专利名称：制备沥青-橡胶组合物的方法
技术领域：
本发明涉及制备防潮建筑材料的领域，更确切地说，涉及制备沥青-橡胶组合物的方法，它在施工中可用于建筑物的密封和防水。
为了预防有接缝的建筑物在水和气候因素的作用下过早地损坏，必须给它们作防潮处理。在此情况下，防潮材料应当能够承受相当于材料极限延伸率的变形而不被破坏，它还应具备弹性、高的软化温度、高的断裂强度和高的粘结强度。
在世界上的施工实践中，广泛利用以石油沥青和弹性材料(包括橡胶)为基料的组合物为上述材料。
制备沥青-橡胶组合物的已知方法是将石油沥青加热至180℃，接着向其中加入增塑剂和粉碎的硫化橡胶，搅拌该混合物直至获得最终产品(В.Г.Мику
ъский ио.
.фпгоВский主编，《СпраВочник Πо к
еям и к
еящим мастикам В Строите
ъстве》，1984，Стройиэдат(москва)，152页)。
按这种方法制得的组合物由石油沥青、粉碎的硫化橡胶和增塑剂组成，其原料组分的比例如下(重量%)石油沥青81～90粉碎的硫化橡胶5～12增塑剂5～7这种组合物含有作为增塑剂的裂解石油原料的液体产物，它们的60～90%是芳香烃类，该组合物的拉伸极限延伸率为50～100%，并且对各种材料表面的粘结强度不高(0.3～0.5兆帕)，同时也没有足够的弹性(为总变形量的5～10%)。
还有一种已知的制备沥青一橡胶组合物的方法是将粉碎的硫化橡胶置于含增塑剂的沥青中，在220～380℃下进行热裂解，然后获得最终产品(GB，C，1539116)。
用这种方法获得的组合物由粉碎的硫化橡胶和石油沥青组成，该石油沥青含有作为增塑剂的下列物质以溶剂净化矿物油时获得的提取物，或者裂解精制煤油时的重馏分，或者煤焦油的蒸馏产物，或者制备沥青时的中间产物，该组合物的原料组分比例如下(重量%)粉碎的硫化橡胶1～50含增塑剂的石油沥青50～99但是这种方法能耗大并且易爆炸，这是因为在高于250℃时热裂解粉碎的硫化橡胶会形成易爆和易燃的产物，因而在实施这种方法时必须有专门的设备，以保证安全的工作条件。
用这种方法也不能获得具有高的软化温度、高弹性和高极限延伸率的组合物。
例如，用这种方法制备的组合物的软化温度为61～65℃，弹性为总变形量的10～20%，极限延伸率为166～200%。
另一种已知的制备沥青-橡胶组合物的方法是将石油沥青、粉碎的硫化橡胶和增塑剂一起混合并加热至175～185℃，然后再向所获的混合物中加入结构形成添加剂并获得最终产品的组合物(SU，A，487101)。
用这种方法制备的组合物由石油沥青、粉碎的硫化橡胶、增塑剂和结构形成添加剂组成。这时，组合物含有溚油沥青和石棉，它们分别作为增塑剂和结构形成添加剂。该组合物原料组分比例如下(重量%)石油沥青20～70粉碎的硫化橡胶10～50溚油沥青1～24石棉5～24用上述方法不能获得具有高极限延伸率、高粘结强度、高弹性、高软化温度和高断裂强度的组合物。
用这种方法制备的组合物的极限延伸率为98～230%，对混凝土的粘结强度为0.08～0.49(兆帕)，软化温度为69～81℃，断裂强度为0.4～0.57(兆帕)。
本发明的一个目的是简化制备沥青-橡胶组合物的工艺。另一个目的是制备具有高极限延伸率、高粘结强度、高软化温度、高弹性和高断裂强度的沥青-橡胶组合物。
为达到上述目的，在制备沥青-橡胶组合物时采用如下方法将石油沥青、粒径小于5mm的粉碎的硫化橡胶和增塑剂混合并加热到175℃以上，接着往所获混合物中加入结构形成添加剂并获得最终产品。按照本发明，还包括这样的方法，即将石油沥青和粒径小于5mm的粉碎的硫化橡胶的混合物加热并在220～250℃下保持一段时间，然后加入增塑剂和结构形成添加剂。
在将上述沥青和橡胶的混合物在220～250℃下保持一段时间后，再往其中加入增塑剂就可保证维持增塑剂的增塑性能，并形成了使橡胶有效地增塑的条件。
