本公開整體涉及增粘或抑塵涂料組合物，和涂覆有此類組合物的制品(例如，涂覆有此類組合物的粒料，諸如屋頂粒料)，及其他方面。

背景技術(shù)：

瀝青屋頂系統(tǒng)及產(chǎn)品通常包括填充或涂覆有各種瀝青材料的玻璃纖維或有機(jī)氈。通常，有機(jī)氈填充有富含油但較不粘稠的飽和瀝青。飽和瀝青起防腐劑、防水劑和粘合劑的作用。將更硬、更粘稠的涂層瀝青涂到飽和基材的一側(cè)或兩側(cè)上，可將該基材密封起來。涂層瀝青在其中通常包含細(xì)分的礦物，用作穩(wěn)定劑或填料。一直以來，將火成巖礦物粉、二氧化硅、板巖塵、滑石、云母材料、石灰?guī)r和白云石之類的化合物用作填料，以使涂層瀝青在寒冷的天氣里更不易破碎且更耐震。

瀝青屋頂系統(tǒng)及產(chǎn)品的外部表面(或稱外表面、暴露表面)一般具有嵌入涂層瀝青中的顆粒狀材料或屋頂粒料的覆蓋物。通常情況下，顆粒狀材料保護(hù)下方的瀝青涂層，避免其由于暴露于光(特別是紫外(UV)光)而遭到破壞。也就是說，粒料將光反射出去，保護(hù)瀝青以免其由于發(fā)生光降解而劣化。此外，此類顆粒狀材料改善了耐火性和耐候特性。另外，出于美觀考慮，可為顆粒狀材料選擇各種顏色，或多種顏色的混合。

一般來講，礦物材料、顆?；蛄Ａ显趬毫ο虑度胪繉訛r青，然后因粘附于瀝青而保留在涂層瀝青內(nèi)。就每個(gè)粒料來說，瀝青可被看作粒料按壓到其中的“粘性熱泥”。瀝青一旦冷卻，就形成了其中保留粒料的凹坑。

屋頂粒料良好地粘附到屋頂產(chǎn)品是有益的。粒料損失與瀝青的光降解加速相關(guān)，故導(dǎo)致屋頂?shù)膲勖s短。另外，如果粒料損失，可損及屋頂系統(tǒng)的美觀。此外，安裝過程中減少粒料損失，使屋頂?shù)陌踩珷顩r得以改善。

可用多種材料涂覆粒料，而得到既獨(dú)特又理想的性質(zhì)。例如，可用油或合成聚合物涂覆粒料，以便抑塵或促進(jìn)團(tuán)聚。又如，一般用增粘劑來處理粒料。通常情況下，增粘劑為聚烷基硅氧烷，其使經(jīng)涂覆粒料的表面疏水，從而能被瀝青更好地潤濕。這種處理減輕了水浸入粒料-瀝青界面這一現(xiàn)象，從而改善了粘附性。使用聚烷基硅氧烷對表面進(jìn)行處理時(shí)，粒料-瀝青界面處的粘附力受范德瓦爾斯相互作用支配。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明描述了用于將第一基材和第二基材粘結(jié)在一起的增粘劑涂料組合物，及其他方面。增粘劑涂層通常位于兩個(gè)基材之間。這種涂層尤其可用于制造屋頂材料，諸如屋頂木瓦。例如，增粘劑涂料組合物可用于促進(jìn)屋頂粒料與屋頂木瓦的瀝青之間的粘結(jié)。在多個(gè)實(shí)施方案中，增粘劑組合物在第一基材(例如，屋頂粒料)和第二基材(例如，瀝青)之間提供了共價(jià)或離子相互作用，這可帶來比范德瓦爾斯相互作用更強(qiáng)的相互作用，從而提供更好的粘附性。

在一些實(shí)施方案中，增粘劑涂料組合物包含親電體部分。親電體可與天然存在于瀝青中或被添加到瀝青中的親核體部分共價(jià)結(jié)合。優(yōu)選地，包含親電體的涂料分子還包含用于共價(jià)結(jié)合到礦物粒料(諸如屋頂粒料)的烷氧基甲硅烷基部分。因此，該分子可共價(jià)結(jié)合到粒料和瀝青兩者，相比依賴經(jīng)涂覆粒料與屋頂木瓦中的瀝青之間的范德瓦爾斯相互作用的涂層，這應(yīng)當(dāng)增強(qiáng)粒料粘附于瀝青的粘附性。

本發(fā)明還描述了抑塵涂料組合物，及其他方面。抑塵涂料組合物尤其可用于抑制與粒料(諸如屋頂粒料)相關(guān)的粉塵。在一些實(shí)施方案中，抑塵涂料組合物還充當(dāng)增粘劑涂料組合物。在一些實(shí)施方案中，抑塵涂料組合物包含季銨部分。盡管無意于受理論束縛，但據(jù)信，季銨化合物憑借帶正電的季銨部分和帶負(fù)電的粉塵顆粒之間的離子相互作用來抑制粉塵。季銨部分也可與瀝青中的或被添加到瀝青中的某些物質(zhì)形成離子鍵，這些物質(zhì)諸如酸物質(zhì)，尤其是可被添加到瀝青中以實(shí)現(xiàn)本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的目標(biāo)的多磷酸(PPA)。因此，包含如本文所述的季銨化合物的抑塵涂料組合物也可充當(dāng)增粘劑。在一些實(shí)施方案中，抑塵聚合物為聚丙烯酸酯、聚氨酯等。在特定的實(shí)施方案中，涂料聚合物包括具有一個(gè)或多個(gè)季銨部分的丙烯酸乳液聚合物。

在本文所述的一些實(shí)施方案中，涂料組合物包含低聚烷基烷氧基硅氧烷，以及含有親電體部分和烷氧基甲硅烷基部分的化合物。涂料組合物可以是增粘劑涂料組合物。

在一些實(shí)施方案中，本文描述了屋頂粒料，其包括基礎(chǔ)屋頂粒料，以及基礎(chǔ)粒料上的涂層。所述涂層包含結(jié)合到基礎(chǔ)粒料的甲硅烷基部分和親電體部分。

在本文所述的一些實(shí)施方案中，涂料組合物包含含有季銨部分的丙烯酸類聚合物。包含季銨部分的丙烯酸類聚合物還可包含羧酸部分、烷氧基甲硅烷基部分和親電體部分中的一者或多者。該組合物還可包含下列物質(zhì)中的一種或多種：低聚烷基烷氧基硅氧烷，以及含有親電體部分和烷氧基甲硅烷基部分的化合物。涂料組合物可以是抑塵涂料組合物或增粘劑組合物。

在本文所述的一些實(shí)施方案中，屋頂粒料包括基礎(chǔ)屋頂粒料和基礎(chǔ)粒料上的涂層，該涂層包含其中含有季銨部分的丙烯酸酯聚合物。包含季銨部分的丙烯酸類聚合物還可包含羧酸部分、甲硅烷基部分和親電體部分中的一者或多者。甲硅烷基部分可結(jié)合到基礎(chǔ)粒料。該涂層還可包含下列物質(zhì)中的一種或多種：低聚烷基烷氧基硅氧烷，以及含有親電體部分和烷氧基甲硅烷基部分的化合物。至少一些低聚烷基烷氧基硅氧烷(如果存在)可結(jié)合到基礎(chǔ)粒料，從而可作為結(jié)合到基礎(chǔ)粒料的烷基甲硅烷基部分存在。含有烷氧基甲硅烷基部分的至少一些化合物(如果存在)可結(jié)合到基礎(chǔ)粒料，并因此，至少一些烷氧基甲硅烷基部分可作為結(jié)合到基礎(chǔ)粒料的甲硅烷基部分存在。

在一些實(shí)施方案中，提供了一種涂料組合物，其包含低聚烷基烷氧基硅氧烷以及含有親電體部分和烷氧基甲硅烷基部分的化合物，并且該親電體部分包括硫化物和/或聚硫化物官能團(tuán)。

本文所述的組合物、制品、系統(tǒng)或方法的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案提供了超越現(xiàn)有的組合物、制品、系統(tǒng)或方法的一種或多種優(yōu)點(diǎn)。閱讀下文的具體實(shí)施方式后，將更容易理解這些優(yōu)點(diǎn)。

附圖說明

圖1是經(jīng)涂覆粒料的示意圖。

圖2是屋頂制品中包含的經(jīng)涂覆的粒料的示意圖。

示意圖未必按比例繪制。圖中所用類似標(biāo)號均指代類似的組件、步驟等等。然而，應(yīng)當(dāng)理解，使用數(shù)字指代給定附圖中的部件并非旨在限制另一附圖中用相同數(shù)字標(biāo)記的部件。另外，使用不同數(shù)字指代部件并非旨在表明不同編號部件不可為相同或類似的。

具體實(shí)施方式

本公開描述了增粘劑涂料組合物和抑塵涂料組合物，及其他方面。這些涂料組合物可施涂至屋頂粒料及其他物質(zhì)。在一些實(shí)施方案中，增粘劑涂料組合物包含下述化合物：該化合物具有甲硅烷基部分和親電體部分，其中甲硅烷基部分能夠與屋頂粒料共價(jià)結(jié)合，親電體部分能夠與瀝青中的親核體共價(jià)結(jié)合。在一些實(shí)施方案中，抑塵涂料組合物包含其中含有季銨化合物的聚合物。

在一些實(shí)施方案中，增粘劑涂料組合物包含粘合化合物，該粘合化合物包含能夠與礦物粒料(例如，經(jīng)由縮合反應(yīng))形成硅氧鍵的甲硅烷基部分，以及能夠與瀝青中的親核體部分(例如，經(jīng)由SN1或SN2親核取代)結(jié)合的親電體部分。如果在瀝青屋頂木瓦中使用粘合化合物來提升屋頂粒料粘附于瀝青的粘附性，則該粘合化合物可共價(jià)結(jié)合至粒料和瀝青這兩者。存在典型的增粘劑涂層時(shí)，范德瓦爾斯相互作用是使經(jīng)涂覆粒料粘附至瀝青的主要原因。

粘合化合物可包含能夠與基礎(chǔ)屋頂粒料(例如，礦物屋頂粒料)形成共價(jià)鍵(例如，硅氧鍵)的任何合適的甲硅烷基部分。優(yōu)選地，甲硅烷基部分為烷氧基甲硅烷基部分，其中乙醇充當(dāng)縮合時(shí)的離去基團(tuán)。在一些實(shí)施方案中，烷氧基甲硅烷基部分為二烷氧基甲硅烷基部分或三烷氧基甲硅烷基部分。烷氧基基團(tuán)中的一個(gè)或多個(gè)可為C₁至C₄烷氧基基團(tuán)。

舉例來說，粘合化合物可具有以下一般結(jié)構(gòu)：

[C_nH_(2n+1)O]_mSi-[L-E]_p(I)，

其中L為任選的連接基，E為親電體部分，n為0到3的整數(shù)，m為1到3的整數(shù)，并且p為4-m。

可采用任何合適的連接基。在一些實(shí)施方案中，連接基可包含C₁至C₁₀烷基或醚主鏈，諸如C₂至C₇主鏈或C₃至C₅主鏈。在一些實(shí)施方案中，連接基可為疏水性烴鏈，以利于被瀝青潤濕。在一些實(shí)施方案中，疏水性烴鏈可為有助于被瀝青潤濕的取代基(式I中未示出)。在一些實(shí)施方案中，連接基可為環(huán)狀的脂族或芳族連接基。

在一些實(shí)施方案中，粘合化合物上可存在兩個(gè)或更多個(gè)親電體部分。

在一些實(shí)施方案中，粘合化合物可為下述聚合物：該聚合物具有一個(gè)或多個(gè)親電體部分，以及一個(gè)或多個(gè)甲硅烷基部分(諸如烷氧基甲硅烷基部分)?？墒褂萌魏魏线m的聚合物。

在一些實(shí)施方案中，聚合物包括聚烯烴。為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，聚烯烴為具有烯烴主鏈的聚合物。聚合物包括低分子量的低聚物，并具有大范圍內(nèi)的數(shù)均分子量，包括(例如)低至300的數(shù)均分子量。烯烴包括乙烯、丙烯、丁烯等。這些烯烴可為脂族烯烴、芳族烯烴、環(huán)烯烴或其他烯烴。聚烯烴可以是烯烴的均聚物或共聚物。聚烯烴除包含一種或多種烯烴外，還可任選地包含一種或多種其他單體單元，諸如苯乙烯、丙烯酸類樹脂、氨基甲酸酯以及本領(lǐng)域已知的其他單體單元。此類共聚物包括無規(guī)聚合物和嵌段共聚物。

