СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОМПОЗИЦИИ БИТУМНОГО ВЯЖУЩЕГО Российский патент 2010 года по МПК C08L95/00 C08L25/10 

Текст описания приведен в факсимильном виде.

Настоящее изобретение относится к способу получения композиции модифицированного полимером битумного вяжущего по существу при отсутствии сшивающих агентов, согласно которому нагревают битумный компонент в смесительной емкости до температуры от 185°С до 221°С, добавляют блоксополимерную композицию к битумному компоненту, перемешивая битумный компонент до образования гомогенной смеси битумного компонента и блоксополимерной композиции, и продолжают перемешивать гомогенную смесь, поддерживая температуру от 185°С до 221°С в течение периода времени от 4 часов до 30 часов, таким образом получая вулканизированную композицию модифицированного полимером битумного вяжущего. Используемая в способе блоксополимерная композиция включает диблоксополимер, содержащий один блок моновинилароматического углеводорода и один блок диена с сопряженными двойными связями, имеющий максимальную молекулярную массу от 30000 до 78000 и содержание винила от 35 до 80 мольных процентов, исходя из числа повторяющихся мономерных звеньев в диеновом блоке с сопряженными двойными связями, и один или возможно более блоксополимеров, содержащих по меньшей мере два блока моновинилароматического углеводорода и по меньшей мере один блок диена с сопряженными двойными связями, блоксополимер, выбранный из линейных триблоксополимеров, имеющих максимальную молекулярную массу, которая в 1,5-3,0 раза больше максимальной молекулярной массы диблоксополимера, многолучевых блоксополимеров, имеющих максимальную молекулярную массу, которая в 1,5-9,0 раз больше максимальной молекулярной массы диблоксополимера, и их смесей, где каждый блоксополимер имеет содержание винила от 35 до 80 мольных процентов, исходя из числа повторяющихся мономерных звеньев в диеновом блоке с сопряженными двойными связями, и где, когда оба компонента (1) и (2) присутствуют в блоксополимерной композиции, отношение (1) к (2) составляет более 1:1. Кроме того, настоящее изобретение относится к альтернативному варианту данного способа, композиции битумного вяжущего и блоксополимерной композиции. Технический результат - улучшение технологических характеристик композиций. 4 н. и 21 з.п. ф-лы, 8 табл.

1. Способ получения композиции модифицированного полимером битумного вяжущего по существу при отсутствии сшивающих агентов, который включает стадии, на которых
а) нагревают битумный компонент в смесительной емкости до температуры от 185 до 221°С;
б) добавляют блок-сополимерную композицию к битумному компоненту, перемешивая битумный компонент до образования гомогенной смеси битумного компонента и блок-сополимерной композиции;
в) продолжают перемешивать гомогенную смесь, поддерживая температуру от 185 до 221°С, в течение периода времени от 4 до 30 ч, таким образом получая вулканизированную композицию модифицированного полимером битумного вяжущего;
где указанная блоксополимерная композиция включает
(1) диблок-сополимер формулы А-В, где А представляет собой блок моновинилароматического углеводорода и В представляет собой блок диена с сопряженными двойными связями, причем указанный диблок-сополимер имеет максимальную молекулярную массу от 30000 до 78000 и содержание винила от 35 до 80 мол.%, исходя из числа повторяющихся мономерных звеньев в диеновом блоке с сопряженными двойными связями,
(2) один или возможно более блок-сополимеров, выбранных из блок-сополимеров формулы (а) А-В-А, имеющих максимальную молекулярную массу, которая в 1,5-3,0 раза больше максимальной молекулярной массы диблок-сополимера, и где А представляет собой блок моновинилароматического углеводорода и В представляет собой блок диена с сопряженными двойными связями, выбранного из бутадиена и смесей бутадиена и изопрена, (б) (А-В)_nX, имеющих максимальную молекулярную массу, которая в 1,5-9,0 раз больше максимальной молекулярной массы диблок-сополимера, и где А представляет собой блок моновинилароматического углеводорода и В представляет собой блок диена с сопряженными двойными связями, выбранного из бутадиена и смесей бутадиена и изопрена, n представляет собой целое число от 2 до 6, Х представляет собой остаток связующего агента, и (в) их смесей, где каждый блок-сополимер имеет содержание винила от 35 до 80 мол.%, исходя из числа повторяющихся мономерных звеньев в диеновом блоке с сопряженными двойными связями, где,
когда оба компонента (1) и (2) присутствуют в блок-сополимерной композиции, отношение (1) к (2) составляет более 1:1, и где индекс расплава блок-сополимерной композиции составляет более 15 г/10 мин, как определено с помощью ASTM D 1238, условие G (200°С, загрузка 5 кг).

