CN1324895A - 用于道路的改性沥青材料的生产工艺 - Google Patents

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CN1324895A
CN1324895A CN 01113263 CN01113263A CN1324895A CN 1324895 A CN1324895 A CN 1324895A CN 01113263 CN01113263 CN 01113263 CN 01113263 A CN01113263 A CN 01113263A CN 1324895 A CN1324895 A CN 1324895A
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金海龙
高光涛
朱玉堂
张勇
张隐西
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Abstract

本发明提供一种用于道路的改性沥青材料的生产工艺。它的沥青改性剂是由聚苯乙烯(PS)、热塑弹性体聚苯乙烯－聚丁二烯三嵌段聚合物(SBS)、硫磺组成。其中通过反应共混技术先使得SBS与沥青基质发生反应,然后再添加入PS颗粒。稳定在沥青基质中的SBS提供的苯乙烯相能够包裹住添加的PS颗粒,从而使得PS改性沥青的高温贮存稳定性得到提高。本发明所得到的沥青材料其性能优良,高温贮存稳定,生产成本低,生产工艺简单,操作方便,是一种经济环保的道路改性沥青。

Description

用于道路的改性沥青材料的生产工艺
本发明涉及一种用于道路的改性沥青材料的生产工艺。
聚合物是道路用沥青材料的主要改性剂。众所周知，聚合物改性沥青虽然能提高沥青材料的力学性能和实用性能，并在国内外广为采用，但这一方法存在一些局限，主要表现在：其一，聚合物与沥青的相容性往往较差，导致改性沥青体系在高温下的贮存稳定性不好，在实际应用中需采用连续搅拌的方法使体系不发生相分离，既增加了操作工序又增加了生产成本；其二，要使沥青的性能要明显提高，往往需要较大量的聚合物材料，但每多添加1％的聚合物，改性成本上升显著。这些缺点大大限制了聚合物改性沥青在实际中的更大规模应用。研究表明，聚合物共混改性是沥青实现高性能化的有效途径。
聚苯乙烯(PS)作为通用塑料，产量很大，每年产生大量的废弃PS，造成白色污染，将之作为沥青改性剂，不仅有望改善沥青的性能，而且能够再利用大量的废弃PS达到环境保护的目的。但由于其与沥青的相容性较差，制得的改性沥青高温贮存时会发生相分离，无任何实用价值，因此高温贮存稳定性的改善是该体系研究的关键。
为了解决上述问题，Liang Z.Z.等人(WO97/30121)研究发现，通过加入热塑弹性体聚苯乙烯-聚丁二烯三嵌段聚合物(SBS)或者聚苯乙烯-聚(乙烯-丁烯)-聚苯乙烯共聚物(SEBS)和反应改性剂如硫磺等，使得PS改性沥青材料的高温贮存稳定性得到显著改善。其中，SBS中的苯乙烯相形成相容微区，包裹住被分散的PS颗粒，加入反应改性剂后，橡胶相与沥青基质发生反应，在聚合物表面形成一空间位阻层，由于聚合物大分子链迁移速度比较慢，因而被包裹住的PS颗粒很难越过这一稳定结构，发生聚集粗化，从而有效提高PS改性沥青的高温贮存稳定性。有关SBS改性沥青的贮存稳定的研究较多(USP4,145,322、USP5371121)，且得到广泛应用。
本发明采用反应共混先使得SBS与沥青基质发生化学反应，利用SBS中的苯乙烯相容微区，后添加一定用量的PS，从而达到有效改善PS改性沥青的高温贮存稳定性的目的。另外本发明利用稳定在沥青基质的SBS中的苯乙烯相包裹住后加入到沥青中的PS颗粒，提供了一种改善刚性塑料粒子改性沥青的高温贮存稳定性的新方法。
本发明的沥青改性剂是由聚苯乙烯(PS)、热塑弹性体聚苯乙烯-聚丁二烯-聚苯乙烯(SBS)、硫磺组成。其中PS的用量在2～10％(重量比)，SBS总量取决于PS用量，一般控制在1～10％(重量比)，最好在2～8％(重量比)，硫磺用量为橡胶用量的1～20％(重量比)。与以往的改性方法相比，本发明具有如下显著优点：(1)有效提高了PS改性沥青的高温贮存稳定性。(2)采用后加入PS颗粒的加工工序，不仅能够直接利用先前生产的贮存稳定的SBS改性沥青材料，而且与共同加入改性剂的改性沥青相比其高温性能有所改善。
本发明所述的PS可以为普通型、高抗冲型(HIPS)、再生型等。SBS可以为国产的各种牌号，如4303、4402、1301、1401等。
本发明的改性沥青材料其生产工艺过程是这样的：先在搅拌设备中，将沥青加热至160℃～200℃左右至完全流动，然后把SBS及硫磺加入到沥青中，在160℃～200℃下混合20～120min，维持温度不变，提高搅拌速度，再加入一定用量的PS颗粒，再混合20～80min即可得改性沥青成品。
下面得实例是对本发明得进一步说明，而不是限制本发明的范围。
实施例1～4：
将600克江阴90沥青装入小型容器内，加热至沥青完全流动，然后加入18.0克SBS(牌号4303、1301，北京燕山石化公司生产)，启动小型混合设备，在温度为180℃下搅拌45min，至聚合物在沥青中完全混合均匀，再加入0.9克的硫磺，控制温度不变，混合100min，最后加入一定用量的PS颗粒，提高搅拌速度，继续混合80min。所得产品分别按GB/T4508、GB/T4507、JTJ052/T660、ASTM D4402测试延伸度、软化点、分离度、粘度等性能指标，结果列于下表。
实例  PS.％wt  SBS,％wt  软化点,℃@5℃/min 延伸度，cm@5℃   粘度，cP@135,60rpm 分离度，℃(48h,163℃)
 上层     下层     差
 1  1.0  3.0     58.3     27.0     1260  62.5     61.5     1.5
 2  2.0  3.0     60.0     26.0     1295  64.5     63.5     1.0
 3  3.0  3.0     60.5      -     1350  61.0     60.0     1.0
 4  3.0  1.5     57.7      -     925  56.2     56.0     0.2
注：实例1、2中的SBS为SBS1301，其余实例中的SBS均为SBS4303

Claims (3)

1．一种用于道路的改性沥青生产工艺，其特征在于通过反应共混先使得聚苯乙烯-聚丁二烯三嵌段聚合物(SBS)与沥青基质，硫磺发生反应，然后再添加入聚苯乙烯(PS)颗粒。
2．根据权利要求1所述的一种用于道路的改性沥青生产工艺，其特征在于聚苯乙烯(PS)用量为2～10％(重量比)。
3．根据权利要求1所述的一种用于道路的改性沥青生产工艺，其特征在于聚苯乙烯-聚丁二烯三嵌段聚合物(SBS)用量在1～10％(重量比)，最好在2～8％(重量比)；硫磺用量为橡胶总用量的1～20％(重量比)。
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WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication