自由流動(dòng)的顆粒狀合成生料彈性體組合物及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明描述了自由流動(dòng)的顆粒狀生料彈性體組合物，其中此組合物包括分子量為50,000至400,000Da的生料彈性體與含有能夠在水中形成乳液的無(wú)機(jī)填充劑的防粘連劑。同樣，制備所述自由流動(dòng)的顆粒狀生料彈性體組合物的方法包括如下步驟：a)通過溶液聚合法聚合至少一種單體，以獲得彈性體屑粒；b)形成彈性體屑粒的水懸浮液；c)將水懸浮液脫水；d)添加含有能夠在水中形成乳液的無(wú)機(jī)填充劑的防粘連劑；e)干燥脫水后的懸浮液；和f)將彈性體?；纬勺杂闪鲃?dòng)的顆粒狀生料彈性體組合物。制取的自由流動(dòng)的顆粒狀生料彈性體組合物可用作粘合劑組合物，用于瀝青改性或乳化。
【專利說(shuō)明】自由流動(dòng)的顆粒狀合成生料彈性體組合物及其制備方法
[0001]相關(guān)申請(qǐng)
[0002]本申請(qǐng)要求2011年3月25日申請(qǐng)的、申請(qǐng)?zhí)枮?1/467，733的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)的優(yōu)先權(quán)，上述申請(qǐng)的公開內(nèi)容并入本文以作參考。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本發(fā)明涉及彈性體組合物的生產(chǎn)、存儲(chǔ)和應(yīng)用技術(shù)，更具體而言，本發(fā)明涉及自由流動(dòng)的顆粒狀彈性體組合物及其制備方法。
_4] 發(fā)明背景
[0005]合成 彈性體通常可用于各種不同的用途，包括本發(fā)明所述應(yīng)用或用作其他聚合物或材料的力學(xué)性能和/或流變性能的改性劑。然而，許多彈性體，例如原始狀態(tài)的丁苯橡膠(SBR)等，都易凝聚成塊，這一方面使其擁有了廣泛的實(shí)用性，例如用作粘合劑或抗沖擊改性劑，但另一方面也使其原始狀態(tài)的同類產(chǎn)品更難于處理。
[0006]例如，最常見的商用生料彈性體是SBR彈性體，苯乙烯單體含量在3%到45% w/w之間，其余為丁二烯。由于丁二烯含量較高，因此，粘性是這些材料最顯著的特性之一，這主要是因?yàn)槠洳ＡЩD(zhuǎn)變溫度(從固體轉(zhuǎn)變?yōu)檎硰椥噪A段)低于-20°C。而且，將該聚合物加熱至高于環(huán)境溫度，甚至再施加壓力時(shí)，其粘性增強(qiáng)。當(dāng)丁二烯和苯乙烯主要處于無(wú)規(guī)狀態(tài)和聚苯乙烯嵌段減少時(shí)，粘性現(xiàn)象增強(qiáng)。
[0007]這種粘著特性使得這類自由流動(dòng)的顆粒狀、碎屑狀或微粒狀的SBR彈性體不可能商業(yè)化(co_erialize),因?yàn)轭w粒之間的粘性隨著時(shí)間不斷增強(qiáng)而自然結(jié)塊，這種現(xiàn)象也稱為“冷流”?；诖?，無(wú)論聚合過程如何，這種SBR彈性體都以塊狀固體的形式出售，其重量也超過25千克。
[0008]因此，商業(yè)應(yīng)用中的生料彈性體通常為大塊狀，并根據(jù)最終應(yīng)用將其進(jìn)一步切削、碾磨或采用其他方式將其加工為較小的顆粒。這種減小粒度的加工必須現(xiàn)場(chǎng)完成或在最接近最終處理工藝的時(shí)間進(jìn)行，否則，生料彈性體會(huì)再次凝聚并形成大固體塊。
[0009]為暫時(shí)維持生料彈性體的小顆粒狀態(tài)，現(xiàn)有技術(shù)采用了各種不同的防粘連劑和分隔劑，從滑石或無(wú)機(jī)填充劑到絡(luò)合物，其中已經(jīng)使用了樹脂、其他聚合物和蠟狀物。然而，這些處理劑大部分具有以下至少一種缺點(diǎn):
[0010]a)為了應(yīng)用于彈性體或應(yīng)用于彈性體之后，它們需要進(jìn)行一些類型的處理(加熱、化學(xué)處理或其他類型的處理)。
[0011]b)它們由于危及粘度、機(jī)械或流動(dòng)性質(zhì)，在最終應(yīng)用之后損害彈性體的性能。
[0012]c)防粘連行為需要的用量非常大。
