專利名稱：一步法制備聚合物改性瀝青的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種采用聚合物作改性劑對(duì)瀝青進(jìn)行改性的一步法制備聚合 物改性瀝青的方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)代公路特別是高等級(jí)公路的交通特點(diǎn)是車流量大，速度快，負(fù)荷大， 這就對(duì)鋪設(shè)路面的瀝青質(zhì)量提出越來(lái)越高的要求。由于普通瀝青難以達(dá)到高 性能路面對(duì)瀝青的技術(shù)要求，因此，國(guó)內(nèi)外通常采用對(duì)普通瀝青進(jìn)行性能改 進(jìn)，以滿足使用要求。向?yàn)r青中加入聚合物是改善瀝青性能的有效方法之一，
常用的改性劑有苯乙烯-丁二烯-苯乙烯熱塑性彈性體即SBS和丁苯橡膠即 SBR。制備聚合物改性瀝青的技術(shù)關(guān)鍵就是能夠使改性劑均勻分散到瀝青中， 從而提高瀝青的各方面性能要求。
目前生產(chǎn)SBS改性瀝青技術(shù)主要有三種 一是采用高速剪切或膠體磨法 將SBS直接分散到瀝青中，此工藝生產(chǎn)出的改性瀝青產(chǎn)品易離析、貯存穩(wěn)定 性差，產(chǎn)品理化指標(biāo)不穩(wěn)定。二是母粒法，將SBS與基質(zhì)瀝青混合制成濃度 大于20%重量的SBS改性瀝青母粒，母粒再與瀝青稀釋混合完成改性瀝青生產(chǎn)， 采用該法生產(chǎn)改性瀝青主要存在母粒瀝青與稀釋用的瀝青混溶時(shí)，因SBS溶 脹造成物料粘度大幅升高，導(dǎo)致攪拌困難，致使SBS溶觸解時(shí)間很長(zhǎng)且容易 引起SBS老化結(jié)塊問(wèn)題，另外，制備改性瀝青母粒時(shí)，需要降溫處理，然而母 粒與瀝青混合過(guò)程又需要加熱升溫，還必須加入一定量的穩(wěn)定劑，進(jìn)行長(zhǎng)時(shí) 間交聯(lián)反應(yīng)，達(dá)到改性劑在瀝青分散均勻的目的，因此，該工藝存在生產(chǎn)周 期長(zhǎng)和能耗高的缺陷。三是將SBS預(yù)先進(jìn)行化學(xué)改性以改善SBS與瀝青的相 溶性和配伍性，此工藝存在的問(wèn)題是必須使用在工廠經(jīng)過(guò)化學(xué)結(jié)構(gòu)改性的專用SBS。
目前國(guó)內(nèi)SBR改性瀝青生產(chǎn)工藝也有三種方式 一是采用甲苯等有機(jī)溶 劑將固體丁苯橡膠溶脹后與熱瀝青共混，混合均勻后再蒸餾回收溶劑。本工 藝過(guò)程使用甲苯等溶劑，既增加工藝生產(chǎn)成本，又危害人體健康和環(huán)境，同 時(shí)，回收后的改性瀝青產(chǎn)品中由于仍含少量溶劑，使得道路鋪筑后繼續(xù)對(duì)行 人和環(huán)境造成長(zhǎng)期影響。二是采用SBR膠乳與熱瀝青通過(guò)機(jī)械攪拌直接混溶， 但生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量水蒸汽，不僅腐蝕設(shè)備，而且膠乳容易堵塞噴頭， 給生產(chǎn)帶來(lái)不便，而且混合料中有水分也影響與石料的粘附性。三是通過(guò)適 宜的混合方式將SBR膠粉直接混入到熱瀝青中制備改性瀝青，該工藝存在膠 粉易析出，產(chǎn)品體系不穩(wěn)定，同時(shí)，膠粉也容易老化，影響產(chǎn)品質(zhì)量等問(wèn)題。 依據(jù)瀝青性質(zhì)，選擇合適的聚合物進(jìn)行反應(yīng)生產(chǎn)改性瀝青，提高聚合物與 瀝青的相容性。如US5070123采用加入無(wú)機(jī)酸特別是磷酸來(lái)改善相容性，但 結(jié)果并不理想。如EP885934、 US5288773、 US5393811等專利，是利用SBS與 瀝青的磺化、中和技術(shù)，然后再與瀝青混合的方法來(lái)改善相容性，此工藝由 于存在磺化和中和過(guò)程，造成生產(chǎn)過(guò)程復(fù)雜和腐蝕設(shè)備。又如US5331028公 開(kāi)的一種聚合物改性瀝青的制備方法,是先將瀝青和含縮水甘油基的乙烯共 聚物在170-230。C反應(yīng)6-36h后得到中間產(chǎn)物，再與聚合物SBS或SBR混合。 雖然可以制備出性質(zhì)好的改性瀝青，但是其不足之處在于生產(chǎn)成本較高和反 應(yīng)控制困難。
