專利名稱：液體瀝青改性劑的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種瀝青改性劑的制造方法。
背景技術(shù)：
瀝青主要來自石油煉制過程中的釜底殘渣，由于它的高沸點、憎水性、良好的粘結(jié)性和耐候性及其低廉的價格，被廣泛用于道路工程。近年來由于交通量和車輛軸載的不斷增加、車輛的大型化和嚴(yán)重的超載現(xiàn)象，普通的瀝青已不能適應(yīng)公路工程的要求，因此，在新建、改建或維修城市道路、高速公路和機(jī)場道路時，普遍采用改性瀝青鋪筑路面。改性瀝青一般是指聚合物改性瀝青，即在普通瀝青中摻和一定數(shù)量的高分子聚合物以改善瀝青的路用性能。常用的聚合物包括以下幾種(1)熱塑性橡膠如苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)、苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SIS)等；(2)橡膠類如天然橡膠(NR)、丁苯橡膠(SBR)、氯丁橡膠(CR)、廢舊橡膠粉等；(3)樹脂類如聚乙烯、聚丙烯等。上述聚合物中SBS因其能夠同時改善瀝青的高溫和低溫性能，近年來得到了廣泛應(yīng)用，SBS改性瀝青已占全部改性瀝青的四分之三以上。
現(xiàn)有的SBS改性瀝青使用的SBS一般為固體顆粒狀，其生產(chǎn)方法是在高溫下，將固體SBS摻入融熔瀝青中，通過膠體磨或高速剪切的方法生產(chǎn)出SBS改性瀝青。這種改性瀝青加工方法存在如下問題(1)由于是在高溫下加工SBS改性瀝青，易引起材料的老化；(2)加工SBS設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工成本高；(3)加工好的改性瀝青熱存貯穩(wěn)定性不好，易產(chǎn)生離析現(xiàn)象，質(zhì)量不穩(wěn)定；(4)使用上述固體SBS加工的SBS改性瀝青，很難在國內(nèi)現(xiàn)有的數(shù)量眾多的乳化裝置上加工SBS改性乳化瀝青，所以我國目前改性乳化瀝青一般只使用丁苯膠乳(SBR)，這限制了SBS在改性乳化瀝青方面的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的旨在克服上述缺點，提供一種加工設(shè)備簡單、成本低、不易引起瀝青老化、質(zhì)量穩(wěn)定及應(yīng)用廣泛的液體瀝青改性劑的制造方法。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的解決方案是首先將固體SBS溶于有機(jī)溶劑中，使固體SBS變成溶液狀，再向該溶液狀SBS中加入表面活性劑和水，通過乳化方法得到乳液狀液體SBS，最后再回收乳液狀SBS中的有機(jī)溶劑，得到本發(fā)明液體SBS瀝青改性劑。回收的有機(jī)溶劑可重復(fù)使用。
上述的液體瀝青改性劑的制造方法，其特征在于所述的固體SBS可以在常溫下溶于有機(jī)溶劑中，也可以在加熱下，如20～90℃下溶于有機(jī)溶劑中。
上述的液體瀝青改性劑的制造方法，其特征在于所述的固體SBS為分子量在10萬～40萬之間、具有線型和星型兩種結(jié)構(gòu)的聚合物。
上述的液體瀝青改性劑的制造方法，其特征在于所述的有機(jī)溶劑為煤焦油和石油工業(yè)的蒸餾產(chǎn)物，如苯、甲苯、二甲苯、正庚烷、正己烷等。
上述的液體瀝青改性劑的制造方法，其特征在于所述的表面活性劑可以是非離子表面活性劑，如脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基苯酚聚氧乙烯醚、山梨糖醇酐單硬脂酸酯聚氧乙烯醚、山梨糖醇酐三硬脂酸酯、山梨醇酐三油酸酯、op-10等；也可以是陽離子表面活性劑，如季銨鹽類(十六烷基三甲基氯化銨、月桂酰胺基烷基咪唑啉等)、叔胺鹽類等；也可以是陰離子表面活性劑，如十二醇聚氧乙烯醚硫酸鈉、十二烷基磺酸鈉、脂肪酸鹽等。本發(fā)明的表面活性劑還包括天然多糖高分子類物質(zhì)。本發(fā)明所述的表面活性劑是上述表面活性劑中的一種或幾種，最好使用幾種表面活性劑的復(fù)合物。