[0013]d)防粘連效果受到溫度條件和時(shí)間長(zhǎng)短限制。
[0014]顯然，上述所有缺點(diǎn)都嚴(yán)重影響了適用性或造成經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，使得大部分防粘連劑不可用或用于已經(jīng)進(jìn)一步調(diào)配、交聯(lián)或硫化的彈性體組合物時(shí)受限，因此，使用少量的處理劑獲得所需防粘連效果只是暫時(shí)的。然而，當(dāng)應(yīng)用至原生或生料彈性體組合物時(shí)，這種處理劑通常不會(huì)長(zhǎng)期有效，不能使之長(zhǎng)期以粒狀、屑?；蛄Ａ仙虡I(yè)化、保存和處理。[0015]最容易產(chǎn)生上述問題的一個(gè)應(yīng)用是彈性體組合物的浙青改性。
[0016]浙青是一種粘滯的粘性黑色材料，作為路面構(gòu)造混合料中的粘結(jié)劑，以及作為防水材料使用。鑒于浙青是高度防滲的粘合性和內(nèi)聚性材料，能夠承受瞬時(shí)高應(yīng)力和在恒定負(fù)載作用下流動(dòng)，它具有符合以下功能的構(gòu)造路面的理想特性:i)對(duì)路面結(jié)構(gòu)進(jìn)行防水，使其對(duì)水分十分靈敏并有效防止雨水滲透；ii)在凝聚物之間提供緊密的結(jié)合和內(nèi)聚力，能夠承受車輛負(fù)載產(chǎn)生的崩解力學(xué)作用。
[0017]然而，在原生狀態(tài)下，浙青具有流變和熱機(jī)械特性，從而限制了其在鋪路中的應(yīng)用和實(shí)用性。例如，原生浙青的常規(guī)軟化溫度范圍為50°C至60°C (流變失效溫度或RFT)。然而，使用聚合物會(huì)使該溫度提高，使RFT超過60°C，從而使浙青更加耐受與車輛滾動(dòng)有關(guān)的摩擦損失。
[0018]另一個(gè)感興趣的特性是，原生浙青具有典型的PG64-10的SUPERPAVE(高性能浙青路面)PG型性能等級(jí)。在聚合物的幫助下，PG范圍可擴(kuò)展至82-22PG級(jí)。
[0019]本發(fā)明發(fā)展用聚合物改性的浙青以降低道路浙青混凝土在生產(chǎn)、存儲(chǔ)和應(yīng)用中的能量要求。該改性浙青使用可通過高分子鏈的硫化、晶體形成或纏結(jié)而形成三維網(wǎng)絡(luò)的聚合物。
[0020]通過聚合物將浙青改性的目的是:
[0021]a)在高溫下產(chǎn)生更具粘性的粘合劑,從而減少構(gòu)成承受層(bearing layer)和增加剛度的混合料的永久變形；
[0022]b)減少因低溫?zé)嵝?yīng)和疲勞導(dǎo) 致的裂紋，由此增加彈性；
[0023]c)擁有最佳粘合特性的粘合劑。
[0024]通常使用分子質(zhì)量約為50，000至500，000道爾頓的生料狀態(tài)的SBR彈性體組合
物將浙青改性。如前文所述，彈性體以塊狀形式存儲(chǔ)和商用，隨后需要用戶在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行粉碎或研磨，從而因能源消耗、勞動(dòng)力和時(shí)間增加了浙青改性的總工藝成本。
[0025]為解決上述問題，現(xiàn)有技術(shù)嘗試了各種解決方案。
[0026]一種解決方案是將SBR彈性體在水中乳化，以促進(jìn)其加入浙青中。然而，對(duì)于分子量(Mw)超過100，000道爾頓的聚合物來(lái)說(shuō)，乳化過程困難重重，此外，除浙青氧化產(chǎn)生過早老化因素，從而縮短鋪路應(yīng)用的有用壽命外，浙青改性過程采用的溫度通常高于水的蒸發(fā)溫度，引發(fā)水的閃蒸或突發(fā)的水蒸汽，這可導(dǎo)致意外發(fā)生。
[0027]這些經(jīng)乳化的彈性體在浙青乳液中有一些應(yīng)用，在現(xiàn)有技術(shù)中也是廣為人知的。這些乳液是浙青和乳化劑的混合物，該乳化劑和水形成穩(wěn)定的乳液，允許其施用在冷的浙青表面，即，溫度低于100°c。