2. Способ по п.1, где отношение (1) к (2) в блок-сополимерной композиции больше или равно 3:2, и количество блок-сополимерной композиции, добавленной к битумному компоненту, составляет от 2 до 36 мас.%, исходя из общей массы композиции модифицированного полимером битумного вяжущего.

3. Способ по п.1, дополнительно включающий добавление блок-сополимера формулы C-D-C или (C-D)_nX на стадии (б), где С представляет собой стирольный блок и D представляет собой блок диена с сопряженными двойными связями, где указанный диен с сопряженными двойными связями выбран из бутадиена, изопрена и их смесей, n представляет собой целое число от 2 до 6, Х представляет собой остаток связующего агента, причем этот дополнительный блок-сополимер добавляют в количестве вплоть до 30 мас.% от общего количества добавленного блок-сополимера.

4. Способ по любому из пп.1-3, где В представляет собой блок бутадиена.

5. Способ по п.4, где блок-сополимерная композиция содержит блок-сополимеры А-В и А-В-А, где каждый А представляет собой стирол и каждый В представляет собой бутадиен, причем максимальная молекулярная масса блок-сополимера А-В составляет от 48000 до 78000, а содержание винила составляет от 46 до 70 мол.%, исходя из числа повторяющихся мономерных звеньев в блоке диена с сопряженными двойными связями блок-сополимера А-В, содержание полистирола в А-В составляет от 25 до 35%, максимальная молекулярная масса А-В-А в 1,8-2,5 раза больше максимальной молекулярной массы А-В и содержание винила составляет от 46 до 70 мол.%, исходя из числа повторяющихся мономерных звеньев в диеновом блоке с сопряженными двойными связями блок-сополимера А-В-А, и содержание полистирола в А-В-А составляет от 25 до 35%.

6. Способ по п.4, где блок-сополимерная композиция содержит А-В и (А-В)_nX, где каждый А представляет собой стирол, каждый В представляет собой бутадиен, n представляет собой целое число от 2 до 4 и Х представляет собой остаток связующего агента, где максимальная молекулярная масса А-В составляет от 48000 до 78000, содержание винила в А-В составляет от 46 до 70 мол.%, исходя из числа повторяющихся мономерных звеньев в блоке диена с сопряженными двойными связями блок-сополимера А-В, содержание полистирола в А-В составляет от 25 до 35%, максимальная молекулярная масса (А-В)_nX в 1,8-5,0 раз больше максимальной молекулярной массы А-В и содержание винила в (А-В)_nX составляет от 46 до 70 мол.%, исходя из числа повторяющихся мономерных звеньев в блоке диена с сопряженными двойными связями блок-сополимера (А-В)_nX, и содержание полистирола в (А-В)_nX составляет от 25 до 35%.

7. Способ по п.4, где блок-сополимерная композиция представляет собой композицию диблок-сополимера формулы А-В, где А представляет собой стирол и В представляет собой бутадиен, где максимальная молекулярная масса А-В составляет от 48000 до 78000, содержание винила составляет от 46 до 70 мол.% и содержание полистирола составляет от 25 до 35%.

