CN115637053A - 一种sbs改性沥青快速制备方法 - Google Patents

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本发明属于改性沥青防水材料领域，具体涉及一种SBS改性沥青快速制备方法，包括如下步骤：(1)前段高浓度SBS改性沥青母液制备：向高温基质沥青中加入SBS改性剂搅拌混合，再加入助剂，剪切分散，得到高浓度SBS改性沥青母液；(2)后段混合料制备：向低温基质沥青中加入助剂和填充料，搅拌混合，制得混合料；(3)计算分缸数，将步骤(1)制备的高浓度SBS改性沥青母液与步骤(2)制备的混合料按比例混合，得到低浓度SBS改性沥青；其中，步骤(1)和(2)同步进行。本发明将制备时间进行了有效压缩，减少了配料总时长，提升了生产效率，同时节省了能耗并有效减少了排放。

Description

一种SBS改性沥青快速制备方法
技术领域
本发明属于改性沥青防水材料领域，具体涉及一种SBS改性沥青快速制备方法。
背景技术
建筑行业应用改性沥青防水材料等发展迅速，其中改性沥青防水卷材、改性沥青防水涂料应用十分广泛。改性沥青依据用途不同常用的改性剂分为三大类，丁苯橡胶(SBR)改性剂、热塑性弹性体(SBS)改性剂、塑料(EVA)改性剂，其中以SBR、SBS为改性剂制备改性沥青在国内应用最为普遍。
沥青的改性是一个物理共混过程，改性剂加入基质沥青中后，通过溶胀、发育与吸附在沥青中形成弹性网状结构，使沥青具有弹性、塑性和延伸性等特性。目前，改性沥青制备方法日益成熟，其主要流程包括：沥青脱水、使用加入SBS和助剂改性、软化SBS、再进行高速剪切分散、最后使用填充料和助剂，最后得到低浓度的SBS改性沥青。传统工艺的SBS用量较少，质量占比为3.0-8.0％，其得到的低浓度SBS改性沥青软化点高于70℃、低温柔性小于-20或-30℃、储存稳定性优。
但现有技术中，制备SBS改性沥青的传统配料工艺应用于防水卷材及防水涂料时存在以下问题：
(1)传统配料工艺所需时长在5-6小时/缸，生产线消耗制备好的改性沥青料所需时长在1.5-2.5小时/缸，改性沥青制备时长远大于消耗时长，为了满足正常生产改性沥青的供应，需要增加配料缸及其他辅助设备的数量，极大程度增加了能耗，限制了生产效率的提高。
(2)传统配料工艺配料效率基本定格，效率提升空间较小，只能单一输出，配好一缸用一缸，尤其高速剪切设备或胶体磨面临车轮战式的使用，对特种核心设备磨损严重，降低了其使用年限。
(3)传统配料工艺容错率较低，在配料出现异常时影响正常配料供应，严重可导致被迫停机待料，影响生产，尤其在生产高峰期面临挑战。
为解决以上技术问题，本发明旨在提供一种SBS改性沥青快速制备方法，制备时间进行有效压缩，减少配料总时长，提升生产效率，同时节省能耗、减少排放。
发明内容
为解决以上技术问题，本发明提供了一种SBS改性沥青快速制备方法，将制备时间进行了有效压缩，减少了配料总时长，提升了生产效率，同时节省了能耗并有效减少了排放。
为实现以上目的，本发明提供的技术方案如下：
一种SBS改性沥青快速制备方法，包括如下步骤：
(1)前段高浓度SBS改性沥青母液制备：
向高温基质沥青中加入SBS改性剂搅拌混合，再加入助剂，剪切分散，得到高浓度SBS改性沥青母液；
(2)后段混合料制备：
向低温基质沥青中加入助剂和填充料，搅拌混合，制得混合料；
(3)计算分缸数，将步骤(1)制备的高浓度SBS改性沥青母液与步骤(2)制备的混合料按比例混合，得到低浓度SBS改性沥青；
其中，步骤(1)和(2)同步进行。
优选地，步骤(1)中所述高温基质沥青为质量比50-80：20-50的低标号沥青和高标号沥青。
其中，所述低标号沥青为半固态，包括60#沥青、70#沥青或90#沥青。
所述高标号沥青为粘流态，包括180#沥青、200#沥青和F400沥青。