[0028]在美國(guó)專利6，136，899中描述了這些技術(shù)中的一種，其中可使用特定類型的SBR乳液改性浙青混凝土，從而大大改進(jìn)其制備的浙青混凝土對(duì)可有效預(yù)防所用浙青混凝土產(chǎn)生擠壓、車碾和低溫開裂的耐性。這種SBR乳液幾乎與所有類型的浙青相容，改性后的浙青具有極強(qiáng)水平的測(cè)力延度、強(qiáng)度和韌度。根據(jù)該專利，在其發(fā)明實(shí)踐中用于改性浙青的SBR是如下物質(zhì)的混合物:Q)平均Mw為至少約為300，000道爾頓的高分子量(Mw)苯乙烯-丁二烯橡膠；(?)平均Mw低于約280，000道爾頓的低Mw苯乙烯-丁二烯橡膠；其中高M(jìn)w苯乙烯-丁二烯橡膠與低Mw苯乙烯-丁二烯橡膠的比例為約80:20至約25:75，且彈性體組合物要發(fā)揮作用還需要其他特性。[0029]另一方面，美國(guó)專利6，503，968公開了苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物和苯乙烯-丁二烯乳膠的浙青改物，其中涉及的浙青改性物包含5-30wt%的分散的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物和70-95wt%的分散的苯乙烯-丁二烯乳膠，具有優(yōu)良的抗塑性變形特性，同時(shí)預(yù)防低溫開裂的發(fā)生。然而，如前文所述，由于該技術(shù)具有需要蒸發(fā)水分以恢復(fù)彈性體的缺點(diǎn)，在有些情況下，特別當(dāng)在超過100°C的高溫下改性浙青時(shí)，產(chǎn)生上述問題。此外，其應(yīng)用需要大量的聚合物乳膠乳液，鑒于這些材料的固體含量在低于70%的水平波動(dòng)，這影響最終的操作成本。
[0030]美國(guó)專利5，927，620公開了一種處理用于浙青組合物的屑狀橡膠粒子的改良方法，其特征在于激活粒子以增強(qiáng)粒子的流變特性。通過向其加水形成屑狀橡膠粒子的漿料。將漿料加熱至85-90°C，使粒子中過量的油和化學(xué)物質(zhì)釋放至漿料中。將漿料干燥，制得具有增強(qiáng)的流變特性的細(xì)顆粒橡膠產(chǎn)品。這種材料的缺點(diǎn)是，它不再是原生態(tài)材料，而是與一些添加物(例如輪胎配制物的主要成分炭黑)混合而成的交聯(lián)材料。
[0031]同樣，美國(guó)專利6，884，831涉及采用分隔劑的改性浙青及制造其的方法，其特征在于，通過向聚合物改性劑材料如合成橡膠中添加分隔劑以預(yù)防橡膠再次聚集。該分隔劑的成分十分復(fù)雜，包括酹醒樹脂(phenyl formaldehyde resin)和臘的混合物。盡管報(bào)道使用這種分隔劑在浙青中分散改性劑材料需要的時(shí)間縮短且改性浙青的粘度降低，但這種技術(shù)要求高溫以使分隔劑并入聚合物中，并且由于其中包含了樹脂和蠟，因此，其在乳液中的使用及在正常生產(chǎn)過程中并入聚合物原料變得成本高昂且難度大，因?yàn)樘砑觿┖退幌嗳?，顯然非常難于乳化，由此使得整個(gè)過程因并入聚合物的能量需要和在浙青應(yīng)用時(shí)需要加入其他處理劑和添加劑變得更加昂貴。
[0032]美國(guó)專利7，371，794和7，847，006中也發(fā)現(xiàn)了相同的缺點(diǎn)，其中提到包含酚醛樹脂和蠟的同類型分隔劑，后者專利中還添加了沉淀法二氧化硅。顯而易見，這些包括蠟和樹脂的添加劑的缺點(diǎn)已十分普遍，其中在聚合物中添加分隔劑的優(yōu)選溫度超過100°c，以及為增加樹脂和蠟的流動(dòng)性，預(yù)熱步驟十分必要。
[0033]同樣，美國(guó)專利申請(qǐng)2010/0187718涉及制備改性聚合物的方法，其特征在于通過使用交聯(lián)劑，用擠壓的方式再包膠(re-capsulating)聚合物,交聯(lián)劑與合成橡膠粒子材料混合形成混合物，然后將該混合物`加熱，運(yùn)送至擠出機(jī)。擠出機(jī)進(jìn)一步加熱該混合物，產(chǎn)生改性聚合物材料的線料，然后將該線料冷卻并造粒，形成再包膠的改性聚合物小顆粒。在粒料中添加其他專利中描述的同類型分隔劑或防粘連劑，即酚醛樹脂和蠟，以防止改性聚合物再聚集。
[0034]上文提及的美國(guó)專利中描述的改性劑材料或防粘連添加劑具有能夠解決生料彈性體顆粒結(jié)塊問題的性能，但由于其中包含樹脂和蠟，制備過程中會(huì)產(chǎn)生許多問題，由于使用的溫度，彈性體生產(chǎn)過程中干燥系統(tǒng)中的問題，以及增加內(nèi)部壓力并需要更多添加劑或處理，使得其應(yīng)用將十分困難且價(jià)格昂貴。
