性的沥青组合物的用途。

Description

包含基于乙酸乙烯酯含量高于50重量％的乙烯-乙酸乙烯酯 共聚物的分散剂粉末的沥青
发明背景
1.发明领域
本发明涉及聚合物改性的非水性沥青组合物，制备该聚合物改性的沥青组合物的方法，以及该聚合物改性的沥青组合物的用途。
2.相关技术描述
沥青或柏油(本文称为“沥青”)为用于描述由石油化学精炼过程中留下来的残留物的术语。沥青用于多种应用中，例如用于但并不限于铺路、密封、涂覆、铺屋顶、防水和排水以及作为天气屏障。
没有进行聚合物改性的沥青在室温下通常是柔软的，并且在较低温度下趋于脆化，因此在上述的某些应用中缺乏单独使用时的性质。常规方法是用多种性能增强的聚合物和/或添加剂对沥青进行改性。
取决于应用，聚合物的改性通常旨在提供多种益处，例如但并不限于改进粘度、软化点、延展性、弹性、粘性、抗流动性或抗蠕变性、粘合性、柔韧性以及低温和高温性能。非水体系中沥青的聚合物改性大多数通过苯乙烯丁二烯苯乙烯(SBS)、丁苯橡胶(SBR)、苯乙烯乙烯丁烯苯乙烯(SEBS)、苯乙烯异戊二烯丁二烯苯乙烯(SIBS)、苯乙烯异戊二烯苯乙烯(SIS)，本文称为“S-聚合物”，以及含有上述S-聚合物的研磨轮胎橡胶(GTR)而实现。
为了进一步提高沥青的性能，已经使用了多种添加剂。所述添加剂包括但并不限于增量油、萘油、石蜡油、酸诸如磷酸、多磷酸、塑性体、增粘剂、蜡、稳定剂、乳化剂、松香酯、填料及其组合物。
在沥青的加工过程中，需要加工温度远高于沥青的熔点。此外，某些类型的聚合物(例如S-聚合物)的引入需要长的混合时间，以完全和彻底地掺入且均化到所述非水性的沥青体系中。所述S-聚合物的掺入和均化需要将沥青-聚合物体系加热至高于S-聚合物的软化点的温度。此外，由于高温，需要使该系统进行高度混合和剪切，以确保所述S-聚合物在沥青相中的完全悬浮。该处理往往是繁琐的，并且通常耗时，具有长的循环时间，并且可能还需要长的冷却时间用于进一步处理。
此外，S-聚合物趋于增加粘度、降低粘性，并且在混合容器中会造成过多的热量产生。因此，加入诸如增量剂、石蜡油和萘油、塑性体、蜡和增粘剂的添加剂，以解决将这些聚合物与非水性沥青体系结合的挑战。S-聚合物可以以多种形式提供，例如但并不限于块、包、碎片、粒料、格栅、液体等，或它们的组合形式。因此，某些形式的S-聚合物的预加工是很重要的。例如，聚合物块或包需要进行诸如破碎、研磨、压碎等的加工，以能够使S-聚合物与沥青进行混合和均化的方法成为可能。
EP 0 337 282 B1描述了特别用于制备薄膜、片材和屋顶膜，包含沥青、聚苯乙烯聚丁二烯嵌段(“SBS”)共聚物和乙烯/乙酸乙烯酯(“EVA”)共聚物的固体树脂的沥青材料，其中所述高聚物具有40-50重量％的乙酸乙烯酯单元。SBS共聚物与EVA共聚物的比率被认为是关键的，必须为2:1至6:1的重量比。
WO 97/44397 A1公开了用于道路应用的沥青组合物，其包含沥青成分和热塑性橡胶，例如聚苯乙烯聚丁二烯嵌段共聚物，和具有25-35重量％的乙酸乙烯酯单元的乙烯/乙酸乙烯酯(“EVA”)共聚物的固体树脂。通过加入乙烯/乙酸乙烯酯共聚物，获得了更高的硬度和更好的耐溶剂性。
WO 2011/112569 A2教导了用作铺路组合物的热混沥青(HMA)的制备。为了生产HMA，将聚集体掺入沥青中。与聚集体组合，将聚合物改性的粘合剂(PMB)加入沥青中。所述PMB由热塑性材料(SBS)、油和填料而组成，并以粉末、粒料、片、片状或颗粒形式而加入。
US 2013/0184389A1涉及用于在夏季改善耐变形性和冬季改善抗形成裂缝的路面组合物。该组合物包含基于石油的加工油、基于聚苯乙烯嵌段与聚丁二烯嵌段或聚异戊二烯嵌段组合的嵌段共聚物、以及乙酸乙烯酯含量为25-45重量％的乙烯/乙酸乙烯酯共聚物的固体树脂。对于具有大于45％乙酸乙烯酯的共聚物，据报道表面性质变差。
美国专利4,073,759描述了一种用于保护金属免受腐蚀的含水沥青组合物。该组合物通过将沥青与SBR橡胶胶乳、聚丙烯酸酯分散体和多胺表面活性剂进行混合而获得。
希望提供基于非水性沥青的沥青组合物，其提供良好的低温和高温性能以及对底材的粘合性，并且同时提供更经济的加工。
发明概述
现在已经令人惊讶且出人意料地发现，通过将含有大于50重量％的乙酸乙烯酯衍生部分的乙酸乙烯酯/乙烯(“VAE”)共聚物引入到沥青中，可以配制出具有上述改进性能的非水性沥青组合物，同时避免了现有技术组合物的缺点。本发明组合物的加工较不复杂，并且更快速，所述组合物显示出降低的熔体粘度，但是可以开发出优异的粘合性能。
