Блок-сополимер и модифицированная полимером композиция битумного вяжущего, предназначенная для использования при укладке асфальтобетонного покрытия в качестве нижнего слоя дорожного покрытия

Блок-сополимер и модифицированная полимером композиция битумного вяжущего, предназначенная для использования при укладке асфальтобетонного покрытия в качестве нижнего слоя дорожного покрытия

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники

Настоящее изобретение в общем случае относится к полимерам, предназначенным для использования в модифицированной полимером композиции битумного вяжущего, и к модифицированной полимером композиции битумного вяжущего, подходящей для использования при укладках дорожного покрытия из горячей асфальтовой смеси, в частности для использования в нижнем слое дорожного покрытия при укладке дорожного покрытия. Модифицированная полимером композиция битумного вяжущего в широком смысле содержит битумный компонент и композицию блок-сополимера. Композиция блок-сополимера может быть образована исключительно из двухблочного сополимера, характеризующегося высоким уровнем содержания винила. Необязательно композиция блок-сополимера может содержать смесь двухблочного сополимера и либо линейного трехблочного сополимера, либо многолучевого блок-сополимера, получаемого по реакции сочетания, либо их смесей, где двухблочный сополимер в случае его объединения с линейным трехблочным сополимером, многолучевым блок-сополимером, получаемым по реакции сочетания, или их смесью присутствует с соотношением, большим чем 1:1. Настоящее изобретение дополнительно относится к конкретному классу битумных композиций, содержащих битумный компонент, композицию блок-сополимера, образованную из двухблочного сополимера, характеризующегося высоким уровнем содержания винила, и блок-сополимера, характеризующегося высоким уровнем содержания винила, который представляет собой либо линейный трехблочный сополимер, либо многолучевой блок-сополимер, получаемый по реакции сочетания, либо их смесь.

Настоящее изобретение относится к блок-сополимеру, получаемому по реакции сочетания, и к способу получения получаемого по реакции сочетания блок-сополимера, имеющего множество лучей, включающих, по меньшей мере, два блока моновинилароматического углеводорода, размещенных, по меньшей мере, на двух из множества лучей, и, по меньшей мере, один блок сопряженного диена, размещенный, по меньшей мере, на одном из множества лучей, и необязательно одного или нескольких блок-сополимеров, включающих, по меньшей мере, один блок моновинилароматического углеводорода и, по меньшей мере, один блок сопряженного диена, блок-сополимер может быть выбран из линейных сополимеров, линейных трехблочных сополимеров, многолучевых блок-сополимеров, получаемых по реакции сочетания, и их смесей. Молекулярная масса полимерной композиции находится в диапазоне от приблизительно 100 кг/моль до приблизительно 400 кг/моль.

Настоящее изобретение дополнительно относится к модифицированной полимером композиции битумного вяжущего, подходящей для использования при укладках дорожного покрытия из горячей асфальтовой смеси, в частности для использования в нижнем слое дорожного покрытия при укладке дорожного покрытия. Модифицированная полимером композиция битумного вяжущего в широком смысле содержит битумный компонент и композицию блок-сополимера, получаемого по реакции сочетания. Композиция блок-сополимера, получаемого по реакции сочетания, имеет множество лучей, включающих, по меньшей мере, два блока моновинилароматического углеводорода, размещенных, по меньшей мере, на двух из множества лучей, и, по меньшей мере, один блок сопряженного диена, размещенный, по меньшей мере, на одном из множества лучей, и при этом необязательно один или несколько блок-сополимеров включают, по меньшей мере, один блок моновинилароматического углеводорода и, по меньшей мере, один блок сопряженного диена, причем блок-сополимер выбирают из линейных трехблочных сополимеров, многолучевых блок-сополимеров, получаемых по реакции сочетания, и их смесей. Композиция содержит от приблизительно 90 до приблизительно 98% масс. битумного компонента и от приблизительно 2 до приблизительно 10% масс. композиции блок-сополимера, получаемого по реакции сочетания. Молекулярная масса композиции блок-сополимера, получаемого по реакции сочетания, находится в диапазоне от приблизительно 100 кг/моль до приблизительно 400 кг/моль.

