CN107459826B - 一种免剪切sbs改性沥青及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种免剪切SBS改性沥青及其制备方法，属于道路材料技术领域。本发明的免剪切SBS改性沥青包含如下质量份数的各组分：70号/90号道路沥青90‑105份、减三线糠醛抽出油1‑10份、苯乙烯‑丁二烯‑苯乙烯嵌段共聚物(SBS)3‑10份、稳定剂0.1‑0.5份；制备方法包括以下步骤：(1)低温粉碎和筛分SBS，得到SBS粉末；(2)将70号/90号道路沥青熔化，熔化完全后再将打入反应釜中；(3)SBS粉末通过换热设备并传送到反应釜内，搅拌；(4)加入减三线糠醛抽出油，搅拌2‑4h；(5)降温并加入稳定剂，制得免剪切SBS改性沥青成品。本发明通过搅拌发育的方式生产SBS改性沥青，SBS的粒径可控，生产设备、生产过程简单，能耗低，生产工艺简便易于控制，产品质量稳定。

Description

一种免剪切SBS改性沥青及其制备方法
技术领域
本发明属于道路材料技术领域，涉及一种免剪切SBS改性沥青，尤其涉及一种免剪切SBS改性沥青的制备方法。
背景技术
随着我国交通事业的迅速发展，SBS改性沥青因其在温差较大的地区有很好的耐高温、抗低温能力，有较好的抗车辙能力，能够提高路面的抗疲劳能力，特别是在大流量、超载严重的公路上具有良好的应变能力，减少路面的永久变形，粘结能力强，改善沥青的水稳定性，增强了路面的承载能力，减少路面因紫外线辐射而导致的沥青老化现象等特点，在交通道路中应用越来越普遍。
目前现有技术中，SBS改性沥青的生产均采用胶体磨剪切后发育的工艺进行生产，胶体磨的基本工作原理是剪切，研磨及高速搅拌作用。磨碎依靠两个齿形面的相对运动，其中一个高速旋转，另一个静止，使通过齿面之间的物料受到极大的剪切力及磨擦力，同时又在高频震动，高速旋涡等复杂力的作用下使SBS改性剂达到粉碎、分散。大型生产企业多采用进口的胶体磨来生产SBS改性沥青。胶体磨成本高，使用寿命有限，随着使用寿命的增加，生产的SBS改性沥青产品质量随之下降。SBS改性剂的溶胀时间对胶体磨剪切的效果有着直接的影响，导生产的SBS改性沥青的产品质量不稳定。
采用胶体磨生产SBS改性沥青，主要的缺点有：
1、胶体磨的间隙决定了SBS粉碎的颗粒大小，随着胶体磨使用寿命的增加，胶体磨间隙变大，导致生产的SBS改性沥青性能不稳定，SBS改性剂未能发挥出最佳的性能。
2、进口胶体磨价格贵，国产胶体磨磨盘易损坏，制约小型SBS改性沥青企业的发展。
3、SBS改性剂的溶胀时间对胶体磨剪切的效果有着直接的影响，导生产的SBS改性沥青的产品质量不稳定。
4、胶体磨多为大功率设备，能耗高。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种免剪切SBS改性沥青的制备方法，采用先对SBS改性剂进行粉碎，使其粒径在160-200目之间，通过搅拌发育的方式生产SBS改性沥青，生产设备、生产过程简单，能耗低，生产工艺简便易于控制，产品质量稳定。为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
1、一种免剪切SBS改性沥青，以重量计，包含70号/90号道路沥青90-105份、减三线糠醛抽出油1-10份、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物3-10份、稳定剂0.1-0.5份。70号/90号道路沥青满足公路沥青路面施工技术规范JTG F40-2004中道路沥青的标准要求。苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)采用线型或线型SBS改性剂，通过粉碎筛分设备将SBS的粒径剪切为120-200目。减三线糠醛抽出油的芳烃含量在92％以上。
本发明还提供了一种免剪切SBS改性沥青的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)采用粉碎筛分设备进行粉碎，通过低温粉碎和筛分，使得SBS的粒径剪切为120-200目之间，得到SBS粉末；
2、将70号/90号道路沥青在140～150℃熔化，熔化完全后再将打入反应釜中其加热到180～200℃，反应釜采用氮封隔绝空气；
3、SBS粉末通过换热设备，温度换热到160-180℃，通过传送设备传送到步骤2中的反应釜内，搅拌；
4、步骤3完成后，将减三线糠醛抽出油加入到步骤3所述180～200℃的70号/90号道路沥青和SBS粉末共混物中，搅拌2-4h；
5、步骤4完成后开始降温，使反应釜中样品的温度在160-180℃，加入稳定剂，搅拌发育4-8h，制得免剪切SBS改性沥青成品。
其中，按照步骤1-5所述制备的免剪切SBS改性沥青，其性能指标可以达到：针入度(25℃、5s、100g)为50-60(0.1mm)、软化点≥75℃、延度＞20cm。
本发明制得的免剪切SBS改性沥青，具有以下优点：
1、SBS改性沥青的生产单一的采用搅拌方式完成，生产设备简单，减少了企业对生产设备的投资。
2、SBS改性剂在生产厂家完成粉碎和筛分，粒径可控。
3、采用SBS改性剂换热预加热方式，降低生产能耗，提高生产效率。
4、生产过程中温度、搅拌发育时间易控制，产品性能稳定。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
按照下述重量份数称取所用原料：
粒径为160目的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)4份；
70号道路沥青92；
减三线糠醛抽出油4份；
稳定剂0.15份。
一种免剪切SBS改性沥青的制备包括以下步骤：
1、将70号道路沥青在150℃熔化，熔化完全后再将打入反应釜中其加热到190℃，反应釜采用氮封隔绝空气；
2、粒径为160目SBS粉末通过换热设备，温度换热到170℃，通过传送设备传送到步骤1中的反应釜内，搅拌；
3、步骤2完成后，将减三线糠醛抽出油加入到步骤2所述180℃的70号道路沥青和SBS粉末共混物中，搅拌4h；
4、步骤3完成后开始降温，使反应釜中样品的温度在170℃，加入稳定剂，搅拌发育7h，制得免剪切SBS改性沥青成品，制备得到的改性沥青其技术指标见表1所示。
实施例2
按照下述重量份数称取所用原料：
粒径为200目的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)4份；
70号道路沥青92；
减三线糠醛抽出油4份；
稳定剂0.15份。
一种免剪切SBS改性沥青的制备包括以下步骤：
1、将70号道路沥青在150℃熔化，熔化完全后再将打入反应釜中其加热到190℃，反应釜采用氮封隔绝空气；
2、粒径为200目SBS粉末通过换热设备，温度换热到170℃，通过传送设备传送到步骤1中的反应釜内，搅拌；
3、步骤2完成后，将减三线糠醛抽出油加入到步骤2所述180℃的70号道路沥青和SBS粉末共混物中，搅拌4h；
4、步骤3完成后开始降温，使反应釜中样品的温度在170℃，加入稳定剂，搅拌发育7h，制得免剪切SBS改性沥青成品，制备得到的改性沥青其技术指标见表1所示。
实施例3
按照下述重量份数称取所用原料：
粒径为160目的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)4.5份；
90号道路沥青97份；
减三线糠醛抽出油1份；
稳定剂0.20份。
一种免剪切SBS改性沥青的制备包括以下步骤：
1、将90号道路沥青在140℃熔化，熔化完全后再将打入反应釜中其加热到185℃，反应釜采用氮封隔绝空气；
2、粒径为160目SBS粉末通过换热设备，温度换热到175℃，通过传送设备传送到步骤1中的反应釜内，搅拌；
3、步骤2完成后，将减三线糠醛抽出油加入到步骤2所述185℃的70号道路沥青和SBS粉末共混物中，搅拌3h；
4、步骤3完成后开始降温，使反应釜中样品的温度在165℃，加入稳定剂，搅拌发育6h，制得免剪切SBS改性沥青成品，制备得到的改性沥青其技术指标见表1所示。
实施例4
按照下述重量份数称取所用原料：
粒径为200目的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)4.5份；
90号道路沥青97份；
减三线糠醛抽出油1份；
稳定剂0.20份。
一种免剪切SBS改性沥青的制备包括以下步骤：
1、将90号道路沥青在140℃熔化，熔化完全后再将打入反应釜中其加热到185℃，反应釜采用氮封隔绝空气；
2、粒径为200目SBS粉末通过换热设备，温度换热到175℃，通过传送设备传送到步骤1中的反应釜内，搅拌；
3、步骤2完成后，将减三线糠醛抽出油加入到步骤2所述185℃的70号道路沥青和SBS粉末共混物中，搅拌3h；
4、步骤3完成后开始降温，使反应釜中样品的温度在165℃，加入稳定剂，搅拌发育6h，制得免剪切SBS改性沥青成品，制备得到的改性沥青其技术指标见表1所示。
项目 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4
软化点(环球法)，℃ 75.3 77.1 73.4 74.9
针入度(25℃)/0.1mm 57 58 50 59
延度/cm,5℃,5cm/min 25.7 27.6 24.1 25.5
老化后延度,5℃ 15.4 16.1 15.2 15.9
离析，163℃，24h 合格 合格 合格 合格
从表1中可以看出，每个实施例制备得到的SBS改性沥青的各项技术指标均满足公路沥青路面施工技术规范JTG F40-2004的要求。