可采用任何合適的方式對聚合物(諸如聚烯烴)進(jìn)行化學(xué)改性，使其包含反應(yīng)性基團(tuán)，諸如親電體(例如，環(huán)氧化物、鹵化物等)。可采用任何合適的方式對聚合物進(jìn)行改性，使其包含甲硅烷基部分，諸如烷氧基甲硅烷基部分。例如，使不飽和雙鍵與改性用化學(xué)物質(zhì)(諸如鹵素和過氧化物)分別發(fā)生鹵化反應(yīng)和環(huán)氧化反應(yīng)，可輕易地將親電體納入聚合物。舉例來說，經(jīng)由SN2反應(yīng)、硫醇-烯反應(yīng)等反應(yīng)，可將烷氧基硅烷附接到聚合物。例如，可經(jīng)由硫醇-烯反應(yīng)使巰丙基烷氧基硅烷與聚合物(例如，聚丁二烯)的不飽和碳反應(yīng)，而進(jìn)行硅烷接枝。又如，通過使異氰酸丙基烷氧基硅烷與聚合物的羥基端基基團(tuán)反應(yīng)，可將異氰酸丙基烷氧基硅烷接枝到聚合物(例如，聚丁二烯)。借助全部環(huán)氧化物部分中的一些(留下一些與例如瀝青中的親核體相互作用)，也可將甲硅烷基部分附接到環(huán)氧化聚合物。

在一些實(shí)施方案中，粘合劑化合物為經(jīng)改性而包含烷氧基硅烷等的環(huán)氧化聚丁二烯聚合物。

在多個(gè)實(shí)施方案中，粘合劑化合物為經(jīng)改性而包含親電體的油，諸如大豆油?？刹捎萌魏魏线m的方式，諸如上文結(jié)合聚合物的改性(用鹵素或過氧化物與不飽和碳反應(yīng))所述的方式對油進(jìn)行改性，使其包含親電體。在一些實(shí)施方案中，油為環(huán)氧化油。在一些實(shí)施方案中，油為環(huán)氧化大豆油。可對油進(jìn)行進(jìn)一步改性以包含甲硅烷基部分。舉例來說，使甲硅烷基與環(huán)氧化油中由環(huán)氧化反應(yīng)得到的環(huán)氧化物部分中的一些反應(yīng)，可對環(huán)氧化油進(jìn)行改性。

粘合化合物可包含任何合適的親電體部分。親電體的示例包括環(huán)氧化物部分、含鹵素部分、氮丙啶部分、硫化物部分和聚硫化物部分等。瀝青中與粘合化合物結(jié)合的親核體部分可以是天然存在于瀝青中的親核體部分，也可以是被添加到瀝青中的親核體部分。天然存在于瀝青中的親核體部分的示例包括羥基、胺、巰基等。

在一些實(shí)施方案中，粘合化合物包含可與各種親核體發(fā)生開環(huán)反應(yīng)的環(huán)氧化物部分。在應(yīng)用中使用環(huán)氧化物部分有幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)，包括：a)在形成鍵的過程中不會產(chǎn)生副產(chǎn)物；b)相對疏水；c)可在市面上買到有用的單體和粘合化合物。

包含環(huán)氧化物部分的粘合化合物的示例包括：

1. 3-縮水甘油氧基丙基三乙氧基硅烷，CAS#2602-34-8

2.β-(3,4-環(huán)氧環(huán)己基)乙基三乙氧基硅烷，CAS#10217-34-2

3.用不同濃度的烷氧基硅烷改性的環(huán)氧化聚丁二烯環(huán)氧化聚丁二烯(Cray Valley公司，bd 605E)和3-異氰酸丙基三乙氧基硅烷(CAS#24801-88-5)的反應(yīng)產(chǎn)物

4.用巰基烷氧基硅烷改性的環(huán)氧化聚丁二烯環(huán)氧化聚丁二烯(Cray Valley公司，bd 605E)和3-巰基丙基三乙氧基硅烷(CAS#14814-09-6)的反應(yīng)產(chǎn)物

執(zhí)行瀝青粘附力測試時(shí)，若在增粘劑組合物中使用上述化合物來涂覆礦物粒料，則相比普通瀝青和用PPA改性的瀝青，上述化合物都表現(xiàn)出粘附力改善。

在一些實(shí)施方案中，親電體部分可為硫化物或聚硫化物官能團(tuán)。涂層(例如屋頂粒料上的涂層)中存在的硫化物和聚硫化物官能團(tuán)可與瀝青中的親核體形成化學(xué)鍵。除此之外或另選地，涂層中存在的硫化物和二硫化物官能團(tuán)與瀝青中的重金屬物質(zhì)相互作用，而得到金屬硫化物絡(luò)合物。

在多個(gè)示例性實(shí)施方案中，包含硫化物或聚硫化物部分的粘合化合物包括：

雙(三乙氧基甲硅烷基丙基)二硫化物，CAS#56706-10-6

雙[3-(三乙氧基甲硅烷基)丙基]四硫化物，CAS#40372-72-3

也可使用經(jīng)3當(dāng)量的3-巰基丙基三乙氧基硅烷(CAS#14814-09-6)改性的三羥甲基丙烷三(3-巰基丙酸酯)(CAS#33007-83-9)的反應(yīng)產(chǎn)物、其他合適的材料，以及這些物質(zhì)的組合。涂覆在礦物屋頂粒料上的此類材料相比普通瀝青和用PPA改性的瀝青，表現(xiàn)出粘附力改善。

在一些實(shí)施方案中，增粘劑組合物除包含如上所述的粘合化合物外，還包含低聚烷基烷氧基硅烷。烷基烷氧基硅烷可包含烴尾，以便更好地由疏水性瀝青潤濕。經(jīng)由縮合反應(yīng)可在粒料表面與烷基烷氧基硅烷之間形成硅氧烷鍵，并將疏水性烴尾留在粒料表面上。親水性表面轉(zhuǎn)變成疏水油性表面改善了粒料表面由瀝青潤濕的效果。涂料組合物可包含任意合適比率的粘合化合物與烷基烷氧基硅烷。例如，涂料組合物可具有比率為約4:1、3:1、2:1、1:1、1:2、1:3、1:4等的粘合化合物與烷基烷氧基硅烷。

可在涂料組合物中使用任何合適的烷基烷氧基硅烷。合適的烷基烷氧基硅烷的一個(gè)示例為異辛基三甲氧基硅烷[(MeO)₃SiCH₂C(CH₃)₂CH₂C(CH₃)₂]或其低聚物，或包含該物質(zhì)一部分的化合物，諸如得自美國密歇根州艾德里安的瓦克化學(xué)公司(Wacker Chemical Corporation，Adrian，Michigan USA)的BS 68。

涂料組合物可任選地包含能夠降低粒料表面的表面自由能的一種或多種另外的化合物。所述另外的化合物可包含硅烷官能團(tuán)等，用于向粒料提供硅氧烷鍵。在一些實(shí)施方案中，涂料組合物包含涂料載體，諸如油。

在一些實(shí)施方案中，增粘劑是低分子量環(huán)氧樹脂或環(huán)氧化合物與一種或多種反應(yīng)物的反應(yīng)產(chǎn)物。該反應(yīng)產(chǎn)物也可稱為加合物或胺加合物。合適的反應(yīng)物包括但不限于包含胺基團(tuán)、羧酸基團(tuán)、酚基團(tuán)或硫醇基團(tuán)的有機(jī)化合物。合適的環(huán)氧樹脂平均包含一個(gè)或多個(gè)環(huán)氧基團(tuán)，并且可包含2個(gè)或更多個(gè)環(huán)氧基團(tuán)。環(huán)氧樹脂的示例包括脂族樹脂、脂環(huán)族樹脂和芳族樹脂。脂族樹脂包括環(huán)氧化植物油、環(huán)氧化醚和環(huán)氧化酯化合物。脂環(huán)族樹脂包括：3,4-環(huán)氧環(huán)己基甲基-3’,4’-環(huán)氧環(huán)己烷羧酸酯、β-(3,4-環(huán)氧環(huán)己基)乙基三乙氧基硅烷和乙烯基環(huán)己烯二環(huán)氧化物。芳族樹脂的示例包括雙酚A和雙酚F的二縮水甘油醚、線型酚醛和雙酚A線型酚醛的縮水甘油醚，以及芳族氨基化合物(諸如氨基酚和苯胺)的縮水甘油基衍生物和二縮水甘油基衍生物。

合適的胺反應(yīng)物可包含或可不包含硅烷基團(tuán)，其包括單官能胺、脂族二胺、脂族四胺、氨基醇化合物、氨基硅烷、二氨基硅烷、聚酰胺、氨基官能化樹脂、脂環(huán)族胺和芳族胺。各種胺反應(yīng)物在環(huán)氧樹脂領(lǐng)域是眾所周知的，用胺反應(yīng)物與環(huán)氧基團(tuán)反應(yīng)時(shí)，可按各種化學(xué)計(jì)量比將各種胺反應(yīng)物組合使用。這種開環(huán)反應(yīng)是大家熟悉的，并產(chǎn)生單個(gè)碳-碳鍵和羥基基團(tuán)。由于氨基硅烷與環(huán)氧化物部分反應(yīng)產(chǎn)生了既具有羥基、又具有硅烷基團(tuán)，并任選地具有環(huán)氧基團(tuán)的新分子，所以氨基硅烷特別適合用作增粘劑。羥基基團(tuán)增大了該分子的極性，并且硅烷基團(tuán)(例如烷氧基硅烷)能夠發(fā)生各種已知用于產(chǎn)生共價(jià)鍵并帶來粘附性的化學(xué)反應(yīng)。

本領(lǐng)域的技術(shù)人員可設(shè)計(jì)出反應(yīng)產(chǎn)物的分子結(jié)構(gòu)，也可輕松地加以控制。這種新分子涉及的范圍可從相對簡單的低分子量化合物到具有包含一個(gè)或多個(gè)反應(yīng)性硅烷基團(tuán)的多個(gè)官能團(tuán)的支鏈低聚化合物。具有兩個(gè)或更多個(gè)反應(yīng)性硅烷基團(tuán)的后一種化合物可粘合到玻璃或礦物表面上的多個(gè)位點(diǎn)，而且可自交聯(lián)形成相對不可溶的聚合物涂層，因此可用于增粘。此類反應(yīng)產(chǎn)物對增強(qiáng)粘附性來說非常有用，還永久地將屋頂粒料的表面改性。通過改變胺反應(yīng)物和環(huán)氧反應(yīng)物，可生成多種多樣不同的增粘劑。例如，二環(huán)氧化物與單官能胺(諸如乙醇胺和3-氨丙基三乙氧基硅烷)反應(yīng)，可生成線性分子。反應(yīng)產(chǎn)物的分子量取決于反應(yīng)物的純度，以及環(huán)氧化物基團(tuán)與反應(yīng)性胺中氫個(gè)數(shù)的化學(xué)計(jì)量比。借助這一示例，技術(shù)人員可依據(jù)使用的氨基硅烷的量，輕易地制備分子量在很大范圍內(nèi)、且硅烷官能度各異的許多不同的增粘劑。此外，也可輕易地控制分子的端基。如果使用了化學(xué)計(jì)量過量的環(huán)氧基團(tuán)，則端基將為環(huán)氧部分。如果使用了過量的胺，則端基將為硅烷基團(tuán)或羥基(由氨基乙醇封端)。

所有這些反應(yīng)產(chǎn)物都易于處理、成本較低，并提供出色的濕粘附性，所以十分有用。經(jīng)由硅烷基團(tuán)的反應(yīng)來固化增粘劑，通常生成毒性低的材料和制品。此外，如果得到充分的交聯(lián)，則最終的經(jīng)固化樹脂(在硅烷基團(tuán)與礦物表面反應(yīng)之后，或硅烷基團(tuán)彼此反應(yīng)之后)可具有抗溶劑性、抗水性和抗提取性。眾所周知，環(huán)氧樹脂和經(jīng)固化的環(huán)氧樹脂通常用作地板、化學(xué)槽、輸油管、高等復(fù)合材料、航海船舶和防腐措施的高性能涂層，以對抗惡劣環(huán)境。

本文所述的增粘劑與礦物表面的反應(yīng)可在各種各樣的條件下發(fā)生。處理礦物表面(例如屋頂粒料)的方法有多種。這些方法包括用烴類載體油稀釋增粘劑，然后噴涂并/或滾筒拋光。另選地，可使用在線混合工藝，將計(jì)量好的胺和環(huán)氧樹脂加入載體流體，來以化學(xué)方式形成增粘劑。借助該途徑，可在載體料流中、甚至在礦物表面上以化學(xué)方式形成增粘劑。

在一些實(shí)施方案中，可將本文所述的增粘劑與已知的增粘劑(諸如辛基三甲氧基硅烷)結(jié)合使用。通過將這兩者結(jié)合使用，可調(diào)整礦物表面的極性，但在水中沸騰后(模擬濕熱性能)仍表現(xiàn)出令人驚訝的良好粘附性。此外，如果使用了本文所述的較高分子量增粘劑，則已知的增粘劑(諸如辛基三甲氧基硅烷)在本質(zhì)上充當(dāng)反應(yīng)性稀釋劑，并用于控制粘度。

可將本文所述的抑塵涂料組合物施涂到多塵表面，例如采掘表面、土壤表面或施工表面。為實(shí)現(xiàn)本公開的目的，多塵表面具有在該表面上的截面長度小于30微米的顆粒。通常情況下，顆粒松散地位于表面上。表面的示例包括運(yùn)輸?shù)缆贰㈤_放鐵路車中的礦業(yè)材料、傳送帶上的材料、煤和礦業(yè)材料如發(fā)電廠和鋼廠中的鐵礦石原料堆、未鋪砌路面的鄉(xiāng)村道路和屋面粒料表面。多塵表面的特定示例包括聚集體，例如碎石、煤、鐵礦石、砂礫和砂石。

