一种改性沥青预处理新工艺的制作方法

本发明涉及沥青改性加工技术领域，具体涉及一种改性沥青预处理新工艺。

背景技术：

沥青改性剂是指在沥青或沥青混合料中加入的天然或人工合成的有机或无机材料，可熔融或分散在沥青中以改善或提高沥青的路用性能的物质。如为了提高沥青的机械性能(强度和韧性等)，就加入聚合物、树脂、塑料、炭黑、无机盐等增加强度和韧性的材料。在沥青中加入改性剂的主要目的就是要改善沥青混合料在高温下的路用性能，减少高温时的永久形变，提高其抗车辙、抗疲劳、抗老化，以及抵抗低温开裂或增加低温时抗疲劳能力等方面的性能，使其满足设计使用期间交通条件的要求。

目前，按照传统处理工艺加工沥青改性剂的过程中，工人需要根据生产需求，在每一步加入设定量的原料，劳动强度较大，操作繁琐；同时，生产效率低下，产品产出率较低，成本较高。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种改性沥青预处理新工艺，工艺简单，生产效率大大提高，产品的产出率较高；同时，操作简便，人工劳动强度低，省时省力，节约成本。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

一种改性沥青预处理新工艺，包括以下步骤：

s1：分别向改性罐一和改性罐二内泵入混合料，升温脱水；

s2：向所述改性罐一内加入复合改性剂a，升温改性，获得母胶a；向所述改性罐二内加入复合改性剂b，搅拌，升温；

s3：向所述改性罐二内加入再生胶粉，搅拌，获得母胶b；

s4：分别将所述母胶a和所述母胶b泵入改性罐三内，搅拌均匀，获得混合胶；

s5：向所述改性罐三内加入石粉，降温，获得产品。

本发明的有益效果是：本发明处理工艺操作简单，减少工人的工作量，省时省力，节约成本；同时，生产效率大大提高，产品的产出率得以提升。另外，由本发明所提供的处理工艺获得的产品的性能例如粘结力和内聚力明显改善，产品质量大大提高。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，所述复合改性剂a为苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物、聚苯乙烯-聚异戊二烯-聚苯乙烯、非晶态丙烯共聚物和聚苯乙烯丁二烯共聚物中的一种或几种，单一添加时所述苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物、所述聚苯乙烯-聚异戊二烯-聚苯乙烯、所述非晶态丙烯共聚物和所述聚苯乙烯丁二烯共聚物的添加量分别占所述步骤s5中所述产品的重量比为1％-12％、0％-12％、0％-10％和0％-10％。

采用上述进一步方案的有益效果是通过上述改性剂可有效改善沥青的内聚力。

进一步，所述复合改性剂b为聚苯乙烯丁二烯共聚物、聚苯乙烯-聚异戊二烯-聚苯乙烯和增粘石油树脂中的一种或几种，单一添加时所述聚苯乙烯丁二烯共聚物、所述聚苯乙烯-聚异戊二烯-聚苯乙烯、所述增粘石油树脂的添加量分别占所述步骤s5中所述产品的重量比为0％-10％、0％-12％、0％-10％。

采用上述进一步方案的有益效果是通过上述改性剂可有效改善沥青的粘结力。

进一步，所述步骤s4中所述母胶a和所述母胶b按照1:0.1-3.0的质量比混合。

采用上述进一步方案的有益效果是只需将母胶a和母胶b按照不同比例混合，获得混合胶，然后加入石粉，从而获得不同类型的沥青，操作简便，省时省力，产品的产出率大大提高。

进一步，所述步骤s5中所述混合胶与所述石粉的质量比为1:0.1-1。

采用上述进一步方案的有益效果是石粉可以提高沥青的粘结性，便于后续沥青成型；同时，石粉还可以改善沥青的抗渗性能；按照上述比例添加石粉，能够最大限度的提高沥青的粘结性和抗渗性能。

进一步，所述步骤s1中升温至110-160℃，脱水0.2-1.0h。

采用上述进一步方案的有益效果是在此温度下脱水0.2-1h，有效去除混合液中的水分，脱水效率高，有利于后续生产。.

进一步，所述步骤s2中所述改性罐一升温至150-200℃，改性0.5-3.0h，获得所述母胶a；所述改性罐二升温至150-200℃，搅拌0.5-3.0h，获得所述母胶b。

采用上述进一步方案的有益效果是改性罐一升温至150-200℃，使得改性剂能够有效溶解于混合液中，改性0.5-3.0h后改性剂能够有效提升沥青的粘结力和耐高温性能。

进一步，所述步骤s3中所述再生胶粉的添加量占所述步骤s5中所述产品的重量比为0％-20％，搅拌1-3h，保持温度在150-200℃的范围内。

采用上述进一步方案的有益效果是此范围内的再生胶粉能够有效改善沥青的耐老化性能和机械性能，降低成本，提高产品的产出率。

进一步，所述混合料为基础油和沥青，所述基础油和所述沥青的质量比为1:0.5-1.5。

采用上述进一步方案的有益效果是混合比例适宜确保沥青的延展性和耐高温性能；当基础油的添加量较多且超出上述添加量时，所生产出沥青的较软，耐高温性能较差；当沥青的添加量较多且超出上述添加量时，所生产出的沥青的延展性较差，同时耐高温性能也变差。

进一步，所述改性罐一、所述改性罐二以及所述改性罐三均采用导热油加热，所述导热油的温度为180-240℃。

采用上述进一步方案的有益效果是由于母胶a和母胶b的温度较高，且高于100℃，因此不能采用水作为传热介质；另外，生产过程中，母胶b所需的温度高度母胶a所需的温度，可先用导热油给母胶b加热，然后利用导热油的余热给母胶a加热，节约能耗；而且，采用导热油具有以下优势：第一，在几乎常压的条件下，可获得较高的传热温度，安全可靠；第二，温度稳定，便于控制，不受压力因素影响，温度波动较小，避免影响生产，其它导热介质无法达到上述要求。

附图说明

图1为本发明的工艺流程示意图。

具体实施方式

以下结合附图及具体实施例对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

如图1所示，本发明提供一种改性沥青预处理新工艺，包括以下步骤：

s1：分别向改性罐一和改性罐二内泵入混合料，升温至110-160℃，脱水0.2-1.0h；

s2：向改性罐一内加入复合改性剂a，升温至150-200℃，改性0.5-3.0h，获得母胶a；向改性罐二内加入复合改性剂b，升温至150-200℃，搅拌0.5-3.0h；

s3：向改性罐二内加入0％-20％再生胶粉，搅拌1-3h，保持温度在150-200℃的范围内，获得母胶b；

s4：分别将母胶a和母胶b按照1:0.1-3.0的质量比泵入改性罐三内，搅拌均匀，获得混合胶；

s5：向改性罐三内加入石粉，混合胶与石粉的质量比为1:0.1-1，降温至150-170℃，获得产品。

本发明中，复合改性剂a为苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物(sbs)、聚苯乙烯-聚异戊二烯-聚苯乙烯、非晶态丙烯共聚物和聚苯乙烯丁二烯共聚物中的一种或几种，单一添加时，苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物、聚苯乙烯-聚异戊二烯-聚苯乙烯、非晶态丙烯共聚物和聚苯乙烯丁二烯共聚物的添加量分别占所述步骤s5中所述产品的重量比为1％-12％、0％-12％、0％-10％和0％-10％；复合添加时，苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物、聚苯乙烯-聚异戊二烯-聚苯乙烯、非晶态丙烯共聚物以及聚苯乙烯丁二烯共聚物添加的质量比为1:0-0.3:0-0.3:0-1.0，上述改性剂可有效提高沥青的粘结度，便于沥青成型。

本发明中，复合改性剂b为聚苯乙烯丁二烯共聚物(sbr)、聚苯乙烯-聚异戊二烯-聚苯乙烯和增粘石油树脂中的一种或几种，单一添加时，聚苯乙烯丁二烯共聚物、聚苯乙烯-聚异戊二烯-聚苯乙烯、增粘石油树脂的添加量分别占步骤s5中产品的重量比为0％-10％、0％-12％、0％-10％；复合添加时，聚苯乙烯丁二烯共聚物、聚苯乙烯-聚异戊二烯-聚苯乙烯以及增粘石油树脂添加的质量比为1:0-0.5:0-1.0，上述改性剂可有效提高沥青的粘结度，有利于沥青成型。

