CN103374229B - 一种用于sbs 改性沥青的稳定剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于SBS改性沥青的稳定剂及其制备方法，按重量份由硫磺6-30份，苯基烯烃聚合物6-15份，芳烃稠油30-40份，分散载体物质10-40份组成；在180℃投入密炼机，进行混合密炼，然后挤压造粒冷却；本稳定剂用于生产高比例SBS改性沥青和高粘沥青，离析试验结果小于2.5℃，软化点可以达到70-90℃，满足交通部行业规范《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)中的技术要求。

Description

一种用于SBS 改性沥青的稳定剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种适用于多种直馏石油沥青生产的SBS改性沥青的稳定剂及其制备方法，解决SBS改性沥青离析的问题，属于石油化工领域。
背景技术
由于沥青与聚合物聚苯乙烯-丁二烯(SBS)的分子量差较大，导致SBS改性沥青的热储存稳定性差，离析试验结果不能满足技术要求。聚合物改性沥青的稳定技术一直是难以解决的技术难题。
目前的研究主要在沥青中加入硫磺，在一定的反应条件下，使SBS发生交联反应。由于沥青具有一定的极性，能够与SBS部分相容，通过SBS的交联反应可以降低界面能，但SBS的交联反应过程是影响改性沥青稳定性的主要因素；现有的稳定剂只针对环烷基原油生产沥青与SBS的稳定起到较好的稳定效果，不具有通用性。对于沥青质含量高的高硫基原油生产的沥青，稳定效果差,容易出现凝胶现象，生产的SBS改性沥青离析现象严重，往往交联后的SBS与沥青完全分离，导致储存设备报废；
专利号”200910023627.8”公布了一种SBS改性沥青稳定剂，其构成为0.5-5份硫磺、芳杂环的多功能烯烃单体0.2-5份、90-100份芳香稠油；由于加入较多的芳烃稠油，稳定剂呈现液态，而硫磺和芳杂环与芳烃稠油不相容，如果三种材料混合在一起，会出现粉末状固体沉降析出等问题，从而导致稳定剂加入量不准确，影响稳定效果；如果分三次加入会导致工艺过程繁琐，影响生产处理量；另外，有效成分的质量分数偏低，导致加入量大，加料时间长，影响反应过程的工艺控制；该专利公布的实施例中，SBS的加入量仅为4.5％，该加入量的SBS是比较容易稳定的，无法说明该技术具有较强的适用性。
专利号：200910013391.X王可权等，一种建筑材料的稳定剂，由聚乙二醇10-20，硫磺5～10份，氯化钙10-20份，消泡剂2-4份，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物15-30份、聚氧乙烯5-15份，水20-40份。在普通沥青中能提高沥青的稳定性能，主要针对普通沥青高温稳定性能、水稳定性及抗滑性能，而不是本发明所述SBS改性沥青；
专利号：200710009696.4福州大学李双瑞；林青；董声雄，一种用于聚合物改性沥青的稳定剂组合物；提供了一种稳定剂，主要物质为EVA(乙烯-醋酸乙烯酯共聚物)和含磷化合物，适用于SBS添加量在5％以下的改性沥青，采用该稳定剂制作的小试5％SBS改性沥青离析试验结果在2℃左右，工业装置生产或SBS添加量在5％以上时，改性沥青离析试验很难达到≤2.5℃的技术要求；
专利号：02140429.1中国石油化工股份有限公司茂名分公司研究院李颜；李红；谭海；党晨霞等；一种用于聚合物改性沥青的稳定剂组合物及制备方法；主要由硫化交联剂、秋兰姆类交联促进剂、脂肪酸酰胺类分散剂等复配而成，这些物质造价很高。该稳定剂对低于6％SBS小试改性沥青有效，不具有通用性；加料过程繁琐，操作环境差；
专利号：00123513.3中国石油化工股份有限公司石油化工科学研究院郭淑华；黄伟祈；王子军；张百春；佘玉成；一种提高储存稳定性的改性沥青制备方法，加入促硫化剂为吗啉类或秋兰姆类化合物、加入极性化合物、酸性化合物等改变沥青的极性；操作环境差、过程繁琐，工艺时间较长，需提前将SBS进行预处理5-7小试，反应时间为1-6小时；而且稳定效果并不理想，离析试验结果在2℃左右，不具有通用性；
发明内容
本发明的目的是提供一种用于SBS改性沥青的稳定剂及其制备方法，便于加料生产，改善操作环境，并根本解决聚合物SBS改性沥青的离析问题，使改性沥青的离析试验结果满足JTG F40-2004的技术要求。
本发明所述的用于SBS改性沥青的稳定剂按重量份由以下成分组成：
硫磺6-30份，苯基烯烃聚合物6-15份，芳烃稠油30-40份，分散载体物质10-40份；其中硫磺为工业硫磺，粒径为200目以上；芳烃稠油为减压蒸馏润滑油基础油；分散载体物质选自炭黑、白炭黑、云母、硅藻土、高岭土、岩沥青，粒径细度在200目以上；
本发明所述稳定剂的制作方法如下：
将以上物质按照要求份数计量好，在180℃投入密炼机，进行混合密炼，然后挤压造粒冷却。
本发明所述稳定剂的使用方法为：
本发明适合SBS改性沥青的实验室和工业化生产。将基质沥青加热到160℃，加入SBS，加入量为沥青的2.5-10％，加入本发明所述稳定剂，加入量为0.2-0.5％，将沥青升温至170-185℃，进行高速剪切或采用胶体磨研磨40-60分钟，即得到满足要求的稳定型SBS改性沥青产品，可以泵送入储罐进行恒温储存发育，也可以直接装车出厂。