8. Способ по любому из пп.5, 6 или 7, где отношение (1) к (2) в блок-сополимерной композиции составляет от 3:2 до 10:1.

9. Способ по любому из пп.5, 6 или 7, где композицию модифицированного полимером битумного вяжущего получают в форме концентрата, содержащего от 6 до 30 мас.% блок-сополимерной композиции, исходя из общей массы концентрата.

10. Способ по любому из пп.5, 6 или 7, дополнительно включающий стадию разбавления гомогенной смеси либо в процессе вулканизации, либо после вулканизации полимера в композиции модифицированного полимером битумного вяжущего.

11. Способ по п.4, где количество блок-сополимерной композиции, добавляемой к битумному компоненту, составляет от 2 до 10 мас.%, исходя из общей конечной массы используемой композиции модифицированного полимером битумного вяжущего.

12. Способ по п.1, где перемешивание на стадии (б) осуществляют при высокой скорости сдвига и перемешивание на стадии (в) осуществляют при низкой скорости сдвига.

13. Композиция битумного вяжущего для дорожных покрытий, по существу не содержащая сшивающих агентов, включающая
а) от 64 до 98% по массе битумного компонента и
б) от 2 до 36% по массе блок-сополимерной композиции, содержащей
(1) диблок-сополимер формулы А-В, где А представляет собой блок моновинилароматического углеводорода и В представляет собой блок диена с сопряженными двойными связями из бутадиена и смесей бутадиена и изопрена, где указанный диблок-сополимер имеет максимальную молекулярную массу от 30000 до 78000 и содержание винила от 35 до 80 мол.%, исходя из числа повторяющихся мономерных звеньев в блоке диена с сопряженными двойными связями, и (2) один или более блок-сополимеров, выбранных из блок-сополимеров формулы (а) А-В-А, имеющих максимальную молекулярную массу, которая в 1,5-3,0 раза больше максимальной молекулярной массы диблок-сополимера, где А представляет собой блок моновинилароматического углеводорода и В представляет собой блок диена с сопряженными двойными связями, (б) (А-В)_nX, имеющих максимальную молекулярную массу, которая в 1,5-9,0 раз больше максимальной молекулярной массы диблок-сополимера, где А представляет собой блок моновинилароматического углеводорода, В представляет собой блок диена с сопряженными двойными связями из бутадиена и смесей бутадиена и изопрена, n представляет собой целое число от 2 до 6 и Х представляет собой остаток связующего агента, (в) их смесей, где каждый блок-сополимер имеет содержание винила от 35 до 80 мол.%, исходя из числа повторяющихся мономерных звеньев в блоке диена с сопряженными двойными связями,
где индекс расплава блоксополимерной композиции составляет более 15 г/10 мин, как определено с помощью ASTM D-1238, условие G (200°С, 5 кг), и где отношение (1) к (2) в блок-сополимерной композиции составляет более 1:1.

14. Композиция по п.13, дополнительно содержащая блок-сополимер формулы C-D-C или (C-D)_nX, где С представляет собой стирольный блок и D представляет собой блок диена с сопряженными двойными связями, причем указанный диен с сопряженными двойными связями выбран из бутадиена, изопрена и их смесей, n представляет собой целое число от 2 до 6, Х представляет собой остаток связующего агента, и дополнительный блок-сополимер содержится в количестве вплоть до 30% по массе от общего количества добавленного блок-сополимера.

15. Композиция по п.13, где блок-сополимерная композиция содержит А-В и А-В-А, где каждый А представляет собой стирол и каждый В представляет собой бутадиен, максимальная молекулярная масса А-В составляет от 48000 до 78000, содержание винила в А-В составляет от 46 до 70 мол.%, исходя из числа повторяющихся мономерных звеньев в блоке диена с сопряженными двойными связями в А-В, и содержание полистирола в А-В составляет от 25 до 35%, и максимальная молекулярная масса А-В-А в 1,8-2,5 раза больше максимальной молекулярной массы А-В, содержание винила в А-В-А составляет от 46 до 70 мол.%, исходя из числа повторяющихся мономерных звеньев в блоке диена с сопряженными двойными связями в А-В-А, и содержание полистирола в А-В-А составляет от 25 до 35%.