本发明中，混合料为基础油和沥青，基础油和沥青的质量比为1:0.5-1.5，确保沥青的延展性和耐高温性能。当基础油的添加量较多且超出上述添加量时，所生产出沥青的较软，耐高温性能较差；当沥青的添加量较多且超出上述添加量时，所生产出的沥青的延展性较差，同时耐高温性能也变差。

本发明中，改性罐一、改性罐二以及改性罐三均采用导热油加热，导热油的温度为180-240℃。每个改性罐的具体结构为：改性罐的侧壁上设有加热腔，加热腔环绕与改性罐的侧壁设置，导热油加热装置通过管道与改性罐的加热腔连通，管道上设有输送泵，导热油泵送至加热腔内对改性罐内的混合液进行加热(这部分属于现有技术)。由于母胶a和母胶b的温度较高，且高于100℃，因此不能采用水作为传热介质；另外，生产过程中，母胶b所需的温度高度母胶a所需的温度，可先用导热油给母胶b加热，然后利用导热油的余热给母胶a加热，节约能耗；而且，采用导热油具有以下优势：第一，在几乎常压的条件下，可获得较高的传热温度，安全可靠；第二，温度稳定，便于控制，不受压力因素影响，温度波动较小，避免影响生产。

上述步骤s5中所获得的产品是国标gb/t23441-2009中所规定的ⅰ型沥青和ⅱ型沥青，例如，母胶a：母胶b按照1:0.5-1.5的质量比混合后获得的是ⅰ型沥青，母胶a：母胶b按照1:1.5-3.0的质量比混合后获得的是ⅱ型沥青，不同类型沥青的性能不同，且ⅰ型沥青和ⅱ型沥青的具体性能如国标gb/t23441-2009中所规定的。

