自耗沥青容器和降低熔融沥青釜烟雾的方法

专利名称：自耗沥青容器和降低熔融沥青釜烟雾的方法
本申请是以下系列号的部分继续申请Janicki等人1995年6月7日提交的系列号08/484,758；Verm ilion等人1996年2月23日提交的系列号08/606,320，此申请是系列号08/484,758的部分继续申请；以及Harris等人1996年2月23日提交的系列号08/606,321，此申请也是系列号08/484,758的部分继续申请。
本发明一般涉及用于生产例如容器类产品的沥青材料。更具体而言，本发明涉及适用于生产例如注塑容器产品的模塑性沥青基材料。
这类容器是自耗的。例如，在本发明的一个实施方案中，这些容器用于装运加工过的沥青(例如用氯化铁作为催化剂生产的空气氧化的屋面沥青)或生沥青(例如铺路沥青)，在用户将这种沥青再熔化以便在其产品或工艺过程中使用的场合，可将该容器与沥青一起熔融然后用于其产品或工艺过程。这类可熔性的容器在盛放于其中的材料例如铺路沥青熔融时，可改进或增强该材料的性质而利于使用。在另一个实施方案中，这类容器用于包装可重复利用的油例如机油，在这种场合，可将该容器熔融以便与废机油一起添加到再循环液流中。
本发明一般还涉及用于铺屋面和其他用途的低烟雾沥青材料。更具体而言，本发明涉及在用户将加工过的沥青或生沥青再熔融以便用于其产品或工艺过程时用以降低常规熔融沥青釜产生的烟雾的方法。本发明还涉及降低通常由于熔融沥青而产生的臭味。
本发明可用于为各种用途例如在一些关注熔融沥青釜产生烟雾的场所的组合屋面系统以及例如供给铺路或刷浆用熔融沥青的类似工业用途提供熔融沥青。本发明也可以用于包装机油和石油衍生的类似产品。
许多问题与沥青的常规包装和熔融有关。由沥青加工和油库设备而来的沥青以不同的方式输送给沥青用户，这些方式包括将熔融沥青直接泵送到附近的用户、通过油罐卡车和铁路车皮以液体形式装运和以固体形式单件包装发货。建筑承包商主要将这类单件包装用作屋面施工和其他建筑施工的沥青源。承包商通常将固体沥青放在燃气熔融釜中使沥青熔融供其使用。
与常规熔融沥青的这类加热釜有关的问题是它们会散发出大量的烟雾。这些烟雾既难看而又会对周围地区的工人和其他人们产生刺激。因此，非常希望降低通常由熔融沥青釜中散发出的烟雾量。
还希望降低烟雾和臭味而基本上又不致使加工过的或生沥青改性。与已知的聚合物改性的沥青组合物相比，在例如为了赋予延伸性使用聚合物的情况下，这类组合物是高度改性的材料，但是许多用途却需要没有这种改性的沥青。
还希望降低熔融沥青的烟雾和臭味，同时允许用户针对特定目的方便地增进或改变沥青的性质。
此外，希望产生一种简便包装的低烟雾沥青。沥青的单件包装通常在常规的沥青加工厂通过将熔融沥青倒入由金属底和纸质圆筒形侧壁构成的容器中形成。通常在约177℃的温度下倾倒沥青且在装运之前使该包装冷却至多24小时。
与现有的沥青包装有关的问题是从固体沥青上撤除纸质和金属容器是费时的。处置这种纸质和金属容器材料也是累赘的。因此，希望能够单件包装沥青而又不必撤除容器或处置容器。
具体而言，希望提供一种自耗的沥青用容器，这样就可以直接将其与沥青一起熔融。优选这种容器可以通过模塑法例如注塑法形成。模塑法具有在费用上、设计灵活性上以及可将一些特性结合到容器中的优点。然而与模塑容器有关的问题是它们易于因冲击或其他由于设备或工人的粗鲁装卸而破碎。因此，为了能经受这种粗鲁的装卸，希望这类容器是韧性的和抗冲击的。
用于机油的常规容器也存在一些问题。机油通常是通过车辆的发动机从曲轴箱中泵出，以便降低传动部件的摩擦和磨损。该机油必须定期更换以保持其在发动机中的效力。例如，在一些车辆中更换机油的建议间隔是5,000-8,000公里。更换机油是通过将废机油从曲轴箱中排出，然后换用新机油。
许多车主为了省钱选择自己更换机油而不将车辆送去请机修工人更换。通常，车主将废机油倒在一次性容器例如奶盒中。车主将该废机油的容器送到收集处以便重复利用。在收集处，将废机油从容器中倒进大收集槽中。然后将用过的容器返回给车主处置，或保留在收集处以便处置。
由于废机油是粘性的，倾倒后，在容器中仍残留着相当量的废机油。令人遗憾的后果是，处置这种用过的容器会造成环境污染问题。例如，废机油会渗进废物处置场的地下水并污染水源。除了可能造成环境问题以外，处置这种容器是累赘的而且是污秽的。另一个问题是从容器中将废机油倒进收集处的收集槽既不方便而且耗费时间。
因此，希望能回收废机油而不必处置用过的容器。还希望能回收废机油而不必将废机油从容器中倒入收集槽。
本发明对解决上述问题有帮助而且可克服常规的沥青或机油包装的缺点。本发明一般涉及可用于包装沥青、机油等的自耗容器。
本发明涉及适用于生产例如注塑容器产品的模塑性沥青材料。本发明还涉及一种包括充满沥青的自耗容器的沥青组合件(asphalt package)，并涉及一种包括充满机油的自耗容器的机油组合件。概括而言，该自耗容器或模塑性沥青材料包括约40％至约90％(重量)的沥青和约10％至约60％(重量)的聚合物材料。
在本发明的一个方面中，用于构成自耗沥青容器的材料或组合物是坚固和抗冲击的。该模塑性沥青材料优选具有的无缺口悬臂梁式抗冲击强度或韧度至少约为2焦耳，更优选至少约为3焦耳，这样由该材料制成的容器对于经受粗鲁装卸就是韧性的和抗冲击的。
在一个实施方案中，由该材料制成的容器是自耗的，因此该容器就可与装在其中的生沥青或加工过的沥青一起熔融而不会对沥青的性质产生不利影响，而且也不要求过分的混合。当其熔于生沥青或加工过的沥青中时，优选该容器可降低通常从这种沥青中散发出的烟雾量。
在另一个实施方案中，由该材料制成的容器是自耗的，因此该容器就可与其中的生沥青或加工过的沥青一起熔融，并具有一种有利于改变或增进沥青性质的组成。该组成可随不同用户的需要易于加以改变，从而提供简便的方法使沥青的性质符合具体的用途。因此，借助可特制的自耗容器组合物作为一种手段以便按要求改变沥青的性质，即可将标准沥青用于各种用途。
在又一个实施方案中，可将该自耗容器熔融以便与装在其中的废机油一起添加到再循环液流中。因此，用不着将废机油从容器中倒入收集槽然后再处置用过的容器。车主从其车辆中将废机油泄入容器并将其密封。于是车主就可以简便地运送或卸下装有要再循环的废机油的容器。然后，可将该容器和其中的废机油添加到油的再循环液流中，或添加到空气氧化转化器中将其再加工成氧化沥青。因此，该容器可提供一种既洁净又令用户满意且有利于环境的处置废机油的方法。
概括而言，该模塑性沥青组合物的聚合物材料可以是任一种聚合物或一些与沥青相容且能使该容器具有所需物理特性的聚合物的混合物。某些种类的聚合物有助于使该容器具有高韧性和抗冲击性，而其他的聚合物有助于赋予高温稳定性。
可以用作聚合物材料组分的一些典型的聚合物包括选自乙烯、丙烯、乙烯-丙烯共聚物以及丁烯共聚物的聚合物。此外，可以使用丙烯酸酯类和甲基丙烯酸酯类的共聚物例如与乙烯、丙烯或丁烯共聚的丙烯酸或甲基丙烯酸的丁酯、丙酯、乙酯或甲酯。此外，环氧官能化的共聚物可用来改进该容器的抗冲击性和柔韧性，这些共聚物是例如丙烯酸亚乙酯、丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸缩水甘油酯的三聚物，例如可从E.I.duPontde Nemours&Co.(Wilmington,Delaware)买到的ElvaloyAM。也可以使用天然的或合成的橡胶，例如苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)、苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯(SEBS)、或由乙烯-丙烯-二烯单体(EPDM)制成的三聚物。
