CN110128839A - 一种蜡粉改性沥青预处理工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种蜡粉改性沥青预处理工艺，属于化工产品加工领域，包括以下步骤：S1：将沥青和基础油泵入改性罐内，获得混合液，升温脱水；S2：将所述混合液继续升温，加入改性剂a和改性剂b，预溶，过胶体磨；S3：向所述步骤S2中的混合液中加入石粉，获得产品。本发明的有益效果是加工工艺简单，操作简便，沥青的性能大大改善，质量提高，便于泵送，成本较低。

Description

一种蜡粉改性沥青预处理工艺
技术领域
本发明涉及沥青改性加工技术领域，具体涉及一种蜡粉改性沥青预处理工艺。
背景技术
沥青改性剂是指在沥青或沥青混合料中加入的天然或人工合成的有机或无机材料，可熔融或分散在沥青中以改善或提高沥青的路用性能的物质。如为了提高沥青的机械性能(强度和韧性等)，就加入聚合物、树脂、塑料、炭黑、无机盐等增加强度和韧性的材料。在沥青中加入改性剂的主要目的就是要改善沥青混合料在高温下的路用性能，减少高温时的永久形变，提高其抗车辙、抗疲劳、抗老化，以及抵抗低温开裂或增加低温时抗疲劳能力等方面的性能，使其满足设计使用期间交通条件的要求。
目前，传统处理工艺所获得的沥青性能较差，例如耐高温性能较低，使用寿命较短，成本较高；另外，沥青粘度较大，输送困难。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种蜡粉改性沥青预处理工艺，加工工艺简单，操作简便，沥青的性能大大改善，质量提高，成本较低。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：
一种蜡粉改性沥青预处理工艺，包括以下步骤：
S1：将沥青和基础油泵入改性罐内，获得混合液，升温脱水；
S2：将所述混合液继续升温，加入改性剂a和改性剂b，预溶，过胶体磨；
S3：向所述步骤S2中的混合液中加入石粉，获得产品。
本发明的有益效果是：本发明沥青处理工艺简单，操作简便，沥青的性能大大改善，例如沥青的耐高温性能提升，方便成型，便于输送，质量提高，成本较低。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步，所述基础油的添加量占所述步骤S3中所述产品的重量比为3％-20％，所述沥青的添加量占所述步骤S3中所述产品的重量比为25％-60％。
采用上述进一步方案的有益效果是混合比例适宜，便于改性剂的快速溶解。
进一步，所述步骤S1中的混合液升温至110-150℃，脱水0.2-2h。
采用上述进一步方案的有益效果是操作简便，快速取出混合液中的部分水分，便于后续改性剂的快速溶解，生产效率提高。
进一步，所述改性剂a为苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物、聚苯乙烯-聚异戊二烯-聚苯乙烯和非晶态丙烯共聚物中的一种或几种。
采用上述进一步方案的有益效果是通过上述改性剂可有效改善沥青的内聚力。
进一步，单一添加时，所述苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物、所述聚苯乙烯-聚异戊二烯-聚苯乙烯、所述非晶态丙烯共聚物的添加量分别占所述步骤S3中所述产品的重量比为2％-12％、0％-8％、0％-5％。
采用上述进一步方案的有益效果是此范围内的改性剂能够有效改善沥青的内聚力，低于或高于这个范围沥青的内聚力达不到国标GB/T23441-2009的规定。
进一步，所述改性剂b为蜡粉，所述蜡粉的添加量占所述步骤S3中所述产品的重量比为1％-5％。
采用上述进一步方案的有益效果是蜡粉一方面可有效提升沥青的耐高温性能，延长其使用寿命；另一方面，蜡粉还可降低沥青的粘度，便于泵送；另外，添加1％-5％的蜡粉时沥青的耐高温性能和粘度最佳，超过此范围沥青的耐高温性能降低，粘度增大。
进一步，所述石粉的添加量占所述步骤S3中所述产品的重量比为15％-45％。
采用上述进一步方案的有益效果是石粉可以提高沥青的粘结性，便于后续沥青成型；同时，石粉还可以改善沥青的抗渗性能；按照上述比例添加石粉，能够最大限度的提高沥青的粘结性和抗渗性能。
进一步，所述步骤S2中的混合液升温至140-180℃，预溶0.2-1.0h，过胶体磨0.2-1.0h。
采用上述进一步方案的有益效果是升温方便快捷，通过胶体磨搅拌均匀，提高改性剂a和改性剂b溶解的速度，产品质量提高，在此条件下处理得到的沥青的耐高温性能和粘度比较适宜。
进一步，所述改性罐采用导热油加热。
采用上述进一步方案的有益效果是采用导热油具有以下优势：第一，在几乎常压的条件下，可获得较高的传热温度，安全可靠；第二，温度稳定，便于控制，不受压力因素影响，温度波动较小，避免影响生产，其它导热介质无法达到上述要求。