优选实施方案详述
因此，本发明涉及将乙酸乙烯酯含量大于50重量％的醋酸乙烯酯/乙烯聚合物粉末单独或与其它聚合物改性剂结合而用作沥青体系的聚合物改性剂。
此外，本发明涉及用作沥青体系改性剂的聚合物粉末，其中所述聚合物是自由流动的粉末，当与沥青混合时，其可以更易于加工、混合、更低的循环和剪切速率和时间，而并不损害任何上述任何应用的关键性质，诸如粘度、软化点、弹性、粘附性、延展性、低温柔韧性和高温性能。
苯乙烯共聚物(S-聚合物)用于改性沥青组合物的缺点在于，S-聚合物为通常呈块体的形式而递送的固体树脂，在与沥青混合之前必须进行粉碎和研磨。用S-聚合物进行沥青改性的另一个缺点是需要高至200℃的高加工温度。由于沥青和S-聚合物的混合物的高加工温度和高粘度，冷却时间因此是不希望的长，导致长的共混周期。
考虑到该背景，本发明要解决的问题是改进沥青的聚合物改性，这导致较低的循环时间，而不会降低关于粘度、软化点、低温柔韧性和高温性能的聚合物改性沥青的质量。
本发明的主题是通过将沥青与乙酸乙烯酯含量基于聚合物粉末的聚合物成分的重量大于50重量％的乙酸乙烯酯/乙烯聚合物粉末和任选的其它添加剂进行共混而获得聚合物改性沥青组合物。
用于本发明的合适种类的沥青为通常用于上述任何应用的那些，例如但并不限于由通常用于沥青分级的三个体系表示的沥青：渗透分级系统(ASTM D D946/D946M-09a)(“渗透等级”)，粘度分级系统(ASTM D3381-09)(“粘度等级”)和美国常用系统，性能分级系统(ASTM D6373-15)(“性能等级“)。
考虑到渗透等级，通过合适的方法对原油进行精炼而制备沥青。该沥青是均质的，并且在加热至175℃或350°F时不会发泡。沥青的各种渗透等级如下表1所示。分级要求是根据几个测试而定义，例如在25℃或77°F的针入度(ASTM D140)，软化点(ASTM D36)，闪点(ASTM D92)，在25℃或77℉的延展性(ASTM D113)，在三氯乙烯中的溶解度(ASTM D2042)，轧制薄膜烘箱试验后的保留针入度(ASTM D1754)以及轧制薄膜烘箱试验后的延展性(ASTMD113)。
表1：渗透等级沥青粘合剂ASTM D946/D946M-09a
渗透等级 最小值 最大值
40-50 40 50
60-70 60 70
85-100 85 100
120-150 120 150
200-300 200 300
粘度分级系统与渗透分级系统相似。考虑到粘度等级，沥青通过合适的方法对原油进行精炼来制备。沥青是均质的，加热至175℃或350°F时不会发泡。沥青水泥的各种粘度等级为AC-2.5、AC-5、AC-10、AC-20、AC-30和AC-40。分级要求是根据几个测试而定义，例如在60℃或140°F(ASTM D2171)和135℃或275°F(ASTM D2170)下的沥青粘度，25℃或77°F(ASTM D140)下的针入度，闪点(ASTM D92)，在25℃或77℉下的延展性(ASTM D113)，在三氯乙烯中的溶解度(ASTM D2042)，轧制薄膜烘箱试验后保留的针入度(ASTM D1754)和轧制薄膜烘箱后的延展性试验(ASTM D113)。
性能分级系统应用于沥青粘合剂，其定义为基于水泥的沥青，其由添加或未添加改性剂的石油残渣而生产。所述沥青水泥应符合表2所示的要求。这些要求根据几个测试而定义：闪点(ASTM D92)，135℃或275°F下的粘度(ASTM D4402)，动态剪切(ASTM D7175)，轧制薄膜烘箱(ASTM D2872)，压力老化容器(ASTM D6521)，弯曲蠕变硬度(ASTM D6648)和直接张力(ASTM D6723)。
表2：性能分级的沥青粘合剂的规格ASTM D6373-15
本发明中使用的沥青还包括但并不限于天然产物，例如湖泊沥青、硬沥青和天然岩石沥青。此外，它包括原油残留物，例如但并不限于石蜡基、混合基和沥青基。所述沥青基还例如包括沥青水泥、氧化沥青和液体沥青，其还包括裁切和路面油及乳液，或其任何上述组合。此外，本发明中使用的沥青材料包括例如来自干馏和石油蒸气裂化或其任何组合的焦油。
术语“非水性沥青”是指用于制备本发明组合物的以基本非水形式而使用的沥青。所得产物，特别是在高温共混之后，也基本上是非水的，优选以这种形式而使用。然而，在共混操作之后，可以将非水性聚合物改性组合物进行乳化以形成含水的聚合物改性沥青乳液。
