一种干法速溶型SBS沥青改性剂及其制备方法与流程

本技术涉及道路工程材料领域，更具体地说，它涉及一种干法速溶型sbs沥青改性剂及其制备方法。

背景技术：

1、随着人们对公路修筑质量要求的提高，sbs改性沥青因其优异的高低温性能成为高等级公路建设所必备的建筑材料之一。传统湿法改性沥青在改性沥青工厂以基质沥青和sbs改性剂为原料经过研磨环节制备得到成品sbs改性沥青，而后运输到拌合站与石料拌合使用。该方法存在改性沥青生产周期长，设备要求高，投入大，且储存过程中常存在性能缓减现象。干法改性可以将干法sbs改性剂、石料、基质沥青一同在沥青拌合楼中拌合改性，将常规湿法改性需要数小时乃至数十小时的沥青改性过程缩短为数十秒，省略了成品改性沥青的生产、储存过程，在提高施工灵活性的同时，还可以降低生产成本，具有广阔的应用前景。但市面上常规的sbs改性剂存在熔点高、黏度高、难以溶解分散的缺点，不能直接作为干法改性剂使用。

2、目前，干法sbs沥青改性的制备方法主要如下。公开号为cn104672744a的中国专利公开了一种直投式速溶型sbs改性剂及其制备方法和应用，直投式速溶型sbs改性剂原料包括：sbs60-85份；乙烯-醋酸乙烯共聚物(eva)5-25份；环烷油5-10份；相容剂1-3份；抗氧化剂2-4份，通过双螺杆挤出机高温熔融挤出造粒制备出粒径小于3mm的直投式sbs改性剂。但是，该方法但是存在一个严重缺陷：只有以极小颗粒(粒径数十微米)状态存在的sbs改性剂才能对沥青性能进行改性，该方法中即使经过双螺杆挤出造粒成3mm左右的sbs大颗粒，大粒径的sbs颗粒仍不能在短暂的拌合过程被粉碎为小颗粒，大粒径的sbs难以对加入拌合楼的基质沥青发挥应有改性作用，与常规湿法相比，路用性能处于较低水平。

3、公开号为cn110713683a的中国专利公开了一种直投式sbs改性沥青改性剂及其制备方法，采用30-40份重量份的星型sbs、30-40份重量份的线性sbs、31-36份重量份的石油树脂、15-17份重量份的轻质氧化镁、4-5份重量份的碳酸钙、8-10份重量份的聚乙烯醇、9-11份重量份的二硫化四甲基秋兰姆、2-4份重量份的邻苯二甲酸二辛酯、5-10份重量份的助熔剂、10-15份重量份的分散剂和1-3份重量份的相容剂相互配合搅拌而成，通过双螺杆熔融混合造粒后研磨至2-5μm微粒。该方法制备的直投式sbs尺寸小，熔融速度快，但其材料组成多，制备过程复杂，sbs有效含量低，对沥青改性效果有限，仍达不到湿法改性沥青的路用性能。

4、由此可见，现有干法sbs沥青改性剂的制备方法都存在严重的技术缺陷，与湿法相比，虽然提高了施工灵活性，但一方面大部分干法sbs改性剂存在熔点高、黏度高、难以溶解分散的缺点，另外一方面干法sbs改性剂难以达到湿法改性沥青的路用性能，限制了干法sbs改性技术的应用。

技术实现思路

1、为了克服传统sbs改性剂熔点高、黏度高、难以溶解分散的缺点以及现有干法sbs改性剂存在的使用时难以达到不低于湿法改性的路用性能的问题，本技术一种干法速溶型sbs沥青改性剂及其制备方法。

2、第一方面，本技术提供一种干法速溶型sbs沥青改性剂，采用如下的技术方案：

3、一种干法速溶型sbs沥青改性剂，原料按重量份包括以下组分：丁二烯-苯乙烯-丁二烯共聚物：100份；超支化聚酯：5-10份；hon改性剂：10-20份；小分子量液体橡胶：0-5份；交联剂：3-5份；交联促进剂：0.1-0.5份。

4、通过采取上述技术方案，首先超支化聚酯、hon改性剂和小分子量液体橡胶的高流动性特性，可以实现对常规线性sbs改性剂的增溶改性，降低sbs改性剂分子间作用力和熔体黏度，提高sbs沥青改性剂的熔融速度以及在沥青中的分散性，进而可以实现干法速溶使用的目的。在此基础上，在本技术的沥青改性剂体系中，超支化聚酯上的活性基团可以与hon改性剂中的羰基或羧基等高反应活性官能团可以在沥青拌和的高温条件下，发生化学反应，使线性hon改性剂分子交联在沥青中形成三维网络结构，大幅度提高沥青混合料的高低温性能。另外，hon改性剂中氧原子上孤对电子可以进攻石料中的钙镁离子上的空轨道，从而和集料中的钙镁离子发生反应生成共价键，增大沥青混合料的抗水损害性能。从而，本技术在改善传统sbs改性剂熔点高、黏度高、难以溶解分散的问题，进而使得沥青改性剂可以实现干法速溶使用的同时，还可以使其达到和湿法改性相似的路用性能。

