CN101831189B - 一种易溶于沥青的高粘度沥青改性剂的生产装置及生产方法 - Google Patents

一种易溶于沥青的高粘度沥青改性剂的生产装置及生产方法 Download PDF

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Abstract

本发明属路面材料技术领域，具体为一种易溶于沥青的高粘度沥青改性剂的生产装置及生产方法。该生产装置由自动配料系统、往复式螺杆挤出机、单螺杆挤出机、水下切粒机、冷却水槽、离心脱水机、振动筛、鼓风机、文丘管、旋风干燥罐、以及循环水槽、循环水泵经管路连接组成。物料通过自动称重系统，进入往复式螺杆挤出机和单螺杆挤出机，在一定温度下进行混炼、挤出，然后用水下切粒机进行切粒，经过冷却、离心脱水、筛分、干燥、由自动称重包装机实现产品包装。本发明生产装置工艺操作方便，产品合格率高，质量稳定，易溶于沥青，且无污染排放。

Description

一种易溶于沥青的高粘度沥青改性剂的生产装置及生产方法
技术领域
本发明属路面材料技术领域，具体涉及一种交通道路路面用的高粘度沥青改性剂的生产装置及生产方法。
背景技术
一种空隙率高达20％～25％而厚度一般为4～5cm的磨耗层。由于空隙率大，雨水可渗入路面之中，由路面中的连通空隙向路面边缘排走，这样雨天路面表面不存在很厚的水膜，避免了水漂的产生，同时也不再出现溅水现象，有效地保证了行车的安全。因为这种多空隙的路面能很快地排水，所以这种路面称之为排水性沥青路面(Draining AsphaltPavement)。
钢桥面铺装沥青混凝土面层技术，条件要求异常苛刻。在行车动载、风载、温度变化及地震等因素影响下，其高温稳定性、抗疲劳开裂性、对钢桥面板变形的追从性、层间粘结及完善的防排水体系等均有极高的要求。直接铺设在正交异性钢板上的桥面铺装材料，其受力和变形远较公路路面或机场道面复杂，因而对其强度、变形稳定性、疲劳耐久性等提出了的更高要求。
旧水泥混凝土路面加铺沥青混凝土面层(简称“白改黑”)，关键是如何防止反射裂缝，采用间断半开级配(英文名Gap-Semi-Open-Graded，)，是一种具有应力吸收和抗竖向剪切作用、即有结构性、又有功能性的沥青混合料。将间断半开级配与高粘度沥青两者的优势进行组合，提高了沥青混合料的韧性、弹性和粘附能力，使沥青混合料的结构稳定性、抗疲劳能力、低温延展能力，有了质的飞跃，有效地延缓和减少反射裂缝。
对用于排水性沥青路面、“白改黑”路面、钢结构桥梁沥青路面的材料，一般都要使用高粘度沥青，而制备高粘度沥青必须使用改性剂，SBS因为其良好的双向改性性能(即同时改变基质沥青的高温与低温性能)近年来得到广泛的使用。但由于沥青是一种成分极其复杂的有机高分子化合物，采用不同原油炼制而成的沥青其组分显然是不同的，即便是同一种原油，因炼制工艺的不同所得沥青的组分比例也不尽相同。所以，SBS与道路沥青的相容性并不太好，尤其是高粘度沥青的特殊要求，受到相容性的影响更大，使得用于制备高粘度沥青的道路沥青必须兼顾与SBS的相容性才行。
发明内容
本发明的目的在于提供一种易溶于沥青的高粘度沥青改性剂的生产装置及生产方法。
本发明提供的生产装置及生产方法可用于生产一种高粘度沥青改性剂，特别涉及通过化学接枝剂和促进剂的作用，使SBS接枝改性，从而达到SBS与沥青相容性好，易于共混的目的。
本发明提出的高粘度沥青改性剂的生产装置，由自动配料系统、往复式螺杆挤出机、单螺杆挤出机、水下切粒机、冷却水槽、离心脱水机、循环水槽、振动筛、旋风干燥罐、上料机、包装机、缝包机和循环水泵经管路连接组成，其结构如图1和图2所示。其中，自动配料系统1与往复式螺杆挤出机2直接连接，往复式螺杆挤出机2的挤出口与单螺杆挤出机3连接，单螺杆挤出机3的模头与水下切粒机4下部连接，水下切粒机4上部出口管与冷却水槽5连通；冷却水槽5下侧与离心脱水机6下部连接，离心脱水机6的下部另一侧与循环水槽7连通，离心脱水机6的上部与振动筛10连接，鼓风机9与振动筛10的一端连接，振动筛10的另一端设有下料口，鼓风机11连接文丘管12，文丘管12与振动筛10的下料口连接，文丘管12通过管道与旋风干燥罐13连接，旋风干燥罐13下部与上料机14连接，上料机14与包装机15连接，产品由包装机15下部装入包装袋后，由缝包机16封口，循环水泵8设置于循环水槽7与水下切粒机4中间。
利用本发明的生产装置生产高粘度沥青改性剂的步骤如下：