优选该聚合物材料包括具有乙酸乙烯酯的含量约为9％至约40％(重量)的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物，这样它可以充分地溶于沥青。在倾倒沥青时，具有软化点至少约为150℃的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物可以改进该容器的抗熔性。优选的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物是duPont生产的“Elvax”系列，例如Elvax 360-750，优选Elvax 450或470。乙烯-乙酸乙烯酯共聚物也可以按商品名“Ultrathene”和“Vynathene”从USIChemicals买到。
在一个优选的实施方案中，自耗容器组合物或材料包括约5％至约50％(重量)的聚合物以便增强抗冲击性或韧性，更优选约5％至约25％(重量)的这种聚合物。更优选该材料包括约5％至约15％(重量)的乙烯-乙酸乙烯酯(EVA)共聚物，甚至更优选约8％至约12％的EVA。
该聚合物材料优选补加的聚合物组分是可增强高温稳定性的组分，例如具有熔点为163℃和结晶度为40％的聚丙烯(PP)。该模塑性沥青组合物包括约5％至约55％(重量)的这种聚合物，更优选约20％至约40％(重量)。虽然这种聚合物本身通常并不足以对模塑性沥青材料提供所需的韧性和抗冲击性，然而当将另一种聚合物例如乙烯-乙酸乙烯酯共聚物同时与该沥青混合时，所生成的模塑性沥青材料会具有所需的韧性和抗冲击性。
当该聚合物材料仅包括一种聚合物例如聚丙烯时，该模塑性沥青组合物通常具有的无缺口悬臂梁式抗冲击强度小于2.7焦耳。在一个优选的实施方案中，将沥青与EVA和PP聚合物混合，这样该组合物具有的无缺口悬臂梁式抗冲击强度至少为2.7焦耳，且优选至少约为4焦耳。
在另一方面中，本发明涉及降低通常从熔融沥青釜中产生的烟雾的方法。更具体而言，将沥青放进釜中并加热使该沥青熔融。优选将该釜加热到至少约232℃。熔融的生沥青或加工过的沥青(没有聚合物)通常从釜中散发出烟雾。根据本发明，将约0.25至约6％(重量)的聚合物材料添加到沥青中以降低从该釜中散发出的烟雾。优选添加的聚合物材料通过基本上在熔融沥青的整个上表面形成薄覆盖层、表皮或薄膜来降低烟雾。该薄覆盖层最终熔于整体沥青中，但是又继续更新为一种材料通过该釜进行循环。通过该烟雾的目视不透明度的降低可测得该釜的烟雾至少降低约25％，该烟雾的烃散发物至少降低约20％，和/或该烟雾的总悬浮微粒散发物至少降低约15％。优选该降低率满足所有三种测定的要求。应该理解的是，本发明能够达到的烟雾降低率，以及臭味的降低值，大大超过以上给出的测定值中优选的最小降低值。在釜的温度约为450-550°F(232-288℃)下，本发明降低各种常规的不透明度、散发物以及微粒的测定值优选至少约为35％，更优选至少约为50％，甚至更优选至少约为75％。
可以将一种聚合物材料例如以上所列的共聚物之一例如用人工添加到熔融沥青釜中并混合到沥青中以形成可降低该釜烟雾的薄覆盖层。优选添加至少一种选自聚丙烯、SBS橡胶、SEBS橡胶和乙烯-乙酸乙烯酯共聚物的聚合物。可按占该釜中沥青和聚合物材料总重(例如与含在其中的生沥青或加工过的沥青结合的容器的沥青/聚合物组合物中的沥青)的约0.25至约6％，更优选约0.5-3％，例如约1.3％(重量)的含量添加该聚合物材料。优选没有该聚合物的沥青和添加了聚合物的沥青两者均符合ASTM D312的屋面沥青的要求。
在本发明的一个优选的实施方案中，该聚合物以由一种组合物模塑而成的沥青自耗容器的形式添加，该组合物包括约40％至约90％(重量)的沥青和约10％至约60％(重量)的聚合物。这种自耗容器可避免与撤除和处置常规的纸质和金属容器有关的问题。
另一方面，可以在用常规的纸质和金属容器包装之前将该聚合物添加到生沥青或加工过的沥青中。此外，也可将该聚合物以沥青和聚合物的粒状混合物的形式添加到熔融沥青釜中，优选约60％沥青和约40％聚合物(重量)的混合物。也可以用一种或多种聚合物适当地形成薄的聚合物膜，该薄膜优选具有约0.025毫米至约0.25毫米的厚度。可以将该薄膜放在该釜中的熔融沥青的上表面以降低烟雾。


图1是沥青组合件的一个实施方案的透视示意图，根据本发明，该组合件包括充满沥青的、用于降低熔融沥青釜的烟雾和臭味的自耗容器。
图2是沿图1的线段2-2截取的自耗容器的横断面图。
图3是一个容器重叠在另一个容器顶部的一对沥青自耗容器的横断面图。
图4是用于本发明沥青组合件的容器的另一个实施方案的透视示意图。
图5是本发明沥青组合件的一个实施方案的示意图。
图6是用于本发明的废机油容器的透视示意图。
图7是图6的容器以及从该容器的受槽上移开的盖子的视图。
图8是用于本发明的废机油容器的另一个实施方案的透视示意图。
图9是图8的容器以及从该容器的受槽上移开的盖子的视图。
图10是沿图6的线段10-10截取的横断面图，图中示出与该容器的受槽紧扣的盖子。
图11是沿图8的线段11-11截取的横断面图，图中示出与该容器的受槽紧扣的盖子。
图12是用于本发明的废机油容器的另一个选择实施方案的透视示意图，图中示出从该容器的受槽上移开的盖子。
图13是图12的容器的透视示意图。
图14是沿图13的线段14-14截取的横断面图，图中示出与该容器的受槽紧扣的盖子。
本发明的一种沥青组合件包括一种自耗沥青容器，该容器装有待熔融的用于例如铺屋面或铺路用途的生沥青或加工过的沥青。对屋面沥青的容器而言，该容器的重量优选保持低到该沥青组合件总重的某一百分数。低的容器重量可提供所需的软化点、粘度、渗透率和溶解度特性并保持低的费用。优选该沥青组合件包括约2％至约6％(重量)的容器和约94％至约98％(重量)的生沥青或加工过的沥青，更优选约2.5％至约3.5％(重量)的容器和约96.5％至约97.5％(重量)的沥青。
在一个优选的实施方案中，包括充满生沥青或加工过的沥青的容器的沥青组合件在三氯乙烯中的溶解度至少为99％，因此它符合用于铺屋面沥青的ASTM标准。为改进韧性和抗冲击性而掺入的聚合物材料也可以使该沥青组合件在三氯乙烯中的溶解度得到改进。
如上所述，当沥青用于铺屋面用途时，通常将其在铺屋面承包商所用的燃气釜中熔融。与这类装有常规熔融沥青的加热釜有关的问题是，它们会散发出大量的烟雾。这些烟雾既难看而又会对周围地区的工人和其他人们产生刺激。有利的是，已发现本发明的聚合物/沥青材料有助于控制从该釜中散发出的烟雾。
在一个优选的实施方案中，本发明的自耗容器可以用来包装铺路沥青，当其熔融时用以降低该沥青散发的烟雾。对这样一种容器而言，用于该容器组合物的聚合物材料量优选足以提供总量占该组合件(容器+装在其中的沥青)总重的约1至约5％(重量)。
因此，本发明还涉及一种自耗容器组合物，该组合物包括约40％至约90％(重量)的沥青和约10％至约60％(重量)的聚合物材料，其中当该材料在釜内或加热容器中熔融时，与在釜中熔融时只有沥青(没有任何聚合物)的情况相比，它会使该釜的目视烟雾至少降低约为25％。该目视烟雾的降低率可以按不透明度降低率测定。