本发明所用的聚合物粉末优选为可水分散聚合物粉末。可水分散聚合物粉末通常通过在干燥助剂(通常为保护胶体)和防粘剂的存在下干燥相应的含水聚合物分散体而获得。保护胶体用作聚合物的包封，并且在干燥操作过程中用于防止聚合物颗粒的不可逆聚集或聚结。当所述聚合物粉末分散在水中时，保护胶体再溶解，并且具有使聚合物颗粒再次以起始分散体的粒度而存在于含水再分散体中的作用。(TIZ-Fachberichte，1985，109(9)卷，698)。
所述聚合物粉末通常基于乙酸乙烯酯/乙烯(VAE)共聚物和任选地其他可与其共聚的单体，其中乙酸乙烯酯含量大于50重量％，优选≥52重量％，更优选≥55重量％，并且乙烯含量小于50重量％，优选1至40重量％，在每种情况下基于单体混合物的总重量，并且每种情况下重量％数总共为100重量％。
合适的其它乙烯基酯单体为乙烯基的较高级酯，例如具有3至15个C原子的羧酸的单体。来自丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯的合适的其它单体例如包括具有1至15个C原子的未支化或支化醇的酯。优选的乙烯基芳族化合物的其它单体为苯乙烯、甲基苯乙烯和乙烯基甲苯。优选的乙烯基卤化物的其他单体是氯乙烯。优选的烯烃的其他单体为丙烯和丁烯，优选的二烯为1,3-丁二烯和异戊二烯。
任选，辅助的共聚单体基于单体混合物的总重量可以为0.1至10重量％。优选使用0.1至5重量％的任选辅助单体。任选的辅助单体的实例为烯属不饱和单羧酸和二羧酸、烯属不饱和羧酰胺和腈类，以及马来酸酐和烯属不饱和磺酸及其盐。任选辅助单体的其它实例为预交联共聚单体，例如多烯属不饱和共聚单体或后交联共聚单体，实例为N-羟甲基丙烯酰胺(NMA)和N-羟甲基甲基丙烯酰胺(NMMA)。还适用的是环氧官能的共聚单体，例如甲基丙烯酸缩水甘油酯，以及有机硅官能共聚单体，例如甲基丙烯酰氧基丙基三烷氧基硅烷和乙烯基三烷氧基硅烷。
优选60至99重量％的乙酸乙烯酯与1至40重量％的乙烯的共聚物；
大于50重量％的乙酸乙烯酯与1至40重量％的乙烯和一种或多种在羧基上具有1至12个碳原子的乙烯基酯的其他共聚单体(例如乙烯基丙酸酯、乙烯基月桂酸酯)和具有5-12个碳原子的α-支化羧酸的乙烯基酯(例如VeoVa9R和VeoVa10R)的共聚物；
大于50重量％的乙酸乙烯酯，1至40重量％的乙烯和一种或多种具有1至15个碳原子的未支化或支化醇的(甲基)丙烯酸酯的其他共聚单体的共聚物，其中所述共聚单体特别是甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸正丁酯和丙烯酸2-乙基己酯；其中所述共聚物可以各自还含有所述量的所述辅助单体，并且每种情况下总共为100重量％。
单体的选择和共聚单体重量分数的选择应优选选择，以得到-20℃至+40℃，更优选-20℃至+30℃，最优选-10℃至+20℃玻璃化转变温度Tg。聚合物的Tg可以以已知方式通过差示扫描量热法(DSC，DIN EN ISO 11357-1/2)测定，例如用Mettler-Toledo的量热计DSC测定，以加热速率为10K/min作为中点温度而测定。Tg也可以使用Fox方程而大致预先计算。根据Fox T.G.,Bull.Am.Physics Soc.1,3,，第123页(1956)，如下方程式：1/Tg＝x1/Tg1+x2/Tg2+...+xn/Tgn，其中xn表示单体n的质量分数(wt％/100)，Tgn是单体n的均聚物的以Kelvin温度的玻璃化转变温度。均聚物的Tg值列于Polymer Handbook，第二版，J.Wiley&Sons，New York(1975)。
所述聚合物通常在含水介质中制备，优选通过乳液或悬浮聚合方法而制备，例如如WO 2010/057888A1中所述。此时，聚合物以水分散体的形式获得。在聚合中，可以使用如WO 2010/057888A1中所述的常规保护胶体和/或乳化剂。
作为保护胶体，优选水解度为80-100mol％的部分水解或完全水解的聚乙烯醇，更具体而言，为水解度为80-94mol％的部分水解，且在4％强度水溶液中的粘度为1至30mPas(方法，20℃，DIN 53015)的聚乙烯醇。所述保护胶体可以通过本领域技术人员已知的方法而获得，并且在聚合中通常以基于单体总重量总共为1-20重量％的量加入。
将呈水分散体形式的聚合物以常规方式进行干燥。在优选的实施方案中，例如如WO 2010/057888A1所述，可以通过喷雾干燥方法将聚合物转化为可水分散的聚合物粉末。此时，通常加入基于分散体的聚合物成分而总量为3至30重量％的干燥助剂。优选干燥助剂为上述聚乙烯醇。此外，可以在干燥步骤期间或之后加入防结块剂。