所推荐的制备沥青-橡胶组合物的上述方法的操作次序和规范，保证了在沥青介质中橡胶的部分分解，防止了混合物的燃烧。这就允许在不太高的劳动及能量的消耗下，在普通的工艺设备中以连续的工艺制得上述使用性能良好的沥青-橡胶组合物。
此时，石油沥青和粒径小于5mm的粉碎的硫化橡胶在220～250℃下保持的最佳时间为1.5～3.5小时，因为在此情况下，沥青-橡胶的组合物具有上述物理力学性能指标的最大值。
最好是先把石油沥青、粒径小于5mm的粉碎的硫化橡胶和增塑剂的混合物冷却到40～70℃，然后再往其中加入结构形成添加剂，因为这样可以获得具有较佳使用性能的沥青-橡胶组合物，这些性能是软化温度、极限延伸率、粘结强度和断裂强度，所说的断裂是由于在粉碎的硫化橡胶结构中较牢固的联结发生了极小的破坏而引起的。
由本发明提出的制备沥青-橡胶组合物的方法可按下述方式实施。
将石油沥青和粒径小于5mm的粉碎的硫化橡胶置于反应器中混合并将其加热到220～250℃。
在低于220℃时，不能形成硫化橡胶有效分解的条件，而在高于250℃时，会产生易爆和易燃的产物，这时在橡胶中最牢固的联结将被破坏。
将上述沥青和橡胶混合物加热并保持220～250℃，再往其中加入增塑剂和结构形成添加剂，并获得最终产品。
如果先往上述混合物中加入增塑剂和结构形成添加剂，然后再在220～250℃下加热该混合物，则会使上述增塑剂和结构形成添加剂发生分解。
可以使用按硫酸法由针叶类木材生产纤维素的副产品作为增塑剂，该副产品是在硫酸盐液沉淀时析出的，它含有45～55%树脂酸的钠盐和脂肪酸钠盐的混合物，或者使用真空分馏溚油时分离出溚油松香和脂肪酸馏分后的皂化残余物作为增塑剂，它含有20～35%树脂酸的钠盐和脂肪酸的钠盐的混合物。使用在由苯生产己内酰胺的工艺中由环己酮制备己二酸的步骤所产生的副产品作为结构形成添加剂，它含有11～22%己二酸的钠盐。
此时，上述沥青、硫化橡胶、增塑剂和结构形成添加剂应取这样的数量，即要保证在获得的沥青-橡胶组合物中各成分的重量比(沥青∶橡胶∶增塑剂∶结构形成添加剂)等于30～89∶10.0～60∶0.5～5∶0.5～5。
上述沥青和橡胶的混合物保持在220～250℃下的最佳奔湮 .5～3.5小时，因为在这种情况下，沥青-橡胶组合物具有上述使用性能指标的最大值。
最好是向已冷却到40～70℃的上述沥青、橡胶和增塑剂的混合物中加入结构形成添加剂，因为这样获得的沥青-橡胶组合物具有较高的软化温度、弹性、极限延伸率、粘结强度和断裂强度，所说的断裂是由于在橡胶结构中较牢固的联结发生了极小的破坏而引起的。
为了更好地理解本发明，列举了下述方法的实施例。
实施例1向装有搅拌器和温度计并用油加热的反应器中装入900克粘度为2×105泊的石油沥青(为组合物总重量的30%)以及1800克通过破碎旧轮胎来获得的，粒径小于5mm的粉碎的硫化橡胶(为组合物总重量的60%)，将它们混合，再加热到250℃并保持3.5小时，然后向该混合物中加入用硫酸法由针叶类木材生产纤维的副产品作为增塑剂，该副产品是在硫酸盐液沉淀时析出的，它含有55%树脂酸的钠盐和脂肪酸的钠盐的混合物，加入量为150克(为组合物总重量的5%)，将所得的混合物冷却至60℃，并向其中加入在由苯生产己内酰胺的工艺中由环己酮制备己二酸的步骤所产生的副产品作为结构形成添加剂，它含有11%己二酸的钠盐，加入量为150克(为组合物总重量的5%)，其密度在20℃时为11.8克/厘米3;干残渣38%;pH＝11。
搅拌所获的混合物直到获得最终产品。
用所获的沥青-橡胶组合物制成试样并对它们进行了极限延伸率、对混凝土的粘结强度、弹性、软化温度和断裂强度几种试验。
试验结果列于下列表中。
实施例2用类似于实施例1的方法来制备沥青-橡胶组合物并对其进行试验，只是所用原料的组分如下(重量%)粘度为0.5×106泊的石油沥青 59.5粒径小于5mm的粉碎的硫化橡胶35.0增塑剂-上述生产纤维素的副产品，含有45%树脂酸的钠盐和脂肪酸的钠盐的混合物2.75上述的结构形成添加剂，含有22%己二酸的钠盐2.75对所获组合物的试验结果列于下列表中。