本发明的另一个优点是该容器组合物对不同规格的聚合物材料具有较高的容许度。例如对分子量、熔体指数或颜色而言，该聚合物可以是不合规格的。该聚合物也可以是运行期间的材料，在这种场合，一定量的先前加工的聚合物仍然存在。
根据本发明，将少量的至少一种适宜的聚合物添加到沥青中，以使通常从熔融沥青釜中散发出的烟雾量显著降低，但不致显著地改变沥青的性质。在采用常规沥青产品时烟雾处于其最坏情况的高釜温下，烟雾的降低特别显著。
因此，本发明涉及一种降低从熔融沥青釜散发出的烟雾的方法。术语“釜”指的是任一种适用于存储熔融沥青的容器或罐，例如铺屋面用的釜。不言而喻，沥青本质上不是低烟雾的，而是经过对熔融沥青釜散发的烟雾加以控制从而降低的。
将沥青加热到足以使其熔融的温度。这通常会从釜中产生烟雾。添加的聚合物与沥青一起熔融，其中的一部分在熔化形成薄覆盖层之前集中在熔融沥青的上表面。术语“薄覆盖层”指的是在熔融沥青上表面漂浮或形成的薄层或薄膜。优选该聚合物在至少横跨80-90％的熔融沥青上表面形成薄覆盖层，更优选基本上横跨整个熔融沥青的上表面。不言而喻，当将补加的沥青放入该釜中时，可能使薄覆盖层破裂，但是在该表面上通常会很快再形成覆盖层。
虽然不希望受到理论上的限制，然而可以认为，该薄覆盖层可以起熔融沥青与空气接触的冷顶层或阻挡层的作用而使该釜散发的烟雾降低。该薄覆盖层的厚度是聚合物材料的添加速率减熔化速率的函数。该熔化速率随聚合物的基本特性以及釜温和搅拌强度而变化。该薄覆盖层的厚度通常为约3毫米至约13毫米，典型地约为6毫米。然而可以认为，薄覆盖层的厚度至少约为0.025毫米，更优选至少约为0.25毫米对降低该釜散发的烟雾是适合的。
该薄覆盖层是足够粘滞的以致它可以保持在一起而成为连续层，以便降低该釜散发的烟雾。如果该薄覆盖层的粘度太低，熔融沥青产生的烟雾会崩裂穿过该薄覆盖层上的小孔并从釜中逸散。为了提供足够的粘度，优选添加的聚合物具有的熔体流动指数约为15至约95克/10分钟，更优选约为25至约85克/10分钟，甚至更优选约为35至约75克/10分钟。较低的熔体流动指数通常表示聚合物更粘稠。如果该熔体流动指数太低，不加搅拌就难以使聚合物在沥青中分散。该熔体流动指数可根据ASTM D1238Method B在2.16千克的载荷下于190℃进行测定。当然，上述参数像本文中所述的其他参数一样可以通过任一种其他适宜的测试方法测定。当以用于沥青的自耗容器形式添加该聚合物时，优选但不是严格要求该容器的熔体流动指数在上述范围内，这将在下文中叙述。
添加的聚合物材料经过一定时间会熔于熔融沥青中，因此，为了保持薄覆盖层必须将更多的聚合物添加到该釜中。重要的是，为了连续地提供其使该釜散发的烟雾降低的功能，在整个铺屋面作业期间必须保持薄覆盖层。优选每次将聚合物添加到熔融沥青中足以使该薄覆盖层保持至少约30分钟，更优选至少保持约1小时，甚至更优选至少保持约2小时。在优选的实施方案中，在一天中每隔一段时间就添加该聚合物，这样可使该薄覆盖层保持大约相同的厚度。
可以采用任一种足以降低该釜散发烟雾的方式将聚合物材料添加到沥青中。例如可以在沥青已熔融在釜中之后将聚合物添加到釜中。可以采用任一种手段将聚合物混合到沥青中。也可以采用沥青和聚合物的混合物例如粒状混合物的形式将聚合物添加到熔融沥青釜中。当将该混合物添加到熔融沥青釜中时，该混合物会熔融并在上表面形成薄覆盖层。作为另一个实例，可以将聚合物薄片放在釜中的熔融沥青上表面以便降低烟雾。这种薄片可以具有的厚度为约0.025毫米至约0.25毫米。也可以在将沥青放入容器熔融之前，将该聚合物添加到沥青中。如下文中所述，优选以用于沥青的自耗容器形式将该聚合物添加到沥青中。当将该容器放进熔融沥青釜中时，该容器熔融于是聚合物就上升到沥青的顶部并形成薄覆盖层以便降低烟雾。
添加到沥青中的聚合物材料量应足以使烟雾的目视不透明度相对于没有聚合物的相同沥青至少降低约25％。烟雾的目视不透明度是被烟雾遮蔽天然光的一种量度。从釜中散发出的烟雾越多，目视不透明度越高。相反，目视不透明度的降低表明从釜中散发出的烟雾量降低。优选添加的聚合物量足以使烟雾的目视不透明度至少降低约35％，更优选降低至少约50-60％，甚至更优选降低至少约70-80％。
在高釜温下烟雾的目视不透明度降低率增大，而在此温度下，采用常规沥青产品其烟雾处于最坏情况。可将屋面沥青的釜在约232℃至约288℃，例如在约260℃下加热。优选添加的聚合物在260℃下可使烟雾的目视不透明度至少降低约35％，更优选在260℃下至少降低约50％。
同样，与没有聚合物的相同沥青相比，烟雾的烃散发物降低至少约20％。优选烃散发物降低至少约30％，更优选降低至少约45-55％，且甚至更优选降低至少约65-75％。烃散发物是存在于烟雾中的挥发性有机化合物，因此，降低烃散发物表明降低了釜中散发出的烟雾量。优选在260℃下烃散发物降低至少约30％，更优选在260℃下降低至少约50％。
与没有聚合物的相同沥青相比，悬浮微粒的总散发物降低至少约15％。优选该总量降低至少约25％，更优选降低至少约40-50％，且甚至更优选至少约60-70％。总悬浮微粒散发物是由含在烟雾中的固体物质的小颗粒构成的，因此，微粒散发物的降低表明降低了散发出的烟雾量。优选在260℃下总悬浮微粒散发物降低至少约25％，且更优选在260℃下降低至少约50％。
术语“沥青”和“生沥青或加工过的沥青”意指包括炼油厂的沥青油脚以及原生的沥青质材料例如沥青、硬沥青、焦油和沥青(pitches)，或已空气氧化的或其他化学加工或处理过的这些相同的材料。例如，沥青可以用例如氯化铁等的催化剂加以氧化。沥青可以是常规的屋面柏油沥青或铺路级沥青以及其他类型的沥青包括特种沥青例如防水沥青、炉组(battery)化合物和封闭剂。也可以采用各种沥青的混合物。
优选的沥青具有的环球软化点大于约90℃。该环球软化点通常根据ASTM D36测定。当采用熔融沥青作为屋面沥青时，优选的沥青是空气氧化的屋面柏油。当聚合物以用于沥青的自耗容器形式添加时，优选用于构成该容器的一种沥青是AC-2至AC-50、更优选AC-10或AC-20的空气氧化的铺路级沥青。该容器组合物中的沥青的最佳百分含量取决于准备装在该容器中的沥青类型以及该容器组合物中的聚合物和沥青的性质。沥青的来源对该容器的组成可能有显著的影响。
添加到沥青中的聚合物材料可以是任一种能熔融并能在熔融沥青的上表面形成薄覆盖层的聚合物以便降低釜中散发的烟雾。该聚合物的相对密度应低于沥青的相对密度，这样它就可以上升到熔融沥青釜的上表面。该聚合物应是可与沥青溶混和相容的。然而，该聚合物的添加量应不致显著地改变沥青的性质。
该聚合物材料最好选自聚丙烯、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、天然的或合成的橡胶例如SBS、SBR、SEBS或EPDM及其混合物。乙烯-乙酸乙烯酯共聚物优选具有乙酸乙烯酯的含量约为5％至约40％(重量)，优选约为9％至约28％(重量)，这样它就适合溶于沥青。也可以采用其他适宜的聚合物和这类聚合物的混合物。例如，补加的聚合物如聚乙烯可以适用于铺路沥青的容器，因为铺路沥青的浇注温度可以约为110-132℃(230-270°F)，该温度通常低于屋面沥青的浇注温度。虽然由于典型的聚乙烯聚合物会在熔融沥青的上表面粘结成球并形成聚合物硬块，因而可能不符合屋面沥青容器的要求，但是，可以将该聚乙烯进行化学改性或选择特定等级的聚乙烯以使其一般能适用于本发明。
