本发明涉及一种直拌式SBS改性剂及其制备方法，属于道路工程领域。
背景技术：
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SBS(苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物)改性沥青混合料以其优异的高低温性能成为主流的改性沥青混合料产品。所谓的SBS改性沥青混合料是以SBS改性沥青为胶结料，并在高温下与石料及填料拌和、碾压成型的路面铺装层材料。所谓SBS改性沥青通常是指在基质沥青中掺入一定比例的SBS，并在需要的情况下辅以相容剂、稳定剂等以获得性能优异的改性沥青。目前，SBS作为改性剂，在道路工程的应用可以占到SBS总产量的20%左右，而在沥青改性剂中SBS的应用占到80%以上。可见，SBS改性沥青已得到市场的认可，且需求量很大。
常规的SBS改性沥青生产分为两大类，一类是在工厂进行集中化生产后再配送到施工现场，另一类是将移动式生产设备设置在施工现场进行现场生产，后者适合于偏远地区且运输距离过远的地方，而前者因产品质量相对稳定，改性效果较佳而成为主流的生产技术。但传统的SBS改性沥青生产需要在180-190℃高温下6-10h方能完成，即使配送到现场，仍需要在较高温度下存储。在长期高温下存储下引发两个不良影响，一方面，高温老化造成改性沥青性能衰减，其中老化包括SBS本身的老化降解及沥青本身热老化变硬变脆两部分；另一方面，SBS改性沥青热存储稳定性差，高温存储易造成离析而损伤沥青最终使用性能。此外，在一些特殊路段，比如交叉口、桥面等外部应力场、温度场较复杂的区域，常需要粘度较大、高低温及疲劳特性均优良的改性沥青，现有的SBS改性沥青技术就难以胜任了。
技术实现要素：
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本发明目的是，用来弥补现有技术的不足，而提供一种直拌式SBS改性剂及其制备方法。
为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：
一种直拌式SBS改性剂，由以下重量份数的原料制成：65-75份SBS改性剂，5-10份助熔剂，10-15份分散剂和5-10份芳烃油。
所述的SBS改性剂为苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物，分子为星型结构，比如岳阳石化生产的4303或独山子石化生产的161B等。SBS熔融分散后，可以在沥青中形成空间网络结构，从而改善沥青的高温抗车辙、低温抗开裂能力。而这些效果都与SBS改性剂的分子量密切相关。SBS通常分为两种，一种为线性SBS改性剂，这种SBS分子量较小，但容易在沥青中分散，因此其热存储性能好，不易离析，但路用性能及力学性能相对较弱；另一种为星型SBS改性剂，这种改性剂分子量相对较大，若用于工厂式的SBS改性沥青，通常热存储能力较差。而本发明中将其在沥青混合料拌和时直接加入，不存在热存储稳定的问题，而这种大分子量的SBS改性剂可以赋予沥青混合料更好的力学性能，并大幅度提高沥青混合料的高温、低温性能。
所述的分散剂为聚乙烯蜡、硬脂酸中的一种或两者复合产物。分散剂作为SBS分子内润滑剂，可以改善SBS分子间润滑性能，有利于其在拌和过程中更好地分散，不结团。但分散剂过多，致使SBS有效浓度降低，多余的分散剂将导致SBS形成的空间网络较为松散，在荷载作用下容易发生变形，从而损伤SBS改性沥青混合料的高低温性能，因此其掺量应控制在10-15份之间，确保其有效分散SBS。
所述的助熔剂，主要是超导热材料，如多壁碳纳米管、石墨烯、氮化铝粉、氧化铝粉等。这些物质具有较高的导热率，且比表面积较大，表面能大，助熔剂以纳米级的微粒吸附在SBS颗粒表面，起到快速传热、加筋和抗氧化的效果。对于传热功能，当直拌式SBS改性剂与热石料接触时，这些超导热材料能将储蓄的热量快速传递到SBS颗粒内部，从而使SBS改性剂能迅速的熔化，裹附在集料表面并于沥青相溶。对于加筋功能，助熔剂改善了沥青与聚合物的界面结合效果，具有加筋的效果，从而有效提高沥青混合料的低温抗裂性。对于抗氧化功能，比如功能性多壁碳纳米管含有羟基，且这些微粒表面能大，极易与游离的氧气结合，防止氧气分子进一步与SBS或其他沥青组成反应，造成材料老化而性能衰减。但助熔剂的掺量应该合适，应控制在5-10份之间。
所述的芳烃油可采用闪点较高的减三线糠醛抽出油，且要求其芳烃含量不小于70%。芳烃油作为SBS填充油，起到助熔效果，掺量合适，可使SBS颗粒较好的溶胀，形成密实度较高的空间网络结构。芳烃油过多，SBS溶胀达饱和，过多的油分将降低SBS空间网络的强度，过少不能有效的溶胀SBS，因此芳烃油的用量应控制在10-20份内。