本文所述的抑塵涂料組合物優(yōu)選地可用于抑制與屋頂粒料相關(guān)的粉塵。優(yōu)選地，抑塵涂層抑制與貯藏、轉(zhuǎn)移或運(yùn)輸屋頂粒料(諸如轉(zhuǎn)移進(jìn)出軌道車、轉(zhuǎn)移進(jìn)貯藏容器或設(shè)施，以及運(yùn)輸過程中)相關(guān)的粉塵。

在一些實(shí)施方案中，抑塵涂料組合物包含季銨部分。盡管無意于受理論束縛，但據(jù)信，季銨部分憑借帶正電的季銨部分和帶負(fù)電的粉塵顆粒之間的離子相互作用來抑制粉塵。季銨部分也可與瀝青(尤其是添加了多磷酸(PPA)的瀝青)中的某些天然存在的物質(zhì)或人為添加的物質(zhì)(諸如酸物質(zhì))形成離子鍵。當(dāng)然，瀝青(包括不含PPA的瀝青)中也存在其他可與季銨部分形成離子鍵的陰離子物質(zhì)。因此，包含如本文所述的季銨化合物的抑塵涂料組合物也可充當(dāng)增粘劑。

可將季銨部分摻入聚合物中。在一些實(shí)施方案中，抑塵涂料聚合物包括水基聚合物，諸如聚丙烯酸酯(例如丙烯酸乳液聚合物)或熱塑性聚合物。這些聚合物可具有約-60℃至約60℃、或更高的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)。在一些實(shí)施方案中，這些聚合物具有較低的Tg，諸如低于-20℃的Tg。例如，Tg可低于-30℃。在一些實(shí)施方案中，Tg低于-45℃。在特定的實(shí)施方案中，涂料聚合物包括具有季銨部分的丙烯酸乳液聚合物。在多個(gè)實(shí)施方案中，涂料聚合物為美國專利公布2014/0170362中所述的聚合物。

在存在引發(fā)劑和任選的表面活性劑的情況下，可對一種或多種丙烯酸酯單體(為實(shí)現(xiàn)本公開的目的，包括甲基丙烯酸酯單體)進(jìn)行乳液聚合，來制備聚丙烯酸酯(為實(shí)現(xiàn)本公開的目的，包括聚甲基丙烯酸酯)。所述單體可包括N-乙烯基吡咯烷酮、(甲基)丙烯酸異丁酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸異丙酯、(甲基)丙烯酸正丙酯、(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、乙酸乙烯酯、(甲基)丙烯酸羥乙酯、(甲基)丙烯酸羥丙酯、(甲基)丙烯酸十八烷基酯、(甲基)丙烯酸硬脂酯、二甲基丙烯酰胺、N-(羥甲基)-丙烯酰胺、(甲基)丙烯酸二甲氨基乙酯、甲氧基聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯、聚二甲基硅氧烷(甲基)丙烯酸酯、KF 2001(巰基改性的二甲基硅氧烷)、全氟丁基磺酰氨基n-甲基乙基丙烯酸酯、和六氟丙烯氧化低聚物阿米酚(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸異冰片酯、(甲基)丙烯酸異辛酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸2-羥基乙酯，等等。也可以加入0-30％的極性單體來改善這些聚合物的強(qiáng)度。這些極性單體包括丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、N-乙烯基吡咯烷酮、N-乙烯基己內(nèi)酰胺、取代的(甲基)丙烯酰胺諸如N,N-二甲基丙烯酰胺、丙烯酸N,N-二甲氨基乙酯、N-辛基丙烯酰胺、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯、丙烯腈、丙烯酸2-羧乙基酯、馬來酸酐等，以及這些物質(zhì)的混合物。

聚合混合物中可包含具有季銨官能團(tuán)的單體?？墒褂萌魏魏线m的含季銨的單體。在一些實(shí)施方案中，單體為包含烷基銨官能團(tuán)的丙烯酸酯。在一些實(shí)施方案中，具有烷基銨官能團(tuán)的單體的全部三個(gè)烷基均為烷基基團(tuán)。在其他實(shí)施方案中，三個(gè)烷基中有兩個(gè)為甲基，并且第三個(gè)烷基為具有2至24個(gè)碳原子、6至20個(gè)碳原子、8至18個(gè)碳原子、或者16個(gè)碳原子的直鏈基團(tuán)、支鏈基團(tuán)、環(huán)狀基團(tuán)或脂環(huán)基團(tuán)。在一些實(shí)施方案中，單體為丙烯酸2-(三烷基銨)乙酯，其可由丙烯酸2-(二甲氨基)乙酯或甲基丙烯酸2-(二甲氨基)乙酯與烷基鹵化物反應(yīng)得到。合適的含季銨的單體的另一個(gè)示例為甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨。

在一些實(shí)施方案中，使用丙烯酸2-(二甲氨基)乙酯或甲基丙烯酸2-(二甲氨基)乙酯來執(zhí)行聚合，然后使聚合物中存在的氨基與合適的烷基鹵化物反應(yīng)，而原位形成相應(yīng)的銨官能團(tuán)，由此形成相應(yīng)的鹵化銨官能團(tuán)。

用于形成聚合物的反應(yīng)混合物可包含任意合適濃度的具有季銨官能團(tuán)(或能夠轉(zhuǎn)化成具有季銨官能團(tuán))的單體。盡管無意于受理論束縛，但據(jù)信，季銨官能團(tuán)的濃度升高將改善抑塵效果。然而，在基于瀝青的屋頂材料或者抑塵涂層可能與疏水材料相互作用的其他產(chǎn)品中使用季銨官能團(tuán)時(shí)，對增強(qiáng)抑塵效果的期望(因而銨濃度增大，正電荷增多)同對與疏水材料有效地相互作用的期望應(yīng)當(dāng)彼此平衡。為防止水浸入粒料-瀝青界面，理想的是粒料表面的大部分都是疏水的。在各種實(shí)施方案中，聚合物包含約0.1重量％至約50重量％的季銨官能團(tuán)。如果聚合物為乳液聚合物，則該聚合物中所包含的季銨單體的重量百分比通常將小于約10％，諸如8％或更少。如果聚合物為溶液聚合物，則該聚合物中所包含的季銨單體的重量百分比可以(但不必)更高，諸如高達(dá)約65％或更高。

在實(shí)施方案中，在由包括含季銨單體的反應(yīng)混合物所形成的聚合物中，基于該聚合物的總重量計(jì)，所包含的含季銨單體為約2重量％至45重量％、或該聚合物的約2重量％至35重量％、或該聚合物的4重量％至25重量％、或該聚合物的6重量％至15重量％、或該聚合物的7重量％至10重量％，或各種中間水平諸如3重量％、5重量％、6重量％、8重量％，以及2重量％和45重量％之間以1重量％的增量表示的所有其他此類單個(gè)值，以及以1重量％的增量涵蓋上述單個(gè)值的任何范圍，諸如2重量％至4重量％、7重量％至38重量％、20重量％至25重量％等等。

在一些實(shí)施方案中，具有季銨官能團(tuán)的聚合物還包括疏水烴官能團(tuán)，當(dāng)被涂覆的表面與含瀝青制品接觸時(shí)，該疏水烴官能團(tuán)可增強(qiáng)對瀝青的潤濕。疏水烴官能團(tuán)可具有側(cè)基式烴鏈，諸如C₃或更長的鏈；如C₅-C₁₂鏈等等。通過將具有疏水烴官能團(tuán)的單體引入混合物中以進(jìn)行聚合反應(yīng)，可將疏水烴官能團(tuán)結(jié)合到聚合物中。在多個(gè)實(shí)施方案中，具有疏水烴官能團(tuán)的單體為具有8和12個(gè)碳之間的醇的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯。醇可為直鏈、支鏈或環(huán)狀的?？捎糜诒┧狨セ蚣谆┧狨サ拇嫉氖纠ㄐ链?、異辛醇、壬醇、異壬醇、癸醇、十一醇和十二醇。在一些實(shí)施方案中，所述醇為異辛醇。

聚合物可包含任何合適濃度的疏水烴官能團(tuán)。例如，聚合物可包含約50％至約99.9％的烴官能團(tuán)。在一些實(shí)施方案中，在由包含具有疏水烴官能團(tuán)的單體的反應(yīng)混合物所形成的聚合物中，相對于該聚合物的總重量，所包含的具有疏水烴類官能團(tuán)的單體為約50重量％至95重量％、或該聚合物總重量的約60重量％至90重量％、或該聚合物總重量的約75重量％至85重量％，或各種中間水平諸如51重量％、52重量％、53重量％、54重量％，以及50重量％和95重量％之間以1重量％的增量表示的所有其他此類單個(gè)值，以及以1重量％的增量涵蓋任一上述單個(gè)值的任何范圍，諸如約54重量％至81重量％、約66重量％至82重量％、約77重量％至79重量％等范圍。

在一些實(shí)施方案中，聚合物可包含一種或多種甲硅烷基官能團(tuán)(能夠與礦物粒料粘結(jié)在一起，例如上文在標(biāo)題“增粘劑涂料組合物”下所討論，該討論內(nèi)容并入本節(jié)中)和親電體官能團(tuán)(能夠與瀝青粒料中的親核體粘結(jié)在一起，例如上文在標(biāo)題“增粘劑涂料組合物”下所討論，該討論內(nèi)容并入本節(jié)中)。通過將具有甲硅烷基官能團(tuán)或親電體官能團(tuán)的單體結(jié)合到混合物中以進(jìn)行聚合反應(yīng)，可將甲硅烷基官能團(tuán)或親電體官能團(tuán)添加到聚合物中。具有甲硅烷基官能團(tuán)的丙烯酸酯單體的示例包括(三甲氧基甲硅烷基)甲基丙烯酸丙酯和(三乙氧基甲硅烷基)甲基丙烯酸丙酯。具有親電體官能團(tuán)的丙烯酸酯單體的一個(gè)示例為甲基丙烯酸縮水甘油酯。

聚合物可包含任何合適濃度的甲硅烷基官能團(tuán)。例如，聚合物可包含約0％至約10％的甲硅烷基官能團(tuán)。在一些實(shí)施方案中，相對于該聚合物的總重量，在由包含具有甲硅烷基官能團(tuán)的單體的反應(yīng)混合物所形成的聚合物包含約0重量％至5重量％的包含甲硅烷基官能團(tuán)的單體。

聚合物可包含任何合適濃度的親電體官能團(tuán)。例如，聚合物可包含約0％至約10％的親電體官能團(tuán)。在一些實(shí)施方案中，在由包含具有親電體官能團(tuán)的單體的反應(yīng)混合物所形成的聚合物中，相對于該聚合物總重量，所包含的親電體官能團(tuán)的單體為約0重量％至5重量％。

在一些實(shí)施方案中，聚合物反應(yīng)混合物包含陰離子單體。例如，反應(yīng)混合物可包含下列物質(zhì)中的一種或多種：丙烯酸、甲基丙烯酸、它們的鹽或它們的混合物。在一些實(shí)施方案中，陰離子單體為丙烯酸或甲基丙烯酸，該酸在聚合反應(yīng)之前或之后通過中和作用轉(zhuǎn)化成相應(yīng)的羧酸鹽。在一些實(shí)施方案中，聚合物反應(yīng)混合物包含基于聚合物的總重量計(jì)約0重量％至5重量％的陰離子單體。

具有季銨官能團(tuán)的聚合物的聚合反應(yīng)通過技術(shù)人員所熟知的常規(guī)熱聚合或輻射聚合技術(shù)進(jìn)行。例如，在一些實(shí)施方案中，將單體混合，并通過光化輻射或電離輻射對其進(jìn)行照射。在一些實(shí)施方案中，在照射過程中，將空氣部分地排除或限制在反應(yīng)區(qū)域內(nèi)。在一些實(shí)施方案中，形成單體乳液，并通過紫外引發(fā)作用或熱引發(fā)作用進(jìn)行聚合反應(yīng)。該乳液為油包水乳液或水包油乳液。在一些實(shí)施方案中，在水、含水混合物等溶劑或除水以外的溶劑中形成單體溶液，并通過類似于乳液反應(yīng)的紫外引發(fā)作用或熱引發(fā)作用進(jìn)行聚合反應(yīng)。

在一些采用紫外輻射的實(shí)施方案中，使用光引發(fā)劑通過光引發(fā)劑的光解作用引發(fā)聚合反應(yīng)。在一些此類實(shí)施方案中，根據(jù)所用的紫外輻射的波長來選擇光引發(fā)劑。當(dāng)采用光引發(fā)劑時(shí)，聚合混合物中所包含的光引發(fā)劑基于單體的總重量計(jì)為約0.01重量％至5重量％，例如基于單體的總重量計(jì)為約0.1重量％至2重量％，或基于單體的總重量計(jì)為約0.2重量％至1重量％。合適的光引發(fā)劑的非限制性示例包括下列任一種光引發(fā)劑：紫外光引發(fā)聚合領(lǐng)域的技術(shù)人員所熟知的金屬碘化物、烷基金屬化合物或偶氮化合物；以及由美國紐約州塔里敦的汽巴精化公司(Ciba Specialty Chemicals Corp.,Tarrytown,NY)以商品名出售的那些光引發(fā)劑；由日本東京的太陽化學(xué)公司(Sun Chemical Company,Tokyo,Japan)以商品名出售的那些光引發(fā)劑；由美國北卡羅來納州夏洛特的巴斯夫公司(BASF Corporation,Charlotte,NC)以商品名出售的那些光引發(fā)劑。就乳液聚合反應(yīng)而言，優(yōu)選水溶性引發(fā)劑。