优选添加占沥青和聚合物总重的约0.25％至约6％的聚合物。对用于屋面沥青的容器而言，更优选添加占沥青和聚合物总重的约0.5％至约3％、甚至更优选约1％至约2.5％的聚合物。对用于铺路级沥青的容器而言，更优选添加占沥青和聚合物总重的约1％至约5％的聚合物。
当以用于沥青的自耗容器形式添加聚合物材料时，优选该聚合物是约50％至约95％(重量)的第一种聚合物和约5％至约50％(重量)的第二种聚合物的混合物。第一种聚合物具有的熔点至少约为150℃，以便使该容器具有高温稳定性。典型的第一类聚合物包括可以提供耐高温性的热塑性聚合物例如苯乙烯-丙烯腈、聚对苯二甲酸丁二酯、聚氨酯以及热塑性聚烯烃。优选的第一种聚合物是具有熔点为163℃和结晶度为40％的聚丙烯。
添加第二种聚合物可以使该容器具有韧性和抗冲击性。优选第二种聚合物是具有乙酸乙烯酯的含量约为9％至约40％(重量)的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物。优选的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物是duPont生产的“Elvax”系列，例如Elvax 265-750，更优选Elvax 450或470。天然的或合成的橡胶也适用于第二种聚合物。
可将一种或多种填料例如碎石、玻璃纤维、滑石、碳酸钙或二氧化硅添加到沥青中。然而，在一些包装沥青的最终用途中这类填料是不符合需要的。应该理解的是，当计算沥青中其他特定材料的百分数时，对这类填料忽略不计；因此，本文中所给出组分的重量百分数是基于这些材料或组合物的总重而不包括任何填料或含在该材料或组合物中的类似物在内。
可任选将非聚合的化学改性剂例如磷酸添加到容器组合物中。这一特点有利于允许使用一种或几种具有所需化学添加剂的标准沥青来填充容器，以便通过该容器添加到预期用途的沥青中使该沥青最佳化。因此，可以根据每个用户的规格有效地生产各种自耗沥青包装。
熔融沥青可以用作铺路沥青，根据本发明优选易于低温流动的沥青。对这种实施方案而言，该沥青包装应具有足以经受运送和装卸的韧性。优选的一种用于铺路级沥青的自耗容器是厚壁的(例如具有厚度约为0.28英寸的壁)并可以通过例如旋转成形法、热成形法或注塑法形成。在一个优选的铺路沥青组合件的实施方案中，该自耗容器呈带有盖子的55加仑(208升)圆筒形状。更优选重约440磅(200千克)且包括40％聚合物材料/60％沥青容器的铺路沥青组合件，该容器通常是圆筒形的，重约33磅(15千克)，剩余部分是其中的沥青，该沥青优选氧化沥青和/或硬沥青。该聚合物材料和/或另一种组分可能有利于增强用于铺路沥青的性质，例如当将该包装熔融时，采用例如Federal Highway A ssociation的未决Strategic HighwayResearch Program (SHRP)技术规范测定的高温性能。用于增强铺路沥青性能的典型聚合物是EVA、SBS、聚丙烯和聚乙烯。该容器的组合物可任选包括一种或多种填料例如有机或无机纤维。
另一方面，根据本发明制成的熔融沥青可以用作屋面沥青。优选没有聚合物(添加聚合物之前)的沥青符合至少一种根据ASTM D312、更优选ASTM D312-89的屋面沥青的要求。优选的是，将聚合物添加到沥青中可以降低烟雾但不致显著改变沥青的性质。因此，优选添加了聚合物的沥青也符合至少一种根据ASTM D312的屋面沥青的要求。更优选添加了聚合物的沥青符合Type Ⅲ屋面沥青的以下ASTM D312的规格软化点(采用ASTM D36)为85-96℃；闪点最低为246℃；渗透率(采用ASTM D5)在0℃下最低为6dmm，在25℃下为15-35dmm，且在46℃下最大为90dmm；延展性(采用ASTM D-113)在25℃下最小为2.5cm；在三氯乙烯中的溶解度(采用ASTM D2042)至少为99％。优选将聚合物添加到沥青中不致使该沥青软化点的改变大于约9℃，更优选不大于约3℃，而且不致使该沥青在25℃下的渗透率改变大于约10dmm。优选屋面沥青组合件重约60磅(27.2千克)并包括装有Type Ⅲ ASTM D312-89沥青的通常为圆筒形的容器。
在本发明的一个优选的实施方案中，将聚合物添加到沥青中，并将该混合物制成用于沥青的自耗容器。该容器包括约40％至约90％(重量)的沥青和约10％至约60％(重量)的聚合物。该容器是自耗性的，因此，它可与装在其中的沥青一起熔融而不要求过分的混合。对屋面沥青包装而言，优选该容器不致显著改变沥青的性质(如上文中关于在沥青中添加聚合物的叙述)。因此，该自耗容器可以克服与常规的纸质和金属容器有关的问题。此外，添加的聚合物可以使容器增强以及降低釜中散发出的烟雾。可以根据需要在一天中例如按30分钟至1小时的间隔，将沥青自耗容器添加到铺屋面用的釜中以供给更多的铺屋面用沥青。
现在参看附图所示的用于沥青的自耗容器的优选实施方案，图1和图2说明一种自耗容器10。在该说明性实施方案中，该容器通常呈圆筒形，具有开口端和封闭端。然而，该容器可以是任一种其他常规的形状，例如长方体形。虽然长方体形在运送和贮存时可以提供效率，然而，为了在浇灌过程中加速冷却可使容器之间分开一段相当距离的优点超过了这些优越性。
自耗容器10的说明性实施方案包括用于存放沥青的受槽11。该受槽具有圆筒形的侧壁12和界定封闭端的圆底13。一对从该底部向下延伸很短距离的同心环形凸出物14。该凸出物可以增加容器的形体稳定性。该侧壁包括靠近底部的下端15和与底部相隔一定距离的上端16。如图1所示，优选该侧壁上端的直径大于下端的直径。如下文中所述，这种结构使得能够容易地将一个容器重叠在另一个容器的顶部。在一个优选的实施方案中，该侧壁上端的直径约为35.6厘米，下端的直径约为31.8厘米。优选将该容器模塑成具有下部侧壁比上部侧壁厚的锥形的侧壁，以增加容器的强度。在一个说明性的实施方案中，该侧壁下端的厚度约为0.20厘米，上端的厚度约为0.17厘米。受槽的高度约为38.1厘米。环形法兰17从侧壁上端向外延伸很短的距离，优选约为0.64厘米。
容器10还包括通常是圆形的盖子18。该盖子包括圆形的罩19和通常从该罩的周边向上延伸的圆形裙20。该裙包括从该罩向外倾斜的下部21和从该下部稍向外倾斜的上部22。裙上部的外径基本上与受槽上端的内径相同，因此，该盖子可以被接受并紧固在该受槽的上端之内。该盖子还包括从裙部向外延伸很短距离的环形法兰23。该受槽装有沥青24，例如屋面沥青。然后，将该盖子定位在受槽上用盖子的法兰啮合受槽的法兰以封闭该容器。
参看图3，可以看出优选的容器具有的结构能够使第一个容器10重叠在第二个容器10的顶部以便降低装运和贮存的费用。第一个容器的圆底13定位在第二个容器的盖子18之内。第一个容器的侧壁12拼装在第二个容器的盖子裙部20之内。优选第一个容器的同心环形凸出物14停放在第二个容器的圆形罩19上，图中示出第二个容器装满了沥青24以构成沥青组合件。
该容器具有的组成为约40％至约90％(重量)的沥青和约10％至约60％(重量)的聚合物，更优选约55％至约75％(重量)的沥青和约25％至约45％(重量)的聚合物。在用于屋面沥青的容器组合物中优选采用高比例的沥青，这是因为沥青的费用比聚合物的费用低。另外，较高的沥青百分含量导致与该容器中沥青的相容性更好。
该容器应具有足够高的软化点以经受与熔融沥青以及装运和贮存有关的高温而不致软化。优选该容器组合物具有的环球软化点大于约107℃，更优选大于约125℃，甚至更优选大于约149℃。该环球软化点可以通过ASTM D36测定。