16. Композиция по п.13, где блок-сополимерная композиция содержит блок-сополимеры А-В и (А-В)_nX, где каждый А представляет собой стирол, каждый В представляет собой бутадиен и n представляет собой целое число от 2 до 4, максимальная молекулярная масса А-В составляет от 48000 до 78000, содержание винила в А-В составляет от 46 до 70 мол.%, исходя из числа повторяющихся мономерных звеньев в блоке диена с сопряженными двойными связями в А-В, и содержание полистирола в А-В составляет от 25% до 35%, и максимальная молекулярная масса (А-В)_nX в 1,8-5,0 раз больше максимальной молекулярной массы А-В, содержание винила в (А-В)_nX составляет от 46 до 70 мол.%, исходя из числа повторяющихся мономерных звеньев в блоке диена с сопряженными двойными связями в (А-В)_nX, и содержание полистирола в (А-В)_nX составляет от 25 до 35%.

17. Композиция по п.13, где блок-сополимерная композиция представляет собой композицию диблок-сополимера формулы А-В, где А представляет собой стирол и В представляет собой бутадиен, максимальная молекулярная масса А-В составляет от 48000 до 78000, содержание винила составляет от 46 до 70 мол.% и содержание полистирола составляет от 25 до 35%.

18. Композиция по любому из пп.15, 16 или 17, где отношение (1) к (2) в блок-сополимерной композиции составляет от 3:2 до 10:1.

19. Композиция по любому из пп.15, 16 или 17, где изготовленная композиция модифицированного полимером битумного вяжущего находится в форме концентрата, содержащего от 6 до 36 мас.% блок-сополимерной композиции, исходя из общей массы концентрата.

20. Композиция по п.15, где количество блок-сополимерной композиции, добавляемой к битумному компоненту, составляет от 2 до 10 мас.%, исходя из общей конечной массы используемой композиции модифицированного полимером битумного вяжущего.

21. Блок-сополимерная композиция для получения композиции битумного вяжущего, содержащая
(1) диблок-сополимер формулы А-В, где А представляет собой блок моновинилароматического углеводорода и В представляет собой блок бутадиена, причем указанный диблок-сополимер имеет максимальную молекулярную массу от 30000 до 78000 и содержание винила от 35 до 80 мол.%, исходя из числа повторяющихся мономерных звеньев в бутадиеновом блоке, и
(2) один или более блок-сополимеров, выбранных из блок-сополимеров формулы (а) А-В-А, имеющих максимальную молекулярную массу, которая в 1,5-3,0 раза больше максимальной молекулярной массы диблок-сополимера, и где А представляет собой блок моновинилароматического углеводорода и В представляет собой блок бутадиена, (б) (А-В)_nX, имеющего максимальную молекулярную массу, которая в 1,5-9,0 раз больше максимальной молекулярной массы диблок-сополимера, и где А представляет собой блок моновинилароматического углеводорода, и В представляет собой блок бутадиена, и (в) их смесей, где каждый блок-сополимер имеет содержание винила от 35 до 80 мол.%, исходя из числа повторяющихся мономерных звеньев в бутадиеновом блоке, где индекс расплава блок-сополимерной композиции составляет более 15 г/10 мин, как определено с помощью ASTM D-1238, условие G (200°С, 5 кг), и где отношение (1) к (2) в блок-сополимерной композиции более 1:1.

