CN109804020B - 减少经粒状橡胶改性的沥青的气味 - Google Patents

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Abstract

一种减少气味的方法，其包括将活性剂和稀释剂掺入经粒状橡胶改性的液体沥青中的步骤，其中以活性剂的总重量计算，所述活性剂包含20至60wt％选自α‑己基肉桂醛、2‑(4‑叔丁基苄基)丙醛、2‑亚苄基庚醛或其混合物的醛，和沸点为至少150℃的10至40wt％一种或多种醇。一种如通过以上方法获得的经粒状橡胶改性的沥青组合物。一种如通过以上方法获得的经粒状橡胶改性的沥青组合物在道路铺面和路基材料、建筑物的隔绝层、屋顶材料和/或密封片材中的用途。

Description

减少经粒状橡胶改性的沥青的气味
技术领域
本发明涉及一种减少包含经粒状橡胶(crumb rubber)改性的沥青的组合物中的气味的方法。通过混合活性剂来减少气味。
背景技术
沥青是粘性液体或基本上由烃及其衍生物组成的固体。其可溶于三氯乙烯并在加热时逐渐软化。
沥青用于工业规模，例如用于道路铺面和路基材料、建筑物的隔绝层、密封片材和屋顶材料(如屋顶膜、屋顶油毡和屋顶叠瓦)中。尤其是当用于铺设道路或其它表面时，沥青可与矿物集料组合以形成地沥青混凝土(asphalt concrete)。矿物集料可包含沙子、砾石、(碎)石头、矿渣、再生混凝土和/或土工合成集料。在一种制备地沥青混凝土的方法中，将矿物集料和粒状橡胶组合，并且然后在地沥青生产过程中添加沥青。
粒状橡胶，也称为废轮胎橡胶(Ground Tire Rubber)，包含通常从用过的车辆轮胎获得的橡胶颗粒。将粒状橡胶并入沥青中是减少所处理轮胎的数量的可持续手段。粒状橡胶还可以改进沥青的性质。
粒状橡胶可以与沥青混合或以机械方式分散在沥青中，之后其可以用于工业规模。包含粒状橡胶的沥青也可称为经粒状橡胶改性的沥青(Crumb Rubber ModifiedBitumen，CRMB)。
在许多应用中，CRMB以软化或液化形式加工。在高于100℃，通常高于140℃或甚至高达200℃的加工温度下，CRMB中存在的挥发性物质可能会释放到空气中。尤其是硫和氮化合物可能会导致恶臭。
需要一种在加工经粒状橡胶改性的沥青时减少气味的方法。
发明内容
EP2185640B1(AU2008285878B2)描述了一种减少沥青气味的方法。将活性剂和稀释剂混合到液体沥青中。EP2185640B1是指此方法用于可能含有来自原油蒸馏的残余物以及通过裂解工艺获得的残余物的普通商业沥青的用途。其还指天然存在的沥青和各种类型沥青的混合物。提供的实例是直馏地沥青、沉淀沥青例如丙烷沥青、氧化沥青、环烷基沥青及其混合物。非常适合的沥青也可以通过与环烷基或石蜡基半柏油(flux oil)或植物油混合来生产。其也可以含有聚合物，从而产生经聚合物改性的沥青。非常适合的聚合物包括热塑性弹性体或塑性体，例如苯乙烯嵌段共聚物和/或烯烃共聚物，如乙烯/乙酸乙烯酯共聚物。
根据EP2185640B1中所述的方法制备的沥青可以用于工业规模，例如用于道路铺面和路基材料、建筑物的隔绝层(如防止水和湿气渗透到建筑物中的隔绝层)、密封片材和屋顶材料(如屋顶膜、屋顶油毡和屋顶叠瓦)中。尤其是当用于铺设道路或其它表面时，根据EP2185640B1中所述的方法制备的沥青可以与矿料集料组合以形成地沥青混凝土。矿物集料可包含沙子、砾石、(碎)石头、矿渣、再生混凝土和/或土工合成集料。在一种制备地沥青混凝土的方法中，将矿物集料和粒状橡胶组合，并且然后在地沥青生产过程中添加根据EP2185640B1中所述的方法制备的沥青。
如以上在背景技术部分中提到的，粒状橡胶可以例如通过混合或通过机械方式将其分散到沥青中来并入沥青中，之后其可以用于工业规模，例如用于道路铺面和路基材料、密封片材、建筑物的隔绝层中并用于生产屋顶材料如屋顶膜、屋顶油毡和屋顶叠瓦。
包含粒状橡胶的沥青也可称为经粒状橡胶改性的沥青(CRMB)。CRMB可以原样使用，或可以向其添加其它材料。例如，可以将矿物集料加入CRMB中以形成地沥青混凝土。