该容器可以采用任一种常规的方法制成。例如可将受槽的侧壁与底部连接。然而，优选采用模塑法例如注塑法、吹塑法或旋转模塑法将该容器制成集成结构或整体结构。
特别优选注塑法。如本领域的技术人员所知，注塑法通常涉及使用螺旋装置和加热枪管(barrelassem bly)使待模塑的组合物热软化。然后通过螺旋向前移动的作用将热软化后的组合物注入闭式模具。该组合物冷却和固化即可得到模腔的形状。
模塑法具有费用上、设计灵活性上以及可将一些特性引入容器等方面的优点。模塑法能够根据需要容易地将各种特性引入该容器。例如可以采用模塑法在受槽或盖子上模塑浮花装饰，如标签、说明或商标。优选在该容器的盖子上标记该容器所装的沥青品种。
该容器也可以配装手柄，可将其模塑在容器上以便于装卸。此外，可在容器上模塑加强肋以便在该包装的浇灌步骤期间增加其强度。在一个优选的实施方案中，在受槽壁的外表面上提供一个或多个圆周肋，在浇灌过程中该圆周肋会保持比侧壁更低的温度从而保证容器的形体稳定性。另外，该容器可以具有一个或多个圆形槽，该圆形槽能使釜中的热沥青渗透到沥青组合件的内部以加速再熔融过程。在将熔融沥青倒入容器中之后这些圆形槽也会加速冷却过程。
模塑容器的问题是它们在受到冲击或由于其他设备或工人的粗鲁装卸时容易破裂。因此，优选该容器由配制成可以提供韧性和抗冲击性的组合物制成以经受粗鲁的装卸。抗冲击性或韧性可以通过根据ASTM MethodD4812测定的无缺口悬臂梁式抗冲击强度确定。优选该容器的组合物具有的无缺口悬臂梁式抗冲击强度至少约为2焦耳，更优选至少约为2.7焦耳，甚至更优选至少约为3焦耳，且最优选至少约为4焦耳。
该容器应具有足够的抗张强度和抗张模量以承载熔融沥青而不致撕裂或显著地塑性变形。抗张强度是一种材料受到拉伸载荷时能承受而不致撕裂或塑性变形的最大应力。抗张模量是材料抵抗拉伸应力的量度。优选该容器组合物具有的抗张强度在22℃下至少约为60kg/cm2，在93℃下至少约为14kg/cm2，且抗张模量在93℃下至少约为210kg/cm2。抗张强度和抗张模量均根据ASTM Method D638测定。
另一种容器和沥青组合件的实施方案示于图4和5。容器100采用适宜的方法例如模塑法如注塑法、吹塑法或旋转模塑法制成。该容器也可以采用将侧壁120连接到圆底或底部140制成。
容器100可以装配手柄160，该手柄模塑在容器上以便于装卸。为了增加容器的强度以经受充注期间(典型的沥青组合件重约50磅)被熔融沥青充满时产生的应力，该容器可采用具有侧壁下部180比侧壁上部200更厚的锥形侧壁120制成。
示于图5的沥青组合件110包括容器220和该容器内的一堆沥青240。该容器内的沥青可以选自组合屋面沥青级或其他品种的沥青，包括沥青膏和特种沥青例如防水沥青、炉组化合物和封闭剂。该沥青容器不必是圆形的，而可以是任一种其他常规的形状例如图5所示的长方体形。
该沥青容器可以模塑加强肋260以便在关键的包装浇灌或充注阶段期间增强容器的强度。作为一种选择方案或除了内部加强肋之外，可以配备外部加强肋以便在浇灌或充注期间有助于避免鼓凸。另外，该容器可以具有一个或多个圆形槽280，它可以使釜中的热沥青渗透到沥青组合件的内部以便加速再熔融过程。这些圆形槽也可以在熔融沥青倒入容器之后加速其冷却。这些圆形槽可以是任一种尺寸或适合于增加往复于沥青组合件传热的形状。
图6-14说明本发明供废机油用的一些容器的实施方案。具体而言，图6、7和10示出供废机油用的自耗容器310，虽然也可以采用任一种其他常规的形状，但是该容器通常呈圆形。该容器包括具有侧壁312和底部313的受槽311。侧壁和底部之间的边缘314被倒圆以使容器的强度增加到最大。该受槽沿着侧壁上边缘具有轮箍315。图10中清楚示出，该受槽的轮箍315从侧壁312稍向外倾斜。该轮箍的外径比侧壁其余部分的外径稍小。该容器还包括具有盖顶317和轮箍318的盖子316。图10中清楚示出，该盖子的轮箍318约与受槽的轮箍315相同的角度稍向外倾斜。该盖子的轮箍具有限定凹槽319的倒U形截面。将凹槽的尺寸设定为可容纳受槽的轮箍。因此，该盖子可以通过将其向下压而紧固在受槽上，这样盖子的凹槽就咬住受槽的轮箍。在一个优选的实施方案中，该容器具有的直径约为30.5cm和高度约为7.6cm。侧壁、顶部和底部的厚度均约为3.2mm。
图8、9和11说明供废机油用的自耗容器的另一个实施方案。像上述实施方案那样，容器320通常呈圆形。该容器包括具有侧壁322和底部323的受槽321。该侧壁和底部之间的边缘324被倒圆。该受槽具有沿着侧壁上边缘的的轮箍325。该轮箍的外径稍小于侧壁其余部分的外径。在该轮箍外表面上做成了许多丝扣326。该容器还包括具有顶部328和轮箍329的盖子327。图11中清楚示出，该盖子的轮箍329具有限定凹槽330的倒U形截面。将凹槽的尺寸设定为可容纳受槽的轮箍325。在凹槽的外部做成了许多配对丝扣(例如接受丝扣的导槽)331，且适合于容纳受槽的丝扣326。因此，该盖子可以通过拧紧在受槽上使其固定。作为一些说明性丝扣的选择方案，可以配置连续丝扣或其他适用于将盖子紧固在受槽上的手段。
图12-14说明本发明的供废机油用的自耗容器的另一种选择实施方案。容器332通常呈长方体形。长方体形在运送和贮存时可以提供效率。该容器包括具有侧壁334和底部335的受槽333。该受槽的边缘336和隅角337被倒圆以使容器的强度增加到最大。该受槽沿着侧壁上边缘具有轮箍338。该轮箍的外表面从侧壁的其余部分稍稍凹进。图14中清楚示出，该受槽的轮箍338从侧壁334稍向外倾斜。该容器还包括具有盖顶340和轮箍341的盖子339。该盖子的轮箍341约与受槽的轮箍338相同的角度稍向外倾斜。该盖子的轮箍具有限定凹槽342的倒U形截面。将凹槽的尺寸设定为可容纳受槽的轮箍。因此，该盖子可以像用于Tupperw are容器的盖子那样将其扣在适当位置而紧固在受槽上。在一个优选的实施方案中，该容器具有的长度约为30.5cm，宽度约为20.3cm和高度约为7.6cm。侧壁、顶部和底部的厚度均约为3.2mm。
优选供废机油用的容器的高度约为5cm至约25cm，更优选约为6cm至约20cm。在此高度下，该容器适合于在车辆下方便地收集废机油。优选该容器的容积约为3升至约8升，更优选约为4.5升至约6.5升。在此容积下，该容器具有足够的容量来盛放从标准尺寸的发动机排泄的流体(机油、传动用流体等)。优选该容器的厚度约为1mm至约5mm，以使该容器具有极好的强度。优选将该容器的边缘和隅角倒圆使其强度增加到最大。
该容器应充分地密封以防止废机油泄漏。该容器可以具有如上所述的瞬动咬合式或拧螺丝式盖子，或其他适宜的紧固装置例如可用于紧固盖子的紧固件。在一个实施方案中，该盖子铰接在容器的受槽上。为了便于再循环，优选紧固盖子的装置是容器的一部分，或它基本上具有相同的结构。作为盖子的一个选择方案，该容器可以包括具有顶部开口和覆盖该开口的帽的封闭式受槽。
该容器可以采用任一种常规的方法制成。例如，图6的容器310可以通过将侧壁312连接到底部313上构成。然而，优选该容器通过模塑法例如注塑法、吹塑法或旋转模塑法制成。如果需要，可以采用模塑法在容器上模塑浮花装饰，如标签、说明或商标。
注塑法是特别优选的。可以采用螺旋装置和加热枪管使待模塑的材料热软化。然后通过螺旋向前移动的作用将热软化后的材料注入闭式模具。该材料冷却和固化即可得到模腔的形状。
容器310具有的组成包括约40％至约90％(重量)的沥青和约10％至约60％(重量)的聚合物材料。优选该容器包括约55％至约75％(重量)的沥青和约25％至约45％(重量)的聚合物材料。在该容器组合物中优选采用高比例的沥青，这是因为沥青的费用比聚合物材料的费用低。另外，较高的沥青百分含量导致与再循环油的相容性更好。
