高性能改性沥青及其制备方法和装置制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种高性能改性沥青及其制备方法和装置，以重量百分比计，原料组成如下：基质沥青70-80％，布敦岩沥青20-30％，其中所述布敦岩沥青中沥青含量为20-30％。本发明吸附在岩石材料表面能力高，具有良好的抗剥落性能，软化点抗车辙能力高，抗拉力，抗老化氧化性能、抗水损坏能力和抗微生物侵蚀作用强，提高公路的行车舒适度，延长公路使用寿命，环保，耐候性好和成本低，具有良好的推广应用价值。
【专利说明】高性能改性沥青及其制备方法和装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种高性能改性浙青，特别涉及一种高性能改性浙青及其制备方法和装置。【背景技术】
[0002]近年来，中国社会经济的迅猛发展带来了交通动输需求的快速增长，普通浙青路面通车不久就出现严重的破坏，如低温开裂、车辙、水损害、坑槽等，造成了严重的危害。并且平时的普通浙青混凝土路面和SBS改性路面(苯乙烯)在经过长时间和车辆长期磨耗下要求番修或改造，原来的路面已老化，只能铲除丢掉，就要造成大面积的场地堆放或填埋，这样就造成环境污染。
[0003]天然浙青作为浙青的一种，具有性质稳定，相容性好，价格低廉。天然岩浙青改性研究结果表明，其具有抗剥离、抗老化、高温抗车辙、耐久的特点，这决定了岩浙青将具有广阔的研发空间和市场潜力。
[0004]布敦岩浙青作为天然浙青一种，简称BRA，是由于石油不断地从地壳中冒出存在于山体、岩石裂隙中，经长期蒸发凝固而形成的天然浙青。BRA经过粉碎后形成微细颗粒，呈浅褐色，其余为石灰岩类矿物质。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是提供一种高性能改性浙青及其制备方法和装置，生产出的改性浙青具有良好的抗剥落性能，软化点抗车辙能力高，抗拉力，抗老化氧化性能和抗水损坏，提高公路的行车舒适度，延长公路使用寿命，耐候性好，环保再生，成本低。
[0006]本发明所述的高性能改性浙青，以重量百分比计，原料组成如下:`[0007]基质浙青:70-80 %，布敦岩浙青20-30%，其中所述布敦岩浙青中浙青含量为20-30%。
[0008]以重量百分比计，高性能改性浙青原料组成优选为基质浙青:80%,布敦岩浙青20%。
[0009]基质浙青优选为基质浙青SK-70。基质浙青SK-70的生产厂家为韩国SK集团。
[0010]所述布敦岩浙青粉末研磨后的平均粒径为60-200目。
[0011]布敦岩浙青，即BRA中的矿物质很细，具有很好的吸收浙青的能力，能够加强浙青与矿料的粘附作用，起到一种活性剂的作用。
[0012]布敦岩浙青中，氮元素以官能团形式存在，使布敦岩浙青具有很强的浸润性和对自由氧化基的高抵抗性，其他元素的官能团及侧链与氮元素的官能团的共同作用更增强了布敦岩浙青的浸润性和对自由氧化基的高抵抗性。使得浙青粘度增大，抗氧化性增强，特别是集料的粘附性及抗剥离性得到明显改善。与有机胺类抗剥离剂相比，其抗水损坏能力更稳定而耐久。
[0013]布敦岩浙青作为主要的原材料，布敦岩中的浙青化学结构与浙青相近，与浙青相容性非常好，能够和基质浙青形成“互穿立构网格”。
[0014]本发明中,基质浙青充当一个媒介的作用，使得浙青的性能得到改善。[0015]本发明所述的高性能改性浙青的制备方法，包括如下步骤:
[0016](I)将基质浙青加热到160 - 180°C,送到调衆罐中；
[0017](2)在搅拌的过程中将布敦岩浙青加入调浆罐内进行浙青改性；
[0018](3)改性浙青混合搅拌20 - 30分钟后，进行研磨循环，再一次混匀后得成品，进入储存罐搅拌循环储存。
[0019]本发明所述的制备高性能改性浙青的装置，包括调浆罐，调浆罐上端一侧设置浙青输送带，另一侧设置第一浙青管道，第一浙青管道上设置第一导热油管，调浆罐下端通过第二浙青管道连接研磨机，研磨机通过第四浙青管道与储存罐上端连接，第四浙青管道上设置第二导热油管，储存罐上端和下端通过第五浙青管道连通，第五浙青管道上设置第三浙青泵，第三浙青泵通过第六浙青管道连接浙青罐；靠近储存罐底端的第五浙青管道上设置第九导热油管，靠近储存罐顶端的第五浙青管道上设置第十导热油管；储存罐一侧设置第七导热油管和第八导热油出管，调浆罐中部设置第三导热油管和第四导热油管，第三导热油管与第一浙青管道连通，第四导热油管与第二浙青管道连通；
[0020]其中，所有导热油管道均为单层管道，所有浙青管道均为双层管道。
[0021]所有导热油管道均为单层管道，所有浙青管道为带导热油保温的双层管道，内层为浙青通道，外城为导热油通道，导热油起到保温的作用。
[0022]调浆罐上端设置第一电机；储存罐上端设置第二电机。
[0023]所有导热油管上均设置 截止阀，所有浙青管道上均设置浙青旋塞阀。
[0024]调浆罐下端设置第三浙青管道通过并列的第五导热油管和第六导热油管与第二浙青管道连通，第五导热油管和第六导热油管之间的第三浙青管道上设置第二浙青旋塞阀；第五导热油管和第六导热油管之间的第二浙青管道设置第一浙青旋塞阀。
[0025]第一浙青管道上设置第一浙青泵；第四浙青管道上设置第二浙青泵。
[0026]第三浙青管道为浙青排污管道，为双层管。
[0027]靠近储存罐底端位置的第五浙青管道上设置旋塞阀。
[0028]第九导热油管上设置截止阀。
[0029]储存罐内侧布有导热油盘管与第七导热油管和第八导热油管连通；调浆罐内侧布有导热油盘管与第三导热油管和第四导热油管连通。
[0030]当导热油管与浙青管道连接时，导热油管均与浙青管道的外层的导热油通道连通。
[0031]在使用时，导热油存在三个循环，三个循环同时进行；浙青的运行和导热油的运行互不影响。
[0032]( I)浙青
[0033]将基质浙青通过第一浙青泵、第一浙青管道，送入调浆罐，基质浙青与布敦岩浙青搅拌混合好之后，通过第二浙青管道进入研磨机研磨，进入第二浙青泵，通过第四浙青管道进去储存罐，同时部分少量杂质通过第三浙青管道排出，进入储存罐后，通过第三浙青泵进入拌合站的浙青罐中，并且可以将浙青通过第五浙青管道进入储存罐中，实现自身循环。
[0034](2)导热油
[0035]导热油从第一导热油管进入，通过管路上的截止阀并入到第一浙青管道的外层，然后从调浆罐顶端流向第三导热油管，通过管路上的截止阀进入调浆罐内部的导热油盘管，从调浆罐内的盘管出来，然后进入第四导热油管，再进入第二浙青管道和第三浙青管道的外层，经过研磨机、第二浙青泵的保温层，进入第四浙青管道路的夹层里，然后进入第二导热油管，回到导热油锅炉；
[0036]导热油从第七导热油管进入，然后进入储存罐内表面的盘管，进入第八导热油管，然后回到导热油的锅炉；
[0037]导热油由第九导热油管进入第五浙青管道的外层，然后从储存罐顶端进入第十导热油管，最后回到导热油锅炉。