所述聚合物粉末可以例如作为Wacker Chemie AG的和分散粉末而市购。
乙酸乙烯酯/乙烯聚合物也可以通过其它方法而制备，包括溶液聚合或本体(纯)聚合。通过溶液或本体聚合而制备的聚合物优选呈具有较高表面积的形式而提供。为此，例如，可以通过常规方法将聚合物挤出成粒料或颗粒，或者制备成具有小粒径。由乳液或悬浮聚合并随后干燥(特别是喷雾干燥)而得到的水分散性粉末的使用显著降低了沥青的共混时间，因此非常优选可水分散的性粉末。
虽然聚合物改性的沥青组合物的组成取决于最终应用和所需性质，但它通常包含在每种情况下基于聚合物改性沥青组合物的总重量为60至99重量％，优选70至98重量％，更优选80至95重量％的沥青成分。
通常，聚合物改性的沥青组合物是通过加入在每种情况下基于聚合物改性沥青组合物的总重量为1至40重量％，优选2至30重量％，更优选4至20重量％的聚合物粉末而得到。
聚合物粉末的量取决于应用以及是否S-聚合物或其它改性剂和添加剂用于聚合物改性。在优选实施方案中，添加基于聚合物改性的沥青组合物的总重量0至10重量％的用于聚合物改性的聚合物，它们是一种或多种苯乙烯聚合物(S-聚合物)，其包含苯乙烯丁二烯苯乙烯(SBS)、苯乙烯丁二烯橡胶(SBR)、苯乙烯乙烯丁烯苯乙烯(SEBS)、苯乙烯异戊二烯丁二烯苯乙烯(SIBS)、苯乙烯异戊二烯苯乙烯(SIS)和研磨轮胎橡胶(GTR)。在优选的实施方案中，S-聚合物与VAE共聚物的重量比小于2:1，优选小于1.5:1。
加入到非水性沥青中的所有类型聚合物的总量基于聚合物改性沥青的总重量优选为1至40重量％，优选1至30重量％，更优选1.5至15重量％，最优选2至15重量％。已经证明5至10重量％的量特别有用。
其他添加剂及其比例的选择是现有技术且为本领域技术人员所熟知。这些添加剂包括但并不限于烃树脂、沥青松香、松香酯、增量油、萘或石蜡油、酸如磷酸或多磷酸、多胺、稳定剂、溶剂、蜡等，或它们的组合。
此外，可以添加的添加剂是填料，例如石灰石、白垩、石墨、滑石、飞灰、石英粉、玻璃纤维或纤维素纤维。填料的选择和用于聚合物改性沥青组合物中的填料的量取决于聚合物改性的沥青组合物的预期用途，并且是技术人员所熟知的。
常规添加剂的其它实例可以包括抗老化剂、防腐剂、杀生物剂、颜料或加工助剂，例如润滑剂。常规量由应用和其他聚合物的用途(包括但不限于S-聚合物)而定义，并且为本领域技术人员所熟知。
对聚合物改性的沥青组合物的制备并没有具体限制，并且以现有技术已知的方式进行。通常，将所有成分在175℃至195℃的高温下在搅拌容器中进行剧烈混合。然后根据预期用途而对所获得的材料进行进一步加工。该共混物可以例如通过压延或其它合适的技术，诸如涂布、研磨、润滑、铺展、层压、挤出等进行加工。
聚合物改性的沥青组合物可用于生产用于防水应用、铺路、密封、排水、铺屋顶等的沥青板。
使用可水分散聚合物粉末取代或与一种S-聚合物结合使用的优点在于具有较低的混合粘度、较高的软化点、改善的粘性、改进的抗蠕变性、改善的冷温度柔韧性以及更好的高温性能。此外，在聚合物改性的沥青组合物的制备中，添加可水分散聚合物粉末会导致降低的加工温度，因此由于较低的粘度而降低了添加剂的含量和更快的冷却。
实施例
测试方法：
软化点：
软化点测试(ASTM D36)是确定渗透等级或氧化沥青一致性的经验方法。在这个测试中，将两个钢球放在置于液体(蒸馏水或甘油)中的金属环内所含的两个沥青盘上，并以恒定速度(5℃/min)升高温度。软化点是沥青足够软化，以使包在沥青中的球落下25mm的距离以进入底板的温度。简而言之，该测试测量沥青相从半固体变为液体的温度。
粘度：
高温下的粘度(ASTM D4402)是借助同轴粘度计使用旋转主轴装置测定的提供表观粘度的标准。设置控制装置(Brookfield可编程的温度控制器)并允许在测试温度下平衡。样品容器(HT-2，内径1.90厘米)根据所用锭子的尺寸而填充足够体积的样品。将负载的容器置于粘度计的受控温度环境的装置中。将与旋转主轴粘度计相连的锭子(SC4-27，直径1.18厘米，)放低进入样品中，使系统温度平衡15分钟。打开旋转主轴粘度计并使其稳定。对于每个速度/温度组合，以60秒的间隔提取并记录三个读数。材料的粘度在两个温度下300°F(149℃)和350°F(177℃)进行测定。
锥入度：
锥入度测试(ASTM D217)定义为装有150克重物的标准锥体渗入沥青样品中5秒的距离。通常，渗透在25℃下进行测量。然后，通过距离而标记渗透等级(≈0.1mm)，因此较小的值表示较硬的沥青。