物料通过自动配料系统1(送料量由PLC控制系统任意调节)分别加入往复式螺杆挤出机2，往复式螺杆挤出机按物料的特性，预热到规定的温度，设定温度为50-220℃，在机内螺杆和捏合块的作用下，使物料混合、熔融、剪切、改性，然后进入单螺杆挤出机3，使物料进一步混合、塑化，并将温度控制在最适宜的温度(设定温度120--180℃)，经过模头挤出。与模头连接在一起的水下切粒机4，将刚挤出的物料，在高速旋转的切刀下，切成1-2毫米长短的颗粒。循环水泵8将循环水罐7中的循环水加压到0.3mpa/cm2以上后(如0.3-0.6mpa/cm2)，通过管道送入水下切粒机的下部进口，借助水的冲力将物料送入冷却水槽5。在冷却水槽5内物料的温度降低到40℃以下(如40℃-35℃)，高压水的温度也降低到40℃以下(此时高压水的压力已降低到常压)。然后物料在水的冲力下进入到离心脱水机6。离心脱水机6内，物料与水分离，水流到循环水槽7内，物料被送入振动筛10。在振动筛10内，第一鼓风机9的风力使物料进一步干燥，同时筛去大于或小于1-2毫米的颗粒，物料进入下料口通过第二鼓风机11、文丘管12、进入旋风干燥罐13，旋风干燥罐13下部与上料机14连接，上料机与包装机15连接，产品由包装机下部装入包装袋后，由缝包机16封口，循环水泵8设置于循环水槽7与水下切粒机4中间，循环水反复循环使用，量少时适当添加。
其中，高粘度沥青改性剂由以下列重量份数的组分构成：
SBS 50-70份；石油树脂25-55份；芳烃油10-30份；抗氧化剂0.3-1.2份；润滑剂0.5-1.5份；接枝剂5-15份；引发剂0.5-1.5份。
本发明生产装置生产的高粘度沥青改性剂为颗粒状，可直接投放于沥青混凝土的拌合机内，也可先与沥青搅拌、混合、融胀，制备高粘度沥青然后使用高温管道输送到拌合机内。
本发明生产装置生产的高粘度沥青改性剂，储存、运输、使用都非常方便，产品质量完全达到高粘度沥青的要求，并且易溶于沥青。
附图说明
图1为本发明装置平面图。
图2为本发明装置立面图。
图3为本发明工艺流程图。
图中标号：1为带有称重装置的自动配料系统，2为往复式螺杆挤出机，3为单螺杆挤出机，4为水下切粒机，5为冷却水槽，6为离心脱水机，7为循环水槽，8为循环水泵，9为第一鼓风机，10为振动筛，11为第二鼓风机，12为文丘管，13为旋风干燥罐，14为上料机，15为包装机，16缝包机。
具体实施方式
本发明生产装置的布局如图1和图2所示。下面通过一个例子进一步说明本发明：
1.高粘度沥青改性剂由以下列重量份数的组分构成：
SBS 50-70份；石油树脂25-55份；芳烃油10-30份；抗氧化剂0.3-1.2份；润滑剂0.5-1.5份；接枝剂5-15份；引发剂0.5-1.5份。
其中，SBS可为线性或星型或线性与星型混配中的一种，其中，苯乙烯与丁二烯嵌段比30/70，分子量10-20万；石油树脂的软化点(℃)110～130；芳烃油的100℃运动粘度10-35mm2/S；抗氧化剂的有效组分≥98，挥发份≤0.5％；润滑剂为聚乙烯蜡，相对分子质量为1800-8000；接枝剂为顺丁烯二酸酐密度或马来酸酐，1.48，熔点52.8℃，；引发剂为偶氮二异丁腈或过氧化苯甲酰，纯度：≥99％(HPLC)，熔点：100-103℃，活化能：129KJ/mol。
2.生产装置按如下要求配购：
自动配料系统1、往复式螺杆挤出机2和单螺杆挤出机从市场选购。每小时生产能力600公斤-800公斤，往复式螺杆挤出机采用160kW可调速电机，单螺杆挤出机采用55kW可调速电机，物料温度为50-220℃。水下切粒机4也由市场选购。冷却水槽4尺寸为1.6m×1.6m×1.0m，换热面积为4.0m2左右，用不锈钢材料制作。离心脱水机、6振动筛10、鼓风机9与11、文丘管11和旋风干燥罐13也由市场选购(一般由往复式螺杆挤出机生产厂家配套提供)。循环水槽8尺寸为1.6m×1.6m×0.8m，用不锈钢材料制作。循环水泵9采用SG型管道泵，Q＝50m3/h，P＝0.4mp/cm2。压力循环水管采用DG50不锈钢管。上料机14，包装机15，缝包机16，由市场选购。凡是由市场选购的设备，应充分考虑与主机设备的生产能力相匹配。
3.生产方法：
物料通过自动配料系统1(送料量由PLC控制系统预先设定)分别加入往复式螺杆挤出机2，往复式螺杆挤出机按物料的特性，设定温度为50-220℃，在机内螺杆和捏合块的作用下，使物料混合、熔融、剪切、改性，然后进入单螺杆挤出机3(设定温度120--180℃)，使物料进一步混合、塑化，并将温度控制在最适宜的温度，经过模头挤出。与模头连接在一起的水下切粒机4，将刚挤出的物料，在高速旋转的切刀下，切成2-3毫米长短的颗粒。循环水泵8将循环水罐7中的循环水加压到0.3mpa/cm2以上后，通过管道送入水下切粒机的下部进口，借助水的冲力将物料送入冷却水槽5。在冷却水槽5内物料的温度降低到40℃以下，高压水的温度也降低到40℃以下(此时高压水的压力已降低到常压)。然后物料在水的冲力下进入到离心脱水机6。离心脱水机6内，物料与水分离，水流到循环水槽7内，物料被送入振动筛10。在振动筛10内，第一鼓风机9的风力使物料进一步干燥，同时筛去大于或小于2-3毫米的颗粒，物料进入下料口通过第二鼓风机11、文丘管12、进入旋风干燥罐13，旋风干燥罐下部与上料机14连接，上料机与包装机15连接，产品由包装机下部装入包装袋后，由缝包机16封口，循环水泵8设置于循环水槽7与水下切粒机4中间，循环水反复循环使用，量少时适当添加补充。
本发明生产装置操作方便，生产的高粘度沥青改性剂产品合格率高、产品质量性能稳定、产品品种方便可调、安全可靠、适应能力强。高压水可循环使用，无污染排放。
本发明生产装置以实现产业化生产。
本发明生产装置不限于上述实施例。

