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一種高性能sbs改性瀝青及其制備方法

文檔序號:3704643閱讀:671來源:國知局
專利名稱:一種高性能sbs改性瀝青及其制備方法
技術領域
本發(fā)明涉及道路建設用改性瀝青材料,具體為一種高性能的SBS改性瀝青及其制備方法。
背景技術
添加共聚物用來改善瀝青的性能已有幾十年歷史。苯乙烯丁二烯三嵌段共聚物SBS是目前最常用的一種用于改善瀝青性能的共聚物。
US4145322公開了一種制備SBS(即為苯乙烯丁二烯三嵌段共聚物)改性瀝青的方法,加熱瀝青到130-230C的溫度下,加入低分子量的SBS,SBS為瀝青重量的2%-20%,以硫磺作為交聯劑。這一技術的缺點在于沒有利用高速剪切設備或膠體磨,混合所需的時間較長,且較長的混合時間會影響改性瀝青的性能,同時對于分子量較大的SBS,如分子量大于25萬的星型SBS,如果采用一般的攪拌而不采用高速剪切設備或膠體磨,SBS很難與瀝青均勻混合。
US5371121公開了一種制備SBS改性瀝青的方法,它只加入0.015-0.075%的硫磺。該方法由于硫磺摻量太低,所用的SBS摻量很高,且SBS改性瀝青的存貯穩(wěn)定性也不好。
以上均是加入單一的SBS材料對瀝青進行改性。
隨著SBS改性瀝青的廣泛使用,對SBS改性瀝青的要求也越來越高,主要體現在要求SBS改性瀝青有很好的存貯穩(wěn)定性,較高的軟化點(多數高等級公路工程要求高于60℃以上,很多工程要求軟化點高于70℃以上,甚至有部分工程要求軟化點高于80℃以上),較好的低溫延度(規(guī)范要求老化后的5℃延度大于15cm,很多工程上要求大于20cm),此外還希望SBS改性瀝青135℃粘度越低越好,以利于施工。
采用線型普通分子量的SBS制備改性瀝青,在達到較高軟化點(如70℃)以上時,一般會需要較高的摻量,才能同時滿足低溫延度的要求;如果使用較高的硫磺用量,雖然降低SBS的摻量同時得到較高的軟化點,但低溫延度就不能達標,同時135℃粘度就可能過大;此外在采用較低分子量的SBS制備的改性瀝青,其低溫延度往往也只能剛好達標,如果工程上提出要求高于規(guī)范要求(如軟化點大于75C,老化后5℃延度大于20cm),則在生產中常常出現不能同時達到要求的情況。此外由于采用了較高的SBS摻量,SBS改性瀝青的成本很高,SBS改性瀝青的存貯穩(wěn)定性會由于SBS摻量較高有時難以存貯穩(wěn)定。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提出一種軟化點高、低溫延度佳、存貯穩(wěn)定性好、SBS摻量低的道路用改性瀝青及其制備方法。
本發(fā)明提出的道路用改性瀝青材料,采用星型SBS和線型SBS組合物作為改性劑,用量為瀝青重量的2.0%-10.0%,較好的為2.5%-6%,交聯劑采用結晶硫、活性硫、硫磺給予體和“象征”給硫交聯體中的一種或一種以上的混合物,用量為瀝青重量的0.05%-1.0%,較好的為0.076%-0.5%;星形SBS和線型SBS的重量配比為50∶50-100∶0,較好的為51∶49-99∶1。
本發(fā)明所用的瀝青為各種石油瀝青。
本發(fā)明所用的SBS是指苯乙烯丁二烯三嵌段共聚物。星型SBS為大分子量SBS,其平均分子量在25萬到50萬之間,較好在30.5-50萬之間;線型SBS為低分子量SBS,平均分子量為5萬到25萬,較好的為10-20萬。
本發(fā)明所用的活性硫是硫磺粉、膠體硫或其混合物。
本發(fā)明的改性瀝青材料其生產工藝過程如下先將瀝青加熱到130-220℃,至完全流動,然后把星型SBS和線型SBS兩種組合的SBS加入到瀝青中,使用高速剪切設備或膠體磨混合5-120分鐘,然后采用普通的攪拌設備攪拌5-360分鐘;加入交聯劑,攪拌15-720分鐘,即得改性瀝青。將制備好的改性瀝青還可以繼續(xù)在130-200℃放置10-1440分鐘,以使其交聯反應進一步完成。
本發(fā)明通過使用大分子量的星型SBS作為改性劑,或與線型SBS組合使用,只需要加入較低的摻量,就可以使改性瀝青有很高的軟化點,一般高于65℃。同時有良好的低溫延度,如老化后5℃的延度大于15cm。由于SBS摻量很低,因此其存貯穩(wěn)定性也很好,同時135℃粘度比一般的SBS改性瀝青粘度低,有利于施工。
具體實施例方式
下面通過實施例對本發(fā)明作進一步說明,但不是限制本發(fā)明的范圍。
實施例1將500g殼牌90#瀝青放在一個1升的燒杯中,將瀝青加熱到180℃,然后將16.5gSBS(PB-511,臺灣奇美實業(yè)股份有限公司生產,平均分子量為36.5萬)加入到瀝青中采用高速剪切乳化機在5000轉/min下混合20分鐘,再將燒杯及燒杯中的東西移到一個強力攪拌機中在200轉/min條件下攪拌20分鐘,再在一分鐘內緩慢加入0.5克的硫磺粉,繼續(xù)攪拌30分鐘,將瀝青放入163C的烘箱中放置60分鐘,得到改性瀝青,性質見表1對比例1
