CN108517128A - 一种液体sbs改性沥青及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种液体SBS改性沥青及其制备方法。所述改性沥青包括基质沥青100份、液体沥青5～20份、SBS 1.5～7.5份、液化溶剂5～20份、稳定剂0.1～2份。制备方法包括以下步骤：(1)将SBS与液化溶剂在常温下进行混合，待SBS充分溶解后制得液体SBS；(2)将液体SBS加入液体沥青中，加热后搅拌均匀，并通过减压蒸馏装置回收液化溶剂，待反应不再产生气泡，得到液体SBS沥青混合物；(3)取基质沥青加热至120～140℃，将液体SBS沥青混合物缓慢加入到热基质沥青中，搅拌并升温后加入稳定剂，发育1～2h，在加热过程中不断搅拌混合后即得。本发明在有机环境中制备，溶剂可回收利用，增加溶胀速度，降低反应能耗，保证产品质量的品质，工艺简单，设备成本低。

Description

一种液体SBS改性沥青及其制备方法
技术领域
本发明属于改性沥青技术领域，具体涉及一种液体SBS改性沥青及其制备方法。
背景技术
目前国内路面施工所采用的SBS改性剂，因为其与基质沥青化学成分和分子结构有较大差异，二者在混合时相容性不好。在生产中通常使用胶体磨将SBS研磨剪切到一定粒径的微粒来提高其与基质沥青的相容性，上述过程需要使用大功率的电机，能耗大。若不采用胶体磨直接将SBS加入基质沥青中搅拌发育，则需要保持温度在170℃以上才能保证SBS完全融化，维持高温会产生巨大的能耗，同时长时间高温加热也会导致沥青老化影响沥青性能。
经检索发现，专利CN 1618862A公开了一种液体沥青改性剂的制造方法，其特征在于，它包括以下步骤：首先将固体SBS溶于有机溶剂中，使固体SBS变成溶液状，再向该溶液状SBS中加入表面活性剂和水，通过乳化方法得到乳液状SBS，最后再回收乳液状SBS中的有机溶剂，得到液体SBS沥青改性剂改性沥青。该专利存在以下问题：乳化沥青为乳液，在乳化过程中加入了水，并非在有机环境中进行，进而会导致沥青粘接度低、柔韧性差、强度不够等缺点，乳化沥青中沥青含量过低，其粘度太小，施工时容易流淌，不能保证要求的油石比。乳化沥青中沥青含量过高，就会使其粘度太大，且贮存稳定性不好，不利于贮存、运输和施工。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供一种在常温下液化并在有机环境下制备改性沥青的方法，旨在解决SBS与基质沥青相容性不好以及液体沥青中含水的的问题，工艺简单，设备投资小，生产成本低。
本发明使用有机溶剂溶解SBS并再次利用有机溶剂溶解基质沥青，增加了SBS与基质沥青的相容性，液化后的SBS微粒粒径属于微米级，更易与基质沥青发生溶胀交联，形成改性沥青。相比于常规的研磨热熔混合，在生产过程中可以降低SBS与基质沥青溶胀时的温度，反应时间较短，有效降低了生产能耗，同时降低了长时间高温可能导致沥青老化的风险。本发明的反应在有机环境中进行，可以有效避免反应过程中含水导致沥青粘接度低、柔韧性差和强度不够的问题，有效保证所制备沥青的品质和性能。
本发明提供的技术方案如下。
一种液体SBS改性沥青，按质量份计包括以下组分：
基质沥青100份、液体沥青5～20份、SBS 1.5～7.5份、液化溶剂5～20份、稳定剂0.1～2份。
上述液体沥青由基质沥青与油性溶剂配制，其中基质沥青与油性溶剂的质量比为1:1～4:1。
上述油性溶剂选自柴油、煤油、汽油和机油中的一种或多种的混合。
上述液化溶剂选自甲苯、环己烷和丙酮中的一种或多种的混合。
上述稳定剂选自硫磺和硫化物中的一种。
一种制备上述的液体SBS改性沥青的方法，包括以下步骤：
(1)将1.5～7.5质量份的SBS与5～25质量份液化溶剂在常温下进行混合，待SBS充分溶解后制得液体SBS；
(2)将液体SBS加入液体沥青中，温度升至60～110℃，搅拌均匀，并通过减压蒸馏装置回收液化溶剂，待1～5小时后不再产生气泡，即液化溶剂蒸馏回收完毕，得到液体SBS沥青混合物；
(3)取100质量份的基质沥青加热至120～140℃，将液体SBS沥青混合物缓慢加入到热基质沥青中，搅拌并升温至140～170℃，加入0.1～2质量份的稳定剂，发育1～2h，在加热过程中不断搅拌使其混合均匀，即得到液体SBS改性沥青产物。
本发明的有益效果：
1.采用有机溶剂溶解SBS并进一步溶解基质沥青，使得反应处于有机环境中，一方面能够使得液体SBS为微米级，增加溶胀速度，降低反应能耗，另一方面无水环境更利于保证产品质量的品质；
2.有机溶剂可回收使用，节省成本；
3.本发明的工艺简单，设备成本低，能耗低。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进一步说明，本发明的内容完全不限于此。
实施例1
称取2.0g SBS与10g甲苯溶液混合，制得液体SBS，将液体SBS加入5g液体沥青中，其中液体沥青中基质沥青：柴油＝2：1。然后加热至110℃并均匀搅拌，待甲苯减压蒸馏收集完毕，得到液体SBS沥青混合物，取100g基质沥青加热到130℃，将液体SBS沥青混合物慢加入到热基质沥青中，升温至160℃再加入0.1g硫磺搅拌发育1小时即制得液体SBS改性沥青。
实施例2
