一種低溫高分子樹脂改性劑及改性瀝青的制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種低溫高分子樹脂改性劑及改性浙青的制備方法。
【背景技術】
[0002]傳統意義上的浙青是由樹脂包裹的浙青質分子團組成的膠體物質，它呈現出很強的油質狀態（即石油質）。膠體分為溶膠（主要指液態密度）和凍膠（主要指固體密度），這取決于其成分間的平衡狀態。對浙青來說，兩種狀態的平衡取決于浙青質和樹脂間的相互作用，并受到外界溫度的強烈影響。事實上，浙青溫度的升高打破了其凍膠狀態，使浙青分子團演變成溶膠狀態。因而浙青的一個重要特性就是常溫下呈現出固體或半固體，但隨溫度升高極易溶化。這一顯著的熱敏感性是浙青的最重要的特征，也是其主要弱點。事實上，浙青混合物應能夠在全年不同的工作條件下保持其良好的性能。顯著的熱敏感性妨礙了浙青混合物在高溫和低溫時呈現出良好的性能，因而必須改進浙青的特性以提高產品性倉泛。
[0003]二十多年來，國際國內交通容量增長迅速，重型車輛在其中的比例也不斷增長。面對現在和將來的繁重的交通容量，使用傳統材料、按傳統方法設計的高速公路和機場跑道的浙青路面的壽命將不斷降低。為了提高浙青的產品性能，一個可行的方法就是選用某些高分子聚合體改變傳統浙青的特性。
[0004]改性浙青的主要功用之一是提高浙青混合料在高溫下的抵抗變形能力，而在其他溫度下對浙青或浙青混合料的特性無不利作用。改性浙青通常具有如下幾個特點：（1)優良的高溫穩定性；（2)較好的低溫抗裂和抗反射裂縫的能力；（3)粘結力及抗水損害能力增強；(4)具有較長的使用壽命。
[0005]不同種類的改性劑對浙青性能的改善作用是不一樣的，一般地，樹脂類材料改性后浙青的針入度下降、軟化點上升，而延度變小。橡膠類材料改性后，浙青的針入度會有所降低，而延度與軟化點都會上升；熱塑性彈性體材料則具有良好的雙向改性功能。對于浙青的改性機理，目前尚無定論，總結起來有以下幾點：（1)聚合物與浙青的共混體的最佳狀態：聚合物以離散相狀態均勻分布在呈連續相的浙青介質中，這種結構類似于用級配理論中的骨架密實結構；（2)聚合物在浙青中會產生溶脹現象；(3)聚合物在浙青中的摻量存在一個臨界值（即美國科學家Collins所稱的臨界摻量），達到臨界摻量時，聚合物形成一種穩定而富有彈性的網絡結構；當超過此值時，改性體系發生相變，聚合物由非連續相轉化為連續相，浙青由連續相轉化為非連續；在另一方面過高的摻量會大大增加改性成本而顯得不經濟。
[0006]現場改性因為改性浙青隨生產隨鋪設，不會長期堆存，能保證改性浙青性能穩定，但生產環境一般不好，對生產方的技術和設備要求交高。工廠改性可以在改性浙青廠提前生產好，然后將其儲存在浙青罐中，需要時再運輸到施工現場。由于改性浙青不能長期儲存，因此要加入穩定劑以保證其不離析。工廠改性的好處是在不需要改性浙青時工廠可以提前大量生產并儲存，在大量需要時可以集中供貨。但其也有須特別注意的，因為當長時間處于高溫或低溫儲藏狀態時，很多預處理過的改性浙青對溫度的降低都十分敏感，在儲存、運輸、使用過程中的把握不好溫度升降，將會對改性浙青的品質造成影響。
【發明內容】
[0007]本發明的目的是提供一種低溫高分子樹脂改性劑及改性浙青的制備方法，保證浙青的最佳使用狀態。
[0008]本發明為達到上述技術目的，采取的技術方案是，一種低溫高分子樹脂改性劑及改性浙青的制備方法，其步驟為:A、將基質浙青從儲罐或脫桶器中打入浙青升溫罐中，升溫至 100。。；