5、进一步地，所述hon改性剂包括hon7686、hon8903中的至少一种。

6、通过采取上述技术方案，hon7686和hon8903改性剂的熔融温度高，在140℃左右，具有高温黏度低，低温黏度高的特点，在拌合生产的高温(温度大于140℃)下，可降低沥青的熔体黏度，提高sbs在沥青中的分散性。

7、进一步地，所述超支化聚酯包括端羟基超支化聚酯、端环氧基超支化聚酯中的至少一种。

8、通过采取上述技术方案，超支化聚酯具有近似球形的分子结构，分子间链缠结较少，分子空间体积小，密炼高温条件下分子链热运动强，可进行sbs分子链中，增加sbs分子链间距离，降低sbs分子间作用力，进而降低sbs的熔点，提高sbs的可塑性和熔融速度。而且上述超支化聚酯的端羟基和端环氧基可以在混合料生产拌合的高温条件下就与hon改性剂中的羰基或羧基等高反应活性官能团发生化学反应，使线性hon改性剂分子交联在沥青中形成均匀的三维网络结构，大幅度提高沥青混合料的高低温性能。

9、进一步地，所述小分子量液体橡胶包括分子量为2000～3000的液体丁基橡胶。

10、通过采取上述技术方案，小分子量的液体丁基橡胶可以降低sbs改性剂的分子间作用力，提高sbs分子链的活动性，增加sbs的熔融速度；如果分子量太大，丁基橡胶的黏度大，加工性能差，与sbs改性剂的相容性差，难以改善sbs的熔融速度。

11、进一步地，所述交联剂包括硫磺交联剂。所述交联促进剂包括二乙基二硫代氨基甲酸碲、二丁基二硫代氨基甲酸钠、二苄基二硫代氨基甲酸钠中的至少一种。

12、通过采取上述技术方案，，交联促进剂可以提高硫磺的硫化速度，降低硫化时间，可以促进硫磺改性剂与基质沥青在高温下拌合几十秒时间内完成硫磺交联反应，可以提高沥青混合料的路用性能。

13、进一步地，所述丁二烯-苯乙烯-丁二烯共聚物是分子量为7～10万的线性sbs。

14、通过采用上述技术方案，对于丁二烯-苯乙烯-丁二烯共聚物而言，分子量太小，改性效果差，分子量太大的sbs的熔融速度慢，难以熔融与分散。

15、第二方面，本技术提供一种干法速溶型sbs沥青改性剂的制备方法，采用如下的技术方案：

16、一种干法速溶型sbs沥青改性剂的制备方法，包括以下步骤：

17、(1)丁二烯-苯乙烯-丁二烯共聚物、超支化聚酯、小分子量液体橡胶、hon改性剂进行密炼，粉碎得到第一产物a。

18、(2)将步骤(1)制备的第一产物a与交联剂、交联促进剂混合，混合均匀后进行粉碎，得到干法速溶型sbs沥青改性剂。

19、进一步地，所述步骤(1)的密炼工艺中，密炼温度为80-140℃，密炼时间为2-5min。所述步骤(2)中，干法速溶型sbs沥青改性剂的粒径为20-40目。

20、通过采取上述技术方案，密炼时间太短，沥青改性剂组分间混合效果差、不均匀；密炼时间太长，容易造成sbs断链，分子量降低，失去改性剂效果，同时，密炼时间长造成生产成本高。密炼温度低于80℃，密炼机转子扭矩太大，对设备磨损严重，难以长期稳定生产，密炼温度高于140℃，易造成sbs的老化降解，降低了改性剂的改性效果，因此通过本技术的制备工艺，可以制备得到性能优异的干法速溶型sbs沥青改性剂。

21、综上所述，本技术具有以下有益效果：

22、1、本技术采用了超支化聚酯、hon改性剂和小分子量液体橡胶等组分，其具有的高流动性特性可以对常规线性sbs改性剂的增溶改性，降低sbs改性剂分子间作用力和熔体黏度，提高sbs沥青改性剂的熔融速度以及在沥青中的分散性，进而可以实现干法速溶使用的目的。

23、2、本技术中的超支化聚酯、hon改性剂上的官能团可以发生反应，进而可以使得线性hon改性剂分子交联在沥青中形成三维网络结构，大幅度提高沥青混合料的高低温性能。同时，hon改性剂增加沥青混合料的抗水损害性能。

24、3.本技术通过多种材料间的功能组合，实现提高sbs改性剂熔融速度的同时提高改性沥青混合料的高温抗车辙、低温抗裂、抗水损性能，进而实现干法sbs改性路用性能优于湿法改性，提高了干法sbs应用技术。