Claims (2)

1.一种免剪切SBS改性沥青，其特征在于：包含如下质量份数的各组分：70号/90号道路沥青90-105份、减三线糠醛抽出油1-10份、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物3-10份、稳定剂0.1-0.5份；
所述70号/90号道路沥青满足公路沥青路面施工技术规范JTG F40-2004中道路沥青的标准要求；
所述苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)采用线型或星型SBS改性剂，通过粉碎筛分设备将SBS的粒径剪切为160-200目；
所述减三线糠醛抽出油的芳烃含量在92％以上。
2.根据权利要求1所述的一种免剪切SBS改性沥青的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)采用粉碎筛分设备进行粉碎，通过低温粉碎和筛分，使得SBS的粒径剪切为160-200目之间，得到SBS粉末；
(2)将70号/90号道路沥青在140～150℃熔化，熔化完全后再打入反应釜中将其加热到180～200℃，反应釜采用氮封隔绝空气；
(3)SBS粉末通过换热设备，温度换热到160-180℃，通过传送设备传送到步骤(2)中的反应釜内，搅拌；
(4)步骤(3)完成后，将减三线糠醛抽出油加入到步骤(3)所述180～200℃的70号/90号道路沥青和SBS粉末共混物中，搅拌2-4h；
(5)步骤(4)完成后开始降温，使反应釜中样品的温度在160-180℃，加入稳定剂，搅拌发育4-8h，制得免剪切SBS改性沥青成品。
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