上述的液體瀝青改性劑的制造方法，其特征在于所述的表面活性劑由一種以上的非離子表面活性劑和天然多糖高分子類物質(zhì)組成。天然多糖高分子類物質(zhì)主要是由天然谷物如玉米、土豆、麥類等制成的淀粉、糊精、及改性淀粉等。
上述的液體瀝青改性劑的制造方法，其特征在于所述的回收乳液狀SBS中有機(jī)溶劑的方法是減壓蒸餾的方法，即在30～60℃、0.07～0.085MPa壓力條件下進(jìn)行蒸餾，蒸出的餾分經(jīng)分離后，回收其中的溶劑，回收的溶劑可重復(fù)使用。
上述的液體瀝青改性劑的制造方法，其特征在于所述的有機(jī)溶劑與SBS的重量比為90∶10～60∶40，表面活性劑的用量為SBS重量的0.5％～10％。
上述的液體瀝青改性劑的制造方法，其特征在于所述改性劑產(chǎn)品中SBS的粒徑不大于2μm。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點1、使用本發(fā)明液體SBS瀝青改性劑加工改性瀝青混合料時，當(dāng)用于熱拌瀝青混凝土?xí)r，可在筑路施工現(xiàn)場直接將該種改性劑噴入瀝青混合料拌和鍋中均勻混合，即可得到用于鋪筑瀝青路面的SBS改性瀝青混合料，省去了加工SBS改性瀝青工藝，簡化了生產(chǎn)工藝，節(jié)約了設(shè)備投資，避免了高溫下加工SBS改性瀝青時引起的材料老化現(xiàn)象。
2、與目前先加工SBS改性瀝青，再加工改性瀝青混合料比較，得到的改性瀝青性能穩(wěn)定，不產(chǎn)生離析現(xiàn)象。
3、本發(fā)明的液體SBS瀝青改性劑，當(dāng)用于加工改性乳化瀝青時，可以在乳化前將該改性劑摻入乳化劑水溶液中，在生產(chǎn)普通乳化瀝青的裝置上，依照普通乳化瀝青的生產(chǎn)方法即可生產(chǎn)出SBS改性乳化瀝青；也可以將該改性劑摻入到已生產(chǎn)好的普通乳化瀝青中，將它們混合均勻，即可得到到SBS改性乳化瀝青。因此，利用本發(fā)明的液體SBS瀝青改性劑生產(chǎn)改性乳化瀝青不需要特殊設(shè)備，加工方法簡便，生產(chǎn)成本較低，可在國內(nèi)現(xiàn)有的乳化瀝青車間大面積推廣。
4、本發(fā)明的液體SBS改性劑可用于微表處施工，施工方法可依照上述的方法先生產(chǎn)出改性乳化瀝青，也可在施工現(xiàn)場直接將該改性劑在稀漿封層車內(nèi)與普通乳化瀝青均勻混合，施工現(xiàn)場直接加工SBS改性乳化瀝青，即可用于微表處施工。
5、該改性劑還可用在SBS改性瀝青或改性乳化瀝青的其它方面。例如可以用于常溫改性瀝青混合料的筑路材料，用于水基改性乳化瀝青的橋面防水材和屋頂?shù)姆浪牡取?br> 具體實施例方式
實施例1首先將20千克固體SBS(北京燕山石化公司橡膠廠產(chǎn)國創(chuàng)1#)和60千克甲苯加入裝有普通攪拌器和高速剪切裝置的反應(yīng)釜中，加熱升溫至70℃，維持不低于此溫度至SBS全部溶解，之后往釜中加入由0.5千克十二醇聚氧乙烯醚硫酸鈉、0.5千克OP-10非離子表面活性劑和60千克水配成的混合物并混合均勻，停止攪拌，啟動高速剪切乳化機(jī)，乳化30分種，當(dāng)乳化液粒經(jīng)在2μm以下時，停高速剪切乳化機(jī)，最后在30～60℃、0.070～0.085Mpa壓力下蒸餾，回收其中的甲苯，即得液體SBS瀝青改性劑。
實施例2在反應(yīng)釜中加入的表面活性劑是0.5千克十六烷基三甲基氯化銨和0.5千克月桂酰胺基烷基咪唑啉，其余同實施例1。
實施例3首先將20千克固體SBS(北京燕山石化公司橡膠廠產(chǎn)國創(chuàng)1#，星型)和60千克苯加入裝有普通攪拌器和高速剪切機(jī)的反應(yīng)釜中，加熱升溫至70℃，維持不低于此溫度至SBS全部溶解，之后往釜中加入0.5千克烷基酚聚氧乙烯醚非離子表面活性劑，啟動反應(yīng)釜上的攪拌器，使表面活性劑全部溶于其中，接著再加入予先配制好的由0.5千克山梨糖醇酐單硬脂酸酯聚氧乙烯醚、0.5千克淀粉和60千克水配成的混合物并混合均勻，停止攪拌，啟動高剪切乳化機(jī)，乳化30分種，當(dāng)乳化液粒經(jīng)在2μm以下時，停高剪切乳化機(jī)，最后在30～60℃、0.070～0.085Mpa壓力下蒸餾，回收其中的苯，即得液體SBS瀝青改性劑。