還有W09845372等專利是用硫作交聯(lián)劑，ZL03118863. X采用脫硫膠粉作 改性劑，環(huán)氧化聚丁二烯或甲基丙烯酸酯類或順丁烯二酸等膠溶劑，利用高 剪切設(shè)備達(dá)到聚合物與瀝青相容的目的。此工藝方法和步驟繁鎖，使處理量 受到限制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種一步法制備聚合物改性瀝青的方法，該方法能克服現(xiàn)有改性瀝青制備步驟分步、間歇、繁鎖，提高聚合物SBS或SBR與瀝 青的相容性，使聚合物快速、均勻分散到瀝青當(dāng)中，制備出穩(wěn)定性好、可熱 儲(chǔ)存的、滿足JTG F40-2004《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》中聚合物改性瀝 青技術(shù)要求的產(chǎn)品。
本發(fā)明提供的聚合物改性瀝青產(chǎn)品的原料重量組成為
瀝青62 89. 9%
膠溶劑5 27%
聚合物改性劑2 9%
穩(wěn)定劑0. 1 2% 本發(fā)明提供的聚合物改性瀝青的制備方法為
在溫度為80 16(TC的占原料總重量5 27Q/。的膠溶劑中，加入占原料總重 量2 9%的聚合物改性劑和0. 1 2%的穩(wěn)定劑，然后投入到轉(zhuǎn)速為300 800 轉(zhuǎn)/分的擠塑機(jī)中進(jìn)行擠塑，控制擠塑溫度為130 21(TC，再把擠塑出的聚合 物混合物直接與占原料總重量的62 89.9%的瀝青在130 25(TC下混合攪拌 0.5 6h，得到聚合物改性瀝青成品。
上述瀝青是直餾瀝青、氧化瀝青和溶劑脫油瀝青中的一種或一種以上的瀝 青，其25。C針入度范圍控制在25 120， 0. l腿；該產(chǎn)品市場(chǎng)有售。
上述膠溶劑是采用環(huán)垸基稠油的石油餾分或溶劑脫蠟后的石蠟基原油 的石油餾分或催化裂化裝置的拔頭分餾、調(diào)合后的循環(huán)油或催化裂化裝置經(jīng) 拔頭分餾、調(diào)合而成的催化油漿或丙垸脫瀝青的輕脫油，分別經(jīng)常規(guī)的糠醛、 N—甲基吡咯垸酮或二甲基亞砜溶劑精制工藝而得到的高閃點(diǎn)、高芳烴的的 減三、減四餾分抽出油或循環(huán)油抽出油或催化油漿抽出油或輕脫油抽出油， 所述抽出油的閃點(diǎn)大于235'C，芳烴含量大于45%;該抽出油可采用克拉瑪 依石化公司生產(chǎn)銷售或其它生產(chǎn)廠家公開(kāi)及生產(chǎn)銷售的產(chǎn)品性質(zhì)滿足所述 要求的石油產(chǎn)品。上述聚合物改性劑是SBS苯乙烯-丁二烯-苯乙烯熱塑性彈性體或粉末 SBR丁苯橡膠。其中，SBS改性劑采用苯乙烯與丁二烯的嵌段比為20 45:80 55、通過(guò)聚合反應(yīng)得到的分子量為10萬(wàn) 30萬(wàn)的星型或者線型聚合物，該產(chǎn) 品市場(chǎng)有售；粉末SBR改性劑是苯乙烯和丁二烯的無(wú)規(guī)共聚物，其結(jié)合苯乙 烯21.5 35.0%重量，粒度20目 60目，分子量8萬(wàn) 20萬(wàn)的市面上銷售的 適用于瀝青改性用的粉末丁苯橡膠或其它公開(kāi)的適用于瀝青改性用的粉末丁 苯橡膠。