[0009]B、將升溫后的基質浙青和主改性劑、輔助改性劑、改性劑按設計比例分別通過改性浙青設備上的計量泵和改性劑輸送系統加入到改性浙青設備的攪拌罐1中，邊加料邊攪拌，進行化學和物理改性。這樣攪拌罐1中就形成浙青和改性劑的聚合物浙青；
[0010]C、把罐1中的聚合物浙青打入罐2，再將攪拌罐2中的浙青混合物通過變頻調速泵和膠體磨磨一遍打入到攪拌罐1中，如此反復3-6遍，即可得到加工好的改性浙青。磨的遍數是根據每磨一遍后，通過對磨后的改性浙青指標進行檢驗，以達到要求的遍數來決定的；
[0011]D、將加工好的改性浙青泵到帶有攪拌器的改性浙青儲存罐中，在儲存的時候進行后期發育，即成為合格的改性浙青，一般后期發育需要1-2個小時左右。
[0012]E、在現場改性的情況下，發育罐和儲存罐可共用一個罐。改性浙青儲存罐可直接與拌和站相連，隨用隨抽。此時改性浙青的儲存時間一般不要超過24小時，儲存溫度在100-130°C 左右。
[0013]所述的改性劑的構成為:稀釋劑、固化物、偶聯劑、高分子樹脂、橡膠粉、塑料粉等。
[0014]在上述制備過程中，采用的主改性劑SBS選用岳陽石化4303(道改II號改進型)，含量3-3.2% ;輔助改性劑SBR，經過我們預先改性處理，含量1.5-2% ;改性劑的含量1.5-2%。，其構成如前所述。
[0015]如無特別說明，本發明中所述的百分比均為與基質浙青的質量百分比。
[0016]按照上述方法生產的浙青，比國家Ι-C標準要求更高，具體的指標設定為:軟化點:> 75°C，5°C延度:> 35cm，針入度:90# 浙青:> 70,70# 瀝青:> 55。
【具體實施方式】
[0017]下面，對本發明作進一步詳述。
[0018]生產時必要的剪切次數只能通過實驗室試驗并在改性浙青設備加工的檢測結果來確定。生產時浙青的溫度也是非常關鍵的，一般要求最低溫度為攝氏170°C，具體值取決于浙青的標號和添加高分子聚合體的百分比。在正常情況下生產改性浙青所需高分子聚合體的添加量應在4%到6%左右。
[0019]本復合改性方案為:
[0020]-主改性劑
[0021]SBS選用岳陽石化4303(道改II號改進型)，含量3-3.2% ；
[0022]——輔助改性劑SBR，經過我們預先改性處理，含量1.5-2% ；
[0023]——改性劑，專門為本技術配方研制，含量1.5-2%。。
[0024]SBS是目前廣泛使用的、能基本適應各種地區氣候環境條件的通用改性劑，其特點是能提供良好的高低穩性能，特別是高溫性能突出，能大大提高浙青的軟化點，防止路面高溫時的軟化擁包、車轍等損壞，并與浙青有很好相溶性和穩定性。SBR則具有突出的延展性和彈性恢復，有著非常好的低溫性能，對冬季防止路面開裂等問題有非常好的效果；
[0025]由于SBS和SBR的相溶性不同，因此需要專門的助劑來促使其發生反應，更好地分散、溶和，并使其被打亂的高分子結構重新結合，形成織構態，這樣就大大提高了浙青的各項性能。其反應溫度在100°c以上。由此可見，采用此復合改性技術，可以同時提高高溫和低溫的性能，更適合溫差大的氣候特征，保證路面的質量和耐久性。
[0026]2、工藝流程
[0027]A、將基質浙青從儲罐或脫桶器中打入浙青升溫罐中，升溫至100°C ；
[0028]B、將升溫后的基質浙青和改性劑按設計比例分別通過改性浙青設備上的計量泵和改性劑輸送系統加入到改性浙青設備的攪拌罐1中，邊加料邊攪拌，進行化學和物理改性。這樣攪拌罐1中就形成浙青和改性劑的聚合物浙青；
