[发明专利]一种SBS改性道路沥青及其生产方法和装置

说明书

技术领域

本发明属于路面材料技术领域，具体涉及一种交通道路路面用的SBS改性沥青及其生产方法和装置。

背景技术

随着我国国民经济高速发展，公路交通量迅速增长，道路运输日益繁忙。尽管许多公路沥青路面使用了符合要求的重交通道路沥青或进口沥青，仍不能满足需要。沥青路面的车辙、开裂、坑槽等病害十分严重。为全面提高沥青路面的性能，采用改性沥青是有效的措施之一。新修订的公路设计规范和沥青路面施工规范都明确要求全面推广改性沥青，高速公路沥青路面的上、中两层基本都使用改性沥青。目前，使用较多的主要有SBR、PE、EVA、橡胶粉、SBS等改性沥青，而SBS因为其良好的双向改性性能(即同时改变基质沥青的高温与低温性能的能力)在近年来得到最广泛的应用。

SBS改性沥青是用苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(即SBS)作为改性剂而制备获得，通过物理共混过程，SBS吸附沥青中的芳烃和胶质，发生溶胀现象，形成新的胶体结构体系，即在沥青中形成网络结构，使沥青的性能得到全面改善。

我国关于改性沥青的研究工作起步较早，中国专利ZL02132729.7公开了一种先以SBS与二精制糠醛抽出油制成均相体，再与路用沥青搅拌混合制成改性沥青的方法。该方法虽然解决了SBS的分散问题，但制成的改性沥青指标，仅适合我国部分地区的使用要求。

中国专利申请03113237.5公开了一种采用苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEBS)与沥青在160℃-180℃的情况下，高速剪切30-50分钟制成改性沥青，该方法采用现有的SBS改性沥青设备生产，难以保证改性沥青性能的稳定。

中国专利申请03141804.X公开了一种采用星形SBS和线性SBS组合物作为改性剂，通过高速剪切和搅拌与沥青混合得到改性沥青，此方法仅是实验室的结果。

随着道路工程的要求越来越高，对道路沥青的要求也越来越高，生产改性沥青的方法和装置也越来越多，但因为沥青是一种成分极其复杂的有机高分子化合物，采用不同原油炼制而成的沥青其组分显然是不同的，即便是同一种原油，因炼制工艺的不同所得沥青的组分比例也不尽相同。所以，能用一套装置生产出质量稳定且标准很高的改性沥青的生产工艺和生产装置，并未见报道。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种性能优良的改性沥青，其中用于改性的改性剂是苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(即SBS)。

本发明的另一个目的是提供一种环保节能的生产方法及装置，使SBS改性沥青的质量稳定且达到或超过国家相关标准。

本发明提供的改性沥青，采用二次高剪切方法，使改性剂SBS以微细的颗粒与基质沥青发生反应或均匀、稳定地分散在基质沥青中而制备获得，其原料组分配比如下：(i)基质沥青89-97重量份；(ii)改性剂SBS2-6重量份；(iii)添加剂橡胶油3-10重量份；(iv)稳定剂0.1-0.5重量份；

其中，改性剂SBS中，苯乙烯与丁二烯嵌段的比例为30/70，分子量为10-20万；添加剂橡胶油，其100℃运动粘度为10-35mm²/s；基质沥青可采用标号70#、90#或100#的道路沥青；稳定剂为市售道路沥青专用稳定剂。

本发明还提供上述改性沥青的生产方法，使生产过程中产生的废气全部回收到锅炉燃烧，并合理利用热能的交换，达到环保节能的效果。具体步骤如下：

将温度为120℃-130℃的基质沥青，在低温加热器中用温度170℃-180℃的改性沥青加热到130℃-150℃，再在高温加热器内，用导热油加热到170℃-190℃，然后送入配料罐；在配料罐内与加入的改性剂SBS和橡胶油，分散、搅拌30-80分钟，再经过单级高剪切乳化机剪切，然后进入溶胀罐，在溶胀罐内与加入的稳定剂分散、搅拌30-80分钟，再经过多级高剪切乳化机剪切，再在低温加热器内与基质沥青进行热交换，温度降至160℃以下，最后在改性沥青储存罐内发育1-3小时，即制成改性沥青。