[0035]因此，現(xiàn)有技術(shù)中并未提出或描述自由流動(dòng)顆粒狀生料彈性體組合物，該組合物除了允許以顆粒形式商業(yè)化、儲(chǔ)存和應(yīng)用之外，還能夠提高橡膠進(jìn)一步應(yīng)用的性能，盡管使用了防粘連劑或分隔劑，但仍能夠維持彈性體組合物作為浙青改性材料、或粘合劑或進(jìn)行典型橡膠應(yīng)用時(shí)的性能。此外，沒有任何技術(shù)允許在不需要進(jìn)一步處理或使用更多添加劑的情況下并入防粘連劑或分隔劑，同時(shí)又能在最后應(yīng)用中不損害彈性體的性能，在長(zhǎng)時(shí)間儲(chǔ)存和重量較大時(shí)達(dá)到防粘連效果，從而允許以屑粒、小球或顆粒形式商業(yè)化。
[0036]發(fā)明概沭
[0037]發(fā)明目的
[0038]考慮到現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明的目的是提供自由流動(dòng)的顆粒狀生料彈性體組合物，該組合物能夠以自由流動(dòng)的顆粒狀形式獲得、儲(chǔ)存并實(shí)現(xiàn)商業(yè)化，在運(yùn)輸和使用過程中允許長(zhǎng)時(shí)間保持此形式，無(wú)需再次壓縮且避免形成大塊而應(yīng)用困難。
[0039]此外，本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供自由流動(dòng)的粒狀生料彈性體組合物，使得除了在最后應(yīng)用階段保持原材料的預(yù)期性能之外，其在一些應(yīng)用中使用時(shí)增強(qiáng)某些性能，但無(wú)需進(jìn)一步處理或使用添加劑。
[0040]本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供自由流動(dòng)的粒狀生料彈性體組合物，使得其可以比現(xiàn)有技術(shù)中相同應(yīng)用中使用的其他組合物的用量更少。
[0041]本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供獲得自由流動(dòng)的粒狀彈性體組合物的方法，使其輕松用于乳化應(yīng)用且生產(chǎn)時(shí)無(wú)需加熱，在生料彈性體組合物生產(chǎn)過程中，無(wú)需使用蠟或復(fù)合添加劑，但允許在最后應(yīng)用如浙青、浙青乳液、添加劑或橡膠成型中容易進(jìn)一步處理。
[0042]本發(fā)明的另一個(gè)目的是通過添加自由流動(dòng)的粒狀生料彈性體組合物(包括在浙青乳液中的使用)提供具有增強(qiáng)的機(jī)械性能的改性浙青。
[0043]本發(fā)明的另一目的是提供粘合劑組合物，其粘合性能保持高于作為粘合劑應(yīng)用所要求的最低參數(shù)，但為自由流動(dòng)的粒狀且沒有顯示聚集。
[0044]上述所有目的均由如下生料彈性體組合物實(shí)現(xiàn)，該組合物包括分子量為50000至400000Da的彈性體和包含可乳`化無(wú)機(jī)填充劑的防粘連劑。獲得該組合物的方法包括在生料彈性體的最后干燥階段添加防粘連劑的步驟，其中防粘連劑可以乳液或固體形式添加，無(wú)需預(yù)處理或額外加熱來(lái)并入。
附圖簡(jiǎn)介
[0045]所附權(quán)利要求中特別列出了本發(fā)明的新特征。然而，閱讀下列【具體實(shí)施方式】的詳細(xì)描述與附圖時(shí)，將會(huì)更好地理解發(fā)明本身以及其他目的和優(yōu)勢(shì)，其中:
[0046]圖1是顯示根據(jù)本發(fā)明研發(fā)的獲得自由流動(dòng)的顆粒狀生料彈性體組合物的方法的步驟順序的方框圖。
[0047]圖2顯示了所述自由流動(dòng)的顆粒狀生料彈性體組合物的幾種【具體實(shí)施方式】的最高流變失效溫度(RFT)。
[0048]圖3顯示了所述自由流動(dòng)顆粒狀彈性體組合物的另外的【具體實(shí)施方式】的最高流變失效溫度(RFT)。
[0049]發(fā)明詳沭