柔韧性：
沥青的柔韧性(ASTM D5329-09第18节)通过将沥青(1.57”(4厘米)厚)施加在带有脱模剂的亮锡板上而测量的。将样品置于冷箱中。通常使用的测试温度是0℃、-4℃、-10℃、-16℃、-22℃、-28℃和-34℃。对于每个温度，将样品平衡2小时，然后以90°弯曲角而缓慢弯曲0.125”(0.3cm)直径的心轴。
流动性：
沥青样品(1.57”(4厘米)厚)的流动性(ASTM D5329-09，第8部分)通过在面板上放置小圆形样品而测量。将面板以约75±1°的角度而放置在60℃的烘箱中5小时。测试时间之后，测量样品的位移。如果移动小于3毫米，则样品通过了抗蠕变试验。
拉脱强度：
拉脱强度(ASTM D4541-09)和粘附性依据ASTM D4541-09而进行。在该方法中，将一薄层热沥青((1.27mm)厚)放置在干净的水泥块上。立即将不锈钢锚置于所应用的沥青样品上，并使其冷却24小时。粘附性或拉脱力通过粘附性测试仪或膜厚测定仪而以恒定速度进行测量。
实施例1：
使用PG 58-28沥青，并用聚合物进行改性，其中总聚合物改性基于聚合物改性的沥青组合物的总重量为10重量％(表3)。将VAE聚合物粉末与标准径向SBS(商品名，Solprene 411)组合使用，其中所述径向SBS以基于聚合物改性沥青的总重量为6重量％而使用(组合物A和对比实施例B)。剩余4重量％的聚合物由聚合物粉末(A)(Tg＝-7℃的聚乙烯醇稳定的乙酸乙烯酯/乙烯共聚物，Wacker Chemie AG的EtonisR 850)或SBR(B)(商品名，Dynasol 1205)而组成。实施例C和对比实施例D类似地进行制备，但具有不同量的聚合物。依据上述ASTM测试方法而对例如粘度、软化点、流动性、锥入度、粘附性和低温柔韧性等的性质进行评价，并将本发明聚合物粉末改性的共混物的性质与SBS/SBR组合物(Comp＝对比实施例)进行对比(表4)。
表3：实施例1的沥青共混物
表4：实施例1的沥青共混物的性质
表4(本发明样品A与对比样品B或本发明样品C与对比样品D)的比较显示，如果S-聚合物部分由可水分散聚合物而取代，则在加工温度下粘度更低。本发明的改性方法也显著增加了沥青的拉脱强度。
将A(SBS+VAE体系)和纯沥青进行对比，渗透值更接近所希望的纯沥青。将B(SBS+SBR体系)和A(SBS+VAI体系)进行对比，VAE体系比B更接近于纯沥青，其与纯沥青相差甚远。较低的渗透值意味着较高的易开裂性。
实施例2：
使用PG 58-28沥青，并用聚合物进行改性，其中总聚合物改性基于聚合物改性的沥青组合物的总重量为5重量％(表5)。将VAE聚合物粉末与标准径向SBS(商品名，Solprene411)组合使用，其中所述径向SBS以基于聚合物改性沥青的总重量为3重量％而使用(组合物E和F)。剩余2重量％的聚合物由聚合物粉末(E)(Tg＝-7℃的聚乙烯醇稳定的乙酸乙烯酯/乙烯共聚物，Wacker Chemie AG的EtonisR 850)或SBR(F)(商品名，Dynasol 1205)而组成。依据上述ASTM测试方法而对例如粘度、软化点、流动性、锥入度、粘附性和低温柔韧性等的性质进行评价，并将本发明聚合物粉末改性的共混物的性质与SBS/SBR组合物(Comp＝对比实施例)进行对比(表6)。
表5：实施例2的沥青共混物
表6：实施例2的沥青共混物的性质
如果S-聚合物部分由可水分散聚合物而取代，则表6(本发明样品E与对比样品F)的对比显示，在300°F的加工温度下具有更低的粘度。
参照表6，E的渗透值比沥青高，这意味着它更柔软且更不易开裂。尽管E的渗透值较高，但软化点比纯沥青高，这是将所要求的VAE共聚物引入沥青体系中所看到的令人惊讶的结果。在将E和F进行对比时，其优点应与其应用有关，例如，在不同的气候条件下铺路时，需要沥青的不同软度/硬度、裂纹敏感性和车辙敏感性。在某些应用中，E的性质是更优选的，而在其他应用中，F可能是优选的。
当F与纯沥青进行相比时，拉脱强度也受到影响。当比较纯沥青和E的性能时，必须考虑(F)性能与绝对性能的组合。
实施例3:
使用PG 58-28沥青，并用聚合物进行改性，其中总聚合物改性基于聚合物改性的沥青组合物的总重量为5重量％(表7)。将VAE聚合物与标准径向SBS(商品名，Solprene411)组合使用，其中所述径向SBS以基于聚合物改性沥青的总重量为3.5重量％而使用(组合物E和F)。剩余1.5重量％的聚合物由聚合物粉末(G)(Tg＝-7℃的聚乙烯醇稳定的乙酸乙烯酯/乙烯共聚物，Wacker Chemie AG的EtonisR 850)或SBR(H)(商品名，Dynasol 1205)而组成。依据上述ASTM测试方法而对例如粘度、软化点、流动性、锥入度、粘附性和低温柔韧性等的性质进行评价，并将本发明聚合物粉末改性的组合物的性质与SBS/SBR组合物进行对比(表8)。