进一步，所述导热油的温度为180-240℃。
采用上述进一步方案的有益效果是在此温度范围内导热油的导热效果最佳，热量损失最小，热能利用率最大。
附图说明
图1为本发明的明工艺流程示意图；
图2为本发明中蜡粉添加量与沥青旋转粘度曲线图；
图3为本发明中蜡粉添加量与沥青耐热性曲线图；
图4为本发明中蜡粉添加量与沥青老化前低温柔性曲线图；
图5为本发明中蜡粉添加量与沥青老化后低温柔性曲线图；
图6为本发明中蜡粉添加量与沥青老化前胶胶剥离曲线图；
图7为本发明中蜡粉添加量与沥青老化后胶胶剥离曲线图。
具体实施方式
以下结合附图及具体实施例对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
如图1至图7所示，本发明提供一种蜡粉改性沥青预处理工艺，包括以下步骤：
S1：将沥青和基础油泵入改性罐内，基础油的添加量占最终产品的重量比为3％-20％，沥青的添加量占最终产品的重量比为25％-60％，获得混合液，升温至110-150℃，脱水0.2-2h；
S2：将混合液继续升温，加入改性剂a和改性剂b，升温至140-180℃，预溶0.2-1.0h，过胶体磨0.2-1.0h；
S3：向步骤S2中的混合液中加入占最终产品的重量比为15％-45％石粉，获得产品。
本发明中，改性剂a为、聚苯乙烯-聚异戊二烯-聚苯乙烯和非晶态丙烯共聚物中的一种或几种，单一添加时，所述苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物、所述聚苯乙烯-聚异戊二烯-聚苯乙烯、所述非晶态丙烯共聚物的添加量分别占所述步骤S3中所述产品的重量比为2％-12％、0％-8％、0％-5％，上述改性剂可有效提高沥青的粘结度，有利于沥青成型。
本发明中，改性剂b为蜡粉，蜡粉的添加量占最终产品的重量比为1％-5％，通过添加蜡粉可有效提升沥青的耐高温性能，延长其使用寿命；另外，蜡粉还可降低沥青的粘度，便于泵送。
本发明中，改性罐采用导热油加热，导热油的温度为180-240℃在此温度范围内导热油的导热效果最佳，热量损失最小，热能利用率最大。改性罐的具体结构为：改性罐的侧壁上设有加热腔，加热腔环绕与改性罐的侧壁设置，导热油加热装置通过管道与改性罐的加热腔连通，管道上设有输送泵，导热油泵送至加热腔内对改性罐内的混合液进行加热(这部分属于现有技术)。此处采用导热油具有以下优势：第一，在几乎常压的条件下，可获得较高的传热温度，安全可靠；第二，温度稳定，便于控制，不受压力因素影响，温度波动较小，避免影响生产，其它导热介质无法达到上述要求。
需要说明的是，本发明所涉及的设备均采用现有技术。
实施例1
本实施例中所公开的蜡粉改性沥青预处理工艺，包括以下步骤：
S1：将沥青和基础油泵入改性罐内，基础油的添加质量比为13％，沥青的添加质量比为48％，获得混合液，升温至140℃，脱水0.5h；
S2：将混合液继续升温，加入5％改性剂a和2％改性剂b，升温至165℃，预溶0.5h，过胶体磨0.8h；
S3：向步骤S2中的混合液中加入32％石粉，获得产品。
实施例2
本实施例中所公开的蜡粉改性沥青预处理工艺，包括以下步骤：
S1：将沥青和基础油泵入改性罐内，基础油的添加质量比为13％，沥青的添加质量比为46％，获得混合液，升温至135℃，脱水1.0h；
S2：将混合液继续升温，加入4％改性剂a和4％改性剂b，升温至150℃，预溶0.4h，过胶体磨0.7h；
S3：向步骤S2中的混合液中加入33％石粉，获得产品。
实施例3
本实施例中所公开的蜡粉改性沥青预处理工艺，包括以下步骤：
S1：将沥青和基础油泵入改性罐内，基础油的添加质量比为12％，沥青的添加质量比为45％，获得混合液，升温至145℃，脱水0.6h；
S2：将混合液继续升温，加入5％改性剂a和3％改性剂b，升温至170℃，预溶0.6h，过胶体磨0.9h；
S3：向步骤S2中的混合液中加入35％石粉，获得产品。
实施例4
本实施例中所公开的蜡粉改性沥青预处理工艺，包括以下步骤：
S1：将沥青和基础油泵入改性罐内，基础油的添加质量比为3％，沥青的添加质量比为60％，获得混合液，升温至140℃，脱水0.5h；
S2：将混合液继续升温，加入12％改性剂a和5％改性剂b，升温至165℃，
预溶0.5h，过胶体磨0.8h；
S3：向步骤S2中的混合液中加入20％石粉，获得产品。
实施例5
本实施例中所公开的蜡粉改性沥青预处理工艺，包括以下步骤：
S1：将沥青和基础油泵入改性罐内，基础油的添加质量比为20％，沥青的添加质量比为30％，获得混合液，升温至140℃，脱水0.5h；
S2：将混合液继续升温，加入2％改性剂a和5％改性剂b，升温至165℃，预溶0.5h，过胶体磨0.8h；
