CN103589177A

CN103589177A - 一种特种sbs改性沥青及其制备方法

Info

Publication number: CN103589177A
Application number: CN201310603068.4A
Authority: CN
Inventors: 雷勇; 夏强斌; 张金钧; 孙剑飞; 王涛
Original assignee: ZHONGHAI ASPHALT (TAIZHOU) CO Ltd
Current assignee: ZHONGHAI ASPHALT (TAIZHOU) CO Ltd
Priority date: 2013-11-25
Filing date: 2013-11-25
Publication date: 2014-02-19

Abstract

本发明涉及一种特种SBS改性沥青及其制备方法，由基质沥青、线型SBS、相容剂、稳定剂和增延剂组成，所述线型SBS重量为基质沥青重量的4.0%~6.0%，优选为4.6%~5.2%，相容剂重量为基质沥青重量的2.0%~3.0%，稳定剂重量为基质沥青重量的0.2%~0.3%，增延剂重量为基质沥青重量的0.3%~0.5%；其制备方法为：（1）将基质沥青加热至180℃~190℃；（2）将线型SBS、相容剂和增延剂同时加入到基质沥青中，采用高速剪切机剪切分散成30min~50min；（3）溶胀90min~120min；（4）加入稳定剂，发育400min~600min。本发明得到的特种SBS改性沥青具有低针入度、高软化点、高延度和高粘度的特点。

Description

一种特种SBS改性沥青及其制备方法

技术领域

本发明涉及石油化工领域，尤其是一种特种SBS改性沥青及其制备方法。

背景技术

石油沥青是石油加工减压蒸馏后的残留物，高温下易***、低温下易变脆，SBS改性沥青具有优良的高温抗车辙、低温抗开裂能力，主要应用于高速公路的上面层、重交通及超载车较多的路段等高等级路面，基于以上优异的路用性能，SBS改性沥青成为改性沥青中的主流产品，随着国家对沥青路面质量要求的逐年提高，对SBS改性沥青的的抗车辙能力、低温抗裂性能及粘聚力均提出了更高的要求，要求SBS改性沥青有更高的软化点、5℃延度和60℃粘度。

中国专利CN1569964是采用星型SBS和线型SBS组合物作为改性剂，用量为沥青重量的2.0%~10.0%，交联剂用量为沥青重量的0.05%~1.0%；星型SBS和线型SBS的重量配比为50:50~100:0。针入度（25℃，100g，5s）：64（0.1mm）、66（0.1mm）；软化点：70.5℃、75℃，无60℃粘度测试结果。针入度偏大，软化点偏低。

中国专利CN101962482 A是采用70号基质沥青、线型SBS（苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物）、增溶剂和稳定剂为原料，采用胶体磨研磨两次制备SBS改性沥青；其中，线型SBS质量为基质沥青质量的3.6%~4.2%，增溶剂质量为基质沥青质量的2.0%~3.0%，稳定剂质量为基质沥青质量的0.16%~0.18%。此专利提供的SBS改性沥青的物理指标为：针入度（25℃，100g，5s）：61（0.1mm）~75（0.1mm）；软化点：61.5℃~84℃。针入度偏大，软化点偏低。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种特种SBS改性沥青及其制备方法。本发明主要是针对提升沥青路面高温抗车辙、低温抗开裂的能力，开发具有高软化点、高5℃延度和高60℃粘度的特种SBS改性沥青及其制备方法。

为达到以上目的，本发明采用了以下技术方案：一种特种SBS改性沥青，由基质沥青、线型SBS、相容剂、稳定剂、增延剂组成；所述线型SBS重量为基质沥青重量的4.0%~6.0%，相容剂重量为基质沥青重量的2.0%~3.0%，稳定剂重量为基质沥青重量的0.2%~0.3%，增延剂重量为基质沥青重量的0.3%~0.5%；