實施例4固體SBS是岳陽石化總廠橡膠廠生產(chǎn)的YH-791 SBS(線型)，其余同實施例3。
實施例5首先將10千克固體SBS(北京燕山石化公司橡膠廠產(chǎn)國創(chuàng)1#，星型)和60千克苯加入裝有普通攪拌器和高速剪切機(jī)的反應(yīng)釜中，加熱升溫至70℃，維持不低于此溫度至SBS全部溶解。之后往釜中加入0.5千克烷基酚聚氧乙烯醚非離子表面活性劑，啟動反應(yīng)釜上的攪拌器，使表面活性劑全部溶于其中，接著再加入予先配制好的由0.5千克山梨糖醇酐單硬脂酸酯聚氧乙烯醚、0.5千克淀粉和60千克水配成的混合物并混合均勻。停止攪拌，啟動高剪切乳化機(jī)，乳化30分種，當(dāng)乳化液粒經(jīng)在2μm以下時，停高剪切乳化機(jī)，最后在30～60℃、0.070～0.085Mpa壓力下蒸餾，回收其中的苯，即得液體SBS瀝青改性劑。
實施例6首先將15千克固體SBS(北京燕山石化公司橡膠廠產(chǎn)國創(chuàng)1#，星型)和60千克苯加入裝有普通攪拌器和高速剪切的反應(yīng)釜中，加熱升溫至70℃，維持不低于此溫度至SBS全部溶解。之后往釜中加入0.5千克烷基酚聚氧乙烯醚非離子表面活性劑，啟動反應(yīng)釜上的攪拌器，使表面活性劑全部溶于其中，接著再加入予先配制好的由0.5千克山梨糖醇酐單硬脂酸酯聚氧乙烯醚、0.5千克淀粉和40千克水配成的混合物并混合均勻。停止攪拌，啟動高剪切乳化機(jī)，乳化30分種，當(dāng)乳化液粒經(jīng)在2μm以下時，停高剪切乳化機(jī)，最后在30～60℃、0.070～0.085Mpa壓力下蒸餾，回收其中的苯，即得液體SBS瀝青改性劑。
應(yīng)用實例1應(yīng)用本發(fā)明的液體SBS瀝青改性劑加工SBS改性瀝青混合料拌和裝置為意大利產(chǎn)SIMI-3000型拌和樓。礦料3000千克拌和均勻后，噴入殼牌公司的90號瀝青150千克，(瀝青用量為礦料的5％)拌和5秒，接著通過齒輪泵將本發(fā)明的液體SBS瀝青改性劑15千克噴入瀝青混合料中并拌和25～35秒，即得到SBS改性瀝青混合料。得到的改性瀝青混合料性能如下車轍試驗(動穩(wěn)定度)4000次以上
-10℃低溫彎曲試驗(低溫性能)破壞應(yīng)變3000pa以上疲勞試驗(MTS)應(yīng)力比疲勞壽命(次)0.4 25110.5 8510.6 4610.7 255抗水損害(TSR)81.3％應(yīng)用實例2利用本發(fā)明的液體SBS瀝青改性劑加工改性乳化瀝青。
如

圖1和圖2所示，給出了兩種使用該改性劑加工改性乳化瀝青的工藝流程。
本實例為按圖1所述的工藝流程加工的SBS改性乳化瀝青。
得到的SBS改性乳化瀝青按交通部JTJ052-2000檢測得到的乳化瀝青性能如下篩上剩余量0.07％ 乳液電荷+粘附性＞2/3貯存穩(wěn)定性0.5％應(yīng)用實例3本發(fā)明的液體SBS瀝青改性劑在改性乳化瀝青稀漿封層方面的應(yīng)用。
本實例為按上述b法加工的SBS改性乳化瀝青。稀漿封層機(jī)為西安筑路機(jī)械有限公司生產(chǎn)的MS-9型稀漿封層機(jī)。首先將14.8t集料加入稀漿封層機(jī)料斗內(nèi)，2t普通乳化瀝青加入稀漿封層車瀝青罐內(nèi)，千克本發(fā)明的液體SBS瀝青改性劑加入乳化瀝青罐中，通過稀漿封層機(jī)內(nèi)部循環(huán)系統(tǒng)將乳化瀝青和改性劑均勻混合，即可進(jìn)行封層施工。
按規(guī)范檢測施工后路面性能如下外觀平整堅固、無裂縫、顏色均勻一致。
平整度2.4mm 摩擦系數(shù)54滲水系數(shù)不滲水構(gòu)造深度0.8mm。
權(quán)利要求