[0038]本发明具有下列特点:
[0039](1)本发明明显提高了浙青的硬度，混合料高温稳定性与劈裂强度均有一定程度的提高，能够满足施工技术规范的技术要求，低温弯曲破坏应变能够满足气候分区从冬寒区到冬温区普通浙青混合料的技术指标。
[0040](2)添加布敦岩浙青粉末后，浙青混合料在同等体积指标的情况下无需增加最佳浙青用量，即掺加的布敦岩浙青可以减少同等量的基质浙青用量。
[0041](3)添加布敦岩浙青粉末后的改性浙青混合料水稳定性满足规范对于浙青混合料水稳定性的技术指标要求。
[0042](4)20%岩浙青改性浙青中含有高含量的有机不溶物，该有机不溶物具有一定的粒径范围，在配合比设计过程中要注意对0.075mm筛孔通过率的控制；施工时热溶状态下，应当注意加强采取搅拌或其他稳定措施保证其均匀性。同时，湿法改性布敦岩改性浙青的加工装置、加工工艺对其性能指标也具有一定的影响，因此在使用时还应综合考虑其加工工艺。
[0043](5)级配是浙青混合料中矿料的最重要特性，它几乎影响浙青混合料的所有重要特性，包括劲度、稳定性、耐久性、施工和易性、抗疲劳能力、抗滑能力甚至抗开裂能力。不同添加量的布敦岩改性浙青，它的技术指标及其混合料的技术指标是不一样的，因此建议使用时，应根据具体气候分区、公路等级、工程要求、集料性能、基质浙青指标等，通过试验调整布敦岩的添加量和混合料的级配结构，并针对不同路面的具体要求进行验证试验，通过验证试验，确定在浙青路面不同层位应用的可行性，以提高质量和降低成本。
[0044](6)湿法改性技术，能使改性浙青在保持或提高基质浙青的质量的前提下，降低成本。
[0045]与现有技术相比，本发明具有以下有益效果:
[0046]本发明添加布敦岩浙青粉末后，浙青混合料在同等体积指标的情况下无需增加最佳浙青用量，即掺加的布敦岩浙青可以减少同等量的基质浙青用量。吸附在岩石材料表面能力高，具有良好的抗剥落性能，软化点抗车辙能力高，抗拉力，抗老化氧化性能、抗水损坏能力和抗微生物侵蚀作用强，提高公路的行车舒适度，延长公路使用寿命，环保，耐候性好和成本低，具有良好的推广应用价值。本发明制备方法流程简单，效率提高，在拌合站使用过程中进行制造，边用边做，防止浙青反复加热出现老化。
【专利附图】
【附图说明】
[0047]图1为本发明结构示意图；
[0048]图中，1.调浆罐，2.链板，3.研磨机，4-1.第一浙青泵，4_2.第二浙青泵，4_3.第三浙青泵，5.储存罐，6-1.第一搅拌电机，6-2.第二搅拌电机，7-1.第一导热油管，7-2.第二导热油管，7-3.第三导热油管，7-4.第四导热油管，7-5.第五导热油管，7-6.第六导热油管，7-7.第七导热油管，7-8.第八导热油管，7-9.第九导热油管，7-10.第十导热油管，8-1.第一浙青管道，8-2.第二浙青管道，8-3.第三浙青管道，8-4.第四浙青管道，8-5.第五浙青管道，8-6.第六浙青管道，9-1.第一浙青旋塞阀，9-2.第二浙青旋塞阀。
【具体实施方式】
[0049]下面结合实施例对本发明做进一步说明。
[0050]实施例中所使用的基质浙青为基质浙青SK-70，所使用的布敦岩浙青为产自印度尼西亚东南的布敦岛拉维里矿区的岩浙青。布敦岩浙青的指标如表1。
[0051 ] 表1布敦岩浙青基本指标
[0052]
【权利要求】
