CN103408958A - 一种袋装高粘度沥青及其生产方法与装置 - Google Patents

Abstract

本发明属路面材料技术领域，具体为一种袋装高粘度沥青及其生产方法与装置。其包括以下组份：道路沥青、聚合物、石油树脂、芳烃油（或橡胶油）、聚乙烯蜡、抗氧化剂、引发剂和接枝剂。将上述物料分别经称重***，加入螺杆挤出机，在一定温度下进行混炼、剪切、挤出，再通过温度、压力调节器，制成高粘度沥青产品，并进入成品罐处理，最后产品装入包装袋内。使用时，将袋装高粘度沥青放入到温度160℃的沥青熔化罐内，完全溶化后通过沥青泵，打入与之连接的沥青混凝土拌和楼的拌缸内，加入级配石料，即制成高粘度沥青混合料。本发明制备工艺先进、操作简单，产品性能优良，使用、运输方便，制成的高粘度沥青混合料性能指标完全达到铺设排水性沥青路面、和钢桥面沥青路面的技术要求。

Description

一种袋装高粘度沥青及其生产方法与装置

技术领域

本发明属路面材料技术领域，具体涉及一种高粘度沥青及其生产方法与装置。

背景技术

排水性路面、水泥路面加罩沥青路面（简称“白加黑”）、钢结构桥面铺设沥青混凝土等，都需要使用高粘度沥青。

排水性沥青路面是一种具有排水***的高空隙率沥青路面。其主要作用在于：雨天时由于它具有高的连通空隙以及纵向与横向的排水措施，使得路表不致积水，混合料颗粒周围的水膜也不致太厚，从而起到了防侧滑、防眩光、防水雾等作用，降低了雨天交通事故的概率；另外，这种路面粗集料相互嵌挤，骨架作用明显，也提高了道路的抗车辙性能。

水泥混凝土路面上加铺沥青混凝土面层（“白加黑”），可提高水泥路面的使用功能，改善路面的平整度。但在水泥混凝土板块水平方向的收缩或位移造成的拉伸作用，或面层底部的弯拉应力，或在交通荷载作用下的水泥板块接缝（裂缝）处的竖向剪切应力，均会在沥青混凝土面层产生反射裂缝，影响沥青面层的使用寿命，在低温情况下的破坏尤其显著。为有效防止、延缓、减少反射裂缝的出现，采用高粘度沥青铺设一层应力吸收层，是最有效的方法。

钢结构桥梁的大量涌现，使桥面铺设沥青混凝土成为全世界研究的课题，而高粘度沥青的出现，为这一课题又多了一种选择。

在现有的技术中，有关高粘度沥青的技术很多，许多专利文献对此均有报道，如：CN101457009 B、CN1351096 A、CN1132883 C、CN19990593 A、CN101613515 B等。这些专利技术介绍的高粘度沥青生产方法，可以归纳成三种方法：1．工厂化生产，即通过整套固定的设备，在生产车间生产高粘度沥青，然后用专用车辆送到拌和楼，制成高粘度沥青混凝土。2.移动设备生产，即通过整套可移动的设备，在拌和楼附近生产，生产出高粘度沥青以后，直接输送到拌和楼，制成高粘度沥青混凝土。3.用整套设备生产颗粒状高粘度沥青，直接投放到拌和楼的拌缸内，制成高粘度沥青混凝土。以上生产方法1、2都需要比较庞大的整套设备，专用车辆的运输和反复的加热，不仅耗能大且易造成材料的老化，同时工艺复杂，生产周期长，相对效率较低。方法3生产的颗粒状高粘度沥青，由于其产品质量技术指标，与高粘度沥青混合料的质量指标没有直接必然的相关性，必须制成液态状的高粘度沥青，才能测定其质量技术指标，确定是否能制备合格的高粘度沥青混合料，因此，颗粒状高粘度沥青，实际应用的比较少。

发明内容

本发明的目的在于提供一种配方合理、操作简单、安全可靠、性能优良的袋装高粘度沥青及其生产方法与装置。

本发明提供的袋装高粘度沥青，由下列重量份数的组分构成：

道路沥青                            75-85份

SBS                                 5-10份；

石油树脂                            5-10份；

芳烃油或橡胶油                      5－10份；

聚乙烯蜡或微晶蜡                    2-5份；

抗氧化剂                            0.5-1.0份；

接枝剂                              1-5份；

引发剂                              0.1-1.5份。

本发明中，所述道路沥青为70＃或90＃道路沥青；所述SBS为星型或线型，或星型与线型混配中的一种，其中，苯乙烯与丁二烯嵌段质量比（S/B质量比）30／70，分子量10-20万；所述石油树脂的软化点温度为110～130℃；所述芳烃油（或橡胶油）的运动粘度100℃时mm2/s 30－45；所述聚乙烯蜡，相对分子质量为1800-8000；所述抗氧化剂的有效组分≥98，挥发份≤0.5% ；接枝剂为顺丁烯二酸酐，其密度1.48，熔点52.8℃；引发剂为偶氮二异丁腈，纯 度：≥99%(HPLC)， 熔 点：100-103℃，活化能：129KJ/mol。      