22. Блок-сополимерная композиция по п.21, где блок-сополимерная композиция содержит А-В и А-В-А, где каждый А представляет собой стирол и каждый В представляет собой бутадиен, максимальная молекулярная масса А-В составляет от 48000 до 78000, содержание винила в А-В составляет от 46 до 70 мол.%, исходя из числа повторяющихся мономерных звеньев в бутадиеновом блоке А-В, содержание полистирола составляет от 25 до 35%, максимальная молекулярная масса А-В-А в 1,8-2,5 раза больше максимальной молекулярной массы А-В, содержание винила А-В-А составляет от 40 до 70 мол.%, исходя из числа повторяющихся мономерных звеньев в бутадиеновом блоке А-В-А, и содержание полистирола составляет от 25 до 35%.

23. Композиция по п.21, где блок-сополимерная композиция содержит А-В и (А-В)_nX, где каждый А представляет собой стирол, каждый В представляет собой бутадиен и n представляет собой целое число от 2 до 4, максимальная молекулярная масса А-В составляет от 48000 до 78000, содержание винила в А-В составляет от 40 до 70 мол.%, исходя из числа повторяющихся мономерных звеньев в бутадиеновом блоке А-В, содержание полистирола составляет от 25 до 35%, максимальная молекулярная масса (А-В)_nX в 1,8-5,0 раз больше максимальной молекулярной массы А-В, содержание винила в (А-В)_nX составляет от 40 до 70 мол.%, исходя из числа повторяющихся мономерных звеньев в бутадиеновом блоке (А-В)_nX, и содержание полистирола составляет от 25 до 35%.

24. Блок-сополимерная композиция по п.22 или 23, где содержание винила в сополимерах составляет от 52 до 65 мол.%.

25. Способ получения композиции модифицированного полимером битумного вяжущего, по существу, при отсутствии сшивающих агентов, который включает стадии, на которых
а) нагревают битумный компонент в смесительной емкости до достижения им расплавленного состояния;
б) добавляют блок-сополимерную композицию к битумному компоненту;
в) увеличивают температуру битумного компонента и блок-сополимерной композиции до значений от приблизительно 185 до приблизительно 221°С, перемешивая битумный компонент и блок-сополимерную композицию до образования гомогенной смеси битумного компонента и блок-сополимерной композиции;
г) продолжают перемешивать гомогенную смесь, поддерживая указанную температуру, в течение полного периода времени от примерно 4 до примерно 30 ч до образования вулканизированной композиции модифицированного полимером битумного вяжущего;
где указанная блок-сополимерная композиция включает
(1) диблок-сополимер формулы А-В, где А представляет собой блок моновинилароматического углеводорода и В представляет собой блок диена с сопряженными двойными связями, указанный диблок-сополимер имеет максимальную молекулярную массу от 30000 до 78000 и содержание винила от 35 до 80 мол.%, исходя из числа повторяющихся мономерных звеньев в блоке диена с сопряженными двойными связями диблоксополимера, и
(2) один или более блок-сополимеров, выбранных из блок-сополимеров формулы (а) А-В-А, имеющих максимальную молекулярную массу, которая в 1,5-3,0 раза больше максимальной молекулярной массы диблок-сополимера, и где А представляет собой блок моновинилароматического углеводорода и В представляет собой блок диена с сопряженными двойными связями, (б) (А-В)_nX, имеющих максимальную молекулярную массу, которая в 1,5-9,0 раз больше максимальной молекулярной массы диблок-сополимера, и где А представляет собой блок моновинилароматического углеводорода и В представляет собой блок диена с сопряженными двойными связями, и (в) их смесей, где каждый возможный блок-сополимер имеет содержание винила от 35 до 80 мол.%, исходя из числа повторяющихся мономерных звеньев в блоке диена с сопряженными двойными связями возможного блок-сополимера, где индекс расплава блок-сополимерной композиции составляет более 15 г/10 мин, как определено с помощью ASTM D-1238, условие G (200°С, 5 кг), и где, когда оба компонента (1) и (2) присутствуют в блок-сополимерной композиции, отношение (1) к (2) составляет более 1:1.