进一步优选地，所述高温基质沥青的制备方法为：将配方量的低标号沥青和高标号沥青混合，控制沥青温度为130-160℃，搅拌脱水。
优选地，步骤(1)中所述SBS改性剂为星型SBS和/或线性SBS；所述助剂为聚丙烯IPP、橡胶软化油、石蜡烃及其衍生物中的至少一种。
其中，所述橡胶软化油为减二线油、减三线油和基础油中的至少一种，所述石蜡烃及其衍生物为石蜡烃和氯化石蜡。
进一步优选地，所述SBS改性剂的用量为高温基质沥青质量的10-20％，更进一步优选为12-18％。
进一步优选地，所述助剂的用量为高温基质沥青质量的1-2％。
优选地，步骤(1)中所述搅拌混合的条件为：在温度为150-190℃下，搅拌30-60min，搅拌电机频率为30-50Hz；所述剪切的条件为：在温度为150-190℃，剪切90-120min，剪切设备为160kw的胶体磨。
优选地，步骤(1)中所述高浓度SBS改性沥青母液的旋转粘度控制为50-100dPa·s。
优选地，步骤(2)中所述低温基质沥青为分散介质，具有流动分散作用，可为低标号沥青和/或高标号沥青。
进一步优选地，所述低温基质沥青的制备方法为：将低标号沥青和/或高标号沥青，控制在温度为120-130℃，搅拌脱水。
优选地，步骤(2)中所述助剂为聚丙烯IPP、橡胶软化油、石蜡烃及其衍生物中的至少一种；所述填充料为矿物填充料；
其中，所述橡胶软化油为减二线油、减三线油和基础油中的至少一种，所述石蜡烃及其衍生物为石蜡烃和氯化石蜡。
进一步优选地，所述助剂的用量为低温基质沥青质量的1-2％，所述填充料为低温基质沥青质量的20-40％。
优选地，步骤(2)中所述搅拌混合的条件为：在常温下，搅拌1-3h，搅拌电机频率为30-50Hz。
优选地，步骤(3)中所述低浓度SBS改性沥青中SBS改进剂质量为3.0-8.0％。
优选地，所述SBS改性剂为星型SBS和/或线型SBS，牌号为四位数字的SBS产品系北京燕山石化公司合成橡胶事业都产品，牌号为三位数字的SBS产品系巴陵石化合成橡胶事业部产品。
具体地，所述星型SBS包括SBS4303、SBS4402、SBS801、SBS801-1、SBS道改2#、SBS802、SBS803、SBS815、SBS805、SBS825和SBS875；
所述线性SBS包括SBS1301、SBS1401、SBS796、SBS791、SBS762、SBS791H、SBS788、SBS761、SBS792和SBS763；
所述星型和线型SBS为SBS898和SBS768。
优选地，步骤(3)中所述分缸数的计算方法为：分缸数为步骤(2)得到的高浓度SBS改性沥青母液中SBS改性剂含量与生产所需低浓度SBS改性沥青中SBS改性剂含量的比值。
与现有技术比，本发明的有益效果在于：
(1)本发明提供的SBS改性沥青快速制备方法是将“流水线式”的传统配料工艺分为简易的两个过程：前段高速剪切分散、后段高温搅拌混合，将配料重复的工艺工序进行压缩，合并于一步完成，不仅减少配料总时长，提升生产效率，还节省能耗、减少排放。
(2)本发明提供的SBS改性沥青快速制备方法，其前段高浓度SBS改性沥青母液、后段助剂和填充料混合料，均直接作为生产低浓度SBS改性沥青的原材料。
(3)本发明根据改性沥青不同型号产品的配比要求，将前段高浓度SBS改性沥青母液与后段助剂和填充料混合料进行适配，得到所需比例的低浓度SBS改性沥青，减少了配料时长，同时满足防水卷材及防水涂料的改性剂的用量。
(4)本发明提供的SBS改性沥青快速制备方法前段与后段可以同时间段制备，互不干扰，制备过程所需时间相近，可控制同时完成制备，同时衔接进行后续低浓度SBS改性沥青的复配，整体用时相比传统配料工艺减少2-3小时/缸，其中改性剂SBS研磨均化时长减少1小时/缸。
(5)本发明中SBS改性剂及助剂的用量是其溶胀速率、母液状态的关键条件，本发明创造性的选择了合理的改性剂和助剂的用量，后段混合料以补加低温基质沥青作为分散介质，助剂及填充料作为分散相，制备得到SBS改性沥青，达到了较好的快速制备SBS改性沥青的制备方法，其制得的SBS改性沥青性能较好。