本发明还提供生产上述袋装高粘度沥青的装置，该装置由沥青加热称重***1、芳烃油（或橡胶油）加热称重***2、粉粒料称重***3、螺杆挤出机（双螺杆挤出机或往复式单螺杆挤出机）4、温度和压力调节器5、成品罐6、螺杆泵7和灌装称重***8组成。其流程图如图1所示。其中，沥青加热称重***1、芳烃油（或橡胶油）加热称重***2和粉粒料称重***3分别与螺杆挤出机4的进料口连接，温度和压力调节器5连接在螺杆挤出机4的出料口，成品罐6与温度、压力调节器5连接，螺杆泵7安装在成品罐6的底部，灌装称重***8安装在螺杆泵7的出口下。

本发明提供的上述袋装高粘度沥青(母料) 的生产方法，具体步骤如下：

将上述各组成成份物料：沥青经由沥青加热称重***1、芳烃油（或橡胶油）经由芳烃油（或橡胶油）加热称重***2，SBS、聚乙烯蜡（或微晶蜡）、抗氧化剂、引发剂和接枝剂，经由粉粒料称重***3，加入螺杆挤出机4，各组分送料量由PLC控制***，根据配方要求预先设定。螺杆挤出机4按物料的特性，预热到规定的温度（设定温度为50-180℃），在机内螺杆和捏合块的作用下，使物料混合、熔融、剪切、改性；然后进入温度、压力调节器5，使物料进一步混合、塑化，温度、压力调节器5内将温度控制在适宜的温度（设定温度为120--160℃），进入成品罐6。成品罐6的底部装有螺杆泵7，使产品分别进入灌装称重***8，其出料量由PLC控制***预先设定，气（电）动阀门控制，分别装入包装袋内。

本发明产品使用时，将袋装高粘度沥青放入到温度160℃的沥青熔化罐内，完全溶化后通过沥青泵，打入与之连接的沥青混凝土拌和楼的拌缸内，加入级配石料，即可制成高粘度沥青混合料。

本发明的袋装高粘度沥青，使用、储存、运输都很方便，技术指标完全达到铺设排水路面、“白加黑”、钢桥面铺设。

本发明可以实现工业化生产。

本发明的高粘度沥青(母料)，弥补了现有技术的不足，不仅是产品的品种不同，还由于是连续化生产，使产品质量更好更稳定，是一种生产高粘度沥青的新工艺、新方法。

本发明所述的袋装高粘度沥青的生产装置，只要调整原材料配方，也可用于生产普通改性沥青和橡胶沥青，相比目前的工厂化改性沥青生产***，投资省、占地少，产品质量更好更稳定，是一种生产改性沥青的新工艺、新方法。

本发明生产工艺先进、操作简单、性能优良、原材料配方和产品质量指标可调节性强，由于添加引发剂和接枝剂进行了反应挤出，（目前生产高粘度沥青的技术，生产过程都是物理反应过程，无法进行化学反应过程，而 SBS 是一种非极性材料，因此对许多极性材料的粘接性不高；由于 SBS 的丁二烯链段中含有双键，极易被氧化，导致 SBS 的热稳定性和耐老化性较差；还存在着力学强度较低，抗蠕变性差及耐油性等缺点。因此，要在生产过程中添加引发剂和接枝剂，通过化学接枝的方法使得 SBS 的极性增加，从而改善 SBS 的耐油性、与极性材料的相容性和粘接性等性能），就可使制得的产品质量更好更稳定，应用范围更广，满足技术指标多样化的能力更强。这在工厂化的改性沥青生产***是无法实现的。

本发明产品，减少了反复加热和产品存储时的“离析”现象，对产品质量和技术指标的影响，使用、运输简单方便，由其制成的高粘度沥青混合料性能指标，完全达到铺设排水性沥青路面、水泥路面加罩沥青路面（简称“白加黑”）和钢桥面沥青路面的技术要求。

附图说明

图1为本发明的工艺流程图。

图中标号： 1为沥青加热称重***，2为芳烃油（或橡胶油）加热称重***，3为粉粒物料称重***，4为螺杆挤出机，5为温度、压力调节器，6为成品罐，7为螺杆泵，8为灌装称重***。

具体实施方式

本发明的生产工艺流程如图1所示。

下面通过实施例进一步说明本发明：

1．一种袋装高粘度沥青，由以下重量份数的组分构成：道路沥青85份；SBS 8份；石油树脂5份；芳烃油（或橡胶油）（或基础油）5份；聚乙烯蜡（或微晶蜡）3份；抗氧化剂1.0份；

2．生产装置按如下要求配购：

双螺杆挤出机或往复式单螺杆挤出机4从市场选购，沥青加热称重***1，芳烃油（或橡胶油）加热称重***2粉粒物料称重***3温度、压力调节器5、成品罐6、螺杆泵7、灌装称重***8，根据双螺杆挤出机或往复式单螺杆挤出机4的生产能力，由双螺杆挤出机或往复式单螺杆挤出机4的生产厂家配置提供。