表7：实施例2的沥青共混物
表8：实施例3的沥青共混物的性质
如果S-聚合物部分由可水分散聚合物而取代，则表6(本发明样品G与对比样品H)的对比显示在300°F的加工温度下仍然具有更低的粘度。
将G(SBS+VAE系统)与纯沥青进行对比，渗透值更接近所希望的纯沥青。但是，将H(SBS+SBR体系)和G(SBS+VAE体系)进行对比，VAE体系比H更接近于纯沥青。较低的渗透值意味着较高的易开裂性。
将G与纯沥青进行比较，拉脱强度更高。当比较纯沥青与H的性能时，必须考虑(G)性能与绝对性能的组合。
低温柔韧性的研究表明，将聚合物粉末掺入沥青配制剂中而形成具有与S-聚合物体系相当的性能的组合物。
尽管以上描述了示例性的实施方案，但是这些实施方案不意图描述本发明的所有可能的形式。相反，本说明书中所用词语是描述性的词语而不是限制性第词语，应该理解的是，可以在不背离本发明的精神和范围的情况下进行各种改变。此外，各种实施性实施方案的特征可以进行组合以形成本发明的其它实施方案。

Claims (10)

1.一种包含非水性沥青与乙酸乙烯酯/乙烯共聚物组分的聚合物改性的沥青组合物，所述共聚物组合物的乙酸乙烯酯含量基于共聚物组合物的聚合物含量为大于50重量％。
2.权利要求1的聚合物改性的沥青组合物，其中所述乙酸乙烯酯/乙烯共聚物的乙烯含量基于共聚物组合物的聚合物含量为40重量％或更少。
3.权利要求1或2的聚合物改性的沥青组合物，其中在与非水性沥青共混以形成共混物以前，所述乙酸乙烯酯/乙烯共聚物组分是呈可分散粉末的形式。
4.权利要求1-3中任一项的聚合物改性的沥青组合物，其中所述乙酸乙烯酯/乙烯共聚物组分的存在量基于聚合物改性的沥青组合物的重量为1-20重量％。
5.权利要求1-4中任一项的聚合物改性的沥青组合物，其还包含至少一种S-聚合物或GTR。
6.权利要求1-5中任一项的聚合物改性的沥青组合物，其还包含一种或多种选自以下的添加剂：抗老化剂、增链剂、加工助剂、萘油、石蜡油、蜡、填料、增粘剂、松香酯、酸、溶剂和/或增强纤维。
7.权利要求1-6中任一项的聚合物改性的沥青组合物，其中所述乙酸乙烯酯/乙烯共聚物还包含衍生自一种或多种C3-15酸的乙烯酯、C1-15醇的(甲基)丙烯酸酯、氯乙烯、丁二烯、异戊二烯和/或苯乙烯的部分，并且任选还包含衍生自烯属不饱和单羧酸和二羧酸、烯属不饱和羧酰胺和腈类、马来酸酐、烯属不饱和磺酸及其盐、N-羟甲基丙烯酰胺(NMA)和N-羟甲基甲基丙烯酰胺(NMMA)的多烯属不饱和共聚单体，和任选存在的环氧官能的共聚单体和有机硅官能共聚单体的部分。
8.一种含水沥青乳液，其中分散相包含权利要求1-7中任一项的聚合物改性的沥青组合物。
9.一种制备权利要求1-8中任一项的聚合物改性沥青组合物的方法，其中所述共混物通过将乙酸乙烯酯/乙烯共聚物、非水性沥青和任何其他成分在高于沥青软化点的温度下进行共混而制备。
10.权利要求1-7中任一项的或通过权利要求9的方法制备的聚合物改性沥青组合物在防水、密封、铺路、铺屋顶和排水应用中的用途。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112771120A (zh) * 2018-09-27 2021-05-07 巴斯夫欧洲公司 乳胶苯乙烯丁二烯粉末和包括所述粉末的沥青组合物
CN112789321A (zh) * 2019-07-12 2021-05-11 瓦克化学股份公司 预溶胀的基于乙酸乙烯酯-乙烯的可再分散的聚合物粉末组合物及其制备方法、包含其的沥青组合物
CN114423826A (zh) * 2019-09-18 2022-04-29 巴斯夫欧洲公司 制备沥青混合料组合物的方法

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10138376B2 (en) 2016-06-29 2018-11-27 Textile Rubber And Chemical Company, Inc. Reduced tracking, reduced curing time asphalt emulsion and method of making and using same