上述穩(wěn)定劑是有機(jī)過(guò)氧化物、金屬氧化物或酸類物質(zhì)中一種以上的混合 物。所述的有機(jī)過(guò)氧化物是叔丁基過(guò)氧化物、二叔丁基過(guò)氧化物、1,1-二叔 丁基過(guò)氧基-3，3，5-三甲基環(huán)己垸、二叔戊基過(guò)氧化物、二異丙苯過(guò)氧化物、 叔丁基異丙苯基過(guò)氧化物、2,5-二甲基-2，5-二叔丁基過(guò)氧化己垸、2，5-二甲 基-2，5-二叔丁基過(guò)氧化己炔、1， 3-1， 4-二叔丁基異丙苯基過(guò)氧化物、4，4-二 叔丁基過(guò)氧基戊酸正丁酯、過(guò)氧化新癸酸叔丁酯、過(guò)氧化特戊酸叔丁酯、叔 丁基過(guò)氧化異丁酸酯、過(guò)氧化苯甲酸叔丁酯、過(guò)氧化苯甲酰、過(guò)氧化二苯甲 酰中的一種或一種以上的混合物；所述的金屬氧化物是Al、 Ca、 Mg、 Pb、 Zn 或Si的氧化物中的一種或一種以上的混合物;所述的酸性物質(zhì)是選自焦磷酸、 丁二酸酐、馬來(lái)酸酐、分子量為100 500的環(huán)烷酸、分子量為300 600的 石油磺酸或分子量為300 600的合成磺酸化合物；上述產(chǎn)品市場(chǎng)有售。
擠塑機(jī)是市售的單螺桿擠塑機(jī)或雙螺桿擠塑機(jī)，該設(shè)備的轉(zhuǎn)速與進(jìn)料速度 由生產(chǎn)能力大小所確定。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于
(1) 本發(fā)明無(wú)需采用高速剪切設(shè)備，僅用擠塑機(jī)就可使聚合物改性劑快 速均勻分散到瀝青當(dāng)中，由普通攪拌混合設(shè)備完成改性瀝青制備過(guò)程。
(2) 制備過(guò)程由于未使用輕質(zhì)易揮發(fā)溶劑，省去了溶劑脫除工序，因此本工藝具有工藝簡(jiǎn)單，操作方便，不產(chǎn)生三廢，對(duì)環(huán)境無(wú)污染的特點(diǎn)。
(3) 本工藝實(shí)現(xiàn)了改性瀝青連續(xù)生產(chǎn)，減少了現(xiàn)有技術(shù)中改性瀝青母粒 的降溫和升溫過(guò)程，達(dá)到了生產(chǎn)過(guò)程的節(jié)能降耗目的。
(4) 在制備過(guò)程中加入了膠溶劑和穩(wěn)定劑，保證了改性劑在瀝青中的穩(wěn) 定均勻分散，形成穩(wěn)定的改性瀝青膠體體系，使得改性瀝青可以長(zhǎng)期貯 存，滿足生產(chǎn)、儲(chǔ)運(yùn)和使用的要求。
(5) 本發(fā)明制備的聚合物改性瀝青產(chǎn)品性能滿足JTG F40-2004技術(shù)標(biāo) 準(zhǔn)要求，具有良好的熱儲(chǔ)存性能、優(yōu)良的低溫延展性能、抗疲勞開(kāi)裂性 能和較好的耐候性能等特點(diǎn)；經(jīng)與石料拌和后，混合料表現(xiàn)出良好的水 穩(wěn)定性、高低溫穩(wěn)定性，能有效地提高瀝青路面使用性能和延長(zhǎng)使用壽 命。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步闡明本發(fā)明的實(shí)施性及特點(diǎn)，但本發(fā)明不受下述 實(shí)施例的限制，可依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案和實(shí)際情況來(lái)確定具體的實(shí)施方式。
實(shí)施例中使用的瀝青是利用中國(guó)石油克拉瑪依石化公司的環(huán)垸基原油為 原料生產(chǎn)的直餾瀝青、氧化瀝青、溶劑脫瀝青或調(diào)合瀝青；膠溶劑采用中國(guó) 石油克拉瑪依石化公司加工生產(chǎn)的KA8030、 KA8520、減三抽出油、減四餾分 抽出油或催化裂化拔頭調(diào)合后的循環(huán)油抽出油或催化油漿抽出油或丙烷脫瀝 青的輕脫油抽出油；聚合物改性劑采用岳陽(yáng)石化公司生產(chǎn)銷售的SBS苯乙烯-丁二烯-苯乙烯熱塑性彈性體YH788、 YH791、 YH792或YH796和淄博工貿(mào)有限 公司生產(chǎn)銷售的粉末SBR丁苯橡膠GS-1、 GS-2、 GS-3或GS-4。