其制备方法，包括如下步骤：

（1）加热：将基质沥青加热至180℃~190℃；

（2）剪切：将线型SBS、相容剂和增延剂同时加入到基质沥青中，采用高速剪切机剪切分散成30min~50min；

（3）溶胀：将上述原料溶胀90min~120min；

（4）发育：加入稳定剂，发育400min~600min。

本发明所述合适的线型SBS重量为基质沥青重量的4.6%~5.2%；所述的基质沥青为70号重交沥青；所述的线型SBS平均分子量为11~15万；所述的相容剂为环烷基馏分油或环烷基橡胶油；所述的稳定剂为无机硫、有机硫化合物和橡胶粉的混合物；所述的增延剂为丁苯橡胶与橡胶粉的混合物；所述的加料顺序为先加入线型SBS、相容剂和增延剂，再加入稳定剂；所述的剪切温度和搅拌温度均为180℃~190℃。

采用以上技术方案后，本发明制备的SBS改性沥青具有优异的高、低温性能和粘结性能，达到交通部JTG F40-2004产品规范要求，并具有较高的软化点、延度和粘度。

本发明中的改性剂能够提高沥青在高温下的韧性和低温下的柔性，相容剂与沥青、改性剂均有良好的相容性，能够渗透进入改性剂中，对改性剂和沥青起到物理增容的作用。加入稳定剂会使改性剂发生交联反应，形成稳定的空间网络结构，对改性剂和沥青起到化学增容的作用，增延剂能够有效提高SBS改性沥青的延度。本发明制备的SBS改性沥青具有优良的高、低温性能和粘结性能。

本发明SBS改性沥青的优点是：

（1）本发明SBS改性沥青所采用的原料均为大宗工业产品，易得且价格合理。沥青为符合JTG F40要求的70号重交沥青，改性剂为线型SBS，相容剂为环烷基馏分油或环烷基橡胶油，稳定剂为无机硫、有机硫化合物和橡胶粉的混合物，增延剂为丁苯橡胶与橡胶粉的混合物。

（2）该SBS改性沥青制备方法采用搅拌-剪切-溶胀-发育的制备流程，温度为180℃～190℃，操作简单易行。本发明SBS改性沥青没有特殊的设备要求及特别的方法，简单易行，适于大规模工业化生产。

（3）本发明制备的SBS改性沥青具有优异的高、低温性能和粘结性能，具有很高的软化点、延度和粘度，达到交通部JT/G F40-2004产品规范要求。

具体实施方式：

下面结合实施例对本发明作进一步描述，这些实施例仅用于例证的目的，不限制本发明的范围，同时本领域普通技术人员根据本发明所做的显而易见的改变和修改也包含在本发明范围之内。

实施例1

以中海沥青（泰州）有限责任公司生产的AH-70沥青为原料（性质见表1），称取800g沥青、16g相容剂、38gSBS，2g稳定剂，3g增延剂；将基质沥青加热至183℃，SBS、相容剂和增延剂同时加入到基质沥青中，采用高速剪切机剪切分散30min，溶胀90min，加入稳定剂发育420min，即制得SBS改性沥青（性质见表2）。

实施例2

以中海沥青（泰州）有限责任公司生产的AH-70沥青为原料（性质见表1），称取800g沥青、20g相容剂、40gSBS，2g稳定剂，3.2g增延剂；采用与实例1相同的操作条件制备SBS改性沥青（性质见表2）。

实施例3

以中海沥青（泰州）有限责任公司生产的AH-70沥青为原料（性质见表1），称取1200g沥青、33g相容剂、60gSBS，3g稳定剂，5.3g增延剂；将基质沥青加热至187℃，SBS、相容剂和增延剂同时加入到基质沥青中，采用高速剪切机剪切分散40min，溶胀100min，加入稳定剂发育500min，即制得SBS改性沥青（性质见表2）。

以下对比例SBS改性沥青的组成、制备方法和测试数据均来自中国专利CN101962482 A的实施例，仅作对比之用。

对比例1

（1）加热70号基质沥青5kg，使其实际温度达到加工许可温度175℃~185℃，加入1号罐；

（2）在加入沥青量铺满铺满罐底时，同时加入线型SBS改性剂200g，并进行搅拌，搅拌温度维持在175℃~185℃；

（3）搅拌完全后，将步骤（2）中得到的混合物送入胶体磨，同时向胶体磨中持续泵入昆仑牌KA480（芳香基橡胶油）100g和硫磺粉末8g，研磨后连续泵入2号搅拌罐中；1号罐中的沥青完全进入2号搅拌罐后，将2号搅拌罐中的改性沥青再次通过胶体磨研磨后泵入贮存罐种，得到SBS改性沥青；所述研磨过程中，2号搅拌罐持续进行搅拌直至沥青完全进入贮存罐中，1号搅拌罐持续进行搅拌直至沥青完全进入2号搅拌罐中。