在一些采用熱分解引發(fā)聚合反應(yīng)的實(shí)施方案中，用于制備具有季銨官能團(tuán)單體的聚合物的單體乳液聚合反應(yīng)通過以下方式進(jìn)行：將單體、表面活性劑和熱引發(fā)劑在水中混合，然后將乳液加熱至一定溫度，在該溫度下，引發(fā)劑將以適當(dāng)速率發(fā)生分解以維持適當(dāng)?shù)木酆纤俾省：线m的熱引發(fā)劑的非限制性示例包括熱引發(fā)聚合領(lǐng)域的技術(shù)人員常用的任何有機(jī)過氧化物或偶氮化合物，諸如過氧化二異丙苯、過氧化苯甲酰或偶氮二異丁腈(AIBN)，以及由美國特拉華州威明頓的杜邦公司(duPont deNemours and Company,Wilmington,DE)以商品名出售的熱引發(fā)劑。就乳液聚合反應(yīng)而言，優(yōu)選水溶性引發(fā)劑。

在其他實(shí)施方案中，形成單體乳液，并通過紫外引發(fā)作用或熱引發(fā)作用進(jìn)行聚合反應(yīng)。該乳液為油包水乳液或水包油乳液。在一些此類實(shí)施方案中，乳液為水包油乳液，其中通過采用一種或多種表面活性劑將一種或多種單體穩(wěn)定在大量水相中。在多個(gè)實(shí)施方案中，表面活性劑在本質(zhì)上為陽離子表面活性劑、陰離子表面活性劑、兩性離子表面活性劑或非離子表面活性劑，并且其結(jié)構(gòu)未受到其他特別限制。在一些實(shí)施方案中，表面活性劑也是一種單體，并被結(jié)合到聚合物中。在其他實(shí)施方案中，表面活性劑存在于聚合反應(yīng)容器中，但并未因聚合反應(yīng)而結(jié)合到聚合物中。

用于形成單體(該單體用于形成具有銨官能團(tuán)的聚合物)的水包油乳液的非離子表面活性劑的非限制性示例包括：環(huán)氧乙烷和環(huán)氧丙烷的嵌段共聚物，諸如由美國北卡羅來納州夏洛特的巴斯夫公司(BASF Corporation,Charlotte,NC)以商品名或出售的那些；由環(huán)氧乙烷與脂肪醇、壬基酚、十二醇等等反應(yīng)形成的乙氧基化物，包括由美國密歇根州米德蘭的陶氏化學(xué)公司(DOW Chemical Company,Midland,MI)以商品名出售的那些；油醇；山梨醇酯；烷基多苷，諸如癸基葡萄糖苷；山梨醇三硬脂酸酯；以及它們中的一者或多者的組合。

用于形成單體(該單體用于形成具有季銨官能團(tuán)的聚合物)的水包油乳液的陽離子表面活性劑的非限制性示例包括：苯扎氯銨、西曲溴銨、雙十八烷基二甲基氯化銨、十二烷基甲基葡糖醇聚醚-10羥丙基氯化銨、四甲基氫氧化銨、單烷基三甲基氯化銨、單烷基二甲基芐基氯化銨、二烷基乙基甲基乙基硫酸銨、三烷基甲基氯化銨、聚氧乙烯單烷基甲基氯化銨和氯化雙季銨鹽；由荷蘭阿姆斯特丹的阿克蘇諾貝爾公司(Akzo Nobel N.V.,Amsterdam,Netherlands)以商品名和出售的銨官能團(tuán)表面活性劑；以及它們的混合物。在本發(fā)明的兩性離子聚合物的聚合反應(yīng)中，特別用于形成水包油乳液的表面活性劑是表面活性劑，例如，C/12、C/25、C/12-75等等。在一些實(shí)施方案中，C/25有效用于在水中制備單體的高固體乳液，從而制備本文所述的聚合物。

在水包油乳液聚合反應(yīng)中采用陽離子表面活性劑時(shí)，其用量基于單體的總重量計(jì)為約0.1重量％至6.0重量％，或?yàn)閱误w的約0.3重量％至4.0重量％，或各種中間水平諸如1.1重量％、1.2重量％、1.3重量％、1.4重量％、1.5重量％、1.6重量％、1.7重量％、1.8重量％、1.9重量％、2.1重量％、2.2重量％，以及1.0重量％和6.0重量％之間以0.1重量％的增量表示的所有其他此類單個(gè)值，以及以0.1重量％的增量涵蓋上述單個(gè)值的任何范圍，諸如2.3重量％至4.6重量％、4.5重量％至4.7重量％等等。

用于形成單體(該單體用于形成本文所述的聚合物)的水包油乳液的兩性離子表面活性劑的非限制性示例包括：甜菜堿和磺基甜菜堿，諸如椰油酰胺丙基甜菜堿、羥基磺基甜菜堿和椰油酰胺丙基羥基磺基甜菜堿；其他兩性離子表面活性劑包括卵磷脂、3-[(3-膽酰胺丙基)二甲氨基]-1-丙磺酸內(nèi)酯(CHAPS)和2-[1-(2-羥乙基)-2-十一烷基-4,5-二氫咪唑鎓-1-基]乙酸鈉(月桂酰基兩性乙酸鈉)。在水包油乳液聚合反應(yīng)中采用兩性離子表面活性劑時(shí)，其用量基于單體的總重量計(jì)為約01重量％至10.0重量％，或?yàn)閱误w的約0.3重量％至6.0重量％，或各種中間水平諸如1.1重量％、1.2重量％、1.3重量％、1.4重量％、1.5重量％、1.6重量％、1.7重量％、1.8重量％、1.9重量％、2.1重量％、2.2重量％，以及1.0重量％和10.0重量％之間以0.1重量％的增量表示的所有其他此類單個(gè)值，以及以0.1重量％的增量涵蓋上述單個(gè)值的任何范圍，諸如2.3重量％至4.6重量％、4.5重量％至4.7重量％等等。

在一些實(shí)施方案中，用于制備具有銨官能團(tuán)的聚合物的單體乳液聚合反應(yīng)通過以下方式進(jìn)行：將單體、表面活性劑和紫外引發(fā)劑在水中混合，然后用紫外輻射以與所選引發(fā)劑的優(yōu)選分解波長對應(yīng)的波長照射一段時(shí)間。在其他實(shí)施方案中，單體的乳液聚合反應(yīng)通過以下方式進(jìn)行：將單體、表面活性劑和熱引發(fā)劑在水中混合，然后將乳液加熱至一定溫度，在該溫度下，將以適當(dāng)?shù)乃俾收T導(dǎo)熱引發(fā)劑的分解。在單體混合物中采用了甲基丙烯酸或丙烯酸的一些實(shí)施方案中，將氫氧化鈉、氫氧化鋰、氫氧化銨或氫氧化鉀加入到單體混合物中，以中和酸官能團(tuán)并形成相應(yīng)的鹽。在其他實(shí)施方案中，在聚合反應(yīng)完成后進(jìn)行這種中和。在實(shí)施方案中，中和意指將水相的pH從約2和3之間調(diào)節(jié)至約4和7之間，例如約5和6之間。

在一些實(shí)施方案中，采用C/25有效用于制備單體的高固體乳液。在該語境中，“固體”定義為乳液中除水以外的所有成分。所形成的高固體乳液的水中總固體含量例如為約15重量％和60重量％、或水中總固體含量為約25重量％至60重量％、或水中固體含量為約30重量％至50重量％，或各種中間水平諸如16重量％、17重量％、18重量％、19重量％、20重量％、21重量％、22重量％、23重量％、24重量％、26重量％、27重量％，以及15重量％和60重量％的水中固體含量之間以1重量％的增量表示的所有其他此類單個(gè)值，以及以1重量％的增量涵蓋上述單個(gè)值的任何范圍，諸如23重量％至46重量％、45重量％至57重量％等等。

一般來講，所采用的乳液聚合條件和方法與傳統(tǒng)乳液聚合方法相同或類似。在一些實(shí)施方案中，利用熱引發(fā)作用進(jìn)行水包油乳液聚合反應(yīng)。在此類實(shí)施方案中，一種可用的聚合引發(fā)劑為V-50(可購自日本大阪的和光純藥工業(yè)株式會社(Wako Pure Chemical Industries Ltd.,Osaka,Japan))。在一些此類實(shí)施方案中，在聚合之前和聚合期間將乳液的溫度調(diào)節(jié)到約30℃至100℃，例如調(diào)節(jié)到約40℃至80℃，或約40℃至60℃，或約45℃至55℃。在高溫下將乳液攪拌適當(dāng)?shù)臅r(shí)間，以分解基本上所有熱引發(fā)劑，并使加入到乳液中的基本上所有單體都發(fā)生反應(yīng)，從而形成聚合的乳液。在一些實(shí)施方案中，將高溫維持約2小時(shí)至24小時(shí)，或約4小時(shí)至18小時(shí)，或約8小時(shí)至16小時(shí)。在一些實(shí)施方案中，有必要在聚合過程中添加額外的熱引發(fā)劑，以使添加到反應(yīng)容器中的基本上所有單體含量完成反應(yīng)。應(yīng)當(dāng)理解，聚合反應(yīng)的完成是通過仔細(xì)調(diào)節(jié)條件而實(shí)現(xiàn)的，并且技術(shù)人員將會憑借標(biāo)準(zhǔn)分析技術(shù)，諸如殘留單體含量的氣相色譜分析，來獲知聚合的完成情況。

在其他實(shí)施方案中，聚合反應(yīng)為溶劑聚合反應(yīng)，其中單體在一種溶劑或在兩種或更多種溶劑的混合物中形成溶液。溶劑包括水，但在一些實(shí)施方案中，采用非水性溶劑或溶劑混合物。在多個(gè)實(shí)施方案中，合適的溶劑和溶劑混合物的示例包括以下物質(zhì)中的一種或多種：乙醇、甲醇、甲苯、甲基乙基酮、乙酸乙酯、異丙醇、四氫呋喃、1-甲基-2-吡咯烷酮、2-丁酮、乙腈、二甲基甲酰胺、二甲亞砜、二甲基乙酰胺、二氯甲烷、叔丁醇、甲基異丁基酮、甲基叔丁基醚和乙二醇。一般來講，所采用的溶劑聚合條件和方法與傳統(tǒng)溶劑聚合方法相同或類似。在一些實(shí)施方案中，利用熱引發(fā)作用進(jìn)行溶劑聚合。在此類實(shí)施方案中，一種可用的聚合引發(fā)劑為67。在一些此類實(shí)施方案中，在聚合之前和聚合期間將單體溶液溫度調(diào)節(jié)到約30℃至150℃，例如調(diào)節(jié)到約50℃至130℃，或約60℃至120℃，或約60℃至100℃。在高溫下將溶液攪拌適當(dāng)?shù)臅r(shí)間，以分解基本上所有熱引發(fā)劑，并使基本上所有單體都發(fā)生反應(yīng)，從而形成聚合物溶液。在一些實(shí)施方案中，將高溫維持約2小時(shí)至24小時(shí)，或約4小時(shí)至18小時(shí)，或約8小時(shí)至16小時(shí)的時(shí)間。在一些實(shí)施方案中，有必要在聚合過程中添加額外的熱引發(fā)劑，以使添加到反應(yīng)容器中的基本上所有單體含量完成反應(yīng)。應(yīng)當(dāng)理解，聚合反應(yīng)的完成是通過仔細(xì)調(diào)節(jié)條件而實(shí)現(xiàn)的，并且技術(shù)人員將會憑借標(biāo)準(zhǔn)分析技術(shù)，諸如殘留單體含量的氣相色譜分析，來獲知聚合的完成情況。

在一些實(shí)施方案中，如上所述的溶劑聚合反應(yīng)為紫外聚合反應(yīng)；也就是說，采用紫外引發(fā)劑替代熱引發(fā)劑，并且聚合過程基本上與上述溶劑聚合過程一致，不同之處在于采用紫外輻射以與所選引發(fā)劑的優(yōu)選分解波長對應(yīng)的波長照射溶液一段時(shí)間。在一些實(shí)施方案中，在不對溶液加熱的情況下進(jìn)行溶液紫外聚合反應(yīng)。在其他實(shí)施方案中，進(jìn)一步對溶液加熱，例如，以有利于隨著聚合過程中溶液粘度的增加而進(jìn)行混合。

在一些實(shí)施方案中，抑塵涂層聚合物組合物與烷基烷氧基硅烷混合(無論聚合物是否包含甲硅烷基官能團(tuán))。烷基烷氧基硅烷可包含烴尾，以便更好地用疏水性瀝青來潤濕。通過縮合反應(yīng)可在粒料表面和烷基烷氧基硅烷之間形成硅氧鍵，并將疏水性烴尾留在粒料表面上。親水性表面轉(zhuǎn)變成疏水油性表面改善了粒料表面由瀝青潤濕的效果。涂料組合物可包含任何合適比率的抑塵涂層聚合物和烷基烷氧基硅烷。例如，組合物可包含比率為約4:1、3:1、2:1、1:1、1:2、1:3、1:4等的抑塵化合物和烷基烷氧基硅烷。