用于制作废机油用容器的典型沥青包括任一种炼油厂的沥青油脚以及原生的沥青、焦油和沥青(pitches)，或已空气氧化的或其他化学改性或处理过的这些相同的材料。该沥青可以是铺路级沥青或屋面柏油沥青以及另一类沥青，包括特种沥青例如防水沥青、炉组化合物或封闭剂。优选的沥青具有的环球软化点大于约90℃。优选的沥青是由AC-2至AC-50、更优选AC-10至AC-20范围的铺路级沥青衍生的氧化沥青。另一种优选的沥青是空气氧化的屋面柏油。
如上所述，用于废机油的容器优选采用模塑法例如注塑法制成。模塑容器的问题是它们在受到冲击或其他粗鲁装卸时容易破裂。因此，本发明用于废机油的容器优选由配制成可提供韧性和抗冲击性的模塑性沥青材料制成，以经受粗鲁的装卸。抗冲击性或韧性可以通过ASTM Method D4812测定的无缺口悬臂梁式抗冲击强度反映。该模塑性沥青材料具有的无缺口悬臂梁式抗冲击强度至少约为2焦耳，优选至少约为2.7焦耳，更优选至少约为3焦耳，且甚至更优选至少约为4焦耳。
概括而言，随同沥青一起用来制作用于废机油容器的聚合物材料，可以是任一种能使该容器具有所需物理特性的聚合物或与沥青相容的一些聚合物的混合物。优选该聚合物材料包括一种或多种选自高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、聚丙烯、乙烯-丙烯共聚物、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物和橡胶的热塑性材料。优选某些能对容器提供高温稳定性的聚合物，同时优选能赋予韧性和抗冲击性的其他聚合物。
优选的聚合物包括选自乙烯聚合物、丙烯聚合物、乙烯-丙烯共聚物以及丁烯共聚物的聚合物。此外，可以采用丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯的共聚物例如丙烯酸或甲基丙烯酸的丁酯、丙酯、乙酯或甲酯。另外，环氧官能化的共聚物可用来改进该容器的抗冲击性和柔韧性，这些共聚物是例如丙烯酸亚乙酯、丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸缩水甘油酯的三聚物，例如可从E.I.duPontde Nemours & Co.买到的ElvaloyAM。也可以使用天然的或合成的橡胶，例如SBS、SBR、SEBS或EPDM。
优选该聚合物材料包括乙烯-乙酸乙烯酯共聚物。更优选该乙烯-乙酸乙烯酯共聚物具有乙酸乙烯酯的含量约为9％至约40％(重量)，这样它就可以充分地溶于再循环油或沥青。具有软化点至少约为150℃的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物可以改进该容器在运送和贮存期间的抗软化性。优选的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物是duPont生产的“Elvax”系列例如Elvax 360-750，更优选Elvax 450或470。乙烯-乙酸乙烯酯共聚物也可以按商品名“Ultrathene”和“Vynathene”从USI Chemicals买到。模塑性的沥青材料包括约5％至约40％(重量)、优选约5％至约25％(重量)的这种聚合物。更优选模塑性的沥青材料包括约5％至约15％(重量)的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物，且甚至更优选约8％至约12％(重量)的EVA。
一些聚合物例如乙烯-乙酸乙烯酯往往不能单独对模塑性沥青材料提供高温稳定性，以使该容器能按要求经受运送和贮存时的高温。因此，优选该聚合物材料包括另一种可增强高温稳定性的聚合物。这种聚合物优选具有的熔点或玻璃化温度至少约为150℃。这类聚合物的实例包括一些热塑性聚合物例如苯乙烯-丙烯腈、聚对苯二甲酸丁二酯、聚氨酯以及热塑性聚烯烃。也可以使用这类聚合物的混合物。优选用于增强高温稳定性的聚合物是具有熔点为163℃和结晶度为40％的聚丙烯。优选该模塑性的沥青材料包括约5％至约55％(重量)、更优选约20％至约40％(重量)的这种聚合物。
另一方面，聚合物例如聚丙烯往往不能单独对模塑性沥青材料充分地提供所需的韧性和抗冲击性。然而，当将聚合物例如乙烯-乙酸乙烯酯与其和沥青混合时，所得的模塑性沥青材料具有最佳的特性。在一个优选的实施方案中，将沥青与可增强高温稳定性的聚合物和可赋予抗冲击性的聚合物混合，这样所得的材料具有的无缺口悬臂梁式抗冲击强度至少为2.7焦耳，更优选至少约为4焦耳。
填料例如碎石、玻璃纤维、滑石、碳酸钙和二氧化硅也可以用于制作废机油用的自耗容器的材料。然而，在再循环油和大多数再循环沥青中这类填料是不符合需要的。应该理解的是，本文所给出的组合物中的一些材料量是基于没有任何填料的总重，即，当计算组合物中材料的百分含量时，对这类填料忽略不计。
该容器应具有足够高的软化点以经受与装运和贮存有关的高温而不致软化。优选用来制作废机油用的容器的材料具有的环球软化点大于约110℃，更优选大于约125℃，且甚至更优选大于约150℃。
虽然图6-14中的实施方案已就废机油用的自耗容器作了说明，然而应该认识到，该容器也可以贮存其他废油或流体。例如该容器可以贮存传动用流体或来自车辆的液压制动液或工业用油例如液压油或润滑油。该容器也可以贮存新油或流体并可提供易于再循环的优点。
现在，将参照以下实施例对本发明作更详细的说明。
实施例Ⅰ将软化点为121℃的Amoco AC-10氧化沥青、Montel聚丙烯6301和Elvax 450在双螺杆挤压机中按60∶30∶10(重量)的比例制粒。该螺杆的温度设定为177℃。将这些颗粒用来注塑图1中所示的自耗容器。测定该材料的物理特性。该材料具有的无缺口悬臂梁式抗冲击强度为4.5焦耳，22℃下的抗张强度为95.5kg/cm2,93℃下为25.3kg/cm2,93℃下的抗张模量为336kg/cm2。因此，可以看出该容器是韧性的、抗冲击性的和牢固的。
模塑后，用166℃的沥青充满容器。该容器没有显著鼓凸或变形。该容器外部的热电偶读数从未超过113℃。当装满时，包括该容器和其中的沥青的沥青组合件重27.25千克。该沥青组合件由约3％(重量)的容器和约97％(重量)的沥青构成。将该容器向下放到装有246℃熔融沥青的铺屋面用的沥青釜中。在没有搅拌下，通过自然对流该组合件在15分钟内完全熔化。散发出的烟雾量很低。
实施例Ⅱ按实施例Ⅰ中所述的方法，用AC 10氧化沥青、聚丙烯和一些不同的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(Elvax)制作自耗容器。该共聚物分别具有以下的软化点和乙酸乙烯酯的百分含量Elvax 360-188℃,25％；Elvax 450-150℃,18％；Elvax 470-223℃,18％；和Elvax 650-188℃,12％。还制作了没有乙烯-乙酸乙烯酯共聚物的自耗容器。将该材料进行抗张强度(以kg/cm2计)、抗张模量(以kg/cm2计)和无缺口悬臂梁式抗冲击强度(以焦耳计)的测定，对比结果列于表Ⅰ中表Ⅰ组成 EVA类 22℃下的 93℃下的 93℃下的 无缺口悬臂沥膏∶PPL∶ Elvax 抗张强度 抗张强度 模量 梁式抗冲击EVA 牌号 强度60∶30∶10360117 25451 5.360∶30∶104509625336 4.560∶25∶154507217276 2.760∶30∶10470110 30450 7.760∶25∶156509818448 10.660∶40∶0 - 117 26274 1.8可以看出，根据本发明用沥青、聚丙烯和乙烯-乙酸乙烯酯共聚物制得的容器通过其高的无缺口悬臂梁式抗冲击强度值表明它们都是韧性的、抗冲击性的。相反，没有用乙烯-乙酸乙烯酯共聚物制得的容器其无缺口悬臂梁式抗冲击强度较低。