CN107474567A (zh) * 2017-09-29 2017-12-15 江苏中亿通道路新材料有限公司 一种高粘改性沥青及其制备方法
CN108314901B (zh) * 2018-02-09 2021-04-27 北京欧美中科学技术研究院 一种高粘度改性乳化沥青及其制备方法
WO2019172888A1 (en) 2018-03-06 2019-09-12 Wacker Chemie Ag Process for producing a performance grade asphalt composition
US11814506B2 (en) 2019-07-02 2023-11-14 Marathon Petroleum Company Lp Modified asphalts with enhanced rheological properties and associated methods
EP4051736A1 (en) * 2019-10-28 2022-09-07 Wacker Chemie AG Bituminous coating compositions
KR20230098305A (ko) * 2020-11-04 2023-07-03 와커 헤미 아게 Vae계 재분산성 중합체 분말 및 습윤제 기반 접착 촉진제, 이를 포함하는 아스팔트 바인더 및 아스팔트 혼합물
CN112679898B (zh) * 2020-12-23 2022-07-12 上海应用技术大学 氯乙烯丙烯酸酯共聚物改性水性沥青及其制备方法
CN113652183B (zh) * 2021-09-16 2022-11-01 凯诺建设有限公司 一种沥青基界面剂及其制备方法

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1348864A (en) * 1971-05-07 1974-03-27 Wacker Chemie Gmbh Release agents for films
EP0337282B1 (de) * 1988-04-13 1994-03-30 Perstorp Components GmbH Bituminöse Masse und deren Verwendung
CN1478820A (zh) * 2003-07-10 2004-03-03 武汉路祥工贸有限公司 路面裂缝填注材料及制备方法
CN1876723A (zh) * 2005-06-07 2006-12-13 锦湖石油化学株式会社 提高粘度的排水路面沥青改性剂及其制备方法
JP3973858B2 (ja) * 2001-06-11 2007-09-12 財団法人鉄道総合技術研究所 異種防水材料間の接合方法
WO2009017262A1 (en) * 2007-07-27 2009-02-05 Korea Kumho Petrochemical Co., Ltd. Foaming asphalt modifier
US20090148712A1 (en) * 2007-12-05 2009-06-11 Hong Xiao Viscoelastic composition and damper, and related methods
CN101824176A (zh) * 2010-03-10 2010-09-08 成都鑫利公路材料开发有限公司 沥青热再生改性剂
US20110230598A1 (en) * 2008-12-05 2011-09-22 Wacker Chemie Ag Pervious Concrete Composition
KR101239399B1 (ko) * 2012-09-18 2013-03-07 정한균 개질 아스팔트 조성물 및 그의 제조방법

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL7605185A (nl) 1975-05-14 1976-11-16 Roadways International Corp Werkwijze ter bereiding van een bekledings- mengsel voor het beschermen van corrodeerbaar metaal tegen corrosie of van gecorrodeerd metaal tegen verdere corrosie.