1.一種液體瀝青改性劑的制造方法，其特征在于它包括以下步驟首先將固體SBS溶于有機(jī)溶劑中，使固體SBS變成溶液狀，再向該溶液狀SBS中加入表面活性劑和水，通過乳化方法得到乳液狀液體SBS，最后再回收乳液狀SBS中的有機(jī)溶劑，得到液體SBS瀝青改性劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液體瀝青改性劑的制造方法，其特征在于所述的固體SBS為分子量在10萬～40萬之間、具有線型和星型結(jié)核的聚合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液體瀝青改性劑的制造方法，其特征在于所述的有機(jī)溶劑為煤焦油或石油工業(yè)的蒸餾產(chǎn)物。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的液體瀝青改性劑的制造方法，其特征在于所述煤焦油或石油工業(yè)的蒸餾產(chǎn)物是苯、甲苯、二甲苯、正庚烷、正己烷。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液體瀝青改性劑的制造方法，其特征在于所述的表面活性劑是非離子表面活性劑、陽離子表面活性劑和陰離子表面活性劑中的一種或幾種。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的液體瀝青改性劑的制造方法，其特征在于所述的非離子表面活性劑是脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基苯酚聚氧乙烯醚、山梨糖醇酐單硬脂酸酯聚氧乙烯醚、山梨糖醇酐三硬脂酸酯、山梨醇酐三油酸酯、op-10；陽離子表面活性劑是季銨鹽類、叔胺鹽類；陰離子表面活性劑是十二烷基硫酸鈉、十二烷基磺酸鈉、脂肪酸鹽。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液體瀝青改性劑的制造方法，其特征在于所述的表面活性劑由一種以上的非離子表面活性劑和天然多糖高分子類物質(zhì)組成。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的液體瀝青改性劑的制造方法，其特征在于所述的天然多糖高分子類物質(zhì)是由天然谷物制成的淀粉、糊精或改性淀粉。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液體瀝青改性劑的制造方法，其特征在于所述的回收乳液狀SBS中有機(jī)溶劑的方法是減壓蒸餾的方法，即在30～60℃、0.07～0.085MPa壓力條件下進(jìn)行蒸餾，蒸出的餾分經(jīng)分離后，回收其中的溶劑。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液體瀝青改性劑的制造方法，其特征在于所述的有機(jī)溶劑與SBS的重量比為90∶10～60∶40，表面活性劑的用量為SBS重量的0.5％～10％。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種液體瀝青改性劑的制造方法，其特征在于它包括以下步驟首先將固體SBS溶于有機(jī)溶劑中，使固體SBS變成溶液狀，再向該溶液狀SBS中加入表面活性劑和水，通過乳化方法得到乳液狀液體SBS，最后再回收乳液狀SBS中的有機(jī)溶劑，得到液體SBS瀝青改性劑。本發(fā)明液體SBS瀝青改性劑可在筑路施工現(xiàn)場直接噴入瀝青混合料拌和鍋中均勻混合，即可性能穩(wěn)定的改性瀝青，省去了加工SBS改性瀝青工藝，節(jié)約了設(shè)備投資，避免了高溫下加工SBS改性瀝青時引起的材料老化現(xiàn)象；利用本發(fā)明的液體SBS瀝青改性劑生產(chǎn)改性乳化瀝青不需要特殊設(shè)備，加工方法簡便，生產(chǎn)成本較低，可在國內(nèi)現(xiàn)有的乳化瀝青車間大面積推廣。
文檔編號C08L95/00GK1618862SQ20041001251
公開日2005年5月25日 申請日期2004年9月6日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月6日
發(fā)明者韓萍, 趙隊家 申請人:山西省交通科學(xué)研究院