將500g殼牌90#瀝青放在一個1升的燒杯中,將瀝青加熱到180℃,然后將16.5gSBS(PB-5301,臺灣奇美實業(yè)股份有限公司生產,平均分子量為18.5萬)加入到瀝青中采用高速剪切乳化機在5000轉/min下混合20分鐘,再將燒杯及燒杯中的東西移到一個強力攪拌機中在200轉/min條件下攪拌20分鐘,再在一分鐘內緩慢加入0.55克的硫磺粉,繼續(xù)攪拌30分鐘,將瀝青放入163C的烘箱中放置60分鐘,得到改性瀝青,性質見表1實施例2將500g殼牌90#瀝青放在一個1升的燒杯中,將瀝青加熱到180℃,然后將12gSBS(PB-511,臺灣奇美實業(yè)股份有限公司生產,平均分子量為36.5萬)和5.5gSBS(PB-5301,臺灣奇美實業(yè)股份有限公司生產,平均分子量為18.5萬)分別加入到瀝青中采用高速剪切乳化機在5000轉/min下混合20分鐘,再將燒杯及燒杯中的東西移到一個強力攪拌機中在200轉/min條件下攪拌20分鐘,再在一分鐘內緩慢加入0.55克的硫磺粉,繼續(xù)攪拌30分鐘,將瀝青放入163C的烘箱中放置60分鐘,得到改性瀝青,性質見表1對比例2將500g殼牌90#瀝青放在一個1升的燒杯中,將瀝青加熱到180℃,然后將5.5gSBS(PB-511,臺灣奇美實業(yè)股份有限公司生產,平均分子量為36.5萬)和12gSBS(PB-5301,臺灣奇美實業(yè)股份有限公司生產,平均分子量為18.5萬)分別加入到瀝青中采用高速剪切乳化機在5000轉/min下混合20分鐘,再將燒杯及燒杯中的東西移到一個強力攪拌機中在200轉/min條件下攪拌20分鐘,再在一分鐘內緩慢加入0.55克的硫磺粉,繼續(xù)攪拌30分鐘,將瀝青放入163C的烘箱中放置60分鐘,得到改性瀝青,性質見表1表1

從表1可以看出,本發(fā)明的實施例1、實施例2全部滿足我國規(guī)定的道路用改性瀝青規(guī)范要求(即《公路改性瀝青路面施工技術規(guī)范》JTJ036-98;與對比例1相比,實施例1的改性瀝青的軟化點要高出很多,表明其高溫性能明顯優(yōu)于對比例1,老化前后的低溫延度大于對比例1,表明低溫性能也優(yōu)于對比例1;同樣,與對比例2相比,實施例2的改性瀝青的軟化點要高出很多,表明其高溫性能明顯優(yōu)于對比例2,實施例2老化前后的低溫延度大于對比例2的延度,表明低溫性能也優(yōu)于對比例1。對比例1、2的老化后的低溫延度不能滿足規(guī)范要求的最小15cm的要求。
權利要求
1.一種SBS改性瀝青材料,其特征在于采用星型SBS和線型SBS組合物作為改性劑,用量為瀝青重量的2.0%-10.0%,交聯劑采用結晶硫、活性硫、硫磺給予體和“象征”給硫交聯體中的一種或一種以上的混合物,用量為瀝青重量的0.05%-1.0%;星形SBS和線型SBS的適量配比為50∶50--100∶0;這里SBS為苯乙烯丁二烯三嵌段共聚物,星型SBS平均分子量在25萬到50萬,線型SBS為5萬到25萬。
2.根據權利要求1所述的SBS改性瀝青材料,其特征在于所用改性劑星型SBS的平均分子量30.5-50萬。
3.根據權利要求1所述的SBS改性瀝青材料,其特征在于星型SBS和線型SBS的重量配比為51∶49--99∶1。
4.根據權利要求1所述的SBS改性瀝青材料,其特征在于SBS的用量為瀝青重量的2.5-6.0%。
5.根據權利要求1所述的SBS改性瀝青材料,其特征在于交聯劑的用量為瀝青重量的0.076-0.5%。
6.根據權利要求1所述的SBS改性瀝青材料,其特征在于活性硫是硫磺粉、膠體硫或其混合物。
7.一種如權利要求1所述SBS改性瀝青材料的制備方法,其特征在于具體步驟如下先將瀝青加熱到130-220℃,至完全流動,然后把星型SBS和線型SBS兩種組合的SBS加入到瀝青中,使用高速剪切設備或膠體磨混合5-120分鐘,然后采用普通的攪拌設備攪拌5-360分鐘,加入交聯劑,攪拌15-720分鐘。
8.根據權利要求7所述的制備方法,其特征在于對于改性瀝青繼續(xù)在130-200℃條件下放置10-1440分鐘。
全文摘要
本發(fā)明為一種SBS改性瀝青材料,采用星型SBS和線型SBS組合物作為改性劑,用量為瀝青重量的2.0%- 10.0%,交聯劑用量為瀝青重量的0.05%-1.0%;星形SBS和線型SBS的重量配比為50∶50-100∶0。由本發(fā)明可以用較低的SBS摻量制得的改性瀝青材料的軟化點高于60℃,且具有良好的低溫延度,存貯穩(wěn)定性也很好,各項技術性能均滿足國家規(guī)定的道路用改性瀝青指標。
文檔編號C08L95/00GK1569964SQ0314180
公開日2005年1月26日 申請日期2003年7月24日 優(yōu)先權日2003年7月24日
發(fā)明者黃衛(wèi)東 申請人:上海群康瀝青科技有限公司
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