实施例3用类似于实施例1的方法来制备沥青-橡胶组合物并对其进行试验，只是所用原料的组分如下(重量%)粘度为0.5×106泊的石油沥青 89.0
粉碎的硫化橡胶(粒径小于5mm)10.0增塑剂-上述生产纤维素的副产品，含有50%树脂酸的钠盐和脂肪酸的钠盐的混合物0.5上述的结构形成添加剂，含有15%己二酸的钠盐0.5对所获组合物的试验结果列于下列表中。
实施例4用类似于实施例1的方法来制备沥青-橡胶组合物并对其进行试验，只是所用原料的组分如下(重量%)粘度为1.1×106的石油沥青 47粉碎的硫化橡胶(＞缎∮ mm)47增塑剂-在真空分馏溚油时分离出溚油松香和脂肪酸馏分后获得的皂化残余物，含有20%的树脂酸钠盐和脂肪酸钠盐的混合物3上述的结构形成添加剂，含有17%己二酸的钠盐3对所获组合物的试验结果列于下列表中。
实施例5用类似于实施例1的方法来制备沥青-橡胶组合物并对其进行试验，只是所用原料的组分如下(重量%)粘度为3×106泊的石油沥青 47粉碎的硫化橡胶(粒径小于5mm)47
增塑剂-上述生产纤维素的副产物，含有50%树脂酸的钠盐和脂肪酸的钠盐的混合物3上述的结构形成添加剂，含有20%己二酸的钠盐3对所获组合物的试验结果列于下列表中。
实施例6用类似于实施例1的方法来制备沥青-橡胶组合物并对其进行试验，只是所用原料的组分如下(重量)粘度为3×106泊的石油沥青 47粉碎的硫化橡胶(粒径小于5mm)47增塑剂-上述皂化残余物，含有35%树脂酸的钠盐和脂肪酸的钠盐的混合物4上述结构形成添加剂，含有22%己二酸的钠盐2对所获组合物的试验结果列于下列表中。
实施例7用类似于实施例1的方法来制备沥青-橡胶组合物并对其进行试验，只是所用原料的组分如下(重量)粘度为1.1×106泊的石油沥青 47粉碎的硫化橡胶(粒径小于5mm)47增塑剂-上述生产纤维素的副产物，含有52%树脂酸的钠盐和脂肪酸的钠盐的混合物0.4
结构形成添加剂，含有20%己二酸的钠盐5.6对所获组合物的试验结果列于下列表中。
实施例8用类似于实施例1的方法来制备沥青-橡胶组合物并对其进行试验，只是所用原料的组分如下(重量%)粘度为1.1×106泊的石油沥青 47粉碎的硫化橡胶(粒径小于5mm)47增塑剂-上述皂化残余物，含有35%树脂酸的钠盐和脂肪酸的钠盐的混合物5.6上述的结构形成添加剂，含有17%己二酸的钠盐0.4对所获组合物的试验结果列于下列表中。
实施例9向安装有搅拌器和温度计并用油加热的反应器中装入1410克(为组合物总重量的47%)粘度为2×105泊的(在25℃下)并已加热到220℃的石油沥青，并装入1410克(为组合物总重量的47%)通过破碎旧轮胎获得的粉碎的硫化橡胶(粒径小于5mm)，将它们混合，再加热到220℃并保持3.5小时。然后加入90克(为组合物总重量的3%)上述生产纤维素的副产物作为增塑剂，它含有55%树脂酸的钠盐和脂肪酸的钠盐的混合物，并加入90克(为组合物总重量的3%)上述的结构形成添加剂，它含有22%己二酸的钠盐。
搅拌所得的混合物直至获得最终产品。
把用所推荐的方法制得的沥青-橡胶组合物制成试样并对它们进行了下述试验极限延伸率、对混凝土的粘结强度、软化温度、弹性和断裂强度。
对所获组合物的试验结果列于下列表中。
实施例10沥青-橡胶组合物的组分、它的制备和试验方法均类似于实施例9。在实验中，石油沥青和粉碎的硫化橡胶的混合物被加热至235℃，并在上述温度下保持3.5小时。
对所获组合物的试验结果列于下列表中。
实施例11沥青-橡胶组合物的组分、它的制备和试验方法均类似于实施例9。在实验中，石油沥青和粉碎的硫化橡胶的混合物被加热至250℃，并在该温度下保持3.5小时。
对所获组合物的试验结果列于下列表中。