可在涂料組合物中使用任何合適的烷基烷氧基硅烷。優(yōu)選地，烷基烷氧基硅烷(如果存在)的存在量不會影響(例如，阻礙)季銨官能團(tuán)。合適的烷基烷氧基硅烷的一個(gè)示例為異辛基三甲氧基硅烷[(MeO)₃SiCH₂C(CH₃)₂CH₂C(CH₃)₂]或其低聚物，或包含該物質(zhì)一部分的化合物，諸如得自美國密歇根州艾德里安的瓦克化學(xué)公司(Wacker Chemical Corporation，Adrian，Michigan USA)的BS 68。

在下面的實(shí)施例部分中證明了，含有季銨的聚丙烯酸酯含水分散體表現(xiàn)出抑塵作用。這些含水分散體也可包含硅烷和硅烷醇官能部分、環(huán)氧部分、或兩者。反應(yīng)性硅烷和硅烷醇官能團(tuán)可使硅氧烷牢牢結(jié)合在礦物屋頂粒料上。環(huán)氧部分可能會與瀝青中的反應(yīng)性物質(zhì)形成化學(xué)鍵(例如，如上文在標(biāo)題“增粘劑涂料組合物”下所討論)。

對于未改性的瀝青和PPA改性的瀝青而言，經(jīng)由包含上述材料之一和烷基硅氧烷低聚物的配方處理過的粒料相對于對照物表現(xiàn)出改善的抑塵效果，并且在粒料表面和屋頂瀝青之間表現(xiàn)出增強(qiáng)的親和力。

若采用包含這些材料的硅烷醇官能形式、烷基硅氧烷低聚物和環(huán)氧官能硅烷的配方來處理粒料，則由環(huán)氧硅烷為PPA改性的瀝青提供的改善粘附性不會受到影響。相比于對照物或烷基硅氧烷低聚物和環(huán)氧官能硅烷的組合，對于傳統(tǒng)抑塵劑材料3M Fastbond^TM絕緣粘合劑49(3M Fastbond^TM Insulation Adhesive 49)而言，這些相同的組合也表現(xiàn)出改善的抑塵效果。

美國專利公布2014/0170362所述的對丙烯酸兩性離子型兩親聚合物(A-ZAP乳液聚合物)進(jìn)行的初始測試證實(shí)，相比于現(xiàn)有商用防塵抑制劑溶液3M Fastbond^TM絕緣粘合劑49(3M Fastbond^TM Insulation Adhesive 49)，這類帶電的丙烯酸乳液提供了改善的抑塵效果。如上文在標(biāo)題“增粘劑涂料組合物”下以及實(shí)施例1下所述，已經(jīng)證實(shí)，縮水甘油基官能硅烷表面處理可在粒料表面與瀝青之間提供增強(qiáng)的粘附力。然而，將A-ZAP和縮水甘油基官能硅烷表面處理相結(jié)合時(shí)，所得表面的粉塵較少，但與瀝青的親和力并未提高。下文的實(shí)施例(實(shí)施例2)描述了包含A-ZAP改性形式的配方，其相對于對照物顯示出增強(qiáng)的抑塵效果，又表現(xiàn)出對瀝青增強(qiáng)的親和力。下文的實(shí)施例還描述了具有增強(qiáng)的抑塵作用，同時(shí)不會影響縮水甘油基官能硅烷表面處理的粘附特性的配方。

已發(fā)現(xiàn)，A-ZAP和其他含季銨部分的丙烯酸聚合物同時(shí)提供了有益的抑塵效果以及礦物粒料與瀝青之間改善的粘附性，還會在與各種組分混合時(shí)，提供改善的潤濕特性。在多個(gè)示例性實(shí)施方案中，用于提供改善的粘附性和抑塵特性的涂料組合物包含具有季銨部分的丙烯酸類聚合物、非離子單體，并且還可包含酸性單體。合適的酸性單體包括例如丙烯酸、甲基丙烯酸、乙烯基膦酸、乙烯基磺酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸、它們的合適組合，以及本領(lǐng)域已知的其他合適組分。示例性非離子單體包括例如N-乙烯基吡咯烷酮、(甲基)丙烯酸異丁酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸異丙酯、(甲基)丙烯酸正丙酯、(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、乙酸乙烯酯、(甲基)丙烯酸羥乙酯、(甲基)丙烯酸羥丙酯、(甲基)丙烯酸十八烷酯、(甲基)丙烯酸十八酯、二甲基丙烯酰胺、N-(羥甲基)-丙烯酰胺、(甲基)丙烯酸二甲氨基乙酯、甲氧基聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯、聚二甲基硅氧烷(甲基)丙烯酸酯、KF 2001(巰基改性的二甲基硅氧烷)、全氟丁基磺酰氨基n-甲基乙基丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸異冰片酯、阿米酚(甲基)丙烯酸酯、六氟丙烯氧化低聚物、(甲基)丙烯酸異辛酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸2-羥基乙酯、它們的合適組合，以及本領(lǐng)域已知的其他合適組分。

示例性涂料組合物還包含可與例如羧基官能團(tuán)相互作用的離子交聯(lián)劑。在示例性實(shí)施方案中，該涂料組合物還包含鋯類物質(zhì)。鋯類物質(zhì)可與羧基部分形成強(qiáng)離子鍵，并且/或者與羥基部分形成氫鍵。在多個(gè)示例性實(shí)施方案中，鋯類物質(zhì)可包括醋酸鋯、碳酸鋯銨、碳酸鋯鉀、三乙醇胺鋯、乳酸鋯的鈉鹽、它們的合適組合、以及本領(lǐng)域已知的其他合適材料。

在一些示例性實(shí)施方案中，鋯部分可在其自身結(jié)構(gòu)中包含橋聯(lián)羥基基團(tuán)。不受理論的約束，據(jù)信這類鋯類物質(zhì)能使丙烯酸聚合物發(fā)生交聯(lián)，例如，改善與瀝青的粘附性，并增強(qiáng)對于屋頂粒料的多孔表面的附著。鍵合可借由例如丙烯酸聚合物的羧基部分、瀝青(與經(jīng)涂布的基材諸如屋頂粒料接觸)中存在的羧基和羥基部分、以及基材或基材涂層(諸如二氧化硅涂層)上存在的羥基基團(tuán)而發(fā)生。在一個(gè)示例性實(shí)施方案中，隨著乙酸酯基團(tuán)從醋酸鋯脫離，并隨著醇(羥基)橋的形成，會產(chǎn)生由例如醋酸鋯形成的聚合鋯結(jié)構(gòu)。這種反應(yīng)可由存在的堿土金屬氧化物(如氧化鎂、氧化鈣和其他氧化物)催化。

將包括具有季銨部分和羧基部分的丙烯酸類聚合物的涂料組合物與硅酸鹽涂層提供到屋頂粒料(諸如礦物屋頂粒料)上時(shí)，這種組合物可以和鋯一起提供特別的優(yōu)勢。硅酸鹽涂層通常包含堿性氧化物，并且礦物基材可包含例如氧化鎂和氧化鈣。在一個(gè)示例性實(shí)施方案中，鋯交聯(lián)劑(諸如醋酸鋯)能夠由醇橋鍵橋接到礦物基材表面。羥基可與硅表面的硅醇基團(tuán)形成氫鍵。聚合鋯絡(luò)合物，或交聯(lián)的丙烯酸聚合物和鋯絡(luò)合物能夠在多孔硅酸鹽涂層內(nèi)機(jī)械地纏結(jié)，并且/或者可由氫鍵連接至硅烷醇部分，例如在示例性組合物中由SILRES BS68提供的硅烷醇部分。據(jù)信基材和/或經(jīng)涂布的基材與硅烷醇部分之間的附著會改善例如基材或經(jīng)涂布的基材與瀝青之間的粘附性。

在多個(gè)示例性實(shí)施方案中，丙烯酸類聚合物包含季銨部分和介于0.5重量％和5重量％之間、1重量％和4重量％之間，或約2重量％的羧基部分。所提供的鋯(諸如醋酸鋯)的量會得到化學(xué)計(jì)量比在約0.5:1和20:1之間、1:1和16:1之間、或約1:1和10:1之間的鋯與羧基部分。這種用量提供了改善的粘附性和抑塵效果的組合，而不會帶來不期望的脫落和/或使粉塵增加的情況。因此，觀察到在具有季銨部分和鋯的丙烯酸類聚合物中引入羧基部分的涂料組合物能同時(shí)提供改善的粘附性和抑塵特性，如實(shí)施例中進(jìn)一步闡述。在將此類涂層施加到基材(諸如屋頂粒料)上，隨后將經(jīng)涂布的基材部分地嵌入瀝青中時(shí)，這些優(yōu)勢會特別明顯。

本文所述的增粘劑涂料組合物和抑塵涂料組合物可用于任何合適的目的。在一些實(shí)施方案中，一種或多種此類涂料組合物被用于涂覆屋頂粒料。在一些實(shí)施方案中，經(jīng)涂覆的屋頂粒料被摻入到屋頂材料中。屋頂材料通常包括氈塊、瀝青和屋頂粒料。

各種各樣的材料均可用作屋頂材料的氈塊。一般來講，氈塊可包括玻璃纖維或纖維素纖維的非織造氈塊。玻璃纖維氈塊常用于瀝青屋頂產(chǎn)品行業(yè)。然而，也可采用纖維素氈塊，有時(shí)也稱為有機(jī)氈塊或油氈。

玻璃纖維氈塊可從美國俄亥俄州托萊多的歐文斯科寧玻璃纖維公司(Owens-Corning Fiberglass Corporation,Toledo,Ohio)和美國科羅拉多州丹佛的Manville屋頂系統(tǒng)公司(Manville Roofing Systems,Denver,Colo)商購獲得。一般認(rèn)為，任何具有相似物理性質(zhì)的玻璃纖維氈塊均可獲得令人滿意的結(jié)果。通常，玻璃纖維氈塊由吹制的硅酸鹽玻璃纖維在直徑為約30-200微米的流中以非織造形式制成，得到約1-5毫米厚的氈塊。

纖維素氈(干氈)通常由碎布、木材和其他纖維素纖維或含有纖維素的纖維的各種組合以適當(dāng)比例混合而制成，以提供所需強(qiáng)度、吸收能力和彈性。

屋頂瀝青有時(shí)稱為“瀝青稀釋油”，是包含瀝青材料混合物的石油基流體。在屋頂材料的制造過程中，通?？扇〉氖牵褂谩帮柡汀睘r青浸泡吸水氈或玻璃纖維氈塊，直至其浸漬或滲透達(dá)到可能的最大程度，使得瀝青適用于該用途。飽和瀝青的油性成分含量較高，以提供防水性和其他防腐作用。用飽和瀝青飽和的氈塊一般通過涂覆較硬或粘性較大的“涂層瀝青”進(jìn)行兩側(cè)密封，該涂層瀝青本身由礦物粒料覆蓋保護(hù)。就基于玻璃纖維氈塊的瀝青屋頂產(chǎn)品而言，容易理解到，涂層瀝青可直接涂覆在不飽和玻璃纖維氈塊上。

通常以改變?yōu)r青稀釋油發(fā)生軟化的溫度的方式對其進(jìn)行處理，從而制備用于飽和瀝青和涂層瀝青的瀝青。一般來講，飽和瀝青的軟化溫度可以在約37℃至約72℃之間變化，而理想的涂層瀝青的軟化溫度可能高達(dá)約127℃。屋頂行業(yè)中所用的軟化溫度各異，并且可改變軟化溫度以便在各種天氣下應(yīng)用于屋頂系統(tǒng)。

在實(shí)施方案中，可將多磷酸(PPA)添加到瀝青中，以改變?yōu)r青的等級。用熱風(fēng)吹過經(jīng)PPA改性的瀝青時(shí)，可將瀝青吹拂一段較長的時(shí)間至較高軟化點(diǎn)，同時(shí)較少地減小室溫下的穿透深度。參見如美國專利7,951,239。這種硬化效果可歸因于瀝青相和PPA之間的優(yōu)先反應(yīng)。

通常將屋頂粒料施加于瀝青表面，例如，屋頂木瓦上的瀝青表面。一般來講，其包括自然形態(tài)的或由陶瓷涂層人工染色的有色板巖或巖石粒料。

一般來講，任何不透明且致密、并且通過篩選最大覆蓋率而進(jìn)行適當(dāng)分級的礦物材料通常可用于屋頂產(chǎn)品中。通常，這些材料被粉碎并分級得到所需尺寸?？墒褂迷谖蓓敳牧闲袠I(yè)中可用的任何尺寸的粒料或尺寸分布。在多個(gè)示例性實(shí)施方案中，粒料的尺寸在約200至1680微米之間，或420至1500微米之間，或約40至12US篩目之間。為此類粒料著色的方法是本領(lǐng)域普遍已知的。參見例如Beyard等人在美國專利3,752,696中的描述。

合適的基礎(chǔ)粒料可選自一類較廣的相對多孔或無孔的耐候巖石或礦物材料。合適的材料可包括火成巖、暗色巖、板巖，粘板巖、玄武石、綠巖、石英、石英巖、某些花崗巖或某些由粘土或其他陶瓷制成的合成粒料。粒料可涂覆有各種材料，以提供所需特性。這些涂層可以是連續(xù)的或不連續(xù)的?？梢砸来位蛲瑫r(shí)施加多個(gè)涂層。