[0029]C、把罐1中的聚合物浙青打入罐2，再將攪拌罐2中的浙青混合物通過變頻調速泵和膠體磨磨一遍打入到攪拌罐1中，如此反復3-6遍，即可得到加工好的改性浙青。磨的遍數是根據每磨一遍后，通過對磨后的改性浙青指標進行檢驗，以達到要求的遍數來決定的；
[0030]D、將加工好的改性浙青泵到帶有攪拌器的改性浙青儲存罐中，在儲存的時候進行后期發育，即成為合格的改性浙青，一般后期發育需要1-2個小時左右。
[0031]E、在現場改性的情況下，發育罐和儲存罐可共用一個罐。改性浙青儲存罐可直接與拌和站相連，隨用隨抽。此時改性浙青的儲存時間一般不要超過24小時，儲存溫度在100-130°C 左右。
[0032]此改性浙青工藝設計的生產能力為200噸/天，除去氣候、設備維修等因素影響，其實際生產改性浙青能力可達到250噸/天以上。按此規模要求，其相應設備配置為:1、改性浙青設備(12-15噸/小時)1臺；2、30萬大卡導熱油爐3臺；3、5_8噸/小時脫筒設備1-2個；4、50噸浙青升溫罐1個；5、50噸改性浙青儲存罐一個；6、浙青及改性浙青實驗及檢驗儀器一套、電力:380V，三相，300KW以上，最好500KW。
【主權項】
1.一種低溫高分子樹脂改性劑，包括:主改性劑SBS選用岳陽石化4303，含量3-3.2%: 輔助改性劑SBR，經過我們預先改性處理，含量1.5-2%。；改性劑，該改性劑包括:稀釋劑、固化物、偶聯劑、高分子樹脂、橡膠粉、塑料粉，含量1.5-2%。，上述百分比指的是與基質浙青的質量百分比。2.利用權利要求1制備改性浙青的制備方法，其特征在于: A、將基質浙青從儲罐或脫桶器中打入浙青升溫罐中，升溫至100°C； B、將升溫后的基質浙青和主改性劑、輔助改性劑、改性劑按設計比例分別通過改性浙青設備上的計量泵和改性劑輸送系統加入到改性浙青設備的攪拌罐1中，邊加料邊攪拌，進行化學和物理改性。這樣攪拌罐1中就形成浙青和改性劑的聚合物浙青； C、把罐1中的聚合物浙青打入罐2，再將攪拌罐2中的浙青混合物通過變頻調速泵和膠體磨磨一遍打入到攪拌罐1中，如此反復3-6遍，即可得到加工好的改性浙青。磨的遍數是根據每磨一遍后，通過對磨后的改性浙青指標進行檢驗，以達到要求的遍數來決定的； D、將加工好的改性浙青泵到帶有攪拌器的改性浙青儲存罐中，在儲存的時候進行后期發育，即成為合格的改性浙青，一般后期發育需要1-2個小時左右； E、在現場改性的情況下，發育罐和儲存罐可共用一個罐。改性浙青儲存罐可直接與拌和站相連，隨用隨抽。此時改性浙青的儲存時間一般不要超過24小時，儲存溫度在100-130°C 左右。
【專利摘要】本發明涉及一種低溫高分子樹脂改性劑，主改性劑SBS選用岳陽石化4303，含量3-3.2％：輔助改性劑SBR，經過我們預先改性處理，含量1.5-2‰；改性劑，該改性劑包括：稀釋劑、固化物、偶聯劑、高分子樹脂、橡膠粉、塑料粉，含量1.5-2‰，上述百分比指的是與基質瀝青的質量百分比。以及利用該低溫高分子樹脂改性劑制備改性瀝青的方法。按照上述方法生產的瀝青，比國家I-C標準要求更高，具體的指標設定為：軟化點：＞75℃，5℃延度：＞35cm，針入度：90#瀝青：＞70，70#瀝青：＞55。
【IPC分類】C08L53/02, C08L9/06, C08L95/00
【公開號】CN105368076
【申請號】CN201410441673
【發明人】呂剛, 馮海波
【申請人】呂剛, 馮海波
【公開日】2016年3月2日
【申請日】2014年9月2日