實(shí)施例l
在溫度為ll(TC的占原料總重量27%的KA8520膠溶劑中，加入占原料總 重量9%的SBS改性劑YH792和占原料總重量2%的穩(wěn)定劑，穩(wěn)定劑中氧化鋅占 原料總重量1.5%、叔丁基過(guò)氧化物占原料總重量0.25%和丁二酸酐占原料總
8重量0. 25%，然后投入到轉(zhuǎn)速為800轉(zhuǎn)/分的雙螺桿擠塑機(jī)中進(jìn)行擠塑，控制 擠塑溫度為155'C，把擠塑出的聚合物混合物直接與占原料總重量62%、針入 度為45 0. lmm的氧化瀝青在155'C下混合攪拌4h，得到針入度(25t:， 100g， 5s) 為54 0. lmm、延度 (5°C， 5cm/min) 53cm 、軟化點(diǎn)72""C、離析軟化點(diǎn)差為 1.5'C的SBS改性瀝青。 實(shí)施例2
在溫度為9(TC的占原料總重量27%的KA8030膠溶劑中，加入占原料總重 量2%的60目GS — 2改性劑和占原料總重量1%的穩(wěn)定劑，穩(wěn)定劑中過(guò)氧化二 苯甲酰穩(wěn)定劑占原料總重量0.5%，馬來(lái)酸酐占原料總重量0.5%，然后投入到 轉(zhuǎn)速為300轉(zhuǎn)/分的單螺桿擠塑機(jī)中進(jìn)行擠塑，控制擠塑溫度為130°C，把擠 塑出的聚合物混合物直接與占原料總重量89. 9%、針入度為85 0. lmm的溶劑 脫瀝青，在130。C下攪拌2h，即得到針入度(25°C， 100g5s)為105 0. l腿、 延度(5"C， 5cm/min)大于150cm 、軟化點(diǎn)48。C的SBR改性瀝青。
實(shí)施例3
在溫度為130'C的占原料總重量10%的減四抽出油膠溶劑中，加入占原料 總重量5%的YH796改性劑和占原料總重量1%的穩(wěn)定劑，穩(wěn)定劑中氧化鋁占原 料總重量0.75%、異丙苯基過(guò)氧化物物占原料總重量0. 1%和占原料總重量 0. 15%的平均分子量300的石油磺酸，然后投入到轉(zhuǎn)速為500轉(zhuǎn)/分的雙螺桿 擠塑機(jī)中進(jìn)行擠塑，控制擠塑溫度為14(TC，把擠塑出的聚合物混合物直接與 占原料總重量84%、針入度為65 0. 的直餾瀝青，在150'C溫度下攪拌3. 0h 后，即得到針入度(25。C，100g, 5s)為89 0.1mm、延度(5°C， 5cm/min)65cm 、 軟化點(diǎn)63。C、離析軟化點(diǎn)差為0.5'C的SBS改性瀝青。
實(shí)施例4
在溫度為10(TC的占原料總重量13%的丙垸脫瀝青的輕脫油抽出油膠溶劑 中，加入占原料總重量4呢的YH788改性劑和占原料總重量0.3y。的穩(wěn)定齊lJ，穩(wěn)定劑中過(guò)氧化苯甲酰占原料總重量0.1%、焦磷酸占原料總重量0.2%，然后投 入到轉(zhuǎn)速為350轉(zhuǎn)/分的雙螺桿擠塑機(jī)中進(jìn)行擠塑，控制擠塑溫度為18(TC， 把擠塑出的聚合物混合物直接與占原料總重量82. 7%、針入度為32 0. lmm的 氧化瀝青，在18(TC溫度下攪拌1. 5h，即得到針入度(25°C， 100g,5s)為87 0. lmm、延度(5。C，5cm/min)大于150cm 、軟化點(diǎn)5rC的穩(wěn)定的SBS改性瀝
青
實(shí)施例5
在溫度為120°。的占原料總重量18%的減三抽出油膠溶劑中，加入占原料 總重量的7%的YH791和占原料總重量0. 8%的穩(wěn)定劑，穩(wěn)定劑中氧化鋅占原料 總重量0.45%、過(guò)氧化苯甲酰占原料總重量0.35%，然后投入到轉(zhuǎn)速為450轉(zhuǎn) /分的雙螺桿擠塑機(jī)中進(jìn)行擠塑，控制擠塑溫度為21CTC，把擠塑出的聚合物 混合物直接與占原料總重量74. 2%、針入度為52 0. lmm的溶劑脫瀝青在210 。C溫度下攪拌lh，即得到針入度(25。C，100g，5s)為76 0. lmm、延度(5 °C，5cm/min) 59cm 、軟化點(diǎn)66。C，離析軟化點(diǎn)差為1. 5°C的SBS改性瀝青。
