一种低温高分子树脂改性剂及改性沥青的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种低温高分子树脂改性剂及改性浙青的制备方法。
【背景技术】
[0002]传统意义上的浙青是由树脂包裹的浙青质分子团组成的胶体物质，它呈现出很强的油质状态（即石油质）。胶体分为溶胶（主要指液态密度）和冻胶（主要指固体密度），这取决于其成分间的平衡状态。对浙青来说，两种状态的平衡取决于浙青质和树脂间的相互作用，并受到外界温度的强烈影响。事实上，浙青温度的升高打破了其冻胶状态，使浙青分子团演变成溶胶状态。因而浙青的一个重要特性就是常温下呈现出固体或半固体，但随温度升高极易溶化。这一显著的热敏感性是浙青的最重要的特征，也是其主要弱点。事实上，浙青混合物应能够在全年不同的工作条件下保持其良好的性能。显著的热敏感性妨碍了浙青混合物在高温和低温时呈现出良好的性能，因而必须改进浙青的特性以提高产品性倉泛。
[0003]二十多年来，国际国内交通容量增长迅速，重型车辆在其中的比例也不断增长。面对现在和将来的繁重的交通容量，使用传统材料、按传统方法设计的高速公路和机场跑道的浙青路面的寿命将不断降低。为了提高浙青的产品性能，一个可行的方法就是选用某些高分子聚合体改变传统浙青的特性。
[0004]改性浙青的主要功用之一是提高浙青混合料在高温下的抵抗变形能力，而在其他温度下对浙青或浙青混合料的特性无不利作用。改性浙青通常具有如下几个特点：（1)优良的高温稳定性；（2)较好的低温抗裂和抗反射裂缝的能力；（3)粘结力及抗水损害能力增强；(4)具有较长的使用寿命。
[0005]不同种类的改性剂对浙青性能的改善作用是不一样的，一般地，树脂类材料改性后浙青的针入度下降、软化点上升，而延度变小。橡胶类材料改性后，浙青的针入度会有所降低，而延度与软化点都会上升；热塑性弹性体材料则具有良好的双向改性功能。对于浙青的改性机理，目前尚无定论，总结起来有以下几点：（1)聚合物与浙青的共混体的最佳状态：聚合物以离散相状态均匀分布在呈连续相的浙青介质中，这种结构类似于用级配理论中的骨架密实结构；（2)聚合物在浙青中会产生溶胀现象；(3)聚合物在浙青中的掺量存在一个临界值（即美国科学家Collins所称的临界掺量），达到临界掺量时，聚合物形成一种稳定而富有弹性的网络结构；当超过此值时，改性体系发生相变，聚合物由非连续相转化为连续相，浙青由连续相转化为非连续；在另一方面过高的掺量会大大增加改性成本而显得不经济。
[0006]现场改性因为改性浙青随生产随铺设，不会长期堆存，能保证改性浙青性能稳定，但生产环境一般不好，对生产方的技术和设备要求交高。工厂改性可以在改性浙青厂提前生产好，然后将其储存在浙青罐中，需要时再运输到施工现场。由于改性浙青不能长期储存，因此要加入稳定剂以保证其不离析。工厂改性的好处是在不需要改性浙青时工厂可以提前大量生产并储存，在大量需要时可以集中供货。但其也有须特别注意的，因为当长时间处于高温或低温储藏状态时，很多预处理过的改性浙青对温度的降低都十分敏感，在储存、运输、使用过程中的把握不好温度升降，将会对改性浙青的品质造成影响。
【发明内容】
[0007]本发明的目的是提供一种低温高分子树脂改性剂及改性浙青的制备方法，保证浙青的最佳使用状态。
[0008]本发明为达到上述技术目的，采取的技术方案是，一种低温高分子树脂改性剂及改性浙青的制备方法，其步骤为:A、将基质浙青从储罐或脱桶器中打入浙青升温罐中，升温至 100。。；
