一种sbs改性沥青及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种SBS改性沥青及其制备方法，属于道路材料技术领域。
【背景技术】
[0002] 沥青作为一种复杂的高分子碳氢化合物，在一定温度与荷载作用下表现为典型的 弹-粘-塑性，并且在高温与紫外线照射下会产生老化现象。在沥青中加入改性剂生产的 聚合物改性沥青可改善沥青混合料在高温下的路用性能，在众多的聚合物改性沥青中，以 SBS改性剂生产的改性沥青以其优越的高温抗车辙、低温抗开裂、抗疲劳性能及优异的弹性 恢复能力得到了广泛推广和应用，成为改性沥青中的主流产品。
[0003]SBS改性剂是一种热塑性弹性体，是以苯乙烯、丁二烯为单体，采用阴离子聚合制 得的线型或星型的三嵌段共聚物。其中聚苯乙烯链段（PS)给改性材料提供足够的强度；聚 丁二烯链段（PB)给材料提供了特别好的弹性性能。SBS改性沥青在提高基质沥青强度的 同时，也改善了其弹性恢复性能，在实际工程中得到了越来越广泛的应用。目前较常应用的 SBS按照嵌段比不同主要包含三种：S/B20/80,S/B30/70,S/B40/60。
[0004]然而由于SBS改性剂与基质沥青属热力学不稳定体系，在改性沥青生产过程中存 在SBS改性剂与基质沥青难相容而发生分层、凝聚或离析等现象，尤其当基质沥青中芳香 分含量较低时，SBS改性剂与基质沥青的相容性问题更加凸显，SBS改性剂因无法吸收充足 的芳香分发生完全溶胀反应，使得在改性沥青生产过程中SBS改性剂加入量较大，且产品 较难符合指标要求。
[0005] 这是因为SBS改性剂中聚苯乙烯链段（PS)和聚丁二烯链段（PB)在改性沥青中所 发挥的作用是相互均衡的，当基质沥青芳香分含量较低时，利用嵌段比为30/70或40/60的 SBS改性剂，含量较高的苯乙烯链段无法得到充分的溶胀，且苯乙烯链段较强的物理交联作 用对材料的延伸性能存在不利影响，造成产品低温性能差，长期储存分层现象；利用嵌段比 为20/80的SBS改性剂，由于苯乙烯链段含量较低而得到充分的溶胀，改善了基质沥青与 改性剂的相容性，但此时低含量的苯乙烯嵌段的物理交联作用不足以维持SBS改性沥青网 状结构的强度，造成产品高温性能较差，SBS添加量较高的现象，同时增加了产品成本；常 用改性剂复配的方式，即选用S/B30/70和S/B20/80SBS进行复配，以寻求产品的最佳指 标，此方法在一定程度上缩短了生产周期，改善了改性沥青性能，但存在操作复杂，效果有 偏差，成本较高，使用量仍较大的现象。
【发明内容】
[0006]本发明的目的是提供一种SBS改性沥青及其制备方法，本发明SBS改性沥青既具 有优良的高温性能又优良的低温性能，其制备方法生产周期短、成本低。
[0007]本发明提供的SBS改性沥青由下述重量份数的组分制成：
[0008]基质沥青65~95份；
[0009] 改性剂2. 0~5. 0份；
[0010] 相容剂1.0~3.0份；
[0011] 稳定剂0.1~0.4份。
[0012] 本发明SBS改性沥青可有下述重量分数的组分制成：
[0013] 基质沥青65~95份，具体可为80份；
[0014] 改性剂3. 4~4. 0份，具体可为3. 4份、3. 7份或4. 0份；
[0015] 相容剂1. 0~1. 5份，具体可为1. 0份、1. 3份或1. 5份；
[0016] 稳定剂0. 2~0. 25份，具体可为0. 20份、0. 22份或0. 25份。
[0017] 上述的改性沥青，所述基质沥青为天然沥青或石油沥青；
[0018] 所述基质沥青在25°C下的针入度为50~1101/10mm。
[0019] 上述的改性沥青，所述改性剂为嵌段共聚物。
[0020] 本发明中，所述改性剂的分子量为8~20万。
[0021] 上述的改性沥青，所述嵌段共聚物为聚苯乙烯链段和聚丁二烯链段混合组成的 SBS改性剂；所述SBS改性剂可为星型SBS改性剂或线型SBS改性剂，采用阴离子聚合方式 聚合而成，具体嵌段方式可为聚苯乙烯-聚丁二烯-聚苯乙烯，阴离子的引发剂为正丁基 锂、六亚甲基亚胺基锂或氮锂（N~Li)。