实施例12沥青-橡胶组合物的组分、它的制备和试验方法均类似于实施例9。在实验中，石油沥青和粉碎的硫化橡胶的混合物被加热至235℃，并在该温度下保持2.5小时。
对所获组合物的试验结果列于下列表中。
实施例13沥青-橡胶组合物的组分、它的制备和试验方法均类似于实施例9。在实验中，石油沥青和粉碎的橡胶的混合物被加热至235℃并保持1.3小时。
对所获组合物的试验结果列于下列表中。
实施例14
沥青-橡胶组合物的组分、它的制备和试验方法均类似于实施例9。在实验中，石油沥青和粉碎的硫化橡胶的混合物被加热至250℃并保持3.5小时，加入增塑剂并将该混合物冷却至70℃，然后加入结构形成添加剂。对所获组合物的试验结果列于下列表中。
实施例15沥青-橡胶组合物的组分、它的制备和试验方法均类似于实施例9。在实验中，石油沥青和粉碎的硫化橡胶被加热至250℃并保持3.5小时，加入增塑剂并将该混合物冷却至55℃，然后加入结构形成添加剂。
对所获组合物的试验结果列于下列表中。
实施例16沥青-橡胶组合物的组分、它的制备和试验方法均类似于实施例9。在实验中，石油沥青和粉碎的硫化橡胶被加热至250℃并保持3.5小时，加入增塑剂并将该混合物冷却至40℃，然后加入结构形成添加剂。
对所获组合物试验结果列于下列表中。
序号组合物性能实施例12345612345678120℃时的极限延伸率，%64076066088088086020℃时对混凝土的粘结强度，兆帕0.971.090.841.070.970.963软化温度，℃1289292979796430℃时的弹性，%52574964686650℃时的断裂强度，兆帕1.040.920.960.980.940.91续表序号实施例78910111213141910111213141516151080048050053047041088021.020.820.820.800.830.810.681.0031278810290878894984534648495448406751.000.910.680.760.760.720.630.93
续表实施例序号典型现有技术15161171819190092010521.021.080.113969581465682350.960.970.权利要求
1.制备沥青--橡胶组合物的方法，包括将石油沥青、粒径小于5mm的粉碎的硫化橡胶和增塑剂混合并加热至175℃以上，继而向所获混合物中加入结构形成添加剂并获得最终产品，其特征在于首先将石油沥青和粒径小于5mm的粉碎的硫化橡胶混合，加热该混合物并在220～250℃下保持一段时间，然后向所获混合物中加入增塑剂和结构形成添加剂。
2.如权利要求1的方法，其特征在于石油沥青和粒径小于5mm的粉碎的硫化橡胶的混合物在220～250℃下保持1.5～3.5小时。
3.如权利要求1、2的方法，其特征在于在向上述混合物中加入增塑剂并将其冷却到40～70℃之后，再加入结构形成添加剂。
4.如权利要求1～3的方法，其特征在于使用按硫酸法由针叶类木材生产纤维素的副产品作为增塑剂，该副产品是在硫酸盐液沉淀时析出的，它含有45～55%树脂酸的钠盐和脂肪酸的钠盐的混合物，或者使用真空分馏塔油时在分离出溚油松香和脂肪酸馏分后的皂化残余物作为增塑剂，它含有20～35%树脂酸的钠盐和脂肪酸的钠盐的混合物。
5.如权利要求1～4的方法，其特征在于使用在由苯生产己内酰胺的工艺中由环己酮制备己二酸的步骤所产生的副产品作为结构形成添加剂，它含有11～22%己二酸的钠盐。
全文摘要
本发明涉及制备建筑材料的领域。
文档编号C08L15/00GK1037526SQ8810391
公开日1989年11月29日 申请日期1988年5月14日 优先权日1988年4月28日
发明者伊果尔·尼古拉耶维奇·佩托霍夫, 根纳德·尼古拉耶维奇·科兹洛夫, 佩特尔·尤西福维奇·图马希克 申请人:多斯托罗技术科学生产协会