[0009]B、将升温后的基质浙青和主改性剂、辅助改性剂、改性剂按设计比例分别通过改性浙青设备上的计量泵和改性剂输送系统加入到改性浙青设备的搅拌罐1中，边加料边搅拌，进行化学和物理改性。这样搅拌罐1中就形成浙青和改性剂的聚合物浙青；
[0010]C、把罐1中的聚合物浙青打入罐2，再将搅拌罐2中的浙青混合物通过变频调速泵和胶体磨磨一遍打入到搅拌罐1中，如此反复3-6遍，即可得到加工好的改性浙青。磨的遍数是根据每磨一遍后，通过对磨后的改性浙青指标进行检验，以达到要求的遍数来决定的；
[0011]D、将加工好的改性浙青泵到带有搅拌器的改性浙青储存罐中，在储存的时候进行后期发育，即成为合格的改性浙青，一般后期发育需要1-2个小时左右。
[0012]E、在现场改性的情况下，发育罐和储存罐可共用一个罐。改性浙青储存罐可直接与拌和站相连，随用随抽。此时改性浙青的储存时间一般不要超过24小时，储存温度在100-130°C 左右。
[0013]所述的改性剂的构成为:稀释剂、固化物、偶联剂、高分子树脂、橡胶粉、塑料粉等。
[0014]在上述制备过程中，采用的主改性剂SBS选用岳阳石化4303(道改II号改进型)，含量3-3.2% ;辅助改性剂SBR，经过我们预先改性处理，含量1.5-2% ;改性剂的含量1.5-2%。，其构成如前所述。
[0015]如无特别说明，本发明中所述的百分比均为与基质浙青的质量百分比。
[0016]按照上述方法生产的浙青，比国家Ι-C标准要求更高，具体的指标设定为:软化点:> 75°C，5°C延度:> 35cm，针入度:90# 浙青:> 70,70# 沥青:> 55。
【具体实施方式】
[0017]下面，对本发明作进一步详述。
[0018]生产时必要的剪切次数只能通过实验室试验并在改性浙青设备加工的检测结果来确定。生产时浙青的温度也是非常关键的，一般要求最低温度为摄氏170°C，具体值取决于浙青的标号和添加高分子聚合体的百分比。在正常情况下生产改性浙青所需高分子聚合体的添加量应在4%到6%左右。
[0019]本复合改性方案为:
[0020]-主改性剂
[0021]SBS选用岳阳石化4303(道改II号改进型)，含量3-3.2% ；
[0022]——辅助改性剂SBR，经过我们预先改性处理，含量1.5-2% ；
[0023]——改性剂，专门为本技术配方研制，含量1.5-2%。。
[0024]SBS是目前广泛使用的、能基本适应各种地区气候环境条件的通用改性剂，其特点是能提供良好的高低稳性能，特别是高温性能突出，能大大提高浙青的软化点，防止路面高温时的软化拥包、车辙等损坏，并与浙青有很好相溶性和稳定性。SBR则具有突出的延展性和弹性恢复，有着非常好的低温性能，对冬季防止路面开裂等问题有非常好的效果；
[0025]由于SBS和SBR的相溶性不同，因此需要专门的助剂来促使其发生反应，更好地分散、溶和，并使其被打乱的高分子结构重新结合，形成织构态，这样就大大提高了浙青的各项性能。其反应温度在100°c以上。由此可见，采用此复合改性技术，可以同时提高高温和低温的性能，更适合温差大的气候特征，保证路面的质量和耐久性。
[0026]2、工艺流程
[0027]A、将基质浙青从储罐或脱桶器中打入浙青升温罐中，升温至100°C ；
[0028]B、将升温后的基质浙青和改性剂按设计比例分别通过改性浙青设备上的计量泵和改性剂输送系统加入到改性浙青设备的搅拌罐1中，边加料边搅拌，进行化学和物理改性。这样搅拌罐1中就形成浙青和改性剂的聚合物浙青；
