一種低溫高分子樹脂改性劑及改性瀝青的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)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(shù)】
[0002]傳統(tǒng)意義上的浙青是由樹脂包裹的浙青質(zhì)分子團(tuán)組成的膠體物質(zhì)，它呈現(xiàn)出很強的油質(zhì)狀態(tài)（即石油質(zhì)）。膠體分為溶膠（主要指液態(tài)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(tài)。對浙青來說，兩種狀態(tài)的平衡取決于浙青質(zhì)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(tài)，使浙青分子團(tuán)演變成溶膠狀態(tài)。因而浙青的一個重要特性就是常溫下呈現(xiàn)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(yīng)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(xiàn)出良好的性能，因而必須改進(jìn)浙青的特性以提高產(chǎn)品性倉泛。
[0003]二十多年來，國際國內(nèi)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(xiàn)在和將來的繁重的交通容量，使用傳統(tǒng)材料、按傳統(tǒng)方法設(shè)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(chǎn)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(tǒng)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(yōu)良的高溫穩(wěn)定性；（2)較好的低溫抗裂和抗反射裂縫的能力；（3)粘結(jié)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(jié)起來有以下幾點：（1)聚合物與浙青的共混體的最佳狀態(tài)：聚合物以離散相狀態(tài)均勻分布在呈連續(xù)相的浙青介質(zhì)中，這種結(jié)構(gòu)類似于用級配理論中的骨架密實結(jié)構(gòu)；（2)聚合物在浙青中會產(chǎn)生溶脹現(xiàn)象；(3)聚合物在浙青中的摻量存在一個臨界值（即美國科學(xué)家Collins所稱的臨界摻量），達(dá)到臨界摻量時，聚合物形成一種穩(wěn)定而富有彈性的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)；當(dāng)超過此值時，改性體系發(fā)生相變，聚合物由非連續(xù)相轉(zhuǎn)化為連續(xù)相，浙青由連續(xù)相轉(zhuǎn)化為非連續(xù)；在另一方面過高的摻量會大大增加改性成本而顯得不經(jīng)濟(jì)。
[0006]現(xiàn)場改性因為改性浙青隨生產(chǎn)隨鋪設(shè)，不會長期堆存，能保證改性浙青性能穩(wěn)定，但生產(chǎn)環(huán)境一般不好，對生產(chǎn)方的技術(shù)和設(shè)備要求交高。工廠改性可以在改性浙青廠提前生產(chǎn)好，然后將其儲存在浙青罐中，需要時再運輸?shù)绞┕がF(xiàn)場。由于改性浙青不能長期儲存，因此要加入穩(wěn)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(chǎn)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(dāng)長時間處于高溫或低溫儲藏狀態(tài)時，很多預(yù)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(zhì)造成影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)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(tài)。
[0008]本發(fā)明為達(dá)到上述技術(shù)目的，采取的技術(shù)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(zhì)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(zhì)浙青和主改性劑、輔助改性劑、改性劑按設(shè)計比例分別通過改性浙青設(shè)備上的計量泵和改性劑輸送系統(tǒng)加入到改性浙青設(shè)備的攪拌罐1中，邊加料邊攪拌，進(jìn)行化學(xué)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(diào)速泵和膠體磨磨一遍打入到攪拌罐1中，如此反復(fù)3-6遍，即可得到加工好的改性浙青。磨的遍數(shù)是根據(jù)每磨一遍后，通過對磨后的改性浙青指標(biāo)進(jìn)行檢驗，以達(dá)到要求的遍數(shù)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(jìn)行后期發(fā)育，即成為合格的改性浙青，一般后期發(fā)育需要1-2個小時左右。
[0012]E、在現(xiàn)場改性的情況下，發(fā)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(gòu)成為:稀釋劑、固化物、偶聯(lián)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(jìn)型)，含量3-3.2% ;輔助改性劑SBR，經(jīng)過我們預(yù)先改性處理，含量1.5-2% ;改性劑的含量1.5-2%。，其構(gòu)成如前所述。
[0015]如無特別說明，本發(fā)明中所述的百分比均為與基質(zhì)浙青的質(zhì)量百分比。