[0050]盡管無(wú)機(jī)填充劑對(duì)彈性體組合物的性能會(huì)產(chǎn)生正常影響，但通過使用可乳化的無(wú)機(jī)填充劑，本發(fā)明可提供自由流動(dòng)顆粒狀彈性體組合物，該組合物能夠以自由流動(dòng)顆粒形式獲得、儲(chǔ)存并實(shí)現(xiàn)商業(yè)化，在運(yùn)輸和使用過程中能夠長(zhǎng)時(shí)間保持此形式，無(wú)需再次壓縮，除了在最終應(yīng)用中保持原材料的預(yù)期性能外，還能夠在一些應(yīng)用中使用時(shí)增強(qiáng)一些性能，無(wú)需進(jìn)一步處理或使用添加劑。
[0051]根據(jù)本發(fā)明的原理，所述自由流動(dòng)的顆粒狀生料彈性體組合物包含:[0052]a)分子量為50，000至400，OOODa的生料彈性體；和
[0053]b)總重量為0.1%至15%的防粘連劑，其包含能夠在水中形成乳液的無(wú)機(jī)填充劑。
[0054]在此使用的術(shù)語(yǔ)“生料彈性體”指的是，從聚合過程中獲得后未經(jīng)過交聯(lián)、硫化或化學(xué)處理的任何彈性體。
[0055]在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中，彈性體選自溶液-SBRjUf -SBR、SB 二嵌段共聚物和遞變?nèi)抖喂簿畚?，但丁二烯含量高?0%重量比的苯乙烯-丁二烯共聚物是特別優(yōu)選的。[0056]遞變?nèi)抖喂簿畚锇ǖ粌H限于，由不同大小和嵌段數(shù)目的苯乙烯(S)、丁二烯(B)和/或異戊二烯(I)的嵌段共聚物制成的彈性體和熱塑性彈性體。此類彈性體和熱塑性彈性體的實(shí)例包括(S/B-富含)-(B/S-富含)-S、(S/Ι-富含)-(Ι/S-富含)-S、(S/B) -S、(S/I)-S、(S/B)m-S 和(S/I)m-S (其中 m 為整數(shù))、S-(S/B-富含)-(B/S-富含)-S、S-(S/1-富含)-(Ι/S-富含)-S、S- (B/S-富含)-(S/B-富含)-(B/S-富含)-S、S- (Ι/S-富含)-(S/1-富含)-(Ι/S-富含)-S、[S- (B/S-富含)-(S/B-富含)]n-X、[S- (I/S-富含)-(S/1-富含)]n-X、X- [S- (B/S-富含)-(S/B-富含)]n、X- [S- (I/S-富含)-(S/1-富含)]η (其中 X是偶聯(lián)劑或多官能引發(fā)劑的殘基，η是2至大約30的整數(shù))遞變?nèi)抖喂簿畚锛捌浣?jīng)氫化、選擇性氫化和部分氫化的對(duì)應(yīng)物。美國(guó)專利申請(qǐng)13/361，740公開了這些遞變?nèi)抖喂簿畚铮搶＠暾?qǐng)經(jīng)引用納入此處。
[0057]至于防粘連劑中所含的無(wú)機(jī)填充劑，它們選自金屬碳酸鹽、金屬硫酸鹽、金屬氧化物、金屬氫氧化物、金屬硅鋁酸鹽、氧化鋁、二氧化硅、滑石及其組合，并結(jié)合同樣能夠在水中形成乳液的相容乳化劑；無(wú)機(jī)填充劑優(yōu)選選自碳酸鈣、硫酸鎂、氧化鈣、二氧化鈦、氫氧化鈣、硅鋁酸鉀、硅鋁酸鈣、氧化鋁、二氧化硅、滑石及其組合，無(wú)機(jī)填充劑更優(yōu)選選自硫酸鎂、二氧化鈦、氫氧化鈣、二氧化硅、硅鋁酸鉀、硅鋁酸鈣、滑石及其組合；乳化劑無(wú)機(jī)填充劑選自碳原子數(shù)少于20的有機(jī)脂肪酯(更優(yōu)選硬脂酸鹽)的堿金屬鹽。
[0058]在特別優(yōu)選的實(shí)施方式中，防粘連劑包含下列成分:[0059]a) 3-9%w/w的氫氧化鈣；[0060]b) 0.3-1.l%w/w 的滑石；[0061]c)0.5-2%w/w 的二氧化鈦；[0062]d)0.3-l%w/w的鋁硅酸鈣；[0063]e) 0.2-0.7%w/w的鋁硅酸鉀[0064]f) 0.5-1.5%w/w 的硫酸鎂；[0065]g)75-85%w/w的二氧化娃；以及[0066]h)7-ll%w/w的硬脂酸鈣。[0067]可使用粉末形式或含量為大約5%重量到大約50%重量的水基乳液形式的防粘連劑。在本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】中，按重量計(jì)算，添加2%至8%的防粘連劑。[0068]本發(fā)明中的自由流動(dòng)的顆粒狀生料彈性體組合物的最大粒度為2英寸，在190°、