现已发现，EP2185640B1中所述的方法也可应用于经粒状橡胶改性的沥青以减少气味。
本发明涉及一种减少气味的方法，其包括将活性剂和稀释剂掺入经粒状橡胶改性的液体沥青中的步骤，其中活性剂包含：
A：20至60wt％选自以下的醛：
A1.α-己基肉桂醛，
A2.2-(4-叔丁基苄基)丙醛，
A3.2-亚苄基庚醛(2-benzylidenheptanal)，
或其混合物，
B：分子中具有至少10个碳原子的0至20wt％一种或多种其它醛，
C：沸点为至少150℃的10至40wt％一种或多种醇，
D：沸点为至少150℃的0至20wt％一种或多种萜烯，
E：沸点为至少150℃的0至10wt％酮，
F：0至10wt％碳酸酯，
其以活性剂的总重量计算。
本发明进一步涉及一种如通过本发明方法获得的经粒状橡胶改性的沥青组合物。
本发明还涉及如通过本发明获得的经粒状橡胶改性的沥青组合物在道路铺面和路基材料、建筑物的隔绝层、屋顶材料和/或密封片材中的用途。
具体实施方式
本发明涉及一种减少气味的方法，其包括将活性剂和稀释剂掺入经粒状橡胶改性的液体沥青中的步骤，其中活性剂包含：
A：20至60wt％选自以下的醛：
A1.α-己基肉桂醛，
A2.2-(4-叔丁基苄基)丙醛，
A3.2-亚苄基庚醛，
或其混合物，
B：分子中具有至少10个碳原子的0至20wt％一种或多种其它醛，
C：沸点为至少150℃的10至40wt％一种或多种醇，
D：沸点为至少150℃的0至20wt％一种或多种萜烯，
E：沸点为至少150℃的0至10wt％酮，
F：0至10wt％碳酸酯，
其以活性剂的总重量计算。
组分A至F的重量百分比是根据活性剂的总重量计算的。所用的活性剂包含组分A至F；可以存在其它活性剂。优选所用活性剂含有组分A至F，其中组分A至F的重量百分比总计为100％。
优选将活性剂和稀释剂的混合物掺入液体CRMB中。因此，掺合活性剂和稀释剂的步骤可以以单个步骤形式进行。混合物优选包含5至50wt％活性剂和95至50wt％稀释剂。优选地，将混合物以50至400ppm的量掺入液体CRMB中。这优选在高于140℃的温度下进行，特别是在150与250℃之间的温度下进行。
经粒状橡胶改性的沥青
在本发明方法中使用的经粒状橡胶改性的沥青优选是经粒状橡胶改性的沥青组合物，其包含：
(a)20至97wt％沥青；
(b)3至80wt％粒状橡胶；
其以所述经粒状橡胶改性的沥青组合物的总重量计算。
在本发明方法中使用的经粒状橡胶改性的沥青可以是如WO2010023173中所述的组合物。这些CRMB组合物显示出高的储存稳定性。以CRMB组合物的总重量计算，经粒状橡胶改性的沥青可包含20至96wt％沥青；3至80wt％粒状橡胶来；0.1至10wt％包含缩水甘油基官能团的聚合物；和0.3至5wt％蜡。
经粒状橡胶改性的沥青组合物中的沥青可以是来自蒸馏或其它加工原油的手段的残余物、天然存在的沥青或各种类型沥青的共混物。可方便使用的沥青的实例包括蒸馏或“直馏”沥青、沉淀沥青例如丙烷沥青、氧化或吹制沥青、环烷沥青或其混合物。沥青可以通过将沥青与半柏油例如芳香族环烷烃或链烷烃半柏油共混来制备。沥青也可以衍生自天然油砂源或可以含有可再生来源的组分。沥青在25℃下的渗透率(如根据EN 1426所测量)优选在10与250之间。如果沥青是沥青和半柏油的共混物，则在已将半柏油与沥青共混后，渗透率优选在10与250之间。
CRMB组合物中沥青的量优选为20至97wt％，更优选为20至96wt％，甚至更优选为30至92wt％。
经粒状橡胶改性的沥青组合物中的粒状橡胶是呈颗粒形式的任何橡胶。优选地，粒状橡胶是废轮胎橡胶。优选地，平均粒度小于5mm，更优选小于2mm并且最优选小于1mm。粒状橡胶可含有合成弹性体，如聚丁二烯或苯乙烯-丁二烯橡胶，其可从轻型车辆的轮胎获得。粒状橡胶也可以是天然橡胶，其可以从重型车辆的轮胎获得。
沥青组合物中的粒状橡胶的量优选为3至80wt％，更优选为6至70wt％。
在一个实施例中，经粒状橡胶改性的沥青组合物包含0.1至10wt％包含缩水甘油基官能团的聚合物。包含缩水甘油基官能团的聚合物优选是其中至少一些单体是含缩水甘油基的单体的共聚物，或是如WO2010023173所述其中含缩水甘油基的基团已接枝到聚合物主链上的接枝聚合物。