附图说明
图1为本发明实施例的具体工艺流程图。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明进行说明，以使本发明技术方案更易于理解、掌握，但本发明并不局限于此。下述实施例中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法；所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得；且不同来源对产品性能不具有显著性影响。
实施例SBS改性沥青快速制备
如图1所示，所述高浓度SBS改性沥青母液，按质量百分比计，配方为：90#沥青60.3％、200#沥青25.8％、SBS4402 12.9％和聚丙烯1％。
所述混合料，按质量百分比计，配方为：90#沥青22.7％、200#沥青35.8％、减三线油1.7％和粒径200目的石粉39.8％。
所述SBS改性沥青快速制备方法，包括如下步骤：
1、前段高浓度SBS改性沥青母液制备
(1)将150-170℃的低标号沥青和80-100℃的高标号沥青混合，控制沥青温度为130-160℃，在15Hz下搅拌脱水10min，得到高温基质沥青。
(2)向步骤(1)得到的高温基质沥青中加入SBS改性剂，在30-50Hz下搅拌30min，再加入助剂，通过160kw胶体磨，高速剪切分散90-120min，得到旋转粘度为50-100dPa·S的高浓度SBS改性沥青母液。
2、后段混合料制备
(3)将150-170℃的低标号沥青和80-100℃的高标号沥青混合，控制沥青温度为120-130℃，在15Hz下搅拌脱水10min，得到低温基质沥青。
(4)向步骤(3)得到的低温基质沥青中加入助剂和填充料，常温下，以30-50Hz搅拌90min搅拌，制得混合料。
3、计算分缸数，制备低浓度SBS改性沥青
根据步骤(2)得到的高浓度SBS改性沥青母液中SBS改性剂含量(12.9％)与生产所需低浓度SBS改性沥青中SBS改性剂含量(4.3％)的比值，计算分缸数为3；
将步骤(2)得到的高浓度SBS母液和步骤(4)得到的混合料，利用转料泵计量分配至3个缸内，混合搅拌30min，制得SBS改进剂重量为4.3％的低浓度SBS改性沥青；
其中，步骤1前段高浓度SBS改性沥青母液制备和步骤2后端混合料制备同步进行。
性能检测关键点：低温柔性极限、耐热极限、热老化后低温柔性极限、软化点，依据产品特性分别符合GB 18242-2008、GB 18243-2008、GB 23441-2009、GB/T 23457-2017、GB/T 35467-2017、GB/T 35468-2017、GB/T 328-2007等国家标准。
本发明的“SBS改性沥青快速制备方法”中SBS改性剂量为“SBS改性沥青传统配料工艺”的三倍，制备得到前段高浓度SBS改性沥青母液，母液均分三份与后段混合料复配，得到三缸与传统配料工艺相同的低浓度SBS改性沥青，其中，SBS改性沥青传统配料工艺数据如表1所示，本发明的SBS改性沥青快速制备方法数据如表2所示。
表1 SBS改性沥青传统配料工艺数据
Figure BDA0003830050230000061
表2本发明SBS改性沥青快速制备方法数据
Figure BDA0003830050230000062
Figure BDA0003830050230000071
注：“均一性”为评估改性沥青的重要方法，体现改性沥青物理混合的均匀度，以关键性性能指标进行对比。
由表1和表2数据可知，相比SBS改性沥青传统配料工艺，本发明的SBS改性沥青快速制备方法较，具有以下优点：
1)配料时长节约至168min/缸，极大程度缩减了配料用时，节约了能耗，提高了效率；