2.16kg和在200°C、5kg分別測(cè)得的熔體流動(dòng)指數(shù)為3至13.1克/10分鐘，連續(xù)90個(gè)小時(shí)在50°C持續(xù)施加2.76千克力之后，需要最大15千克力再次恢復(fù)至顆粒狀。
[0069] 獲得本發(fā)明中自由流動(dòng)的顆粒狀生料彈性體組合物的方法，如圖1所示，包括以下步驟:[0070]a)通過溶液聚合法聚合至少一種單體，以獲得彈性體屑粒；
[0071]b)形成彈性體屑粒的水懸浮液，以去除聚合溶劑和殘留物；
[0072]c)將水懸浮液脫水至最大含水量達(dá)到25重量％ ；
[0073]d)添加0.1%至15%的含有能夠在水中形成乳液的無(wú)機(jī)填充劑的防粘連劑；
[0074]e)干燥脫水后的懸浮液至最大含水量達(dá)到1% ;和
[0075]f)將彈性體微?；纬勺畲罅６葹?英寸的自由流動(dòng)的顆粒狀生料彈性體組合物。
[0076]所述方法中的聚合和懸浮步驟在現(xiàn)有技術(shù)中是眾所周知，聚合作用和懸浮的具體條件是本領(lǐng)域技術(shù)人員容易知道的且取決于所得彈性體的最終應(yīng)用。
[0077]在本發(fā)明的特別優(yōu)選的實(shí)施方式中，通過使用單螺桿芯軸類型的擠出設(shè)備執(zhí)行脫水步驟，其中螺桿蓋在擠出設(shè)備的較低部分設(shè)置了凸條(rib)，部分敞開以便排出擠壓出來(lái)的水，但不會(huì)使?jié)竦膹椥泽w塊排出。
[0078]同樣地，通過擠壓工序執(zhí)行干燥步驟。優(yōu)選通過擠出設(shè)備料斗添加防粘連添加劑。對(duì)于干燥步驟，特別優(yōu)選具有可變構(gòu)造的單螺桿擠出設(shè)備。
[0079]在干燥步驟采用擠壓工藝的優(yōu)選實(shí)施方式中，將離開擠出機(jī)的彈性體立即?；?，然后將所得粒料任選進(jìn)一步干燥，優(yōu)選通過采用熱空氣的流化床工藝。
[0080]在本發(fā)明的其他實(shí)施方式中，再次向最終獲得的粒料噴灑固含量為約5%_約50%重量的乳液形式的防粘連添加劑。
[0081]本發(fā)明的自由流動(dòng)的顆粒狀生料彈性體組合物可以用袋子或硬紙箱包裝，至多I噸；其形狀將保持至少一年，期間自`由流動(dòng)且不會(huì)再聚結(jié)。
[0082]本發(fā)明的自由流動(dòng)的顆粒狀生料彈性體組合物可用作粘合劑組合物，該組合物在粘合劑應(yīng)用所需的最小參數(shù)以上保持其粘合特性，甚至當(dāng)其為自由流動(dòng)的顆粒形態(tài)和不聚集時(shí)也是如此，盡管其含有無(wú)機(jī)化合物。另外，通過在浙青中添加1-6%重量的所述自由流動(dòng)的顆粒狀生料彈性體組合物，本發(fā)明的自由流動(dòng)的顆粒狀生料彈性體組合物可用于獲得改性浙青。由此獲得的改性浙青的最高流變失效溫度(RFT)為至少90°C。而且，通過在浙青乳液中添加1-6%重量的所述自由流動(dòng)的顆粒狀生料彈性體組合物，本發(fā)明的自由流動(dòng)的顆粒狀生料彈性體組合物可用于獲得改性浙青乳液。
實(shí)施例
[0083]使用本發(fā)明的方法，進(jìn)行脫水和干燥擠壓工藝，獲得含有SBR彈性體的本發(fā)明【具體實(shí)施方式】的不同粒料，在不添加防粘連添加劑以及含有不同用量的添加防粘連添加劑的情況下，對(duì)其進(jìn)行性能評(píng)估。所有實(shí)施例的脫水步驟均通過稱為單螺桿芯軸類型的擠出設(shè)備予以實(shí)施。
[0084]進(jìn)而，所有實(shí)施例的干燥步驟都通過具有可變構(gòu)造的單螺桿類型的擠出設(shè)備予以實(shí)施，將離開擠出機(jī)的彈性體立即?；@的粒料通過流化床工藝用熱空氣進(jìn)行干燥，但實(shí)施例1和實(shí)施例3除外。
[0085]實(shí)施例1一不含防粘連劑的生料彈性體。
[0086]如上所述獲得SBR彈性體，采用的分子量為109，000道爾頓，單體配比為25/75苯乙烯/ 丁二烯，但此過程中未使用防粘連劑。本實(shí)施例獲得的材料命名為E1，對(duì)其表征并用作測(cè)試中的對(duì)比參考。