Claims (2)

1.一种易溶于沥青的高粘度沥青改性剂的生产装置，其特征在于由自动配料系统、往复式螺杆挤出机、单螺杆挤出机、水下切粒机、冷却水槽、离心脱水机、循环水槽、振动筛、旋风干燥罐、上料机、包装机、缝包机和循环水泵经管路连接组成；其中，自动配料系统(1)与往复式螺杆挤出机(2)直接连接，往复式螺杆挤出机(2)的挤出口与单螺杆挤出机(3)连接，单螺杆挤出机(3)的模头与水下切粒机(4)下部连接，水下切粒机(4)上部出口管与冷却水槽(5)连通；冷却水槽(5)下侧与离心脱水机(6)下部连接，离心脱水机(6)的下部另一侧与循环水槽(7)连通，离心脱水机(6)的上部与振动筛(10)连接，第一鼓风机(9)与振动筛(10)的一端连接，振动筛(10)的另一端设有下料口，第二鼓风机(11)连接文丘管(12)，文丘管(12)与振动筛(10)的下料口连接，文丘管(12)通过管道与旋风干燥罐(13)连接，旋风干燥罐(13)下部与上料机(14)连接，上料机(14)与包装机(15)连接，产品由包装机(15)下部装入包装袋后，由缝包机(16)封口，循环水泵(8)设置于循环水槽(7)与水下切粒机(4)中间。
2.一种使用如权利要求1所述的生产装置生产高粘度沥青改性剂的方法，其特征在于具体步骤如下：
物料通过自动配料系统(1)分别加入往复式螺杆挤出机(2)，往复式螺杆挤出机按物料的特性，预热到规定的温度，设定温度为50-220℃，在机内螺杆和捏合块的作用下，使物料混合、熔融、剪切、改性，然后进入单螺杆挤出机(3)，使物料进一步混合、塑化，并将温度控制在120--180℃，经过模头挤出；与模头连接在一起的水下切粒机(4)，将刚挤出的物料，在高速旋转的切刀下，切成1-2毫米长短的颗粒；循环水泵(8)将循环水罐(7)中的循环水加压到0.3MPa以上后，通过管道送入水下切粒机的下部进口，借助水的冲力将物料送入冷却水槽(5)；在冷却水槽(5)内物料的温度降低到40℃以下，高压水的温度也降低到40℃以下；然后物料在水的冲力下进入到离心脱水机(6)；离心脱水机(6)内，物料与水分离，水流到循环水槽(7)内，物料被送入振动筛(10)；在振动筛(10)内，第一鼓风机(9)的风力使物料进一步干燥，同时筛去非1-2毫米的颗粒，物料进入下料口通过第二鼓风机(11)、文丘管(12)，进入旋风干燥罐(13)，旋风干燥罐(13)下部与上料机(14)连接，上料机与包装机(15)连接，产品由包装机下部装入包装袋后，由缝包机(16)封口；循环水泵(8)设置于循环水槽(7)与水下切粒机(4)中间，循环水反复循环使用，量少时适当添加；
上述方法中，所述改性剂的物料按重量配比如下：SBS 50-70份；石油树脂25-55份；芳烃油10-30份；抗氧化剂0.3-1.2份；润滑剂0.5-1.5份；接枝剂5-15份；引发剂0.5-1.5份。
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