1.一种高性能改性浙青，其特征在于，以重量百分比计，原料组成如下: 基质浙青:70-80 %，布敦岩浙青20-30 %，其中所述布敦岩浙青中浙青含量为20-30%。
2.根据权利要求1所述的高性能改性浙青，其特征在于，以重量百分比计，原料组成如下: 基质浙青:80%，布敦岩浙青20%，其中所述布敦岩浙青中浙青含量为20-30%。
3.—种权利要求1所述的高性能改性浙青的制备方法，其特征在于，包括如下步骤: 1)将基质浙青加热到160-180°C，送到调浆罐(I)中； 2)在搅拌的过程中将布敦岩浙青加入调浆罐(I)内进行浙青改性； 3)改性浙青混合搅拌20-30分钟后，进行研磨循环，再一次混匀后得成品，进入储存罐(5)搅拌循环储存。
4.一种制备权利要求1所述的高性能改性浙青的装置，包括调浆罐(I )，其特征在于，调浆罐(I)上端一侧设置输送链板(2)，另一侧设置第一浙青管道(8-1)，第一浙青管道(8-1)上设置第一导热油管(7-1)，调浆罐(I)下端通过第二浙青管道(8-2)连接研磨机(3)，研磨机(3)通过第四浙青管道(8-4)与储存罐(5)上端连接，第四浙青管道(8-4)上设置第二导热油管(7-2)，储·存罐(5)上端和下端通过第五浙青管道(8-5)连通，第五浙青管道(8-5 )上设置第三浙青泵(4-3 )，第三浙青泵(4-3 )通过第六浙青管道(8-6 )连接拌合站浙青罐；靠近储存罐(5)底端的第五浙青管道(8-5)上设置第九导热油管(7-9)，靠近储存罐(5)顶端的第五浙青管道(8-5)上设置第十导热油管(7-10);储存罐(5) —侧设置第七导热油管(7-7)和第八导热油出管(7-8);调浆罐(I)中部设置第三导热油管(7-3)和第四导热油管(7-4)，第三导热油管(7-3)与第一浙青管道(8-1)连通，第四导热油管(7-4)与第二浙青管道(8-2)连通；其中，所有导热油管均为单层管，所有浙青管道均为双层管。
5.根据权利要求4所述的制备高性能改性浙青的装置，其特征在于，调浆罐(I)上端设置第一电机(6-1);储存罐(5)上端设置第二电机(6-2)。
6.根据权利要求4所述的制备高性能改性浙青的装置，其特征在于，所有导热油管上均设置截止阀，所有浙青管道上均设置浙青旋塞阀。
7.根据权利要求4所述的制备高性能改性浙青的装置，其特征在于，调浆罐(I)下端设置第三浙青管道(8-3)通过并列的第五导热油管(7-5)和第六导热油管(7-6)与第二浙青管道(8-2)连通，第五导热油管(7-5)和第六导热油管(7-6)之间的第三浙青管道(8-3)上设置第二浙青旋塞阀(9-2);第五导热油管(7-5)和第六导热油管(7-6)之间的第二浙青管道(8-2 )设置第一浙青旋塞阀(9-1)。
8.根据权利要求4所述的制备高性能改性浙青的装置，其特征在于，第一浙青管道(8-1)上设置第一浙青泵(4-1);第四浙青管道(8-4)上设置第二浙青泵(4-2)。
9.根据权利要求4所述的制备高性能改性浙青的装置，其特征在于，储存罐(5)内侧布有导热油盘管与第七导热油管(7-7)和第八导热油管(7-8)连通；调浆罐(I)内侧布有导热油盘管与第三导热油管(7-3)和第四导热油管(7-4)连通。
【文档编号】C08L95/00GK103819913SQ201410060602
【公开日】2014年5月28日 申请日期:2014年2月21日 优先权日:2014年2月21日
【发明者】王强, 缪春来, 王象刚, 王浩, 张雷雷 申请人:淄博京源新材料科技有限公司