实施例Ⅲ根据以下的低烟雾方法制成用于沥青的自耗容器。将软化点为121℃的Amoco AC-20氧化沥青、聚丙烯(Profax 6301)和乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(Elvax 450)在双螺杆挤压机中按60∶30∶10(重量)的比例制粒。该螺杆的温度设定为177℃。将这些颗粒用来注塑图1中所示的自耗容器。该容器的熔体流动指数约为46.6克/10分钟。该容器是韧性和抗冲击性的，其具有的无缺口悬臂梁式抗冲击强度为4.5焦耳，22℃下的抗张强度为95.5kg/cm2,93℃下的抗张强度为25.3kg/cm2,93℃下的抗张模量为336kg/cm2。
模塑后，用166℃的BURA Type Ⅲ屋面沥青充满容器。该容器没有显著鼓凸或变形，且该容器外部的热电偶读数未超过113℃。当装满时(0.91千克容器和26.33千克沥青)，该沥青组合件(包括该容器和装在其中的沥青)重27.24千克。该沥青组合件符合根据ASTM D312 Type Ⅲ屋面沥青的要求。
该容器可直接与装在其中的沥青一起熔融而不致显著地改变沥青的性质。单独的沥青的软化点为89℃，混合后的沥青和容器的软化点为95℃。单独的沥青具有的渗透率在25℃下为19dmm，混合后的沥青和容器的渗透率在25℃下为17dmm。
实施例Ⅳ(A)为了比较两种不同沥青产品对降低熔融沥青釜中散发出的烟雾的性能进行了测定。第一种产品是根据本发明添加了聚合物的沥青(“低烟雾产品”)。第二种对比的产品是没有添加聚合物的标准BURA Type Ⅲ屋面沥青(“标准产品”)。标准产品是氧化到软化点为89℃的Amoco和Clark铺屋面用柏油沥青的混合物。标准产品包装在常规的纸质和金属容器内。低烟雾产品是包括实施例Ⅲ中所述的装满相同BURA Type Ⅲ屋面沥青的自耗容器的沥青组合件。
用于测试的装置包括以液体丙烷加热的625升的铺屋面用釜。在测试中，分别将低烟雾产品和标准产品添加到该釜中并将其熔融充满该釜。将这些产品各在232℃、260℃和288℃下进行测试。为了模拟真实的使用条件，每隔20分钟将75.7升熔融产品从该釜中排出并用另一种产品替换添加到该釜中。测试在户外进行，将该釜的周围区域包围以挡住风。对从该釜散发出的烟雾测定其目视不透明度、烃散发物以及总悬浮微粒，如下所述。
根据40 CFR,Part 60,A ppendix A,EPA M ethod 9，题为“VisualDeterm ination of the Opacity of Emission from Stationary Sources”进行目视不透明度的测定。用经过检定的不透明度指示器每隔15秒钟记录目视不透明度持续2小时。该指示器探测该釜中散发出的烟雾并测定不透明度或遮蔽自然光的百分率。低的不透明度表明烟雾很少，而高的不透明度表明该釜中逸散的烟雾很多。目视不透明度读数的结果列于表Ⅱ，表中的不透明度的百分数是2小时内的平均值。
表Ⅱ．目视不透明度釜的温度(℃)232260288标准产品的不透明度(％) 45 70 80低烟雾产品的不透明度(％)20 10 20不透明度的降低率(％)56 86 75目视不透明度读数的结果表明低烟雾产品从釜中散发出的可见烟雾低于标准产品。随着该釜的温度升高，标准产品的不透明度增加。随着该釜温度的升高，低烟雾产品的不透明度几乎不增加。观察到低烟雾产品的聚合物基本上在整个熔融沥青的上表面形成薄覆盖层。
采用以100ppm异丁烯标准标定的Photovac 2020光致电离检测器(Photovac Monitoring Instrum ents,Deer Park,NY)进行烃散发物的测定。将Photovac 2020这样放置以使样品管在该釜开口之上约6.5厘米处。这种测试方法在NSPS Test Method EM TIC M-21(2/9/83),Determ ination ofVolatile Organic Compound Leaks,Emission Messurem ent TechnicalInform ation Center中作了叙述。烃散发物的测定值结果列于表Ⅲ，表中的散发物是2小时内测试的平均值。
表Ⅲ．烃散发物釜的温度(℃) 232260288标准产品的散发物(ppm) 8 15 44低烟雾产品的散发物(ppm)4 1 10散发物的降低率(％) 50 93 77像目视不透明度的结果那样，该烃散发物的结果表明与标准产品相比，低烟雾产品可以降低从釜中散发出的烟雾量。低烟雾产品的烃散发物始终比标准产品的低。
根据40 CFR,Part 50,A ppendix B,“Reference Method for theDeterm ination of Suspended Particulate Matter in the Atm osphere(High-Volume Method)。进行了总悬浮微粒的测定。测定时采用了两种大容积(Hi-Vol)的TSP(总悬浮微粒)样品。将取样器提高到靠近该釜开口高于釜轮箍高度的样品进口33厘米的位置。每个取样器从该釜中通过预先称重的过滤器抽出烟雾流。每个取样器操作2小时，然后测定积累在过滤器中的微粒量。总悬浮微粒的测定结果列于表Ⅳ。所给出的测定值是在一个大气压和20℃的标准条件下每分钟每标准立方英尺(scfm)烟雾中的微粒量(以微克计)。
表Ⅳ．总悬浮微粒取样器1釜的温度(℃)232260288标准产品的微粒(微克/scfm) 92 346658低烟雾产品的微粒(微克/scfm) 57 46 65微粒的降低率(％)38 87 90取样器2釜的温度(℃)232260288标准产品的微粒(微克/scfm) 70 266378低烟雾产品的微粒(微克/scfm) 45 48 79微粒的降低率(％)36 82 79像目视不透明度和烃散发物的结果那样，上述这些结果表明与标准产品相比，低烟雾产品可降低该釜散发出的烟雾量。低烟雾产品的微粒始终比标准产品的低。
实施例Ⅳ(B)
如实施例Ⅳ(A)中所述，在另一个户外场所对低烟雾产品和标准产品进行了类似的对比测试。以下结果是在260℃下得到的。
表Ⅴ．目视不透明度和烃散发物标准产品的不透明度 38.6 标准产品的散发物21.8(ppm) (ppm)低烟雾产品的不透明度 0.8 低烟雾产品的散发1.3物(ppm) (ppm)不透明度的降低率(％) 98散发物的降低率(％) 94实施例Ⅴ将Montel聚丙烯6301和具有软化点为230°F(110℃)的涂覆用沥青按30∶70(重量)之比在双螺杆挤压机中制粒。该螺杆的温度设定为350°F(177℃)。将这些颗粒用来注塑尺寸为10英寸×13英寸×3.5英寸(25.4cm×33.0cm×8.9cm)，厚度为100密耳的盘状容器。将其中的一个容器用350°F(177℃)的沥青充满。该容器鼓凸，但是没有熔融或漏出熔融沥青。将几个容器添加到釜中立刻熔融而没有可见痕迹。