在一个实施例中，聚合物优选是乙烯和丙烯酸缩水甘油酯或甲基丙烯酸缩水甘油酯的共聚物，或是乙烯、丙烯酸烷酯或甲基丙烯酸烷酯和丙烯酸缩水甘油酯或甲基丙烯酸缩水甘油酯的三元共聚物。
在另一实施例中，聚合物优选是包含接枝到聚乙烯主链上的丙烯酸缩水甘油酯或甲基丙烯酸缩水甘油酯的接枝聚合物。
在一个实施例中，经粒状橡胶改性的沥青组合物包含0.3至5wt％蜡。沥青组合物中的蜡优选为石蜡，并且更优选为由费-托法(Fischer-Tropsch process)所得的蜡。优选地，石蜡包含至少90wt％直链烷烃。优选地，烷烃链长为C30至约C100。优选地，石蜡的熔点为50至110℃，更优选为80至110℃。或者，蜡是亚乙基双硬脂酰胺。
稀释剂
本发明涉及一种减少气味的方法，其包括将活性剂和稀释剂掺入经粒状橡胶改性的液体沥青中的步骤。活性剂和稀释剂可以单独加入。优选将活性剂和稀释剂的混合物掺入液体CRMB中。因此，优选本发明涉及一种方法，其包括将活性剂和稀释剂的混合物掺入经粒状橡胶改性的液体沥青中的步骤。
混合物优选含有5至50、特别是10至40wt％活性剂和95至50、特别是90至60wt％稀释剂。
优选的稀释剂包括矿物油，即烃中间馏分如基础油，以及植物油如主要由亚油酸组成的向日葵油。优选稀释剂是矿物油，更优选烃中间馏分；或植物油，更优选向日葵油；或其混合物。优选稀释剂是基础油和向日葵油，优选具有高闪点的向日葵油的混合物。
活性剂
组分A的醛选自：
A1.α-己基肉桂醛(茉莉醛H(jasmonal H))，
A2.2-(4-叔丁基苄基)丙醛(铃兰醛(Lilial))，
A3.2-亚苄基庚醛(茉莉醛)，
或其混合物。
在特别优选的实施例中，组分A含有上面指定的所有三种醛。
组分B的其它任选的醛优选地选自：
B1.3-(4-异丙基苯基)-2-甲基丙醛(仙客来醛(cyclamaldehyde))，特别是2至12wt％量，
B2.2-甲基十一醛，特别是2-8wt％量，
B3.2-甲基-3-(3,4-亚甲基-二氧基苯基)丙醛(新洋茉莉醛(helional))，特别是0.5至5wt％量，
或其混合物。
在特别优选的实施例中，组分B含有上面指定的所有三种醛。此外，EP1235768A中列出的醛也是非常适合的。存在的苯甲醛和柠檬醛的量应优选为至多5wt％。
优选地，天然存在的醇用作组分C。醇优选地选自：
C1.沸点为198℃的芳樟醇(linalol)，特别是5至25wt％量，
C2.沸点为253℃的丁香油酚(eugenol)，特别是3至12wt％量，
C3.沸点为230℃的香叶醇，特别是3至12wt％量，
C4.沸点为219℃的α-松油醇，特别是0.5至5wt％量，
或其混合物。
在特别优选的实施例中，组分C含有上面指定的所有四种醇。其它醇类，如香草醛和百里酚也是非常适合的。
组分D的任选萜烯优选地选自：
D1.沸点为176℃的柠檬烯，特别是0.5至5wt％量，
D2.沸点为156℃的α-蒎烯(alpha-pinene)，特别是0.5至5wt％量，
或其混合物。
在特别优选的实施例中，组分D含有上面指定的两种萜烯。存在于天然精油中的萜烯以及WO2004099352A中列出的萜烯也是非常适合的。
非常适合作为任选组分E中的酮是例如：二苯甲酮、丁基甲基酮和1,8-桉树脑，以及天然精油中存在的其它酮。WO2004099352A中列出的酮也是非常合适的。
非常适合作为任选组分F的碳酸酯是例如：水杨酸苄酯、丁酸戊酯、丁酸乙酯和乙酸戊酯，以及EP1235768A(WO0136354A1)中列出的其它碳酸酯。
应用
本发明进一步涉及如通过本发明方法获得的经粒状橡胶改性的沥青组合物。
本发明还涉及如通过本发明获得的经粒状橡胶改性的沥青组合物在道路铺面和路基材料、建筑物的隔绝层，尤其是防止水和湿气渗透到建筑物中的隔绝层、屋顶材料(如屋顶膜、屋顶油毡和屋顶叠瓦)和/或密封片材中的用途。在所有所述应用中，CRMB优选以液化形式加工。