Уровень техники

Модифицированный полимером асфальт для укладок дорожного покрытия и способы получения различных модифицированных полимером асфальтовых композиций на современном уровне хорошо известны. Для улучшения эксплуатационных характеристик битума с битумом обычно объединяют различные полимеры, в том числе диеновые эластомеры, такие как полибутадиен, ЭПДМ, ЭПК и стирольные блок-сополимеры (СБ), такие как стирол-бутадиен-стирольные (СБС) и стирол-изопрен-стирольные (СИС) блок-сополимеры. См., например, патент США № 5190998 и патент США № 6150439. На современном уровне техники хорошо известно использование стирольных блок-сополимеров для улучшения эксплуатационных характеристик битума. Степень реализации улучшений свойств зависит от совместимости блок-сополимера и битума. Наиболее эффективными для получения улучшений свойств являются высокосовместимые или -совмещаемые полимеры. В течение ряда лет исследователи разработали определенный диапазон методик улучшения совместимости данных типов полимеров с битумами.

В дополнение к этому, имеют место улучшения, связанные с использованием стирольных блок-сополимеров, которые хотела бы видеть у себя промышленность по производству битумного дорожного покрытия. Данные улучшения включают улучшенные усталостные характеристики, повышенную стойкость к необратимым деформациям, повышенную стойкость к термическому растрескиванию, повышенную стойкость к индуцированному растрескиванию и экономичность.

В попытке получения битумных композиций, обладающих улучшенными свойствами, использовали битумные композиции, содержащие композиции блок-сополимера, характеризующиеся высоким уровнем содержания винила, или композиции блок-сополимера, характеризующиеся высоким уровнем содержания винила и низким уровнем содержания двухблочника. См., например, патент США № 4530652, патент США № 5798401, патент США № 5854335 и патент США № 6508875. Композиции, характеризующиеся высоким уровнем содержания двухблочника, также использовали и для получения битумных композиций в попытке достижения быстрого и легкого перемешивания и улучшения диспергирования. См., например, публикацию патента США № 2005/0137295 и публикацию патента США № 2005/0004273. Данные более ранние рецептуры разрешают специфические проблемы в отношении слоя износа дорожного покрытия, но они несовершенны и не обеспечивают какого-либо существенного улучшения при укладках нижнего слоя дорожного покрытия.

В патентной публикации США № 2007/0112102, которая посредством ссылки включается в настоящий документ, описывается способ получения композиции битумного вяжущего. В публикации описывается добавление композиции блок-сополимера к битумному компоненту для слоя износа дорожного покрытия на проезжей части дороги. Слой износа дорожного покрытия на проезжей части дороги представляет собой верхний слой, по которому передвигаются автомобили, и слоем износа дорожного покрытия также является слой, который заменяют во время обновления дорожного покрытия. В данной публикации не описывается битумная композиция, подходящая для использования при укладках нижнего слоя дорожного покрытия.

Битум в дорожных асфальтовых смесях используют в качестве связующего и его постоянно разрабатывают в целях удовлетворения все возрастающих требований к эксплуатационным характеристикам у производителей, занятых в дорожном строительстве. В общем случае битум демонстрирует хорошие эксплуатационные характеристики в дорожном асфальте, но все более возрастающие интенсивные транспортные нагрузки привели к преждевременному износу множества дорог в результате колееобразования, выкрашивания (например, утраты материала заполнителя), растрескивания поверхности и вертикального растрескивания по глубине.

Структура проезжей части дороги в общем случае образована из трех слоев. Первый слой, размещенный на уровне грунта, представляет собой подслой дорожного покрытия из гранулированного материала или заполнителя. Вторым слоем, который размещают поверх первого слоя, является нижний слой дорожного покрытия. Необязательно существует связующий слой дорожного покрытия, расположенный между нижним слоем дорожного покрытия и слоем износа дорожного покрытия, который обеспечивает наличие гладкой поверхности у нижнего слоя дорожного покрытия. Нижний слой дорожного покрытия является наиболее толстым и наиболее дорогостоящим слоем, наносимым при изготовлении проезжих частей дороги. В настоящем изобретении нижний слой дорожного покрытия представляет собой модифицированную полимером битумную смесь, которая может иметь толщину в диапазоне от приблизительно 25,4 мм до приблизительно 400 мм. Однако толщина может варьироваться и в значительной степени зависит от проектируемых плотности дорожного движения и транспортной нагрузки. Последним или верхним слоем является слой износа дорожного покрытия. Слой износа дорожного покрытия является слоем, по которому движутся автомобили, и подвергается воздействию наибольших износа и раздира. При замене поверхностей дороги слоем износа дорожного покрытия является тот слой, который удаляют и заменяют по истечении десяти или пятнадцати лет после изготовления. Нижний слой дорожного покрытия в общем случае не заменяют, но он может быть заменен в случае колееобразования или растрескивания. Вместо этого в случае невозможности надлежащего выдерживания нижним слоем дорожного покрытия транспортных нагрузок должна быть проведена реконструкция на полную глубину. Нижний слой дорожного покрытия подвергается воздействию неблагоприятных условий, подобных тем, что и у слоя износа дорожного покрытия, и существует потребность в нижнем слое дорожного покрытия, который характеризуется улучшенными усталостными характеристиками, повышенной стойкостью к необратимым деформациям и получающейся в результате экономичностью.

