专利名称：一种高性能sbs改性沥青及其制备方法
技术领域：
本发明涉及道路建设用改性沥青材料，具体为一种高性能的SBS改性沥青及其制备方法。
背景技术：
添加共聚物用来改善沥青的性能已有几十年历史。苯乙烯丁二烯三嵌段共聚物SBS是目前最常用的一种用于改善沥青性能的共聚物。
US4145322公开了一种制备SBS(即为苯乙烯丁二烯三嵌段共聚物)改性沥青的方法，加热沥青到130-230C的温度下，加入低分子量的SBS，SBS为沥青重量的2％-20％，以硫磺作为交联剂。这一技术的缺点在于没有利用高速剪切设备或胶体磨，混合所需的时间较长，且较长的混合时间会影响改性沥青的性能，同时对于分子量较大的SBS，如分子量大于25万的星型SBS，如果采用一般的搅拌而不采用高速剪切设备或胶体磨，SBS很难与沥青均匀混合。
US5371121公开了一种制备SBS改性沥青的方法，它只加入0.015-0.075％的硫磺。该方法由于硫磺掺量太低，所用的SBS掺量很高，且SBS改性沥青的存贮稳定性也不好。
以上均是加入单一的SBS材料对沥青进行改性。
随着SBS改性沥青的广泛使用，对SBS改性沥青的要求也越来越高，主要体现在要求SBS改性沥青有很好的存贮稳定性，较高的软化点(多数高等级公路工程要求高于60℃以上，很多工程要求软化点高于70℃以上，甚至有部分工程要求软化点高于80℃以上)，较好的低温延度(规范要求老化后的5℃延度大于15cm，很多工程上要求大于20cm)，此外还希望SBS改性沥青135℃粘度越低越好，以利于施工。
采用线型普通分子量的SBS制备改性沥青，在达到较高软化点(如70℃)以上时，一般会需要较高的掺量，才能同时满足低温延度的要求；如果使用较高的硫磺用量，虽然降低SBS的掺量同时得到较高的软化点，但低温延度就不能达标，同时135℃粘度就可能过大；此外在采用较低分子量的SBS制备的改性沥青，其低温延度往往也只能刚好达标，如果工程上提出要求高于规范要求(如软化点大于75C，老化后5℃延度大于20cm)，则在生产中常常出现不能同时达到要求的情况。此外由于采用了较高的SBS掺量，SBS改性沥青的成本很高，SBS改性沥青的存贮稳定性会由于SBS掺量较高有时难以存贮稳定。
发明内容
本发明的目的在于提出一种软化点高、低温延度佳、存贮稳定性好、SBS掺量低的道路用改性沥青及其制备方法。
本发明提出的道路用改性沥青材料，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％，较好的为2.5％-6％，交联剂采用结晶硫、活性硫、硫磺给予体和“象征”给硫交联体中的一种或一种以上的混合物，用量为沥青重量的0.05％-1.0％，较好的为0.076％-0.5％；星形SBS和线型SBS的重量配比为50∶50-100∶0，较好的为51∶49-99∶1。
本发明所用的沥青为各种石油沥青。
本发明所用的SBS是指苯乙烯丁二烯三嵌段共聚物。星型SBS为大分子量SBS，其平均分子量在25万到50万之间，较好在30.5-50万之间；线型SBS为低分子量SBS，平均分子量为5万到25万，较好的为10-20万。
本发明所用的活性硫是硫磺粉、胶体硫或其混合物。
本发明的改性沥青材料其生产工艺过程如下先将沥青加热到130-220℃，至完全流动，然后把星型SBS和线型SBS两种组合的SBS加入到沥青中，使用高速剪切设备或胶体磨混合5-120分钟，然后采用普通的搅拌设备搅拌5-360分钟；加入交联剂，搅拌15-720分钟，即得改性沥青。将制备好的改性沥青还可以继续在130-200℃放置10-1440分钟，以使其交联反应进一步完成。
本发明通过使用大分子量的星型SBS作为改性剂，或与线型SBS组合使用，只需要加入较低的掺量，就可以使改性沥青有很高的软化点，一般高于65℃。同时有良好的低温延度，如老化后5℃的延度大于15cm。由于SBS掺量很低，因此其存贮稳定性也很好，同时135℃粘度比一般的SBS改性沥青粘度低，有利于施工。
具体实施例方式
下面通过实施例对本发明作进一步说明，但不是限制本发明的范围。
实施例1将500g壳牌90#沥青放在一个1升的烧杯中，将沥青加热到180℃，然后将16.5gSBS(PB-511，台湾奇美实业股份有限公司生产，平均分子量为36.5万)加入到沥青中采用高速剪切乳化机在5000转/min下混合20分钟，再将烧杯及烧杯中的东西移到一个强力搅拌机中在200转/min条件下搅拌20分钟，再在一分钟内缓慢加入0.5克的硫磺粉，继续搅拌30分钟，将沥青放入163C的烘箱中放置60分钟，得到改性沥青，性质见表1对比例1