对比例2

（1）在1号搅拌罐中加热70号基质沥青200kg，使其实际温度达到加工许可温度175℃~185℃，加入1号搅拌罐中；

（2）在加入沥青量为总量的一半时，同时加入线型SBS改性剂720g，并进行搅拌，搅拌温度维持在175℃~185℃；

（3）搅拌完全后，将步骤（2）中得到的混合均匀的沥青通过管道送入胶体磨种，同时向胶体磨中持续泵入昆仑牌KN4006（环烷基橡胶油）600g和硫磺粉36g，研磨后连续泵入2号搅拌罐中；1号罐中的沥青完全进入2号搅拌罐后，将2号搅拌罐中的改性沥青再次通过胶体磨研磨后泵入贮存罐种，得到SBS改性沥青；所述研磨过程中，2号搅拌罐持续进行搅拌直至沥青完全进入贮存罐中，1号搅拌罐持续进行搅拌直至沥青完全进入2号搅拌罐中。

试验检测是按照交通部JTG F40-2004的测试方法进行检测。由表2可见，本发明制备的SBS改性沥青满***通部JTG F40-2004的技术要求，并且在软化点、粘度等关键指标表现出优异的性能。由于专利CN101962482 A的针入度超出本发明实施例的规范对比范围，故延度无法与专利CN101962482 A做对比。本发明实施例1~实施例3制备的特种SBS改性沥青的延度远高于JTG F40-2004规范的要求值。

表1 实施例中所用AH-70沥青性质

Figure 2013106030684100002DEST_PATH_IMAGE001

表2 实施例与对比例制备的SBS改性沥青性质

项目	实施例1	实施例2	实施例3	对比例	JTG F40-2004要求值
						软化点/℃	79	85	81	61.5-84	≥60
5℃延度/cm	29	31	30	38	≥20
						针入度/0.1mm	56	54	55	61~75	40-60
60粘度℃/Pa·S	>20000	>20000	>20000	>13000	-

从表2数据可以看出，采用以上配方和制备方法制备的SBS改性沥青的各项指标均能达到交通部JTG F40-2004产品规范要求，并具有低针入度、高软化点、高延度和高粘度。

Claims

1.一种特种SBS改性沥青，其特征在于：该特种SBS改性沥青由基质沥青、线型SBS、相容剂、稳定剂、增延剂组成；所述线型SBS重量为基质沥青重量的4.0%~6.0%，相容剂重量为基质沥青重量的2.0%~3.0%，稳定剂重量为基质沥青重量的0.2%~0.3%，增延剂重量为基质沥青重量的0.3%~0.5%；

其制备方法，包括如下步骤：

（1）加热：将基质沥青加热至180℃~190℃；

（3）溶胀：将上述原料溶胀90min~120min；

（4）发育：加入稳定剂，发育400min~600min。

2.根据权利要求1所述的一种特种SBS改性沥青，其特征在于：所述合适的线型SBS重量为基质沥青重量的4.6%~5.2%。

3.根据权利要求1所述的一种特种SBS改性沥青，其特征在于：所述的基质沥青为70号重交沥青。

4.根据权利要求1所述的一种特种SBS改性沥青，其特征在于：所述的线型SBS平均分子量为11~15万。

5.根据权利要求1所述的一种特种SBS改性沥青，其特征在于：所述的相容剂为环烷基馏分油或环烷基橡胶油。

6.根据权利要求1所述的一种特种SBS改性沥青，其特征在于：所述的稳定剂为无机硫、有机硫化合物和橡胶粉的混合物。

7.根据权利要求1所述的一种特种SBS改性沥青，其特征在于：所述的增延剂为丁苯橡胶与橡胶粉的混合物。

8.根据权利要求2所述的一种特种SBS改性沥青的制备方法，其特征是：所述的加料顺序为先加入线型SBS、相容剂和增延剂，再加入稳定剂。

9.根据权利要求2所述的一种特种SBS改性沥青的制备方法，其特征是：所述的剪切温度和搅拌温度均为180℃~190℃。