S3：向步骤S2中的混合液中加入43％石粉，获得产品。
本发明中的蜡粉(G02)新型聚烯烃类沥青改性剂，是一种固体石蜡，原为抗车辙添加剂，也被用作温拌添加剂，对沥青进行改性，提高沥青的耐高温性能，同时降低沥青的粘度，便于泵送，提高生产效率。蜡粉的添加与沥青的性能(主要是耐高温性能和粘度)密切相关(见图2至图7)：
由图2可知，沥青的旋转粘度与蜡粉添加量的关系为先上升后趋于平稳，当蜡粉的添加量占沥青总重量的4％时，沥青的旋转粘度保持不变，粘度适宜，便于泵送。
由图3可知，沥青的耐热性与蜡粉添加量的关系为先上升后趋于平稳，当蜡粉的添加量占沥青总重量的2％时，沥青的耐热性保持不变。
由图4可知，沥青老化前的低温柔性与蜡粉添加量的关系为缓慢上升的趋势；由图5可知，沥青老化后的低温柔性与蜡粉添加量的关系为先下降，然后保持平稳，再上升，最后把持平稳趋势。图6为蜡粉添加量与沥青老化前胶胶剥离关系曲线图：先上升，后下降，再上升；图7为蜡粉添加量与沥青老化后胶胶剥离关系曲线图：先上升，后缓慢下降，再急剧下降。
综上所述，蜡粉可以明显降低胶料旋转粘度，提升耐热性能，但是用量超过2％时对低温柔性及剥离性能有明显降低作用，因此2％的加量为较优比例。拟采用上述成品胶料，配制两种不同预浸料，生产出两种不同SBS成品，检测并对比成品性能，预浸料设计如下表一：
表一 两种预浸料配比
原材料 90#沥青 G02 合计
预浸料1 100％ 0％ 100％
预浸料2 100％ 2％ 102％
上述表格中的90#沥青指的是由本申请中的蜡粉预处理工艺获得的产品。
表二 成品检测数据表
对比表二中的两组数据可知，预浸料1中加入蜡粉可以明显提高SBS卷材成品的耐热性，对低温柔性无明显影响；预浸料2中加入蜡粉可以明显改善SBS卷材的渗油性。
改性沥青的传统处理工艺如下：步骤一，将8％-13％基础油和40％-48％沥青泵入改性罐内，升温至140℃，脱水0.5h；步骤二，加入2％-3％改性剂SBR，搅拌0.5h，升温至160℃；步骤三，加入3％-6％改性剂SBS，升温至175℃，改性1h；步骤四，加入6％-12％再生胶粉，保持175-185℃的温度下搅拌2.5h；步骤五，加入30％左右的石粉，搅拌均匀，降温至160℃，出料。
本申请所提供的处理工艺相对于改性沥青的传统处理工艺的优势如下：通过蜡粉来提升沥青的耐高温性能，延长其使用寿命，节约成本；另外，蜡粉有利于沥青成型，可有效降低沥青的整体粘度，便于泵送。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种蜡粉改性沥青预处理工艺，其特征在于，包括以下步骤：
S1：将沥青和基础油泵入改性罐内，获得混合液，升温脱水；
S2：将所述混合液继续升温，加入改性剂a和改性剂b，预溶，过胶体磨；
S3：向所述步骤S2中的混合液中加入石粉，获得产品。
2.根据权利要求1所述的蜡粉改性沥青预处理工艺，其特征在于：所述基础油的添加量占所述步骤S3中所述产品的重量比为3％-20％，所述沥青的添加量占所述步骤S3中所述产品的重量比为25％-60％。
3.根据权利要求1所述的蜡粉改性沥青预处理工艺，其特征在于：所述步骤S1中的混合液升温至110-150℃，脱水0.2-2h。
4.根据权利要求1所述的蜡粉改性沥青预处理工艺，其特征在于：所述改性剂a为苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物、聚苯乙烯-聚异戊二烯-聚苯乙烯和非晶态丙烯共聚物中的一种或几种。
5.根据权利要求4所述的蜡粉改性沥青预处理工艺，其特征在于：单一添加时，所述苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物、所述聚苯乙烯-聚异戊二烯-聚苯乙烯、所述非晶态丙烯共聚物的添加量分别占所述步骤S3中所述产品的重量比为2％-12％、0％-8％、0％-5％。
6.根据权利要求1所述的蜡粉改性沥青预处理工艺，其特征在于：所述改性剂b为蜡粉，所述蜡粉的添加量占所述步骤S3中所述产品的重量比为1％-5％。
7.根据权利要求1所述的蜡粉改性沥青预处理工艺，其特征在于：所述石粉的添加量占所述步骤S3中所述产品的重量比为15％-45％。
8.根据权利要求1所述的蜡粉改性沥青预处理工艺，其特征在于：所述步骤S2中的混合液升温至140-180℃，预溶0.2-1.0h，过胶体磨0.2-1.0h。
9.根据权利要求1-8任一项所述的蜡粉改性沥青预处理工艺，其特征在于：所述改性罐采用导热油加热。
10.根据权利要求9所述的蜡粉改性沥青预处理工艺，其特征在于：所述导热油的温度为180-240℃。
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