在一些實(shí)施方案中，可將粒料制成具有光催化性的粒料。光催化劑在轉(zhuǎn)讓給3M創(chuàng)新有限公司(3M Innovative Properties Company)的美國專利6,569,520、6,881,701和美國專利公布US2005/0142329中進(jìn)一步描述。普遍認(rèn)為光催化劑在活化或暴露于日光后，既形成氧化位點(diǎn)又形成還原位點(diǎn)。據(jù)信這些位點(diǎn)會產(chǎn)生高度反應(yīng)性物質(zhì)，諸如羥基自由基，其能夠預(yù)防或抑制藻類或其他生物群在涂覆制品上的生長，在有水存在的情況下尤為如此。本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員傳統(tǒng)認(rèn)可的許多光催化劑都適用于本發(fā)明。光催化劑的具體示例包括過渡金屬光催化劑。合適的過渡金屬光催化劑的示例包括TiO₂、ZnO、WO₃、SnO₂、CaTiO₃、Fe₂O₃、MoO₃、Nb₂O₅、Ti_xZr₍i_{_x)}O₂、SiC、SrTiO₃、CdS、GaP、InP、GaAs、BaTiO₃、KNbO₃、Ta₂O₅、Bi₂O₃、NiO、Cu₂O、SiO₂、MoS₂、InPb、RuO₂、CeO₂、Ti(OH)₄等等，以及它們的組合。特別優(yōu)選的光催化劑包括結(jié)晶銳鈦礦TiO₂、結(jié)晶金紅石TiO₂、結(jié)晶ZnO，以及它們的組合。

為了改善光譜效率，光催化劑可摻雜有非金屬元素，諸如C、N、S、F，或摻雜有金屬或金屬氧化物，諸如Pt、Pd、Au、Ag、Os、Rh、RuO₂、Nb、Cu、Sn、Ni、Fe，或它們的組合。在一些實(shí)施方案中，可將粒料制成抗菌粒料。這種功能化屋頂粒料的示例可見于例如WO 02/10244中。在一些實(shí)施方案中，隨著氧化亞銅的加入，粒料被制成抗微生物的。參見例如美國專利3,528,842。

在一些實(shí)施方案中，屋頂粒料表現(xiàn)出對紅外光的反射。這種功能化屋頂粒料的示例可見于例如美國專利申請公布2005/0142329中。通常，這種粒料提供非白色的建筑表面，在770nm和2500nm之間的波長范圍內(nèi)的基本上所有點(diǎn)處，其反射率為至少約20％。

可在瀝青基屋頂系統(tǒng)中使用各種添加劑，諸如穩(wěn)定劑和填料。例如，可將添加劑例如穩(wěn)定劑、抗氧化劑、表面活性劑等添加至粒料上的增粘涂層。另外，可采用火成巖礦物粉、二氧化硅、板巖塵、滑石、云母材料、白云石、石灰?guī)r和暗色巖作為涂層瀝青中的穩(wěn)定劑或填料。

這些化合物用于常規(guī)系統(tǒng)中，并且它們可用于包括本文所述的增粘劑或經(jīng)涂布的抑塵粒料的改良系統(tǒng)。此類材料使瀝青基底在抗碎性、抗沖擊性和拉伸強(qiáng)度方面得到改善。另外，它們提供了防火保護(hù)。并且，它們還節(jié)省了原材料成本并提供了改善的耐候性特性。添加劑也可包括反射性顆粒，例如反射紅外光的添加劑。示例包括轉(zhuǎn)讓給3M創(chuàng)新有限公司(3M Innovative Properties Company)的美國專利申請2007/021825中所描述的那些。

如本文所述，在屋頂粒料、礦物填料或其他合適基材的表面上提供一個(gè)或多個(gè)涂層提供了若干獨(dú)特的功能和好處。例如，使共價(jià)或離子反應(yīng)性部分存在于粒料或基材表面上，而不是混合進(jìn)粒料或基材所嵌入的瀝青中，允許人們對瀝青和粒料和/或涂層的流變性進(jìn)行獨(dú)立調(diào)整。此外，由于涂層(例如經(jīng)涂布的粒料或礦物填料)和瀝青相互接觸時(shí)反應(yīng)才會發(fā)生，因此可以更容易地控制涂料組合物和瀝青之間的反應(yīng)。

現(xiàn)在參見圖1，示出了經(jīng)涂覆的屋頂粒料100的實(shí)施方案的示意圖。經(jīng)涂布的粒料100包括基礎(chǔ)粒料101和該基礎(chǔ)粒料上的涂層103?；A(chǔ)粒料101和涂層103可以是如上所述的屋頂粒料和涂層。

現(xiàn)在參見圖2，示出了屋頂制品200的實(shí)施方案的示意圖。屋頂制品200包括基材203和設(shè)置在該基材203上的瀝青層201。屋頂制品200還包括部分地嵌入瀝青層201中的屋頂粒料100。屋頂制品200、瀝青層201、基材203和粒料100均可符合上文的描述。例如，如果屋頂制品200為屋頂木瓦，則基材201可為例如如上所述的玻璃纖維墊或毛氈。

定義

除非另外指明，否則本文所用的所有的科學(xué)和技術(shù)術(shù)語具有在本領(lǐng)域中所普遍使用的含義。本文給出的定義旨在有利于理解本文頻繁使用的某些術(shù)語，并無限制本發(fā)明范圍之意。

除非本文內(nèi)容另外明確指明，否則如本說明書和所附權(quán)利要求中使用的單數(shù)形式“一個(gè)”、“一種”和“所述”涵蓋了具有多個(gè)指代對象的實(shí)施方案。

除非本文內(nèi)容另外明確指明，否則本說明書和所附權(quán)利要求書中使用的術(shù)語“或”一般以包括“和/或”的意義使用。術(shù)語“和/或”指所列要素中的一個(gè)或全部，或者所列要素中的任何兩個(gè)或更多個(gè)的組合。

如本文所用，“具有”、“包括”、“包含”、“含有”等等均以其開放性意義使用，并且一般是指“包括但不限于”。應(yīng)當(dāng)理解，“基本上由...組成”、“由...組成”等等包含在“包括”等等之中。如本文所用，當(dāng)“基本上由……組成”涉及組合物、制品、系統(tǒng)、方法等時(shí)，意味著組合物、制品、系統(tǒng)、方法等的組成要素限于所枚舉的組成要素，以及對該組合物、制品、系統(tǒng)、方法等的基本特性和新穎特性無實(shí)質(zhì)性影響的任何其他組成要素。

詞語“優(yōu)選的”和“優(yōu)選地”是指在某些情況下可提供某些有益效果的本發(fā)明實(shí)施方案。然而，在相同的情況下或其他情況下，其他實(shí)施方案也可能是優(yōu)選的。此外，對一個(gè)或多個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案的表述并不暗示其他實(shí)施方案是不可用的，并且并不旨在將其他實(shí)施方案排除在本公開(包括權(quán)利要求書)的范圍之外。

另外，在本文中，由端點(diǎn)界定的數(shù)值范圍包括該范圍內(nèi)所含的所有數(shù)值(例如，1至5包括1、1.5、2、2.75、3、3.80、4、5等，或者10或更少包括10、9.4、7.6、5、4.3、2.9、1.62、0.3等)。當(dāng)值的范圍“多達(dá)”某個(gè)特定值時(shí)，該值包括在該范圍內(nèi)。

如本文所用，術(shù)語“約”包括出現(xiàn)在任何測量中的實(shí)驗(yàn)誤差范圍。

如本文所用，“粘合化合物”是能夠與基礎(chǔ)屋頂粒料以及瀝青中的反應(yīng)性基團(tuán)形成共價(jià)鍵或離子鍵的化合物。粘合劑化合物可包括在增粘劑涂料組合物中?？蓪⒃稣硠┩苛辖M合物施用至基礎(chǔ)屋頂粒料，以形成經(jīng)涂覆的屋頂粒料。

出于本發(fā)明的目的，對化合物的參考包括對以下物質(zhì)的參考：該化合物的鹽、該化合物的水合物、該化合物的多晶型物、該化合物的異構(gòu)體(包括結(jié)構(gòu)異構(gòu)體和立體異構(gòu)體諸如對映異構(gòu)體和非對映異構(gòu)體)等等。

援引并入：本文所引用的任何專利或非專利文獻(xiàn)，據(jù)此全文以引用的方式，并以不與本文提出的公開內(nèi)容相沖突的程度并入本文。

在上文的詳細(xì)說明中，公開了化合物、組合物、制品、系統(tǒng)和方法的若干具體實(shí)施方案。應(yīng)當(dāng)理解，在不脫離本公開的范圍或?qū)嵸|(zhì)的情況下，可設(shè)想并進(jìn)行其他實(shí)施方案。因此，詳細(xì)說明不應(yīng)被視為具有限制意義。

雖然本公開的大部分內(nèi)容都涉及到屋頂粒料，但應(yīng)當(dāng)理解，本文所述的增粘劑涂層或抑塵涂層可用于任何合適的目的。例如，增粘劑涂層可用于增強(qiáng)任何合適的第一基材與任何合適的第二基材之間的粘附性；尤其是可與硅烷部分形成硅氧烷鍵的任何第一基材，和具有親核體部分的任何第二基材。以另一個(gè)實(shí)例的方式，抑塵涂層可用于抑制任何合適的粉塵，諸如土壤粉塵、礦物粒料粉塵等等。本文所述的涂層也可適用于其他瀝青組合物以改善性能，例如用于道路、建筑材料和其他合適的材料，并且可例如被涂布或與礦物填料一起摻入此類材料中。

在下文的非限制性實(shí)施例中，提供了如上所述的化合物、組合物、制品、系統(tǒng)和方法的例示性實(shí)施方案。這些示例并非旨在對本文提出的公開內(nèi)容的范圍作出任何限制。除非另外指明，否則實(shí)施例以及說明書的余下部分中的所有份數(shù)、百分?jǐn)?shù)、比率等均按重量計(jì)。

實(shí)施例

實(shí)施例1：采用包含烷氧基硅烷和親電體的化合物進(jìn)行增粘

下表1中列出了實(shí)施例1中所用的材料。

表1

實(shí)施例1中所用的材料

材料合成

1.10％硅烷Mod ePB的合成：用3-異氰酸丙基三乙氧基硅烷(164223-64-A)改性的環(huán)氧化聚丁二烯(BD 605E)：在100ml玻璃廣口瓶中加入50.0g環(huán)氧化聚丁二烯(BD 605E)、10.51g 3-異氰酸丙基三乙氧基硅烷和痕量(<0.05g)的二月桂酸二正丁基錫。用機(jī)械攪拌器將混合物在室溫下攪拌10分鐘。然后用熱油浴將混合物加熱至80℃，同時(shí)保持有力的攪動。將該反應(yīng)溫度保持40分鐘，然后冷卻至室溫。將產(chǎn)物存儲在密封小瓶中，以避免發(fā)生任何水解反應(yīng)。

2.20％硅烷Mod ePB的合成：用3-異氰酸丙基三乙氧基硅烷(164223-64-B)改性的環(huán)氧化聚丁二烯(BD 605E)：在100ml玻璃廣口瓶中加入50.0g環(huán)氧化聚丁二烯(BD 605E)、21.02g 3-異氰酸丙基三乙氧基硅烷和痕量(<0.05g)的二月桂酸二正丁基錫。用機(jī)械攪拌器將混合物在室溫下攪拌10分鐘。然后用熱油浴將混合物加熱至80℃，同時(shí)保持有力的攪動。將該反應(yīng)溫度保持40分鐘，然后冷卻至室溫。將產(chǎn)物存儲在密封小瓶中，以避免發(fā)生任何水解反應(yīng)。

3.30％硅烷Mod ePB的合成：用3-巰基丙基三乙氧基硅烷(164223-66)改性的環(huán)氧化聚丁二烯(BD 605E)：在100ml玻璃廣口瓶中加入50.0g環(huán)氧化聚丁二烯(BD 605E)和0.1g 2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮。用機(jī)械攪拌器將混合物在室溫下攪拌，直至所有的2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮均溶解到液體聚合物中。得到均勻混合物后，將15.0g 3-巰基丙基三乙氧基硅烷加入該混合物中。將反應(yīng)混合物在室溫下攪拌10分鐘，然后將反應(yīng)混合物紫外照射30分鐘(Sylvania藍(lán)色黑光燈F15T8/BLB，15，低強(qiáng)度紫外燈)，同時(shí)保持有力的攪動。紫外照射后，將產(chǎn)物存儲在密封小瓶中，以避免發(fā)生任何水解反應(yīng)。

程序1：粒料處理—對照批次：將一千克未經(jīng)后處理的3M白色屋頂粒料(WA9300)加熱到360℉，然后與15克水以及0.5克3M Fastbond^TM絕緣粘合劑49(3M Fastbond^TMInsulation Adhesive 49)混合?；旌?5秒后，加入0.5克環(huán)烷油與0.1克BS68的混合物，繼續(xù)混合共5分鐘。然后在176℉下將粒料熱處理一個(gè)小時(shí)。