[0029]C、把罐1中的聚合物浙青打入罐2，再将搅拌罐2中的浙青混合物通过变频调速泵和胶体磨磨一遍打入到搅拌罐1中，如此反复3-6遍，即可得到加工好的改性浙青。磨的遍数是根据每磨一遍后，通过对磨后的改性浙青指标进行检验，以达到要求的遍数来决定的；
[0030]D、将加工好的改性浙青泵到带有搅拌器的改性浙青储存罐中，在储存的时候进行后期发育，即成为合格的改性浙青，一般后期发育需要1-2个小时左右。
[0031]E、在现场改性的情况下，发育罐和储存罐可共用一个罐。改性浙青储存罐可直接与拌和站相连，随用随抽。此时改性浙青的储存时间一般不要超过24小时，储存温度在100-130°C 左右。
[0032]此改性浙青工艺设计的生产能力为200吨/天，除去气候、设备维修等因素影响，其实际生产改性浙青能力可达到250吨/天以上。按此规模要求，其相应设备配置为:1、改性浙青设备(12-15吨/小时)1台；2、30万大卡导热油炉3台；3、5_8吨/小时脱筒设备1-2个；4、50吨浙青升温罐1个；5、50吨改性浙青储存罐一个；6、浙青及改性浙青实验及检验仪器一套、电力:380V，三相，300KW以上，最好500KW。
【主权项】
1.一种低温高分子树脂改性剂，包括:主改性剂SBS选用岳阳石化4303，含量3-3.2%: 辅助改性剂SBR，经过我们预先改性处理，含量1.5-2%。；改性剂，该改性剂包括:稀释剂、固化物、偶联剂、高分子树脂、橡胶粉、塑料粉，含量1.5-2%。，上述百分比指的是与基质浙青的质量百分比。2.利用权利要求1制备改性浙青的制备方法，其特征在于: A、将基质浙青从储罐或脱桶器中打入浙青升温罐中，升温至100°C； B、将升温后的基质浙青和主改性剂、辅助改性剂、改性剂按设计比例分别通过改性浙青设备上的计量泵和改性剂输送系统加入到改性浙青设备的搅拌罐1中，边加料边搅拌，进行化学和物理改性。这样搅拌罐1中就形成浙青和改性剂的聚合物浙青； C、把罐1中的聚合物浙青打入罐2，再将搅拌罐2中的浙青混合物通过变频调速泵和胶体磨磨一遍打入到搅拌罐1中，如此反复3-6遍，即可得到加工好的改性浙青。磨的遍数是根据每磨一遍后，通过对磨后的改性浙青指标进行检验，以达到要求的遍数来决定的； D、将加工好的改性浙青泵到带有搅拌器的改性浙青储存罐中，在储存的时候进行后期发育，即成为合格的改性浙青，一般后期发育需要1-2个小时左右； E、在现场改性的情况下，发育罐和储存罐可共用一个罐。改性浙青储存罐可直接与拌和站相连，随用随抽。此时改性浙青的储存时间一般不要超过24小时，储存温度在100-130°C 左右。
【专利摘要】本发明涉及一种低温高分子树脂改性剂，主改性剂SBS选用岳阳石化4303，含量3-3.2％：辅助改性剂SBR，经过我们预先改性处理，含量1.5-2‰；改性剂，该改性剂包括：稀释剂、固化物、偶联剂、高分子树脂、橡胶粉、塑料粉，含量1.5-2‰，上述百分比指的是与基质沥青的质量百分比。以及利用该低温高分子树脂改性剂制备改性沥青的方法。按照上述方法生产的沥青，比国家I-C标准要求更高，具体的指标设定为：软化点：＞75℃，5℃延度：＞35cm，针入度：90#沥青：＞70，70#沥青：＞55。
【IPC分类】C08L53/02, C08L9/06, C08L95/00
【公开号】CN105368076
【申请号】CN201410441673
【发明人】吕刚, 冯海波
【申请人】吕刚, 冯海波
【公开日】2016年3月2日
【申请日】2014年9月2日