[0087]實(shí)施例2—本發(fā)明的含防粘連劑的生料彈性體。
[0088]SBR彈性體可按實(shí)施例1中的描述獲得，但在進(jìn)行干燥步驟前，將防粘連劑添加至擠出機(jī)中。防粘連劑是碳酸鈣、硫酸鎂、氧化鈣、氫氧化鈣、硅鋁酸鉀、鋁硅酸鈣、氧化鋁、二氧化鈦、二氧化硅和滑石的混合體，組合使用硬脂酸鈉作為相容乳化劑?？墒褂梅勰┬问交蛩橐盒问降姆勒尺B劑并以不同比例加入。分別使用(基于干物質(zhì))為2%、3.5%和6%重量的防粘連劑，通過此工藝進(jìn)行實(shí)施例2A、2B和2C。對(duì)得到的材料進(jìn)行進(jìn)一步表征和測(cè)試。
[0089]實(shí)施例3—不含防粘連劑的生料彈性體。
[0090]SBR彈性體可按上述方法獲得，此次采用的分子量為240，000道爾頓，單體配比為15/85苯乙烯/ 丁二烯，但此過程中未使用防粘連劑。本實(shí)施例所獲得的材料命名為E3，對(duì)其表征并用作測(cè)試中的對(duì)比參考。
[0091]實(shí)施例4一本發(fā)明的含防粘連劑的生料彈性體。
[0092]SBR彈性體可按實(shí)施例3中的描述獲得，但在進(jìn)行干燥步驟前，將防粘連劑添加至擠出機(jī)中。防粘連劑是碳酸鈣、硫酸鎂、氧化鈣、氧化鋁、二氧化鈦、二氧化硅和滑石粉的混合體，組合使用硬脂酸鈉作為相容乳化劑。使用粉狀防粘連劑，并且以不同比例添加，但擠出機(jī)是具有可變構(gòu)造的單螺桿類型的設(shè)備。分別使用(基于干物質(zhì))為2%、3.5%和6%重量的防粘連劑，通過此工藝進(jìn)行實(shí)施例4A、4B和4C。對(duì)得到的材料進(jìn)行進(jìn)一步表征和測(cè)試。
[0093]對(duì)于實(shí)施例中獲得的所有材料，都要對(duì)兩個(gè)“關(guān)鍵”參數(shù)進(jìn)行測(cè)量。首先測(cè)量粘合性，從而確定材料是否可以用于粘合劑應(yīng)用中。下表1列出了所有材料的測(cè)量結(jié)果:
[0094]表1一粘合性
`[0095]
【權(quán)利要求】
1.一種自由流動(dòng)的顆粒狀生料彈性體組合物，包括:a)分子量為50，000至400，OOODa的生料彈性體；和b)總重量為1%至15%的防粘連劑，其含有能夠在水中形成乳液的無(wú)機(jī)填充劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的彈性體組合物，其中所述彈性體選自溶液法SBR、乳液法SBR、SB二嵌段共聚物和遞變?nèi)抖喂簿畚铩?br> 3.根據(jù)權(quán)利要求2的彈性體組合物，其中所述彈性體是苯乙烯-丁二烯共聚物，其丁二烯含量聞?dòng)?0%重量/重量。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的彈性體組合物，其中包含在防粘連劑中的無(wú)機(jī)填充劑選自金屬碳酸鹽、金屬硫酸鹽、金屬氧化物、金屬氫氧化物、金屬鋁硅鹽酸、氧化鋁、二氧化硅、滑石和它們的組合，與同樣能夠在水中形成乳液的可相容乳化劑聯(lián)用。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的彈性體組合物，其中包含在防粘連劑中的無(wú)機(jī)填充劑選自碳酸鈣、硫酸鎂、氧化韓、二氧化鈦、氫氧化韓、娃招酸鉀、娃招酸韓、氧化招、二氧化娃、滑石和它們的組合。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的彈性體組合物，其中包含在防粘連劑中的無(wú)機(jī)填充劑選自硫酸鎂、二氧化鈦、氫氧化鈣、二氧化硅、硅鋁酸鉀、硅鋁酸鈣、滑石和它們的組合。
7.根據(jù)權(quán)利要求4的彈性體組合物，其中相容的乳化劑選自少于20個(gè)碳原子的有機(jī)脂肪酸酯的堿性鹽。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的彈性體組合物，其中相容的乳化劑是硬脂酸鹽。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的彈性體組合物，其中防粘連劑包括:a)3-9%w/w的氫氧化鈣；`b)0.3-1.l%w/w 的滑石；c)0.5-2%w/w 的二氧化鈦；d)0.3-l%w/w的鋁硅酸鈣；e)0.2-0.7%w/w的鋁硅酸鉀f)0.5-1.5%w/w 的硫酸鎂；g)75_85%w/w的二氧化娃；和h)7-ll%w/w的硬脂酸鈣。