所述的一种直拌式SBS改性剂的制备方法，先将SBS、助熔剂在高速拌和机中干拌10min，在加入芳烃油搅拌约20min，最后加入分散剂搅拌约30min后，将混合物在150-170℃于双螺杆机中挤出造粒，通过切粒机切粒，即可得到直拌式SBS改性剂。
所述的一种直拌式SBS改性剂的SBS改性沥青混合料，由直拌式SBS改性剂、普通基质沥青和矿质集料制成。
本发明的有益效果如下：本发明提供的直拌式SBS改性剂可直接在沥青混合料拌和时加入，获得性能优越的SBS改性沥青混合料。该产品生产成本低，生产工艺简单，不仅可作为传统的路面铺装层材料，而且还适用于钢桥面铺装层，交叉口等长时间停车容易引发车辙病害的路段。
使用方便，直拌剂常温储存，直接投入拌和锅使用。能耗低，生产直拌SBS沥青混合料无需高温加热沥青及集料。延长沥青使用寿命，无需高温搅拌存储，减轻短期老化，沥青、改性剂性能不衰减。生产成本低，直拌SBS改性比成品SBS沥青混合料单位成本约低15-20元/吨。路用性能高，混合料路用性能优越(见表1)。
表1 AC-13混合料性能
具体实施方式：
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。
实施例1
直拌式SBS改性剂的制备流程是先将65份SBS、10份助熔剂在高速拌和机中干拌10min，在加入10份芳烃油搅拌约20min，最后加入15份分散剂搅拌约30min后，将混合物在150-170℃于双螺杆机中挤出造粒，通过切粒机切粒，即可得到直拌式SBS改性剂。
以上述直拌式SBS改性剂、普通基质沥青、集料为原料制备SBS改性沥青混合料。沥青混合料按照我国《公路沥青路面施工技术规范》 JTGF40-2004 中AC类或者SMA类沥青混合料技术要求，获得集料和沥青用量，随后进行直拌式SBS改性沥青混合料的制备。先将集料加热到180-190℃，将4-6%直拌改性剂(以沥青用量计)与热集料先干拌15-20s，再喷入基质沥青湿拌30-40s，最后加入矿粉或纤维进行拌和，获得SBS改性沥青混合料。
将上述制得的改性沥青混合料，遵照我国《公路沥青路面施工技术规范》 JTGF40-2004，以连续密级配沥青混合料AC-13或S MA-13为沥青混合料类型，其混合料路用性能完全符合《公路沥青路面施工技术规范》 JTGF40-2004技术要求而且优于成品SBS改性沥青混合料。其经济核算更优，其中直拌SBS改性剂为基质沥青的5%，70#沥青价格4400元/吨，直拌SBS改性剂价格按16000元/吨计。成品SBS改性沥青到场价格按5500元/吨，直拌SBS改性沥青混合料比成品SBS改性沥青混合料直接成本AC-13类降低15元/吨、S MA-13类降低35元/吨。
实施例2
直拌式SBS改性剂的制备流程是先将71份SBS、8份助熔剂在高速拌和机中干拌10min，在加入8份芳烃油搅拌约20min，最后加入13份分散剂搅拌约30min后，将混合物在150-170℃于双螺杆机中挤出造粒，通过切粒机切粒，即可得到直拌式SBS改性剂。
以上述直拌式SBS改性剂、普通基质沥青、矿质混合料为原料制备SBS改性沥青混合料。沥青混合料按照我国《公路沥青路面施工技术规范》 JTGF40-2004设计获得矿质混合料及沥青用量，随后进行直拌式SBS改性沥青混合料的制备。先将集料加热到180-190℃，将4-6%改性剂(以沥青用量计)与热集料先干拌15-20s，再喷入基质沥青湿拌30-40s，最后加入矿粉或纤维进行拌和，获得SBS改性沥青混合料。
将上述制得的改性沥青混合料，遵照我国《公路沥青路面施工技术规范》 JTGF40-2004，以连续密级配沥青混合料AC-13或S MA-13为沥青混合料类型，其混合料路用性能完全符合《公路沥青路面施工技术规范》 JTGF40-2004技术要求而且优于成品SBS改性沥青混合料。
实施例3
直拌式SBS改性剂的制备流程是先将75份SBS、5份助熔剂在高速拌和机中干拌10min，在加入10份芳烃油搅拌约20min，最后加入10份分散剂搅拌约30min后，将混合物在150-170℃于双螺杆机中挤出造粒，通过切粒机切粒，即可得到直拌式SBS改性剂。
以上述直拌式SBS改性剂、普通基质沥青、矿质混合料为原料制备SBS改性沥青混合料。沥青混合料按照我国《公路沥青路面施工技术规范》 JTGF40-2004设计获得矿质混合料及沥青用量，随后进行直拌式SBS改性沥青混合料的制备。先将集料加热到180-190℃，将4-6%改性剂(以沥青用量计)与热集料先干拌15-20s，再喷入基质沥青湿拌30-40s，最后加入矿粉或纤维进行拌和，获得SBS改性沥青混合料。
将上述制得的改性沥青混合料，遵照我国《公路沥青路面施工技术规范》 JTGF40-2004，以连续密级配沥青混合料AC-13或S MA-13为沥青混合料类型，其混合料路用性能完全符合《公路沥青路面施工技术规范》 JTGF40-2004技术要求而且优于成品SBS改性沥青混合料。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。