В настоящем изобретении описывается получаемый по реакции сочетания блок-сополимер, имеющий низкую молекулярную массу. Настоящее изобретение является в особенности подходящим для использования при получении модифицированных полимером композиций битумного вяжущего, используемых при всех типах прокладок дороги/укладок дорожного покрытия, а в частности, в нижнем слое дорожного покрытия. В результате использования настоящего изобретения можно получить модифицированную полимером композицию битумного вяжущего, которая характеризуется улучшенными усталостными характеристиками, повышенной стойкостью к необратимым деформациям и экономичностью. В настоящем изобретении дополнительно описывается полимер, который в сопоставлении со стандартными полимерами является более совместимым с твердыми битумами нижнего слоя дорожного покрытия.

Идеальная асфальтовая смесь должна быть способной сохранять свои характеристики жесткости во всем диапазоне расчетных температур. При низких температурах асфальтовая смесь является жесткой и подверженной растрескиванию. С другой стороны, при высоких температурах асфальтовая смесь становится мягкой и подверженной неупругим деформациям, индуцируемым нагрузкой. В дополнение к этому, способность связующего связываться с заполнителями с течением времени уменьшается, что делает возможным проявление выкрашивания. Использование в асфальте смесей, модифицированных полимером, привело в результате к уменьшению жесткости асфальтовой смеси при низких температурах и увеличению жесткости асфальтовой смеси при высоких температурах. Использование смеси, модифицированной полимером, в нижнем слое дорожного покрытия при укладках асфальтобетонного покрытия позволило обнаружить улучшенные усталостные характеристики, повышенную стойкость к необратимым деформациям и экономичность.

Описание изобретения

Настоящее изобретение предлагает получаемый по реакции сочетания блок-сополимер, имеющий низкую молекулярную массу, и модифицированную полимером композицию битумного вяжущего, подходящую для использования при укладках дорожного покрытия из горячей асфальтовой смеси, в особенности для использования в качестве нижнего слоя дорожного покрытия.

Модифицированная полимером композиция битумного вяжущего, подходящая для использования в качестве нижнего слоя асфальтобетонного покрытия при укладке дорожного покрытия, содержит:

битумный компонент;

композицию блок-сополимера, где композиция блок-сополимера может быть образована исключительно из двухблочного сополимера, характеризующегося высоким уровнем содержания винила, в диапазоне от приблизительно 2% до приблизительно 10% масс.;

необязательный блок-сополимер, характеризующийся высоким уровнем содержания винила и выбираемый из линейного трехблочного сополимера, многолучевого блок-сополимера, получаемого по реакции сочетания, и их смесей;

где двухблочный сополимер, характеризующийся высоким уровнем содержания винила, присутствует один, или в случае его объединения с трехблочным сополимером, многолучевым блок-сополимером, получаемым по реакции сочетания, и их смесью присутствует с соотношением, большим чем 1:1.