2)密度减少约0.01g/cm3，粘度减少10-20dPa·s，低温柔性极限降低了1.5℃，表明，本发明制备的SBS改性沥青涂料的溶胀更加充分，物理混合程度更好。
本发明中SBS改性剂及助剂的用量是其溶胀速率、母液状态的关键条件，本发明创造性的选择了合理的改性剂和助剂的用量，后段混合料以补加低温基质沥青作为分散介质，助剂及填充料作为分散相，制备得到SBS改性沥青，达到了较好的快速制备SBS改性沥青的制备方法，其制得的SBS改性沥青性能较好，尤其是低温柔性极限的降低，这是常规的SBS改性沥青母体与普通沥青搅拌混合的现场稀释工艺(CN1876722A)所不具备的，取得了预料不到的技术效果。
上述详细说明是针对本发明其中之一可行实施例的具体说明，该实施例并非用以限制本发明的专利范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均应包含于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种SBS改性沥青快速制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)前段高浓度SBS改性沥青母液制备：
向高温基质沥青中加入SBS改性剂搅拌混合，再加入助剂，剪切分散，得到高浓度SBS改性沥青母液；
(2)后段混合料制备：
向低温基质沥青中加入助剂和填充料，搅拌混合，制得混合料；
(3)计算分缸数，将步骤(1)制备的高浓度SBS改性沥青母液与步骤(2)制备的混合料按比例混合，得到低浓度SBS改性沥青；
其中，步骤(1)和(2)同步进行。
2.如权利要求1所述的SBS改性沥青快速制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述高温基质沥青为质量比50-80：20-50的低标号沥青和高标号沥青。
3.如权利要求2所述的SBS改性沥青快速制备方法，其特征在于，所述高温基质沥青的制备方法为：将配方量的低标号沥青和高标号沥青混合，控制沥青温度为130-160℃，搅拌脱水。
4.如权利要求1所述的SBS改性沥青快速制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述SBS改性剂为星型SBS和/或线性SBS；所述助剂为聚丙烯IPP、橡胶软化油、石蜡烃及其衍生物中的至少一种。
5.如权利要求4所述的SBS改性沥青快速制备方法，其特征在于，所述SBS改性剂的用量为高温基质沥青质量的10-20％；所述助剂的用量为高温基质沥青质量的1-2％。
6.如权利要求1所述的SBS改性沥青快速制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述低温基质沥青为低标号沥青和/或高标号沥青。
7.如权利要求6所述的SBS改性沥青快速制备方法，其特征在于，所述低温基质沥青的制备方法为：将低标号沥青和/或高标号沥青，控制在温度为120-130℃，搅拌脱水。
8.如权利要求1所述的SBS改性沥青快速制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述助剂为聚丙烯IPP、橡胶软化油、石蜡烃及其衍生物中的至少一种；所述填充料为矿物填充料；
所述助剂的用量为低温基质沥青质量的1-2％，所述填充料为低温基质沥青质量的20-40％。
9.如权利要求1所述的SBS改性沥青快速制备方法，其特征在于，步骤(3)中所述低浓度SBS改性沥青中SBS改进剂质量为3.0-8.0％。
10.如权利要求1所述的SBS改性沥青快速制备方法，其特征在于，步骤(3)中所述分缸数的计算方法为：分缸数为步骤(2)得到的高浓度SBS改性沥青母液中SBS改性剂含量与生产所需低浓度SBS改性沥青中SBS改性剂含量的比值。
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