[0016]按照上述方法生產(chǎn)的浙青，比國家Ι-C標(biāo)準(zhǔn)要求更高，具體的指標(biāo)設(shè)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(fā)明作進(jìn)一步詳述。
[0018]生產(chǎn)時必要的剪切次數(shù)只能通過實驗室試驗并在改性浙青設(shè)備加工的檢測結(jié)果來確定。生產(chǎn)時浙青的溫度也是非常關(guān)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(biāo)號和添加高分子聚合體的百分比。在正常情況下生產(chǎn)改性浙青所需高分子聚合體的添加量應(yīng)在4%到6%左右。
[0019]本復(fù)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(jìn)型)，含量3-3.2% ；
[0022]——輔助改性劑SBR，經(jīng)過我們預(yù)先改性處理，含量1.5-2% ；
[0023]——改性劑，專門為本技術(shù)配方研制，含量1.5-2%。。
[0024]SBS是目前廣泛使用的、能基本適應(yīng)各種地區(qū)氣候環(huán)境條件的通用改性劑，其特點是能提供良好的高低穩(wěn)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(wěn)定性。SBR則具有突出的延展性和彈性恢復(fù)，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(fā)生反應(yīng)，更好地分散、溶和，并使其被打亂的高分子結(jié)構(gòu)重新結(jié)合，形成織構(gòu)態(tài)，這樣就大大提高了浙青的各項性能。其反應(yīng)溫度在100°c以上。由此可見，采用此復(fù)合改性技術(shù)，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(zhì)量和耐久性。
[0026]2、工藝流程
[0027]A、將基質(zhì)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(zhì)浙青和改性劑按設(shè)計比例分別通過改性浙青設(shè)備上的計量泵和改性劑輸送系統(tǒng)加入到改性浙青設(shè)備的攪拌罐1中，邊加料邊攪拌，進(jìn)行化學(xué)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(diào)速泵和膠體磨磨一遍打入到攪拌罐1中，如此反復(fù)3-6遍，即可得到加工好的改性浙青。磨的遍數(shù)是根據(jù)每磨一遍后，通過對磨后的改性浙青指標(biāo)進(jìn)行檢驗，以達(dá)到要求的遍數(shù)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(jìn)行后期發(fā)育，即成為合格的改性浙青，一般后期發(fā)育需要1-2個小時左右。
[0031]E、在現(xiàn)場改性的情況下，發(fā)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(shè)計的生產(chǎn)能力為200噸/天，除去氣候、設(shè)備維修等因素影響，其實際生產(chǎn)改性浙青能力可達(dá)到250噸/天以上。按此規(guī)模要求，其相應(yīng)設(shè)備配置為:1、改性浙青設(shè)備(12-15噸/小時)1臺；2、30萬大卡導(dǎo)熱油爐3臺；3、5_8噸/小時脫筒設(shè)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(quán)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(jīng)過我們預(yù)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(lián)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(zhì)浙青的質(zhì)量百分比。2.利用權(quán)利要求1制備改性浙青的制備方法，其特征在于: A、將基質(zhì)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(zhì)浙青和主改性劑、輔助改性劑、改性劑按設(shè)計比例分別通過改性浙青設(shè)備上的計量泵和改性劑輸送系統(tǒng)加入到改性浙青設(shè)備的攪拌罐1中，邊加料邊攪拌，進(jìn)行化學(xué)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(diào)速泵和膠體磨磨一遍打入到攪拌罐1中，如此反復(fù)3-6遍，即可得到加工好的改性浙青。磨的遍數(shù)是根據(jù)每磨一遍后，通過對磨后的改性浙青指標(biāo)進(jìn)行檢驗，以達(dá)到要求的遍數(shù)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(jìn)行后期發(fā)育，即成為合格的改性浙青，一般后期發(fā)育需要1-2個小時左右； E、在現(xiàn)場改性的情況下，發(fā)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(fā)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(jīng)過我們預(yù)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(lián)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(zhì)瀝青的質(zhì)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(chǎn)的瀝青，比國家I-C標(biāo)準(zhǔn)要求更高，具體的指標(biāo)設(shè)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?zhí)枴緾N201410441673
【發(fā)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