В еще одном варианте реализации настоящего изобретения модифицированная полимером композиция битумного вяжущего, предназначенная для использования в качестве нижнего слоя дорожного покрытия при укладке асфальтобетонного покрытия, содержит от приблизительно 90 до приблизительно 98% масс. битумного компонента и от приблизительно 2 до приблизительно 10% масс. композиции блок-сополимера. Сополимер включает один блок моновинилароматического углеводорода и один блок сопряженного диена, характеризуясь пиковой молекулярной массой в диапазоне от приблизительно 30000 до приблизительно 78000 и уровнем содержания винила в диапазоне от приблизительно 35 до приблизительно 80 мольных процентов при расчете на количество повторяющихся мономерных звеньев в блоке сопряженного диена, и при этом необязательно один или несколько блок-сополимеров включают, по меньшей мере, два блока моновинилароматического углеводорода и, по меньшей мере, один блок сопряженного диена, причем блок-сополимер выбирают из линейных трехблочных сополимеров, имеющих пиковую молекулярную массу, которая в 1,5-3 раза превышает пиковую молекулярную массу сополимера, получаемых по реакции сочетания многолучевых блок-сополимеров, имеющих пиковую молекулярную массу, которая в 1,5-9 раз превышает пиковую молекулярную массу сополимера, и их смесей, где каждый блок-сополимер характеризуется уровнем содержания винила в диапазоне от 35 до 80 мольных процентов при расчете на количество повторяющихся мономерных звеньев в блоке сопряженного диена, где модифицированную полимером композицию битумного вяжущего используют в качестве нижнего слоя дорожного покрытия при укладке дорожного покрытия.

В еще одном другом варианте реализации настоящего изобретения модифицированная полимером композиция битумного вяжущего включает сополимер с соотношением, большим чем 1:1.

В еще одном другом варианте реализации настоящего изобретения модифицированная полимером композиция битумного вяжущего включает сополимер, который описывается формулой А-В, и блок-сополимер выбирают из блок-сополимеров, описывающихся формулой А-В-А и (А-В)nX, где в том, что касается формул, А представляет собой блок моновинилароматического углеводорода, В представляет собой блок сопряженного диена, n представляет собой целое число в диапазоне от 2 до 6, а Х представляет собой остаток агента реакции сочетания.

В еще одном другом варианте реализации настоящего изобретения композиция блок-сополимера модифицированной полимером композиции битумного вяжущего включает А-В и А-В-А, где каждый А представляет собой стирол, а каждый В представляет собой бутадиен, у А-В пиковая молекулярная масса находится в диапазоне от 48000 до 78000, а уровень содержания винила находится в диапазоне от 46 до 70 мольных процентов при расчете на количество повторяющихся мономерных звеньев в блоке сопряженного диена у А-В, и у А-В-А пиковая молекулярная масса в 1,8-2,5 раза превышает пиковую молекулярную массу у А-В, а уровень содержания винила находится в диапазоне от 46 до 70 мольных процентов при расчете на количество повторяющихся мономерных звеньев в блоке сопряженного диена у А-В-А, а уровень содержания полистирола у А-В находится в диапазоне от 25% до 35%, и уровень содержания полистирола у А-В-А находится в диапазоне от 25 до 35%.

В еще одном другом варианте реализации настоящего изобретения модифицированная полимером композиция битумного вяжущего включает блок-сополимерную добавку, описывающуюся формулой C-D-C или (С-D)nX, где С представляет собой стирол, D представляет собой бутадиен, изопрен или их смеси, n представляет собой целое число в диапазоне от 2 до 6, а Х представляет собой остаток агента реакции сочетания, и дополнительный блок-сополимер добавляют в количестве, доходящем вплоть до 30% масс. при расчете на совокупное количество добавленного блок-сополимера.

Настоящее изобретение дополнительно включает полимерную композицию, содержащую получаемый по реакции сочетания сополимер, имеющий множество лучей, включающих, по меньшей мере, два блока моновинилароматического углеводорода, размещенных, по меньшей мере, на двух из множества лучей, и, по меньшей мере, один блок сопряженного диена, размещенный, по меньшей мере, на одном из множества лучей, и полимерная композиция необязательно может содержать один или несколько блок-сополимеров, включающих, по меньшей мере, один блок моновинилароматического углеводорода и, по меньшей мере, один блок сопряженного диена, где блок-сополимер выбирают из линейного блок-сополимера, многолучевых блок-сополимеров и их смесей. Молекулярная масса полимерной композиции находится в диапазоне от приблизительно 100 кг/моль до приблизительно 400 кг/моль. Предпочтительно молекулярная масса полимерного состава находится в диапазоне от приблизительно 150 кг/моль до приблизительно 300 кг/моль, а эффективность реакции сочетания является равной или меньшей 40%.