根据本发明方法制备的任选地用其它沥青进行稀释的经粒状橡胶改性的沥青组合物适用于制备可用于铺砌应用的地沥青混合物。因此，本发明进一步提供一种包含根据本发明的CRMB组合物并且进一步包含集料的地沥青混合物。集料可以由填料、沙子和/或石头组成。
实例
现将通过以下实例说明本发明。
实例1
当在不掺合活性剂和稀释剂的情况下加工液体CRMB时，会注意到非常强的臭味。所述气味可以与烧焦轮胎的气味进行比较。
包含5至50wt％活性剂和95至50wt％稀释剂的混合物的掺入减少了所述气味。
在185℃的温度下将0.14克混合物加入2kg CRMB(即70ppm)中减轻了所述气味。
在185℃的温度下将0.28克混合物加入2kg CRMB(即140ppm)中显著减轻了所述气味。
在185℃的温度下将0.42克混合物加入2kg CRMB(即210ppm)中大大地减轻了所述气味，使得CRMB闻起来像不含粒状橡胶的沥青。

Claims (14)

1.一种减少气味的方法，其包括将活性剂和稀释剂掺入经粒状橡胶改性的液体沥青中的步骤，其中所述活性剂包含：
A：20至60wt％选自以下的醛：
A1.α-己基肉桂醛，
A2.2-(4-叔丁基苄基)丙醛，
A3.2-亚苄基庚醛，
或其混合物，
B：分子中具有至少10个碳原子的0至20wt％一种或多种其它醛，
C：沸点为至少150℃的10至40wt％一种或多种醇，
D：沸点为至少150℃的0至20wt％一种或多种萜烯，
E：沸点为至少150℃的0至10wt％酮，
F：0至10wt％碳酸酯，
其以活性剂的总重量计算；
其中将5至50wt％活性剂和95至50wt％稀释剂的210至400ppm的混合物与所述经粒状橡胶改性的液体沥青组合物掺合。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述稀释剂是矿物油。
3.根据权利要求2所述的方法，其中将5至50wt％活性剂和95至50wt％稀释剂的210至400ppm的混合物与包含以下的经粒状橡胶改性的液体沥青组合物掺合：
(a)20至96wt％沥青；
(b)3至80wt％粒状橡胶；
其以所述经粒状橡胶改性的沥青组合物的总重量计算。
4.根据权利要求2所述的方法，其中将5至50wt％活性剂和95至50wt％稀释剂的210至400ppm的混合物与包含以下的经粒状橡胶改性的液体沥青组合物掺合：
(a)20至96wt％沥青；
(b)3至80wt％粒状橡胶；
(c)0.1至10wt％包含缩水甘油基官能团的聚合物；和
(d)0.3至5wt％蜡；
其以所述经粒状橡胶改性的沥青组合物的总重量计算。
5.根据权利要求3或4所述的方法，其中组分B选自：
B1.3-(4-异丙基苯基)2-甲基丙醛，
B2.2-甲基十一醛，
B3.2-甲基-3-(3,4-亚甲基-二氧基苯基)丙醛，
或其混合物。
6.根据权利要求3或4所述的方法，其中组分C选自：
C1.芳樟醇，
C2.丁香油酚，
C3.香叶醇，
C4.α-松油醇，
或其混合物。
7.根据权利要求3或4所述的方法，其中组分D选自：
D1.柠檬烯，
D2.α-蒎烯，
或其混合物。
8.根据权利要求4所述的方法，其中所述包含缩水甘油基官能团的聚合物是乙烯和丙烯酸缩水甘油酯或甲基丙烯酸缩水甘油酯的共聚物，或是乙烯、丙烯酸烷酯或甲基丙烯酸烷酯和丙烯酸缩水甘油酯或甲基丙烯酸缩水甘油酯的三元共聚物。
9.根据权利要求4所述的方法，其中所述包含缩水甘油基官能团的聚合物是包含接枝到聚乙烯主链上的丙烯酸缩水甘油酯或甲基丙烯酸缩水甘油酯的接枝聚合物。
10.根据权利要求4所述的方法，其中所述蜡是由费-托法所得的石蜡，或亚乙基双硬脂酰胺。
11.根据权利要求1所述的方法，其中所述稀释剂包含烃中间馏分。
12.根据权利要求1所述的方法，其中所述稀释剂包含植物油。
13.一种如通过权利要求1至12中任一项获得的经粒状橡胶改性的沥青组合物。
14.一种如通过权利要求1至12中任一项获得的经粒状橡胶改性的沥青组合物在道路铺面和路基材料、建筑物的隔绝层、屋顶材料和/或密封片材中的用途。
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