10.根據(jù)權(quán)利要求1的彈性體組合物，其中所述防粘連劑可以以粉末形式使用或是作為固含量為約5重量％至約50質(zhì)量％的水基乳液使用。
11.根據(jù)權(quán)利要求1的彈性體組合物，其中所述防粘連劑以2重量％~8重量％添加。
12.根據(jù)權(quán)利要求1的彈性體組合物，其中顆粒的最大粒度為2英寸。
13.根據(jù)權(quán)利要求1的彈性體組合物，其中該組合物的熔體流動(dòng)指數(shù)為3至13.1克/10分鐘。
14.根據(jù)權(quán)利要求1的彈性體組合物，其中在50°C持續(xù)施加2.76千克的壓力達(dá)90個(gè)小時(shí)后，需要最大為120kgf的力使組合物松散成顆粒。
15.制備自由流動(dòng)的顆粒狀生料彈性體組合物的方法，包括以下步驟:a)通過溶液聚合法聚合至少一種單體，以獲得彈性體屑粒；b)形成彈性體屑粒的水懸浮液，去除聚合溶劑和殘留物；c)將水懸浮液脫水至最大含水量達(dá)到25重量％；d)添加0.1%至15%的含有能夠在水中形成乳液的無(wú)機(jī)填充劑的防粘連劑；e)干燥脫水后的懸浮液至最大含水量達(dá)到1%;和f)將彈性體?；?，形成最大粒度為2英寸的自由流動(dòng)的顆粒狀生料彈性體組合物。
16.根據(jù)權(quán)利要求14的制備彈性體組合物的方法，其中所述脫水步驟通過稱為單螺桿芯軸類型的擠出設(shè)備進(jìn)行。
17.根據(jù)權(quán)利要求14的制備彈性體組合物的方法，其中所述干燥步驟通過擠壓工藝進(jìn)行。
18.根據(jù)權(quán)利要求16的制備彈性體組合物的方法，其中所述干燥步驟通過具有可變構(gòu)造的單螺桿擠出設(shè)備進(jìn)行。
19.根據(jù)權(quán)利要求16的制備彈性體組合物的方法，其中所述彈性體組合物在另一步驟中通過流化床使用熱空氣額外進(jìn)行干燥。
20.根據(jù)權(quán)利要求18的制備彈性體組合物的方法，包括用所述防粘連添加劑噴灑所述顆粒的附加步驟。
21.粘合劑組合物，包括:a)分子量為50，000至400，OOODa的生料彈性體；和b)總重量為1%至15%的防粘連劑，其含有能夠在水中形成乳液的無(wú)機(jī)填充劑，其中，所述粘合劑組合物的粘合性超過粘合劑應(yīng)用所需的最小參數(shù)。
22.根據(jù)權(quán)利要求21的粘合劑組合物，其中在177°C的布魯克費(fèi)爾德粘度最大為5741cP，軟化溫度為至少75°C，張力為至少1.4MPa，環(huán)形初粘力為至少1.591bf，剝離力為至少1.811bf，并且剪切為至少33分鐘。
23.一種改性浙青乳液，其包括浙青乳液和彈性體，其中所述彈性體為自由流動(dòng)的顆粒狀生料彈性體組合物，所述組合物包括:a)分子量為50，000至400，OOODa的生料彈性體；和b)總重量為1%至15%的防粘連劑，其含有能夠在水中形成乳液的無(wú)機(jī)填充劑。
24.根據(jù)權(quán)利要求23的改性浙青乳液，其中為了達(dá)到與所述浙青乳液相同的粘附力，使用少量的所述彈性體組合物。
25.一種改性浙青，其包括浙青和彈性體，其中所述彈性體為自由流動(dòng)顆粒狀生料彈性體組合物，所述組合物包括:a)分子量為50，000至400，OOODa的生料彈性體；和b)總重量為1%至15%的防粘連劑，其含有能夠在水中形成乳液的無(wú)機(jī)填充劑。
26.根據(jù)權(quán)利要求25的改性浙青，其中在加工所述改性浙青時(shí)，最高流變失效溫度(RFT)為至少 90℃ 。
【文檔編號(hào)】C08K3/00GK103562286SQ201280025437
【公開日】2014年2月5日 申請(qǐng)日期:2012年3月21日 優(yōu)先權(quán)日:2011年3月25日
【發(fā)明者】G.赫南德茲-扎莫拉, R.桑切斯-奧特加, Z.羅德里古爾茲-賈雷茲, I.卡馬喬-薩拉斯, S.莫科特祖瑪-埃斯皮里庫(kù)托 申請(qǐng)人:戴納索爾伊萊斯托米羅斯公司