US5888289A (en) 1996-05-20 1999-03-30 Shell Oil Company Bitumen compositions and a process for their preparation
US8287945B2 (en) * 2007-10-05 2012-10-16 Basf Se Method and composition for enhancing the performance of an emulsion-based surface treatment
US20130184389A1 (en) 2007-10-19 2013-07-18 Toda Kogyo Corporation Resin composition for pavement, and asphalt composition for pavement and process for producing the same
DE102008043988A1 (de) 2008-11-21 2010-05-27 Wacker Chemie Ag Faserhaltige Mörtelzusammensetzung
CA2745959A1 (en) 2008-12-12 2010-06-17 Msd K.K. Dihydropyrimidopyrimidine derivatives
KR101676936B1 (ko) 2010-03-08 2016-11-16 체이스 코오포레이션 중합체 개질 바인더 및 아스팔트용 공장 혼합식 개질제 및 그 생산 방법

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1348864A (en) * 1971-05-07 1974-03-27 Wacker Chemie Gmbh Release agents for films
EP0337282B1 (de) * 1988-04-13 1994-03-30 Perstorp Components GmbH Bituminöse Masse und deren Verwendung
JP3973858B2 (ja) * 2001-06-11 2007-09-12 財団法人鉄道総合技術研究所 異種防水材料間の接合方法
CN1478820A (zh) * 2003-07-10 2004-03-03 武汉路祥工贸有限公司 路面裂缝填注材料及制备方法
CN1876723A (zh) * 2005-06-07 2006-12-13 锦湖石油化学株式会社 提高粘度的排水路面沥青改性剂及其制备方法
WO2009017262A1 (en) * 2007-07-27 2009-02-05 Korea Kumho Petrochemical Co., Ltd. Foaming asphalt modifier
US20090148712A1 (en) * 2007-12-05 2009-06-11 Hong Xiao Viscoelastic composition and damper, and related methods
US20110230598A1 (en) * 2008-12-05 2011-09-22 Wacker Chemie Ag Pervious Concrete Composition
CN101824176A (zh) * 2010-03-10 2010-09-08 成都鑫利公路材料开发有限公司 沥青热再生改性剂
KR101239399B1 (ko) * 2012-09-18 2013-03-07 정한균 개질 아스팔트 조성물 및 그의 제조방법

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
M.GARC´IA-MORALES ET AL.: "Viscous properties and microstructure of recycled eva modified bitumen", 《FUEL》 *
张金升 等: "《道路沥青材料》", 31 January 2013, 黑龙江：哈尔滨工业大学出版社 *
陈锡赟: "喷雾干燥法制取VAE粉体工艺技术", 《当代化工》 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112771120A (zh) * 2018-09-27 2021-05-07 巴斯夫欧洲公司 乳胶苯乙烯丁二烯粉末和包括所述粉末的沥青组合物
CN112789321A (zh) * 2019-07-12 2021-05-11 瓦克化学股份公司 预溶胀的基于乙酸乙烯酯-乙烯的可再分散的聚合物粉末组合物及其制备方法、包含其的沥青组合物
CN114423826A (zh) * 2019-09-18 2022-04-29 巴斯夫欧洲公司 制备沥青混合料组合物的方法
CN114423826B (zh) * 2019-09-18 2023-08-11 巴斯夫欧洲公司 制备沥青混合料组合物的方法

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