由本发明所提供的工艺制作的沥青性能较佳，符合国标gb/t23441-2009对沥青各项指标的要求，成品ⅰ型沥青和ⅱ型沥青性能的测量结果见下表：

表一成品ⅰ型沥青测试数据

由上述数据可知，成品ⅰ型沥青的各个性能明显优于国标的规定，，沥青的各项性能均较佳。

表二成品ⅱ型沥青测试数据

由上述数据可知，成品ⅱ型沥青的各个性能明显优于国标的规定，沥青的各项性能均较佳。

实施例1

本实施例中所公开的改性沥青预处理新工艺，包括以下步骤：

s1：分别向改性罐一和改性罐二内泵入混合料，升温至140℃，脱水0.5h；

s2：向改性罐一内加入复合改性剂a，升温至175℃，改性1.0h，获得母胶a；向改性罐二内加入复合改性剂b，升温至175℃，搅拌0.5h；

s3：向改性罐二内加入9％再生胶粉，搅拌2.5h，保持温度在180℃，获得母胶b；

s4：分别将20％母胶a和50％母胶b泵入改性罐三内，搅拌均匀，获得混合胶；

s5：向改性罐三内加入30％石粉，降温至160℃，获得产品。

实施例2

本实施例中所公开的改性沥青预处理工艺，包括以下步骤：

s1：分别向改性罐一和改性罐二内泵入混合料，升温至135℃，脱水0.6h；

s2：向改性罐一内加入复合改性剂a，升温至170℃，改性1.1h，获得母胶a；向改性罐二内加入复合改性剂b，升温至170℃，搅拌0.6h；

s3：向改性罐二内加入7％再生胶粉，搅拌3h，保持温度在175℃的范围内，获得母胶b；

s4：分别将40％母胶a和30％母胶b按泵入改性罐三内，搅拌均匀，获得混合胶；

s5：向改性罐三内加入30％石粉，降温至155℃，获得产品。

实施例3

本实施例中所公开的改性沥青预处理新工艺，包括以下步骤：

s1：分别向改性罐一和改性罐二内泵入混合料，升温至140℃，脱水0.5h；

s2：向改性罐一内加入复合改性剂a，升温至180℃，改性1.1h，获得母胶a；向改性罐二内加入复合改性剂b，升温至180℃，搅拌0.6h；

s3：向改性罐二内加入11％再生胶粉，搅拌3.0h，保持温度在185℃的范围内，获得母胶b；

s4：分别将45％母胶a和25％母胶b泵入改性罐三内，搅拌均匀，获得混合胶；

s5：向所述改性罐三内加入30％石粉，降温至160℃，获得产品。

需要说明的是，本申请中所涉及到的设备均采用现有技术，例如通过泵将基础油和沥青泵送入对应的改性罐，母胶a和母胶b采用同样的方式送至改性罐三。

改性沥青的传统处理工艺如下：

步骤一，将8％-13％基础油和40％-48％沥青泵入改性罐内，升温至140℃，脱水0.5h；步骤二，加入2％-3％改性剂sbr，搅拌0.5h，升温至160℃；步骤三，加入3％-6％改性剂sbs，升温至175℃，改性1h；步骤四，加入6％-12％再生胶粉，保持175-185℃的温度下搅拌2.5h；步骤五，加入30％左右的石粉，搅拌均匀，降温至160℃，出料。

由传统工艺制作的沥青性能较佳，符合国标gb/t23441-2009对沥青各项指标的要求，成品ⅰ型沥青和ⅱ型沥青性能的测量结果见下表：

表三成品ⅰ型沥青测试数据

对比表一和表三中的试验数据可知，由本发明和传统工艺分别制作获得的成品ⅰ型沥青均符合国标gb/t23441-2009对沥青各项指标的要求。相比较而言，由本发明所提供的工艺获得的沥青的各项性能明显得以改善，例如沥青的耐热性能，由传统工艺获得的ⅰ型沥青的耐热性能指数为72℃，而本申请获得的ⅰ型沥青的耐热性能指数为75℃，耐热性能明显提升；另外，渗油性也有明显的改善，由传统工艺获得的ⅰ型沥青的渗油性为1.7，而由本申请获得的ⅰ型沥青的渗油性为1。

表四成品ⅱ型沥青测试数据

对比表二和表四中的试验数据可知，由本发明和传统工艺分别制作获得的成品ⅱ型沥青均符合国标gb/t23441-2009对沥青各项指标的要求。相比较而言，由本发明所提供的工艺获得的沥青的各项性能明显得以改善，例如沥青的耐热性能，由传统工艺获得的ⅱ型沥青的耐热性能指数为71℃，而本申请获得的ⅱ型沥青的耐热性能指数为75℃，耐热性能明显提升；另外，渗油性也有明显的改善，由传统工艺获得的ⅱ型沥青的渗油性为1.5，而由本申请获得的ⅱ型沥青的渗油性为1。

本申请所提供的处理工艺相对于改性沥青的传统处理工艺的优势如下：

上述改性沥青传统处理工艺的缺陷在于：生产过程中，工人需要在每一步中计算确认所加入的原料的添加量，工作量较大，而且容易出现误差，同时对工人的专业要求比较高；另外，加工时间较长，成本较高。

本发明所提供的改性沥青的处理工艺具有以下优势：步骤s1-s4中，工人只需按照技术人员所提供的添加量添加原料即可，无需详细计算，劳动强度大大降低，省时省力；同时，对工人的专业要求较低，无需特别专业的技术人员，普通工人即可操作完成，节约成本。而且，处理工艺简单，产品的性能以及产出率大大提高。

另外，传统工艺生产的沥青耐高温性能较差，高温下容易开裂，产品质量差，使用寿命短，成本较高；同时，沥青的粘结性能较大，泵送困难，能耗较大，沥青的整体性能不符合国标gb/t23441-2009的规定。而本发明所提供的处理工艺所生产的沥青耐高温性能明显提升，使用寿命延长，节约成本；同时，沥青的粘结性适宜，便于泵送。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。