В еще одном другом варианте реализации настоящего изобретения полимерная композиция включает два стирольных концевых блока, присоединенных к двум из множества лучей, и, по меньшей мере, один бутадиеновый блок, размещенный, по меньшей мере, на одном из множества лучей.

В еще одном другом варианте реализации настоящего изобретения агент реакции сочетания представляет собой силан. Предпочтительно агент реакции сочетания представляет собой гамма-глицидоксипропилтриметоксисилан (гамма-ГПТС).

В еще одном другом варианте реализации настоящего изобретения оно дополнительно еще относится к получаемому по реакции сочетания стирол-бутадиен-бутадиен-стирольному блок-сополимеру, имеющему, по меньшей мере, два стирольных луча, имеющих абсолютную среднемассовую молекулярную массу луча в диапазоне от приблизительно 40 кг/моль до приблизительно 90 кг/моль, и, по меньшей мере, один бутадиеновый луч, имеющий абсолютную среднемассовую молекулярную массу луча в диапазоне от приблизительно 40 кг/моль до приблизительно 90 кг/моль, и имеющему пиковую молекулярную массу в диапазоне от приблизительно 100 кг/моль до приблизительно 400 кг/моль. Предпочтительно молекулярная масса находится в диапазоне от приблизительно 150 кг/моль до приблизительно 300 кг/моль. Еще более предпочтительно молекулярная масса составляет приблизительно 200 кг/моль.

В еще одном другом варианте реализации настоящего изобретения оно дополнительно еще относится к соотношению между стиролом и бутадиеном в диапазоне от приблизительно 10:90 до приблизительно 40:60. Предпочтительно соотношение находится в диапазоне от приблизительно 15:85 до приблизительно 30:70.

В еще одном другом варианте реализации настоящего изобретения оно дополнительно относится к полимерной композиции, которая включает степень разветвления в диапазоне от приблизительно 3 до приблизительно 16.

В еще одном другом варианте реализации настоящего изобретения оно дополнительно относится к модифицированной полимером композиции битумного вяжущего, предназначенной для использования при укладке асфальтобетонного покрытия, которая содержит от приблизительно 90 до приблизительно 98% масс. битумного компонента и от приблизительно 2 до приблизительно 10% масс. композиции получаемого по реакции сочетания блок-сополимера, содержащей получаемый по реакции сочетания сополимер, имеющий множество лучей, включающих, по меньшей мере, два блока моновинилароматического углеводорода, размещенных, по меньшей мере, на двух из множества лучей, и, по меньшей мере, один блок сопряженного диена, размещенный, по меньшей мере, на одном из множества лучей, и полимерная композиция необязательно может содержать один или несколько блок-сополимеров, включающих, по меньшей мере, один блок моновинилароматического углеводорода и, по меньшей мере, один блок сопряженного диена, где блок-сополимер выбирают из линейного блок-сополимера, многолучевых блок-сополимеров и их смесей. Молекулярная масса полимерной композиции находится в диапазоне от приблизительно 100 кг/моль до приблизительно 400 кг/моль.

В еще одном другом варианте реализации настоящего изобретения оно дополнительно относится к способу получения композиции блок-сополимера, получаемого по реакции сочетания, который включает подачу растворителя при температуре в диапазоне от приблизительно 40°С до приблизительно 60°С, добавление к растворителю полистирола и втор-бутиллития, обеспечение прохождения реакции в течение промежутка времени продолжительностью от приблизительно 45 минут до приблизительно 2 часов, добавление полистирола для получения предварительно определенной молекулярной массы, добавление втор-бутиллития и бутадиена, обеспечение прохождения полимеризации в течение промежутка времени продолжительностью от приблизительно 15 минут до приблизительно 1 часа, добавление агента реакции сочетания и прекращение реакции в результате добавления агента обрыва цепи по истечении промежутка времени продолжительностью от приблизительно 5 минут до приблизительно 30 минут после добавления агента реакции сочетания.

Подробное описание изобретения

Как было установлено в экспериментах и продемонстрировано, модифицированные при использовании СБС смеси для нижнего слоя дорожного покрытия, использованные в качестве примеров данного модифицирования композиции битумного вяжущего полимерами, могут обеспечить получение улучшенных механических эксплуатационных характеристик в сопоставлении с эталонной смесью для нижнего слоя дорожного покрытия в отсутствие полимерных модификаторов. В настоящем изобретении уровень содержания полимера находится в диапазоне от приблизительно 2% до приблизительно 10%. Предпочтительно уровень содержания полимера находится в диапазоне от приблизительно 5% до приблизительно 8%. Более предпочтительно уровень содержания полимера находится в диапазоне от приблизительно 6% до приблизительно 7,5%.