[0022] 上述的改性沥青，所述聚苯乙烯链段与所述聚丁二烯链段的嵌段质量比为1 : 2. 4~3. 9,具体可为1 :3。
[0023] 上述的改性沥青，所述相容剂为减三糠醛抽出油、减三线油、减四线油、催化油浆 或胶质，所述相容剂富含芳香分的物质。
[0024] 上述的改性沥青，所述稳定剂为含硫稳定剂或无硫稳定剂；
[0025] 所述含硫稳定剂为HMD稳定剂或工业级硫磺粉；所述无硫稳定剂为氧化锌、多聚 磷酸或马来酸酐；HMD稳定剂可为商购于东营润丰博越石油技术有限公司的HMD-1稳定剂。
[0026] 本发明中所述含硫稳定剂为至少一种含有硫单质和/或含硫化合物组成；所述无 硫稳定剂为不包含硫单质或含硫化合物。
[0027] 本发明还提供了上述的改性沥青的制备方法，包括如下步骤：
[0028]1)将所述基质沥青、所述相容剂和所述改性剂混合，使所述改性剂分散于所述基 质沥青中，然后进行改性反应，得到混合物；
[0029] 2)将所述混合物和所述稳定剂混合，经搅拌、发育，即得到所述SBS改性沥青。
[0030] 上述的制备方法，步骤1)中，所述混合的温度为100~170°C，时间为0. 5~ 1.Oh；
[0031] 所述改性反应的温度为180~200°C，时间为0. 5~3h，所述改性反应采用剪切机 剪切，剪切的速度为1500~4000r/min。
[0032] 上述的制备方法，步骤2)中，所述发育的温度为170~190°C，时间为2~10h;
[0033] 所述发育的过程采用搅拌机搅拌，搅拌机的转速为600~2000r/min。
[0034] 本发明中，所述SBS改性沥青的软化点大于70°C，其25°C针入度为40~600. 1mm， 5°C延度大于27cm，老化后延度大于16cm，48h离析（软化点差）不大于2. 5°C。
[0035] 本发明具有以下优点：
[0036] 1、本发明采用的改性剂与30/70嵌段比的改性剂相比，提高了提高产品低温性 能，5°C延度可提高40%以上，5°C老化后延度可提高30%以上，产品发育时间可由7~10h 缩短至4~6h，生产量提高50-80 %。
[0037] 2、本发明中采用的改性剂与20/80改性剂相比可提高产品高温性能，软化点提高 比例达7%以上。
[0038] 3、本发明制备方法降低了 15%以上的改性剂的使用量，成本降低约100元/吨以 上，节约制备成本。
[0039]4、本发明制备方法技术成熟、简单易行，便于操作，适用于工业化生产。
【具体实施方式】
[0040] 下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。
[0041] 下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
[0042] 下述实施例中，LG505S改性剂购于天津乐金渤天化学有限责任公司；YH796改性 剂购于中国石油化工股份有限公司巴陵分公司；HMD-1稳定剂购于东营润丰博越石油技术 有限公司。
[0043]实施例1、SBS改性沥青的制备
[0044] 将800g中海油绥中36-170号重交沥青在130~150°C熔化，将15g减三线糠醛抽 出油加入到熔融沥青中，再将其加热到160~170°C，加入40gLG505S改性剂，该改性剂为 线型SBS改性剂，聚苯乙烯链段与聚丁二烯链段的嵌段比为25 :75,分子量为11~13万， 并开始用剪切机高速剪切，剪切的速度为1500~4000r/min，继续升温至180~200 °C，持 续剪切2h，降低温度至170~190°C，转为搅拌机搅拌，加入2. 5gHMD-1稳定剂，该稳定剂 为含硫稳定剂，持续搅拌，搅拌机的转速为800~1300r/min，发育6h，使样品充分混合分散 均勾，制得改性沥青