對于實(shí)驗(yàn)批次，代替BS 68或者除BS 68之外加入環(huán)氧官能化的硅烷組分，使其在所有實(shí)施例中總計(jì)達(dá)0.2磅/噸增粘劑。

程序2：粒料拒水性：按照以下方式測試拒水性：將25.0g經(jīng)處理的粒料置于20ml試管中，然后將試管倒置在平坦表面上，從而形成錐形料堆。將試管底部按壓到錐形粒料堆的頂端上，形成直徑15mm的凹痕。將大約3至5滴去離子水滴入凹痕，并記錄水消失的時(shí)間。

程序3：粒料瀝青潤濕性：按照以下方式測試潤濕性：將10g經(jīng)處理的粒料置于50ml去離子水中。使用刮刀將2g潤濕性瀝青(SC800，輕制，經(jīng)由圣保羅市公共工程(City of St.Paul Public Works)購自明尼蘇達(dá)州圣保羅公園的阿什蘭石油公司(Ashland Petroleum Company,St.Paul Park,MN))混入粒料中，連續(xù)攪拌一分鐘。對粒料表面由瀝青所覆蓋的比例進(jìn)行估算。

程序4：粒料與瀝青粘附性的“德克薩斯沸騰(Texas Boil)”測試：德克薩斯沸騰測試是德克薩斯法Tex-530-C或ASTM D 3625“使用開水測試水對瀝青涂層集料的影響”的修改版。該方法中使用#11白色屋頂粒料(+16目)來代替鋪路集料。將150克粒料和6.8克瀝青加熱到325℉，并保持一小時(shí)。將粒料于瀝青中攪拌，直到所有粒料都均勻地涂布上瀝青，并使其冷卻。將瀝青/粒料混合物沸騰10分鐘。冷卻后，使混合物過夜干燥。在一個(gè)膏劑罐內(nèi)裝入粒料與瀝青的混合物，在另一個(gè)膏劑罐內(nèi)裝入沸騰后且干燥后的粒料與瀝青的混合物。使用色度計(jì)來測量經(jīng)處理的粒料L*(a)的L*、粒料加瀝青L*(b)的L*、以及沸騰后的粒料加瀝青L*(c)的L*。根據(jù)以下公式來計(jì)算瀝青損失％：

瀝青損失％＝(L*(c)–L*(b))/(L*(a)–L*(b))×100

程序5：粒料與瀝青粘附性的摩擦測試：干摩擦測試是在磨損條件下測定粒料對礦物表面型屋頂?shù)恼掣叫缘臉?biāo)準(zhǔn)測試方法。程序在ASTM標(biāo)準(zhǔn)D4977“粒料對礦物表面型屋頂?shù)恼掣叫缘哪p測試方法(Test Method for Granule Adhesion to Mineral Surfaced Roofing by Abrasion)”中有所描述。遵照該標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行干摩擦測試。將要進(jìn)行濕摩擦測試的樣品在裝有水的浸泡槽中于室溫下放置7天時(shí)間。浸泡期結(jié)束后，將待測樣品從浸泡槽中取出，輕輕擦拭后稱重并記錄初始重量。按照上文提及的ASTM標(biāo)準(zhǔn)中所概述的進(jìn)行摩擦測試，然后記錄最終重量。所報(bào)告的平均干損失和平均濕損失是9個(gè)所測試樣品的平均值。根據(jù)以下關(guān)系計(jì)算歸一化的濕摩擦數(shù)據(jù)：

濕摩擦(歸一化)＝0.25/干摩擦×濕摩擦

結(jié)果示于下表2中。表2中示出了對照批次。這些對照批次僅包含作為增粘劑的BS68，以及作為抑塵劑的3M Fastbond^TM絕緣粘合劑49(3M Fastbond^TM Insulation Adhesive 49)，并且不包含環(huán)氧官能的硅烷。每個(gè)對照批次的組成均相同。表2示出了多個(gè)對照批次的結(jié)果。

實(shí)施例1的樣品7、8、13、14和17均為對照批次，它們?yōu)榘h(huán)氧官能的硅烷的樣品提供了比較基礎(chǔ)。值得注意，對照批次處理配方提供了足夠的拒水性(60分鐘及以上)和足夠的瀝青潤濕性(95％-100％)。由德克薩斯沸騰測試測得的對照配方的粒料粘附性的平均損失值為，使用普通瀝青時(shí)有20.9％的損失，使用PPA改性的瀝青時(shí)有18.6％的損失。

實(shí)施例1的樣品1至6證明了，當(dāng)涂層處理劑包括硅烷改性的環(huán)氧化聚丁二烯時(shí)，會得到改善的德克薩斯沸騰測試結(jié)果。

實(shí)施例1的樣品9至12、15、16和18證明了，當(dāng)涂層處理劑包括縮水甘油氧基丙基三乙氧基硅烷或β-(3,4-環(huán)氧環(huán)己基)乙基三乙氧基硅烷以及BS68時(shí)，會得到改善的德克薩斯沸騰測試結(jié)果。

實(shí)施例1的樣品19至22證明了，使用Dow D.E.R.^TM331環(huán)氧樹脂(Dow D.E.R.^TM331Epoxy Resin)和單獨(dú)施用或與BS68組合施用的AMEO作為涂層處理劑時(shí)，會得到改善的德克薩斯沸騰測試結(jié)果。

使用摩擦測試對實(shí)施例1的樣品14至16的粒料粘附性進(jìn)行評估。與對照樣品14相比，樣品15、16展示出改善的粘附性(粒料損失較低)。

實(shí)施例2：采用包含季銨部分的聚合物進(jìn)行抑塵

下表3中列出了實(shí)施例2中所用的材料。

表3

實(shí)施例2中所用的材料

兩親性聚合物的一般合成程序：以表4中所列比例，在干凈的反應(yīng)瓶中制備單體、表面活性劑和引發(fā)劑的水溶液。用氮?dú)獯祾咴摶旌衔?分鐘。密封反應(yīng)瓶，并將其置于50℃預(yù)加熱的水浴中，同時(shí)進(jìn)行機(jī)械混合。在50℃下將反應(yīng)混合物加熱17小時(shí)，同時(shí)進(jìn)行混合。通過分析固體％對反應(yīng)混合物進(jìn)行分析。遵照上述程序，合成表4中的每種聚合物。

表4

按照上述技術(shù)制備的兩親性聚合物的列表

每個(gè)DMAEA樣品的pH為9.5-10，并且它們都沒有產(chǎn)生穩(wěn)定的乳液聚合物。每個(gè)DMAEA-MCl樣品的pH為約6.5-7，并且每個(gè)均產(chǎn)生了穩(wěn)定的乳白色乳液聚合物。根據(jù)下面概述的程序，將三個(gè)樣品(1、2和5)施用于粒料并測試。

程序6：粒料處理方法：如上文實(shí)施例1中所述那樣制備對照樣品。加入季銨聚合物(樣品1、2和5，表4)代替3M Fastbond^TM絕緣粘合劑49(3M Fastbond^TM Insulation Adhesive 49)。參照表5中組分量的變化。

粒料拒水性：如上文實(shí)施例1中所述那樣進(jìn)行。

粒料瀝青潤濕性：如上文實(shí)施例1中所述那樣進(jìn)行。

使用“德克薩斯沸騰”測試的粒料與瀝青粘附性：如上文實(shí)施例1中所述那樣進(jìn)行。

使用摩擦測試的粒料與瀝青粘附性：如上文實(shí)施例1中所述那樣進(jìn)行。

程序7：粒料粉塵測試：使用得自明尼蘇達(dá)州肖維尤市TSI有限公司(TSI Incorporated，Shoreview，MN)的DustTrak^TMDRX 8533型氣溶膠監(jiān)測儀評估處理過的粒料的粉塵測量。通過軟管將制作的4.5英寸×3.5英寸×4.5英寸集塵室連接到DustTrak^TM的入口。將400克處理過的粒料從漏斗釋放到集塵室中，同時(shí)運(yùn)行DustTrak^TM一分鐘。以mg/m³記錄平均總粉塵讀數(shù)。

結(jié)果：對照樣品(1至6、18、27和34)僅含有作為增粘劑的BS68(在油中輸送)，以及作為抑塵劑的3M Fastbond^TM絕緣粘合劑49。對照樣品為含季銨類物質(zhì)提供了比較基礎(chǔ)。需注意，對照樣品處理配方提供了足夠的拒水性(60分鐘及以上)和足夠的瀝青潤濕性(95％-100％)。對照配方的抑塵效果的平均值為15.0mg/m³。由德克薩斯沸騰測試測得的對照配方的粒料粘附性的平均損失值為，使用普通瀝青時(shí)有23.4％的損失，使用PPA改性的瀝青時(shí)有19.6％的損失。

A-ZAP單獨(dú)提供了顯著抑塵效果。樣品7表示A-ZAP單獨(dú)在粒料表面上的性能。抑塵效果為10.3mg/m3，這低于對照樣品的平均值，但是僅含A-ZAP的粒料具有遠(yuǎn)高于普通瀝青和PPA改性的瀝青二者的對照樣品的瀝青損失。

在相同的負(fù)載和施用條件下，相比于3M Fastbond^TM絕緣粘合劑49，A-ZAP提供了改善的抑塵效果。樣品8至13比較了，不同負(fù)載濃度的對照抑塵劑、3M Fastbond^TM絕緣粘合劑49與A-ZAP的效果，其他因素保持相同。在每種濃度下，用A-ZAP改性的粒料表現(xiàn)出更大的抑塵效果，即在這些處理?xiàng)l件下，需要1磅/噸濃度的3M Fastbond^TM絕緣粘合劑49來得到使用0.25磅/噸濃度的A-ZAP可實(shí)現(xiàn)的相同抑塵效果。A-ZAP和BS 68的組合沒有改善普通瀝青相對于對照物的德克薩斯沸騰瀝青損失。樣品14和15以更高負(fù)載的BS 68對這些結(jié)果進(jìn)行擴(kuò)展。在這種情況下，A-ZAP相對于對照物再次表現(xiàn)出改善的抑塵效果，但隨著A-ZAP的負(fù)載增加，普通瀝青相對于對照物的德克薩斯沸騰瀝青損失變高。

A-ZAP加上環(huán)氧官能的硅烷處理表現(xiàn)出更好的抑塵效果，但相對于結(jié)合相同硅烷處理使用的3M Fastbond^TM絕緣粘合劑49，減少了德克薩斯沸騰保留。樣品16-17和19-20是這種比較的平行樣品。就PPA改性瀝青的德克薩斯沸騰瀝青損失而言，用3M Fastbond^TM絕緣粘合劑49所得的值是用A-ZAP所得的值的一半。

如通過樣品21至23所證實(shí)的，添加了BS-68的含季胺聚合物提供了優(yōu)異的抑塵效果和優(yōu)異的PPA改性瀝青的德克薩斯沸騰保留。如樣品24至26所證實(shí)的，當(dāng)不包括BS-68時(shí)，抑塵效果優(yōu)異，但德克薩斯沸騰保留差。

樣品28和29用作比較例，表明用3M Fastbond^TM絕緣粘合劑49、BS 68和環(huán)氧官能的硅烷增粘劑處理的粒料相對于對照物表現(xiàn)出改善的PPA改性瀝青的德克薩斯沸騰瀝青損失，但相對于對照物抑塵性能變差。樣品30也用作比較例，與樣品28具有相同負(fù)載的BS 68和環(huán)氧官能的硅烷增粘劑。這種處理表現(xiàn)出優(yōu)異的抑塵效果，但沒有改善增粘的證據(jù)。

在樣品31至33中，將硅烷官能的聚合物(樣品1和5，表4)與環(huán)氧官能的硅烷和BS 68組合施用。這些處理提供了優(yōu)異的PPA改性瀝青的德克薩斯沸騰保留，其效果與用僅含BS-68的樣品1和5實(shí)現(xiàn)的效果相同(樣品22和23)。這相同的兩種聚合物也表現(xiàn)出優(yōu)異的抑塵效果。具有不含硅烷官能團(tuán)的季銨部分的聚合物(樣品2、樣品31)確實(shí)產(chǎn)生了可以與由環(huán)氧官能的硅烷(樣品22和23)單獨(dú)提供的德克薩斯沸騰保留區(qū)分開的德克薩斯沸騰保留，但也表現(xiàn)出了優(yōu)異的抑塵效果。如樣品30中所示，具有環(huán)氧官能的硅烷的A-ZAP減少了德克薩斯沸騰保留，這與其他觀察結(jié)果一致。

樣品35和36比較了用a)得到先前測試中最佳粘附性的濃度的抑塵劑A-ZAP和硅烷官能團(tuán)聚合物(樣品1，表4)和b)更高濃度的BS68處理的粒料。相對于樣品35以及相對于對照物，用硅烷官能團(tuán)聚合物制備的樣品(36)表現(xiàn)出改善的PPA改性瀝青的德克薩斯沸騰瀝青保留。