将500g壳牌90#沥青放在一个1升的烧杯中，将沥青加热到180℃，然后将16.5gSBS(PB-5301，台湾奇美实业股份有限公司生产，平均分子量为18.5万)加入到沥青中采用高速剪切乳化机在5000转/min下混合20分钟，再将烧杯及烧杯中的东西移到一个强力搅拌机中在200转/min条件下搅拌20分钟，再在一分钟内缓慢加入0.55克的硫磺粉，继续搅拌30分钟，将沥青放入163C的烘箱中放置60分钟，得到改性沥青，性质见表1实施例2将500g壳牌90#沥青放在一个1升的烧杯中，将沥青加热到180℃，然后将12gSBS(PB-511，台湾奇美实业股份有限公司生产，平均分子量为36.5万)和5.5gSBS(PB-5301，台湾奇美实业股份有限公司生产，平均分子量为18.5万)分别加入到沥青中采用高速剪切乳化机在5000转/min下混合20分钟，再将烧杯及烧杯中的东西移到一个强力搅拌机中在200转/min条件下搅拌20分钟，再在一分钟内缓慢加入0.55克的硫磺粉，继续搅拌30分钟，将沥青放入163C的烘箱中放置60分钟，得到改性沥青，性质见表1对比例2将500g壳牌90#沥青放在一个1升的烧杯中，将沥青加热到180℃，然后将5.5gSBS(PB-511，台湾奇美实业股份有限公司生产，平均分子量为36.5万)和12gSBS(PB-5301，台湾奇美实业股份有限公司生产，平均分子量为18.5万)分别加入到沥青中采用高速剪切乳化机在5000转/min下混合20分钟，再将烧杯及烧杯中的东西移到一个强力搅拌机中在200转/min条件下搅拌20分钟，再在一分钟内缓慢加入0.55克的硫磺粉，继续搅拌30分钟，将沥青放入163C的烘箱中放置60分钟，得到改性沥青，性质见表1表1
从表1可以看出，本发明的实施例1、实施例2全部满足我国规定的道路用改性沥青规范要求(即《公路改性沥青路面施工技术规范》JTJ036-98；与对比例1相比，实施例1的改性沥青的软化点要高出很多，表明其高温性能明显优于对比例1，老化前后的低温延度大于对比例1，表明低温性能也优于对比例1；同样，与对比例2相比，实施例2的改性沥青的软化点要高出很多，表明其高温性能明显优于对比例2，实施例2老化前后的低温延度大于对比例2的延度，表明低温性能也优于对比例1。对比例1、2的老化后的低温延度不能满足规范要求的最小15cm的要求。
权利要求
1.一种SBS改性沥青材料，其特征在于采用星型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％，交联剂采用结晶硫、活性硫、硫磺给予体和“象征”给硫交联体中的一种或一种以上的混合物，用量为沥青重量的0.05％-1.0％；星形SBS和线型SBS的适量配比为50∶50--100∶0；这里SBS为苯乙烯丁二烯三嵌段共聚物，星型SBS平均分子量在25万到50万，线型SBS为5万到25万。
2.根据权利要求1所述的SBS改性沥青材料，其特征在于所用改性剂星型SBS的平均分子量30.5-50万。
3.根据权利要求1所述的SBS改性沥青材料，其特征在于星型SBS和线型SBS的重量配比为51∶49--99∶1。
4.根据权利要求1所述的SBS改性沥青材料，其特征在于SBS的用量为沥青重量的2.5-6.0％。
5.根据权利要求1所述的SBS改性沥青材料，其特征在于交联剂的用量为沥青重量的0.076-0.5％。
6.根据权利要求1所述的SBS改性沥青材料，其特征在于活性硫是硫磺粉、胶体硫或其混合物。
7.一种如权利要求1所述SBS改性沥青材料的制备方法，其特征在于具体步骤如下先将沥青加热到130-220℃，至完全流动，然后把星型SBS和线型SBS两种组合的SBS加入到沥青中，使用高速剪切设备或胶体磨混合5-120分钟，然后采用普通的搅拌设备搅拌5-360分钟，加入交联剂，搅拌15-720分钟。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于对于改性沥青继续在130-200℃条件下放置10-1440分钟。
全文摘要
本发明为一种SBS改性沥青材料，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％；星形SBS和线型SBS的重量配比为50∶50－100∶0。由本发明可以用较低的SBS掺量制得的改性沥青材料的软化点高于60℃，且具有良好的低温延度，存贮稳定性也很好，各项技术性能均满足国家规定的道路用改性沥青指标。
文档编号C08L95/00GK1569964SQ0314180
公开日2005年1月26日 申请日期2003年7月24日 优先权日2003年7月24日
发明者黄卫东 申请人:上海群康沥青科技有限公司