3．生产方法：

道路沥青经沥青加热称重***1，芳烃油（或橡胶油）经芳烃油（或橡胶油）加热称重***2，SBS、聚乙烯蜡（或微晶蜡）、抗氧化剂、引发剂和接枝剂，经粉粒料称重***3，加入双螺杆挤出机或往复式单螺杆挤出机4（加入量由PLC控制***，根据配方要求预先设定）。双螺杆挤出机或往复式螺杆挤出机4按物料的特性，预热到规定的温度（设定温度为50-180℃），在机内螺杆和捏合块的作用下，使物料混合、熔融、剪切、改性，然后进入温度、压力调节器5，使物料进一步混合、塑化，并将温度控制在最适宜的温度（设定温度为120--160℃），进入成品罐6。成品罐6的底部装有螺杆泵7，使产品分别进入灌装称重***8，其出料量由PLC控制***预先设定，气（电）动阀门控制，分别装入包装袋内。

所得产品的技术指标完全达到有关标准的要求。由于本发明生产工艺先进、操作简单、性能优良、原材料配方和产品质量指标可调节性强，通过添加引发剂和接枝剂，还能进行反应挤出。所以，一旦发现产品指标的波动，只要及时调整原材料配方或工艺参数，即可使产品达到规定的技术要求。

本发明产品使用前，可任意抽查检测产品质量和技术指标，以保证沥青混合料的质量。

本发明产品使用时，将一定比例数量的袋装高粘度沥青，放入到加热温度180℃的基质沥青罐内，完全溶化后，通过沥青泵与沥青混凝土拌和楼连接，加入级配石料，即可制成高粘度沥青混合料。

本发明只要调整原材料配方，也可用于生产普通改性沥青和橡胶沥青，相比目前的工厂化改性沥青生产***，投资省、占地少，产品质量更好更稳定。

本发明的生产装置和生产方法，操作方便，原料易购、安全可靠、性能优良。生产的袋装高粘度沥青产品合格率高、产品质量性能稳定，产品品种方便可调、适应能力强。

Claims (5)

1.一种袋装高粘度沥青，其特征在于，其原料由以下重量份数的组分构成：

道路沥青                            75-85份

SBS                                 5-10份；

石油树脂                            5-10份；

芳烃油或橡胶油                      5－10份；

聚乙烯蜡或微晶蜡                    2-5份；

抗氧化剂                            0.5-1.0份；

接枝剂                              1-5份；

引发剂                              0.1-1.5份。

2.根据权利要求l所述的袋装高粘度沥青，其特征在于，所述道路沥青为70＃或90＃道路沥青；所述SBS为星型或线型，或星型与线型混配中的一种，其中，苯乙烯与丁二烯嵌段质量比为30／70，分子量10-20万；所述石油树脂的软化点温度为110～130℃；所述芳烃油或橡胶油的运动粘度100℃时mm2/s 30－45；所述聚乙烯蜡的相对分子质量为1800-8000；所述抗氧化剂的有效组分≥98，挥发份≤0.5% 。

3.一种如权利要求1所述的袋装高粘度沥青的生产装置，其特征在于，由沥青加热称重***（1）、芳烃油或橡胶油加热称重***（2）、粉粒物料称重***（3）、螺杆挤出机（4）、温度和压力调节器（5）、成品罐（6）、螺杆泵（7）和灌装称重***（8）组成，所述螺杆挤出机（4）为双螺杆挤出机或往复式单螺杆挤出机；其中沥青加热称重***（1）、芳烃油或橡胶油加热称重***（2）、粉粒料称重***（3）分别与螺杆挤出机（4）的进料口连接，温度和压力调节器（5）连接在螺杆挤出机（4）的出料口，成品罐（6）与温度和压力调节器（5）连接，螺杆泵（7）安装在成品罐（6）的底部，灌装称重***（8）安装在螺杆泵（7）的出口下。

4.一种使用如权利要求3所述生产装置生产如权利要求1所述的袋装高粘度沥青的方法，其特征在于，具体步骤如下：将所述各原料组分，道路沥青经由沥青加热称重***（1）、分芳烃油或橡胶油经由芳烃油或橡胶油加热称重***（2），SBS、聚乙烯蜡或微晶蜡、抗氧化剂、引发剂和接枝剂，经由粉粒料称重***（3），加入螺杆挤出机（4），各组分送料量由PLC控制***，根据配方要求预先设定；按物料的特性，预热到设定温度50-180℃；在螺杆挤出机（4）内螺杆不同捏合块的作用下，使物料混合、熔融、剪切、改性，然后进入温度和压力调节器（5），使物料进一步混合、塑化，温度和压力调节器（5）内物料的温度控制在120--160℃；然后挤出进入成品罐（6），安装在其底部的螺杆泵（7）使产品进入灌装称重***（8），装入包装袋。

5.一种如权利要求l所述的高粘度沥青的使用方法，其特征在于，将袋装高粘度沥青放入到温度160℃的沥青熔化罐内，完全溶化后通过沥青泵，打入与之连接的沥青混凝土拌和楼的拌缸内，加入级配石料，即制成高粘度沥青混合料。

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