本发明将橡胶硫化原理应用于SBS改性沥青的稳定技术，加入与SBS结构相近的低分子量橡胶，以及分散硫化剂的载体物质，从而使SBS改性沥青达到稳定的胶体结构。该稳定剂是将几种物质通过密炼机充分混合后进行造粒而成。该稳定剂便于加料，操作环境良好。通过控制稳定剂的加入量以及反应温度和反应时间，控制SBS的硫化速度，控制SBS改性沥青的软化点、延度和粘度，操作工艺简单，可操作性强，对于多种沥青均具有良好的适用性，加入量小，效果好，也适用于生产高比例SBS改性沥青和高粘沥青。离析试验结果小于2.5℃，软化点可以达到70-90℃。满足交通部行业规范《公路沥青路面施工技术规范》(JTGF40-2004)中的技术要求。
发明的效果
采用硫还原法的技术，控制一定的反应温度和反应时间，在低硫沥青中补充一定量的硫元素，可以使硫含量为0.5％左右的沥青的针入度指数PI值提高0.5～1.5，软化点提高2～6℃，使其原本PI值为-1.8～-2.4提高到-1.5以上，沥青的软化点也从原来的低限值提高到标准中间值，沥青的粘度也有所提高，其它性质变化不大，生产的沥青达到国外同类沥青产品的水平，并满足交通部行业规范《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)中A级的技术要求。
具体实施方式
实施例1
原料沥青为欢喜岭AH-110，针入度112，取样品1000克，加入SBS55克，加入稳定剂2.5克(其中硫磺0.75克,芳烃油1.0克,炭黑0.5克,聚苯乙烯0.25克),用乳化分散机高速剪切40-60分钟，反应温度为170-185℃，得到的沥青样品为编号1。性能分析结果见表2，满足JTG F40-2004中I-B的技术要求。
实施例2
原料沥青为欢喜岭AH-110，针入度112，取样品1000克，加入SBS65克，加入稳定剂2.5克(其中硫磺0.75克,芳烃油1.0克,炭黑0.5克,聚苯乙烯0.25克),，用乳化分散机高速剪切40-60分钟，反应温度为170-185℃，得到的沥青样品为编号2。性能分析结果见表2，满足JTGF40-2004中I-C的技术要求。
实施例3
原料沥青为欢喜岭AH-110，针入度112，取样品1000克，加入SBS75克，加入稳定剂2.5克(其中硫磺0.75克,芳烃油1.0克,炭黑0.5克,聚苯乙烯0.25克),，用乳化分散机高速剪切40-60分钟，反应温度为170-185℃，得到的沥青样品为编号3。性能分析结果见表2，满足JTGF40-2004中I-C的技术要求。
实施例4
原料沥青为欢喜岭AH-110，针入度112，取样品1000克，加入SBS85克，加入芳烃油20克，加入稳定剂2.7克(其中硫磺0.75克,芳烃油1.0克,炭黑0.7克,聚苯乙烯0.25克),，用乳化分散机高速剪切40-60分钟，反应温度为170-185℃，得到的沥青样品为编号4。性能分析结果见表2，满足JTG F40-2004中I-C的技术要求。
实施例5
原料沥青为秦皇岛AH-70，针入度71，取样品1000克，加入SBS55克，加入芳烃油20克，加入稳定剂2.5克(其中硫磺0.75克,芳烃油0.75克,炭黑0.75克,聚苯乙烯0.25克),用乳化分散机高速剪切40-60分钟，反应温度为170-185℃，得到的沥青样品为编号5。性能分析结果见表3，满足JTG F40-2004中I-D的技术要求。
实施例6
原料沥青为壳牌AH-90，针入度86，取样品1000克，加入SBS55克，加入芳烃油20克，加入稳定剂2.5克(其中硫磺0.75克,芳烃油1.0克,炭黑0.5克,聚苯乙烯0.25克),用乳化分散机高速剪切40-60分钟，反应温度为170-185℃，得到的沥青样品为编号6。性能分析结果见表3，满足JTG F40-2004中I-C的技术要求。
实施例7
原料沥青为SK AH-70，针入度73，取样品1000克，加入SBS55克，加入芳烃油30克，加入稳定剂2.5克(其中硫磺0.75克,芳烃油1.0克,白炭黑0.5克,聚苯乙烯0.25克),用乳化分散机高速剪切40-60分钟，反应温度为170-185℃，得到的沥青样品为编号7。性能分析结果见表3，满足JTG F40-2004中I-D的技术要求。
实施例8
原料沥青为中海36-1AH-90，针入度89，取样品1000克，加入SBS65克，加入稳定剂2.5克(其中硫磺0.75克,芳烃油1.0克,白炭黑0.5克,聚苯乙烯0.25克),用乳化分散机高速剪切40-60分钟，反应温度为170-185℃，得到的沥青样品为编号8。性能分析结果见表3，满足JTGF40-2004中I-C的技术要求。
表1 原料沥青的分析结果
表2 SBS改性沥青性能分析结果
表3 SBS改性沥青性能分析结果

Claims (2)

1.一种用于SBS改性沥青的稳定剂，其特征在于：按重量份由硫磺30份，聚苯乙烯10份，芳烃稠油40份，炭黑20份组成；
硫磺为工业硫磺，粒径为200目以上；
芳烃稠油为减压蒸馏润滑油基础油；
炭黑粒径细度在200目以上。
2.一种权利要求1所述的用于SBS改性沥青的稳定剂的制备方法，其特征在于：按照权利要求1所述的物质要求份数计量，在180℃投入密炼机，进行混合密炼，然后挤压造粒冷却。
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