称取1.5g SBS与5g环己烷溶液混合，制得液体SBS，将液体SBS加入10g液体沥青中，其中液体沥青中基质沥青：柴油＝1：1，加热至80℃并均匀搅拌，待环己烷减压蒸馏收集完毕，得到液体SBS沥青混合物，取100g基质沥青加热到120℃，将液体SBS沥青混合物慢加入到热基质沥青中，升温至150℃再加入0.6g橡胶硫化的促进剂搅拌发育1.5小时即制得液体SBS改性沥青。
实施例3
称取4g SBS与10g甲苯溶液混合，制得液体SBS，将液体SBS加入12g液体沥青中，其中液体沥青中基质沥青：煤油＝2.5：1，加热至110℃并均匀搅拌，待甲苯减压蒸馏收集完毕，得到液体SBS沥青混合物，取100g基质沥青加热到135℃，将液体SBS沥青混合物慢加入到热基质沥青中，升温至140℃再加入1.5g硫磺搅拌发育2小时即制得液体SBS改性沥青。
实施例4
称取7.5g SBS与25g丙酮溶液混合，制得液体SBS，将液体SBS加入20g液体沥青中，其中液体沥青中基质沥青：煤油＝4：1，加热至60℃并均匀搅拌，待丙酮减压蒸馏收集完毕，得到液体SBS沥青混合物，取100g基质沥青加热到140℃，将液体SBS沥青混合物慢加入到热基质沥青中，升温至170℃再加入2g硫磺搅拌发育2小时即制得液体SBS改性沥青。
对比例1
将100g基质沥青加热至180℃，向其中搅拌加入1.5g SBS颗粒，保温预混10min，随后经过胶体磨研磨一遍，然后倒入搅拌发育罐保温发育2h，最后将0.5g橡胶硫化的促进剂加入，继续保温搅拌4小时即制得普通SBS改性沥青。
对比例2
将100g基质沥青加热至180℃，向其中搅拌加入7.5g SBS颗粒，保温预混10min，随后经过胶体磨研磨一遍，然后倒入搅拌发育罐保温发育2h，最后将1.5g硫磺加入，继续保温搅拌4小时即制得普通SBS改性沥青。
对比例3
实验室自制SBS乳化沥青，SBS掺量2％，乳化剂含量1.4％，油水比为62：38，制备温度180℃。
实施例5
对实施例1～4以及对比例1～3的性能进行测试并对比。
按《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》JTG E20-2011测试改性沥青的软化点、延度、针入度。
测试结果分析：
对比例1～2为传统SBS改性沥青，针入度范围为51.2～53.2mm，延度范围为18.6～19.6cm，软化点温度范围为53.2～62.3℃；实施例1～4为液体SBS改性沥青，针入度范围为47～50.1mm，延度范围为24.7～32.7cm，软化点温度范围为64.2～74.1℃。结果表明，针入度实施例略低于对比例，延度实施例较对比例有提高，软化点温度提高较为明显达10℃以上，本发明对改性沥青的高温性能和低温性能均有改善，高温性能提升尤其明显。
对比例3为乳化沥青，与对比例1～2传统SBS改性沥青对比，可以看得与针入度、延度略低有下降，延度下降明显，可以得出沥青乳化后对性能是有影响的。
对比例1～2的反应时间约在4小时以上，实施例1～4的反应时间约在2小时，反应时间缩短，同时免去胶体磨研磨工序，提高了生产效率。反应温度方面实施例也相较对比例低在170℃以下即可，节省能耗。
表1实施例改性沥青及对比例沥青性能
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明保护的范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内所做的任何修改，等同替换和改进等，均应包含在发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种液体SBS改性沥青，其特征在于，按质量份计，包括以下组分：
基质沥青100份、液体沥青5～20份、SBS 1.5～7.5份、液化溶剂5～20份、稳定剂0.1～2份。
2.如权利要求1所述的液体SBS改性沥青，其特征在于；所述液体沥青由基质沥青与油性溶剂配制，其中基质沥青与油性溶剂的质量比为1：1～4：1。
3.如权利要求2所述的液体SBS改性沥青，其特征在于：所述油性溶剂选自柴油、煤油、汽油和机油中的一种或多种的混合。
4.如权利要求1所述的液体SBS改性沥青，其特征在于：所述液化溶剂选自甲苯、环己烷和丙酮中的一种或多种的混合。
5.如权利要求1所述的液体SBS改性沥青，其特征在于：所述稳定剂选自硫磺和硫化物中的一种。
6.一种制备权利要求1所述的液体SBS改性沥青的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将1.5～7.5质量份的SBS与5～25质量份液化溶剂在常温下进行混合，待SBS充分溶解后制得液体SBS；
(2)将液体SBS加入液体沥青中，温度升至60～110℃，搅拌均匀，并通过减压蒸馏装置回收液化溶剂，待1～5小时后不再产生气泡，即液化溶剂蒸馏回收完毕，得到液体SBS沥青混合物；
(3)取100质量份的基质沥青加热至120～140℃，将液体SBS沥青混合物缓慢加入到热基质沥青中，搅拌并升温至140～170℃，加入0.1～2质量份的稳定剂，发育1～2h，在加热过程中不断搅拌使其混合均匀，即得到液体SBS改性沥青产物。
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