Один пример варианта реализации настоящего изобретения в общем случае относится к модифицированной полимером композиции битумного вяжущего, подходящей для использования при укладках дорожного покрытия из горячих асфальтовых смесей, в частности для использования в нижнем слое дорожного покрытия при укладке дорожного покрытия. Модифицированная полимером композиция битумного вяжущего в широком смысле содержит битумный компонент и композицию блок-сополимера. Композиция блок-сополимера может быть образована исключительно из двухблочного сополимера, характеризующегося высоким уровнем содержания винила. Необязательно композиция блок-сополимера может содержать смесь двухблочного сополимера и либо линейного трехблочного сополимера, либо многолучевого блок-сополимера, получаемого по реакции сочетания, либо их смесей, где двухблочный сополимер в случае его объединения с линейным трехблочным сополимером, многолучевым блок-сополимером, получаемым по реакции сочетания, или их смесью присутствует с соотношением, большим чем 1:1. Настоящее изобретение дополнительно относится к конкретному классу битумных композиций, содержащих битумный компонент, композицию блок-сополимера, образованную из двухблочного сополимера, характеризующегося высоким уровнем содержания винила, блок-сополимера, характеризующегося высоким уровнем содержания винила, который представляет собой линейный трехблочный сополимер, многолучевой блок-сополимер, получаемый по реакции сочетания, или их смесь.

В соответствии с еще одним примером варианта реализации настоящего изобретения полимерная композиция содержит получаемый по реакции сочетания блок-сополимер, имеющий множество лучей, включающих, по меньшей мере, два блока моновинилароматического углеводорода, размещенных, по меньшей мере, на двух из множества лучей, и, по меньшей мере, один блок сопряженного диена, размещенный, по меньшей мере, на одном из множества лучей, и необязательно один или несколько блок-сополимеров, включающих, по меньшей мере, один блок моновинилароматического углеводорода и, по меньшей мере, один блок сопряженного диена. Блок-сополимер может быть выбран из линейных сополимеров, линейных трехблочных сополимеров, многолучевых блок-сополимеров, получаемых по реакции сочетания, и их смесей. Молекулярная масса полимерной композиции находится в диапазоне от приблизительно 100 кг/моль до приблизительно 400 кг/моль. Говоря более конкретно, полимерная композиция может представлять собой получаемый по реакции сочетания стирол-бутадиен-бутадиен-стирольный блок-сополимер, имеющий, по меньшей мере, два стирольных луча, имеющих абсолютную среднемассовую молекулярную массу луча в диапазоне от приблизительно 40 кг/моль до приблизительно 90 кг/моль, и, по меньшей мере, один бутадиеновый луч, имеющий абсолютную среднемассовую молекулярную массу луча в диапазоне от приблизительно 40 кг/моль до приблизительно 90 кг/моль, и имеющий пиковую молекулярную массу стирол-бутадиен-стирол-бутадиенового блок-сополимера в диапазоне от приблизительно 100 кг/моль до приблизительно 400 кг/моль.

В соответствии с использованием в настоящем документе термин «молекулярные массы» относится к полистирольному эквиваленту или кажущейся молекулярной массе в г/моль полимера или блока сополимера. Молекулярные массы, упоминающиеся в данных описании изобретения и формуле изобретения, могут быть измерены по методу гельпроникающей хроматографии (ГПХ) при использовании полистирольных стандартов калибровки таким образом, как это осуществляют в соответствии с документом ASTM 3536. Метод ГПХ является хорошо известным методом, где полимеры разделяют в соответствии с размером молекул, при этом наибольшая молекула элюируется первой. Хроматограф калибруют при использовании коммерчески доступных полистирольных стандартов молекулярных масс. Молекулярная масса полимеров, измеренная при использовании таким образом откалиброванного метода ГПХ, является стирольной эквивалентной молекулярной массой, также называемой кажущейся молекулярной массой. Стирольная эквивалентная молекулярная масса может быть преобразована в подлинную молекулярную массу в случае наличия сведений об уровне содержания стирола в полимере и уровне содержания винила в диеновых сегментах. Использующийся детектор предпочтительно представляет собой комбинацию ультрафиолетового и рефрактометрического детекторов. Молекулярные массы, представленные в настоящем документе, измеряют в области пика кривой ГПХ, и обычно они называются «пиковыми молекулярными массами».