实施例Ⅵ将实施例Ⅴ的几种模塑性沥青容器添加到一批熔融的BURA Type Ⅲ沥青中。容器的重量为沥青和容器总重的4％。测定了添加容器前后的沥青特性，其结果以及作为对照的ASTM D312 Type Ⅲ的规格列于下表。
表ⅥBURA Type Ⅲ沥青+4％(重量) ASTM D312特性 单一的沥青容器 Type Ⅲ规格软化点 192°F(89℃) 204°F(96℃) 185-205°F(85-96℃)77°F(25℃)下，100g的渗透率 19dmm 16dmm15-35dmm115°F(46℃)下，50g的渗透率 37dmm29dmm最大90dmm400°F(204℃)下的粘度 140cps 254cps -425°F(218℃)下的粘度 91cps150cps -450°F(232℃)下的粘度 64cps 95cps -可以看出，将该容器添加到沥青中对沥青的特性仅有轻微的影响，而最显著的变化是增加了粘度。
实施例Ⅶ将Montel聚丙烯6301、高度氧化的沥青和BURA Type Ⅲ沥青按40∶20∶40(重量)之比在双螺杆挤压机中制粒。该高度氧化的沥青是具有氧化到软化点为300°F(149℃)丙烷洗涤过的沥青混合物的Trum bull材料。该螺杆的温度设定为350°F(177℃)。将这些颗粒用来注塑直径为8英寸、高7.5英寸和厚度90密耳的容器。模塑后，用350°F(149℃)的沥青充满容器。该容器没有鼓凸或变形。放在外部的热电偶温度读数从未超过160°F(71℃)。当装满时，该容器和其中的沥青的沥青组合件重10磅。将钢丝笼中的容器向下放到装有475°F(246℃)熔融沥青的铺屋面用沥青釜中。在没有搅拌下，通过自然对流该组合件在15分钟内完全熔融，没有任何可见痕迹。测定了添加容器前后的沥青特性，其结果列于下表并与ASTM D312 Type Ⅲ的规格比较。
表ⅦBURA Type Ⅲ沥青+4％(重量)ASTM D312特性 单一的沥青容器Type Ⅲ规格软化点 192°F(89℃) 207°F(97℃)185-205°F(85-96℃)77°F(25℃)下，100g的渗透率 19dmm 17dmm 15-35dmm115°F(46℃)下，50g的渗透率 37dmm 29dmm 最大90dmm400°F(204℃)下的粘度 140cps254cps -425°F(218℃)下的粘度 91cps 150cps -450°F(232℃)下的粘度64cps 95cps-上述结果与实施例Ⅵ的结果类似。具有熔融容器的沥青的软化点稍高于Type Ⅲ的规格。
实施例Ⅷ采用实施例Ⅶ的沥青配方(40∶20∶40 Montel PP∶高度氧化的沥青∶Type Ⅲ沥青)来注塑一些5加仑的通常为圆筒形的容器。容器高15英寸(38.1cm)，顶部直径为12英寸(30.5cm)和底部直径为10英寸(25.4cm)。将5个容器排列在一起，用生产设备将350°F(177℃)的Type Ⅲ沥青倒入这些容器中。为了重现真实的沥青浇灌条件将这些容器紧密排列，环境温度约为87°F(31℃)。这些容器可以经受热沥青且没有显示出变形的迹象。
实施例Ⅸ本发明用于废机油的自耗容器如下制作。将氧化到软化点为121℃的Amoco AC-10的沥青、Montel聚丙烯6301和Elvax450在双螺杆挤压机中按60∶30∶10(重量)的比例制粒。该螺杆的温度设定为177℃。将这些颗粒用来注塑图6或7中所示的废机油用容器。该材料具有的无缺口悬臂梁式抗冲击强度为4.5焦耳；因此，该容器是韧性的和抗冲击性的。相反，用60％沥青和40％聚丙烯但是没有乙烯-乙酸乙烯酯共聚物制得的容器具有约为1.8焦耳的较低无缺口悬臂梁式抗冲击强度，且不是韧性的和抗冲击性的。模塑后，充以废机油。将该容器运送去再循环和添加到油的再循环流中在该处融化。
以上给出的实施例和实施方案是为了说明本发明的优选特征和方面。通过本发明的操作规程，本领域的技术人员对各种改进和选择实施方案都会是显而易见的。例如也可以采用模塑性沥青材料来模塑或形成其他的产品，例如小盛料桶、花纹容器(flow erpots)、机座(stand)，以及模塑性的机器零件。可以适当地选择各种产品的尺寸、形状和厚度以供所需的应用或最终用途。此外，代替或除了聚合物以外，可以在该沥青组合件的容器中使用另一种适宜的添加剂或改性剂以便将所需特性赋予釜中的沥青。此外，该自耗容器可以用来贮存或包装各种材料，例如该容器可以用来包装新机油，而在新机油已从该容器中排空之后可以用来盛装再循环的机油，或用来包装或存放新的或可重复利用的煎炸(frying)油脂或油。因此，本发明的意图是不受上述说明的限制，而仅由所附权利要求书及其同等物限定。
权利要求
1．一种用于沥青或油包装的由模塑材料制成的自耗容器，该模塑性材料包括(a)约40％至约90％(重量)的沥青和(b)约10％至约60％(重量)的聚合物材料，其中该聚合物材料包括(ⅰ)约50％至约95％(重量)的具有熔点至少约为150℃的第一种聚合物和(ⅱ)约5％至约50％(重量)的可赋予韧性和抗冲击性的第二种聚合物以使该模塑性材料具有的无缺口悬臂梁式抗冲击强度至少约为2焦耳。
2．权利要求1的容器，其中该模塑性材料包括约55％至约75％(重量)的沥青和约25％至约45％(重量)的聚合物材料。
3．权利要求2的容器，其中第一种聚合物是聚丙烯和第二种聚合物是乙烯-乙酸乙烯酯共聚物。
4．权利要求1的容器，其中第一种聚合物是聚丙烯。
5．权利要求1的容器，其中第二种聚合物是乙烯-乙酸乙烯酯共聚物。
6．权利要求1的容器，其中该模塑性材料具有的环球软化点大于约107℃。
7．权利要求6的容器，其中该环球软化点大于约149℃。
8．权利要求1的容器，该容器包括具有一个或多个促进传热的圆形槽的受槽壁。
9．权利要求1的容器，该容器包括靠近该容器顶部的厚度比该容器底部厚的受槽壁。
10．权利要求1的容器，该容器包括受槽壁和一个或多个手柄。
11．权利要求1的容器，该容器包括受槽壁和一个或多个加强肋。
12．权利要求1的容器，该容器包括其上具有浮花装饰的受槽壁。
13．权利要求1的容器，其中该沥青是铺路级沥青。
14．权利要求1的容器，其中该沥青是屋面沥青。
15．权利要求1的容器，其中该自耗容器包括瞬动咬合或拧紧式的盖子。
全文摘要
一种由包括40%－90%(重量)的沥青和10%－60%(重量)的聚合物材料模塑而成的自耗容器,它可以有利地包括赋予耐热性的第一种聚合物例如PP和赋予韧性和抗冲击性的第二种聚合物例如EVA。该模塑性沥青/聚合物材料优选具有的无缺口悬臂梁式抗冲击强度至少为2焦耳。该容器是自耗的,它可与装在其中的屋面沥青一起熔融而不会对沥青的性质产生不利影响且不要求过分混合。该组合物也可以用来降低通常从熔融沥青釜中散发出的烟雾,例如,按测定烟雾的目视不透明度至少降低25%,烟雾的烟散发物至少降低20%,或烟雾的总悬浮微粒散发物至少降低15%。该容器可以用来盛放例如屋面沥青或铺路沥青或再循环的石油衍生的材料,例如废机油。在一个实施方案中,该容器组合物可以包括一种或多种可改进铺路级沥青质量的组分。
文档编号B65D85/00GK1312332SQ0110305
公开日2001年9月12日 申请日期2001年1月12日 优先权日1995年6月7日
发明者R·T·贾尼基, D·R·沃米里昂, K·P·加拉格尔, F·H·泊恩, M·R·弗兰岑, J·A·马扎里, J·W·基廷, D·C·特鲁姆博尔, S·G·哈里斯, E·小·迈拉 申请人:欧文斯－科尔宁格公司