表5

實(shí)施例2的結(jié)果

實(shí)施例3：含硫化物官能團(tuán)的化合物

下表6列出了實(shí)施例3中所用的材料。

表6

實(shí)施例3中所用的材料

材料合成

1.由3-巰基丙基三乙氧基硅烷合成雙(三乙氧基甲硅烷基丙基)二硫化物。將3-巰基丙基三乙氧基硅烷(式量＝238.42，30克，0.1258摩爾)和二氯甲烷(100克)放入帶有磁力攪拌棒的250mL圓底燒瓶中，置于冰浴中。用5分鐘將磺酰氯(S02C12，式量＝134.96，9.34克，0.0692摩爾)滴加到混合物中，同時(shí)使用磁力攪拌棒劇烈攪拌。將燒瓶保持在冰浴中繼續(xù)攪拌混合物1小時(shí)。在減壓下使用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀，通過蒸發(fā)溶劑和未反應(yīng)的反應(yīng)物來對反應(yīng)進(jìn)行干燥。

2.由3-巰基丙基三乙氧基硅烷和三羥甲基丙烷三(3-巰基丙酸酯)合成聚硫化物材料。將3-巰基丙基三乙氧基硅烷(式量＝238.42，21.53克，0.09摩爾)、三羥甲基丙烷三(3-巰基丙酸酯)(式量＝398.55，10.0克，0.025摩爾)和二氯甲烷(100克)放入帶有磁力攪拌棒的250mL圓底燒瓶中，置于冰浴中。用5分鐘將磺酰氯(SO2Cl2，式量＝134.96，12.29克，0.091摩爾)滴加到混合物中，同時(shí)使用磁力攪拌棒劇烈攪拌。將燒瓶保持在冰浴中繼續(xù)攪拌混合物1小時(shí)。在減壓下使用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀，通過蒸發(fā)溶劑和未反應(yīng)的反應(yīng)物來對反應(yīng)進(jìn)行干燥。

粒料拒水性：如上文實(shí)施例1中所述那樣進(jìn)行。

粒料瀝青潤濕性：如上文實(shí)施例1中所述那樣進(jìn)行。

使用“德克薩斯沸騰”測試的粒料與瀝青粘附性：如上文實(shí)施例1中所述那樣進(jìn)行。

使用摩擦測試的粒料與瀝青粘附性：如上文實(shí)施例1中所述那樣進(jìn)行。

程序8：粒料處理方法：在金屬罐中或在托盤上，于360℉下烘箱加熱1000克的粒料約1小時(shí)。在滴瓶中將油和有機(jī)硅按所需比例混合。制備所需量的約2至5倍，以確保測量精度。為得到1.0磅/噸濃度的3M Fastbond^TM絕緣粘合劑49，在稱量盤中稱出0.50克的3M Fastbond^TM絕緣粘合劑49和15克的去離子水，并輕輕搖動盤子來混合。將粒料容器從烘箱中取出，并將其內(nèi)容物轉(zhuǎn)移到油漆搖動器上的金屬罐中。接通搖動器，用水/3M Fastbond^TM絕緣粘合劑49的混合物使粒料驟冷。將粒料搖動45秒。在秤上將含有該有機(jī)硅和油的滴瓶去皮。通過使用重量損失的方法，將適當(dāng)量的有機(jī)硅和油混合物添加至粒料。將粒料搖動總共5分鐘得到將用于染色測試的樣品，或搖動3分鐘得到將用于顏色測量的樣品。然后將內(nèi)容物取出并轉(zhuǎn)移到3磅盒中。然后將其放置在176℉烘箱中1小時(shí)，以完成對處理過的粒料的固化。

對于下面的實(shí)施例3的樣品，在上述程序中，向二硫化物組分添加油和有機(jī)硅(SILRES BS68)。對于這些樣品中的每一個(gè)，處理劑由以下組成：1.0磅/噸的3M Fastbond^TM絕緣粘合劑49；總計(jì)0.2磅/噸的二硫化物+SILRES BS68；1.0磅/噸的Cross L500環(huán)烷油。使用雙(三乙氧基甲硅烷基丙基)二硫化物(蓋斯特公司(Gelest))制備樣品2至7，使用雙(三乙氧基甲硅烷基丙基)二硫化物(贏創(chuàng)公司(Evonik)Si 266)制備樣品8和9，使用根據(jù)“材料合成1”由3-巰基丙基三乙氧基硅烷制備的雙(三乙氧基甲硅烷基丙基)二硫化物制備樣品10。使用根據(jù)“材料合成2”由3-巰基丙基三乙氧基硅烷和三羥甲基丙烷三(3-巰基丙酸酯)制備的聚硫化物材料制備樣品11。使用雙[3-(三乙氧基甲硅烷基)丙基]四硫化物(蓋斯特公司(Gelest))制備樣品14和15。

在樣品8至12和樣品16至18中，進(jìn)行程序8，不同的是使用桶混合器并制備5千克批次。對于樣品8至11和樣品15至17，二硫化物/BS68的比率為50/50。樣品14不包括BS68。對照樣品13和18含有0％二硫化物。

表7

實(shí)施例3的結(jié)果

樣品1至7表明，相比于含0％二硫化物的對照樣品1，添加二硫化物改善了粒料粘附性(例如，更低的德克薩斯沸騰瀝青損失)。樣品8至11表明，相比于含0％二硫化物的對照樣品1，添加二硫化物改善了歸一化濕重?fù)p失摩擦測試中的性能。樣品14和15表明，相比于含0％四硫化物的對照樣品13，含四硫化物的粒料處理改善了粒料粘附性(例如，更低的德克薩斯沸騰瀝青損失)。

實(shí)施例4：含聚合型鋯化合物的化合物

下表7列出了實(shí)施例4中所用的材料。

表8

實(shí)施例4中所用的材料

粒料拒水性：如上文實(shí)施例1中所述那樣進(jìn)行。

粒料瀝青潤濕性：如上文實(shí)施例1中所述那樣進(jìn)行。

使用“德克薩斯沸騰”測試的粒料與瀝青粘附性：如上文實(shí)施例1中所述那樣進(jìn)行。

使用摩擦測試的粒料與瀝青粘附性：如上文實(shí)施例1中所述那樣進(jìn)行。

粒料粉塵測試：如上文實(shí)施例2中所述那樣進(jìn)行。

程序9：粒料處理方法：在金屬罐中或在托盤上，于360℉下烘箱加熱1000克的粒料約1小時(shí)。在滴瓶中將油和有機(jī)硅按所需比例混合。制備所需量的約2至5倍，以確保測量精度。為得到1.0磅/噸濃度的3M Fastbond^TM絕緣粘合劑49，在稱量盤中稱出0.50克的3M Fastbond^TM絕緣粘合劑49和15克的去離子水，并輕輕搖動盤子來混合。將粒料容器從烘箱中取出，并將其內(nèi)容物轉(zhuǎn)移到油漆搖動器上的金屬罐中。接通搖動器，用水/3M Fastbond^TM絕緣粘合劑49的混合物使粒料驟冷。將粒料搖動45秒。在秤上將含有該有機(jī)硅和油的滴瓶去皮。通過使用重量損失的方法，將適當(dāng)量的有機(jī)硅和油混合物添加至粒料。將粒料搖動總共5分鐘得到將用于染色測試的樣品，或搖動3分鐘得到將用于顏色測量的樣品。然后將內(nèi)容物取出并轉(zhuǎn)移到3磅盒中。然后將其放置在176℉烘箱中1小時(shí)，以完成對處理過的粒料的固化。

程序10：用A-ZAP和乙酸鋯的粒料處理：在金屬罐中或在托盤上，于360℉下烘箱加熱1000克的粒料約1小時(shí)。在滴瓶中將油和有機(jī)硅按所需比例混合。制備所需量的約2至5倍，以確保測量精度。為得到0.5磅/噸濃度的A-ZAP，在稱量盤中稱出0.25克的A-ZAP和15克的去離子水，并輕輕搖動盤子來混合。添加所需量的乙酸鋯溶液，并輕輕搖動盤子來混合。將粒料容器從烘箱中取出，并將其內(nèi)容物轉(zhuǎn)移到油漆搖動器上的金屬罐中。接通搖動器，用水/A-ZAP/乙酸鋯的混合物使粒料驟冷。將粒料搖動45秒。在秤上將含有該有機(jī)硅和油的滴瓶去皮。通過使用重量損失的方法，將適當(dāng)量的有機(jī)硅和油混合物添加至粒料。將粒料搖動總共5分鐘得到將用于染色測試的樣品，或搖動3分鐘得到將用于顏色測量的樣品。然后將內(nèi)容物取出并轉(zhuǎn)移到3磅盒中。然后將其放置在176℉烘箱中1小時(shí)，以完成對處理過的粒料的固化。

程序11：用A-ZAP和其他多價(jià)交聯(lián)劑的粒料處理：在金屬罐中或在托盤上，于360℉下烘箱加熱1000克的粒料約1小時(shí)。在滴瓶中將油和有機(jī)硅按所需比例混合。制備所需量的約2至5倍，以確保測量精度。為得到0.5磅/噸濃度的A-ZAP，在稱量盤中稱出0.25克的A-ZAP和15克的去離子水，并輕輕搖動盤子來混合。添加所需量的多價(jià)交聯(lián)劑溶液，并輕輕搖動盤子來混合。將粒料容器從烘箱中取出，并將其內(nèi)容物轉(zhuǎn)移到油漆搖動器上的金屬罐中。接通搖動器，用水/A-ZAP/多價(jià)交聯(lián)劑的混合物使粒料驟冷。將粒料搖動45秒。在秤上將含有該有機(jī)硅和油的滴瓶去皮。通過使用重量損失的方法，將適當(dāng)量的有機(jī)硅和油混合物添加至粒料。將粒料搖動總共5分鐘得到將用于染色測試的樣品，或搖動3分鐘得到將用于顏色測量的樣品。然后將內(nèi)容物取出并轉(zhuǎn)移到3磅盒中。然后將其放置在176℉烘箱中1小時(shí)，以完成對處理過的粒料的固化。多價(jià)交聯(lián)劑包括ZINPLEX 15和乙酸鈣。

根據(jù)程序10用0.5磅/噸的A-ZAP、0.2磅/噸的SILRES BS68和1.0磅/噸的L500環(huán)烷油制備樣品1至8。根據(jù)程序10制備樣品9至17，不同的是，使用桶混合器制備5千克批次。如表中所示施用A-ZAP和ZrAc，以及0.2磅/噸的SILRES BS68和1.0磅/噸的L500環(huán)烷油。用1.0磅/噸的3M Fastbond^TM絕緣粘合劑49、0.2磅/噸的SILRES BS68和1.0磅/噸的L500環(huán)烷油制備對照樣品17。

根據(jù)程序10制備樣品19至20，不同的是，使用桶混合器制備5千克批次。如表中所示施用A-ZAP和ZrAc，以及0.2磅/噸的SILRES BS68和1.0磅/噸的L500環(huán)烷油。用1.0磅/噸的3M Fastbond^TM絕緣粘合劑49、0.2磅/噸的SILRES BS68和1.0磅/噸的L500環(huán)烷油制備對照樣品18。

根據(jù)程序10制備樣品22，不同的是，使用桶混合器制備5千克批次。如表中所示施用A-ZAP和ZrAc，以及0.2磅/噸的SILRES BS68和1.0磅/噸的L500環(huán)烷油。用1.0磅/噸的3M Fastbond^TM絕緣粘合劑49、0.2磅/噸的SILRES BS68和1.0磅/噸的L500環(huán)烷油制備對照樣品21。

根據(jù)程序10制備樣品23和24，根據(jù)程序11制備樣品25和26，其中如表中所示施用A-ZAP、ZrAc和CaAc，以及0.2磅/噸的SILRES BS68和1.0磅/噸的L500環(huán)烷油。

根據(jù)程序11制備樣品27至33，其中如表中所示施用A-ZAP和ZINPLEX 15，以及0.2磅/噸的SILRES BS68和1.0磅/噸的L500環(huán)烷油。

表9

實(shí)施例4的結(jié)果

樣品1至8的德克薩斯沸騰數(shù)據(jù)和粉塵測試數(shù)據(jù)給出了包含與乙酸鋯交聯(lián)的A-ZAP的涂層的改善性能窗口。在1:1至1:200的化學(xué)計(jì)量比(樣品3至8)下，與對照樣品1相比，德克薩斯沸騰瀝青損失得到改善。在高于10:1的比率下，觀察到更高的粉塵水平。特別是在比例為1:1和1:10之間的樣品3至6中觀察到粘附性和粉塵均改善的改善性能。

對于將乙酸鋯添加至A-ZAP涂層的一系列添加值，德克薩斯沸騰數(shù)據(jù)大為改善。在這些實(shí)施例中，與無乙酸鋯的對照樣品17相比，在包含乙酸鋯和A-ZAP的樣品9至16中觀察到了改善的德克薩斯沸騰數(shù)據(jù)。

相對于對照樣品18，樣品19和20的交聯(lián)的A-ZAP組合物表現(xiàn)出改善的歸一化的濕重?fù)p失結(jié)果。較高的1.0磅/噸負(fù)載的樣品20顯著地改善了抑塵效果。

表10

實(shí)施例4的結(jié)果

表11

實(shí)施例4的結(jié)果

包含乙酸鈣作為替代的多價(jià)陽離子的樣品25和26可以被視為比較例，并且如通過德克薩斯沸騰測試中瀝青損失測量的那樣，沒有展示出改善的粘附性。相似地，包含氧化鋅的樣品27至33可以被視為比較例，并且如通過德克薩斯沸騰測試中瀝青損失測量的那樣，沒有展示出改善的粘附性。