Полимерная композиция является подходящей для использования при перемешивании с битумным компонентом при всех типах укладок дорожного покрытия, а в частности, для использования при получении нижнего слоя дорожного покрытия при укладке асфальтобетонного покрытия. Полимерная композиция содержит получаемый по реакции сочетания блок-сополимер, имеющий множество лучей, включающих, по меньшей мере, два блока моновинилароматического углеводорода, размещенных, по меньшей мере, на двух из множества лучей, и, по меньшей мере, один блок сопряженного диена, размещенный, по меньшей мере, на одном из множества лучей, и необязательно один или несколько блок-сополимеров, включающих, по меньшей мере, один блок моновинилароматического углеводорода и, по меньшей мере, один блок сопряженного диена. Блок-сополимер может быть выбран из линейных сополимеров, линейных трехблочных сополимеров, многолучевых блок-сополимеров, получаемых по реакции сочетания, и их смесей. Композиция содержит от приблизительно 90 до приблизительно 98% масс. битумного компонента и от приблизительно 2 до приблизительно 10% масс. композиции блок-сополимера, получаемого по реакции сочетания. Молекулярная масса композиции блок-сополимера, получаемого по реакции сочетания, находится в диапазоне от приблизительно 100 кг/моль до приблизительно 400 кг/моль.

Блок моновинилароматического углеводорода может относиться к любому моновинилароматическому углеводороду, известному своей пригодностью для использования при получении блок-сополимеров, такому как стирол, о-метилстирол, п-метилстирол, п-трет-бутилстирол, 2,4-диметилстирол, альфа-метилстирол, винилнафталин, винилтолуол и винилксилол или их смеси. Моновинилароматический углеводород, наиболее предпочтительный для использования в настоящем изобретении, представляет собой стирол, который используют в виде по существу чистого мономера или в качестве основного компонента в смесях с неосновными долями другого структурно родственного винилароматического мономера (мономеров), такого как о-метилстирол, п-метилстирол, п-трет-метилстирол, п-трет-бутилстирол, 2,4-диметилстирол, α-метилстирол, винилнафталин, винилтолуол и винилксилол, то есть с долями, составляющими, самое большее, 10% масс. Использование по существу чистого стирола в настоящем изобретении является наиболее предпочтительным.

Подобным же образом блок сопряженного диена может относиться к любому сопряженному диену, известному своей пригодностью для использования при получении блок-сополимеров, при том условии, что сопряженный диен будет содержать от четырех до восьми атомов углерода. Предпочтительно сопряженный диен, использующийся для получения блоков сопряженного диена, представляет собой бутадиеновый мономер или изопреновый мономер, которые являются по существу чистым мономером или содержат неосновные доли, доходящие вплоть до 10% масс., структурно родственного сопряженного диена, такого как 2,3-диметил-1,3-бутадиен, 1,3-пентадиен и 1,3-гексадиен. Предпочтительно для получения блоков сопряженного диена используют по существу чистый бутадиен или по существу чистый изопрен, при этом наиболее предпочтительным является по существу чистый бутадиен. Обратите внимание на то, что блок сопряженного диена также может содержать и смесь мономеров бутадиена и изопрена.

Необходимо понимать то, что термин «уровень содержания винила» использовали для описания полимерного продукта, который получают при полимеризации 1,3-бутадиена по механизму 1,2-присоединения. Результатом является монозамещенная олефиновая группа, боковая по отношению к основной цепи полимера, - винильная группа. В случае анионной полимеризации изопрена, к получению геминального диалкильного С=С фрагмента, бокового по отношению к основной цепи полимера, приводит вставление изопрена по механизму 3,4-присоединения. Воздействие полимеризации изопрена по механизму 3,4-присоединения на конечные свойства блок-сополимера будет подобно тому, что имеет место для 1,2-присоединения бутадиена. В случае обращения к использованию бутадиена в качестве сопряженного диенового мономера конфигурацию 1,2-присоединения предпочитается иметь у конденсированных бутадиеновых звеньев в полимерном блоке в количестве от приблизительно 5 до приблизительно 80 мольных процентов. Предпочтительно конфигурацию 1,2-присоединения должны иметь от приблизительно 7 до приблизительно 70 мольных процентов конденсированных бутадиеновых звеньев, еще более предпочтительно конфигурацию 1,2-присоединения должны иметь от приблизительно 50 до приблизительно 65 мольных процентов бутадиеновых звеньев.

Битумный компонент может представлять собой битум, встречающийся в природе или произведенный из минерального масла. Кроме того, в качестве битумных компонентов могут быть использованы производные нефти, получаемые по способу крекинга, пек и каменноугольная смола, а также их смеси. Примеры подходящих компонентов включают дистилляционные или «прямогонные» битумы, осажденные битумы, например пропановые битумы, окисленные битумы и их смеси. Другие подходящие битумы включают смеси одного или нескольких данных битумов с удешевляющими добавками, такими как нефтяные экстракты, например ароматические экстракты, дистилляты или мазуты, или с маслами. Некоторые представительные примеры битумов, которые могут быть использованы в настоящем изобретении, характеризуются значением пенетрации, меньшим чем приблизительно 300 дмм, согласно измерению по методу ASTM Method D5 (при 25°C), а говоря более конкретно, значением пенетрации, находящимся в диапазоне от приблизительно от 10 до приблизительно 300 дмм. Более предпочтительные использующиеся битумы характеризуются значением пенетрации в диапазоне от приблизительно 20 до приблизительно 200 дмм, наиболее предпочтительно в диапазоне от приблизительно 20 дмм до приблизительно 80 дмм.

При надлежащем выборе битума и полимерной композиции может быть получено подходящее асфальтовое связующее. Предпочтительно асфальтовое связующее характеризуется значением пенетрации в диапазоне от 10 до 100 дмм, предпочтительно в диапазоне от 20 до 75 дмм (ASTM method D5, при 25°С).

На современном уровне техники также известно и использование сшивателей или «компатибилизаторов», таких как сера и тому подобное. На современном уровне техники также хорошо известны и сшиватели для укладок битума, модифицированного полимером, (то есть как для асфальтовых связующих, так и для кровельных композиций). В порядке примеров различные сшивающие композиции описываются в патенте США № 5017230, патенте США № 5756565, патенте США № 5795929 и патенте США № 5605946, которые отсылают и к другим патентам, в которых описываются сшивающие композиции. По различным причинам, включающим затраты, воздействие на окружающую среду и легкость использования, предпочтительными являются элементарная сера с неорганическими соединениями цинка. В большинстве сшивающих рецептур используют элементарную серу, что обуславливается стоимостью. В специальных ситуациях сера может быть добавлена совместно с донором серы, таким как дитиодиморфолин, тиурамдисульфид цинка или любое соединение, содержащее два и более атомов серы, связанных друг с другом. Цинк добавляют в виде цинк-2-меркаптобензотиазола, тетраалкилтиурамдисульфида цинка, оксида цинка, диалкил-2-бензосульфенамида цинка или другого подходящего соединения цинка или их смесей.

Композиции настоящего изобретения могут включать обычно твердые или нежидкие сшивающие добавки. Данные сшиватели обычно продают в форме порошка или чешуек. Количество элементарной серы, которое может быть использовано в изобретении, может варьироваться в диапазоне от 0,05 до 0,2% масс., предпочтительно от 0,1 до 0,15% масс., при расчете на совокупное количество битумной композиции.

Предпочтительно необязательная композиция блок-сополимера, использующаяся в настоящем изобретении, содержит двухблочный сополимер, линейный трехблочный сополимер или многолучевой блок-сополимер, получаемый по реакции сочетания.

В одном предпочтительном варианте реализации настоящего изобретения блок-сополимер, получаемый по реакции сочетания, описывается формулой ABnX(B_m), где в указанной формуле А представляют собой блок моновинилароматического углеводорода, В представляет собой блок сопряженного диена, n представляет собой целое число в диапазоне от 2 до 7, Х представляет собой остаток агента реакции сочетания, а m представляет собой целое число в диапазоне от 1 до 6. Сумма (m+n) является не большей, чем 8, предп