實(shí)施例6
在溫度為100°0的占原料總重量5%的催化循環(huán)油抽出油膠溶劑中，加入 占原料總重量4%的YH788改性劑和占原料總重量1.0%的穩(wěn)定劑，穩(wěn)定劑中 1,3-1， 4-二叔丁基異丙苯基過(guò)氧化物占原料總重量0.3%、氧化鎂占原料總重 量0.7%,然后投入到轉(zhuǎn)速為400轉(zhuǎn)/分的單螺桿擠塑機(jī)中進(jìn)行擠塑，控制擠塑 溫度為165°C ，把擠塑出的聚合物混合物直接與溶劑脫瀝青占原料總重量28%、 氧化瀝青占原料總重量35%，針入度為56 0. lmm的瀝青混合物在165。C溫度 下攪拌1. 5h，即得到針入度(25。C， 100g， 5s)為82 0. lmm、延度(5。C， 5cm/min) 62cm 、軟化點(diǎn)61'C，離析軟化點(diǎn)差為2t:的SBS改性瀝青。
實(shí)施例7
在溫度為8(TC的占原料總重量7%的催化油漿抽出油膠溶劑中，加入占原料總重量3%的60目GS — 1改性劑和占原料總重量0.4%的穩(wěn)定劑，穩(wěn)定劑中 二叔丁基過(guò)氧化物穩(wěn)定劑占原料總重量0. 1%，過(guò)氧化物特戊酸叔丁酯占原料 總重量0. 2%和占原料總重量0. 1%的平均分子量為100的環(huán)烷酸，然后投入到 轉(zhuǎn)速為300轉(zhuǎn)/分的單螺桿擠塑機(jī)中進(jìn)行擠塑，控制擠塑溫度為170°C，把擠 塑出的聚合物混合物直接與占原料總重量80%、針入度為79 0. lmm的直餾瀝 青，在170。C下攪拌0. 5h，即得到針入度(25°C， 100g5s)為75 0. lmm、延度 (5°C， 5cm/min) 146cm 、軟化點(diǎn)51。C的SBR改性瀝青。 實(shí)施例8
在溫度為150。C的占原料總重量21%的KA8030抽出油膠溶劑中，加入占 原料總重量6%的40目GS — 3改性劑和占原料總重量0. 1%的穩(wěn)定劑，穩(wěn)定劑 中1， 1-二叔丁基過(guò)氧基-3, 3， 5-三甲基環(huán)己垸占原料總重量0. 04%、 二氧化硅 占原料總重量0. 03%，占原料總重量0. 03%的平均分子量為600的合成磺酸， 然后投入到轉(zhuǎn)速為400轉(zhuǎn)/分的雙螺桿擠塑機(jī)中進(jìn)行擠塑，控制擠塑溫度為150 'C，把擠塑出的聚合物混合物直接與占原料總重量17%的溶劑脫瀝青、占原料 總重量28%的氧化瀝青、占原料總重量25%的直餾瀝青，瀝青混合物的針入度 為120 0.1mm，在150。C溫度下攪拌2. 0h，即得到針入度(25°C, 100g， 5s)為 110 0. l匪、延度(5°C， 5cm/min)大于150cm 、軟化點(diǎn)50。C的SBR改性瀝青。
實(shí)施例9
在溫度為14(TC的占原料總重量14%的丙垸脫瀝青的輕脫油抽出油膠溶 劑中，加入占原料總重量5%的YH796改性劑和占原料總重量0. 3%的穩(wěn)定劑， 穩(wěn)定劑中叔丁基過(guò)氧化異丁酸酯占原料總重量0. 15%、 二叔戊基過(guò)氧化物占原 料總重量0. 15%，然后投入到轉(zhuǎn)速為350轉(zhuǎn)/分的單螺桿擠塑機(jī)中進(jìn)行擠塑， 控制擠塑溫度為18(TC，把擠塑出的聚合物混合物直接與占原料總重量70%、 針入度為90 0. lmm的氧化瀝青在18(TC溫度下攪拌1. 5h后，即得到針入度(25 。C，100g，5s)為75 0.1,、延度(5。C，5cm/min) 56cm 、軟化點(diǎn)63。C，離析
ii軟化點(diǎn)差為2"C的SBS改性瀝青。 實(shí)施例10
在溫度為16(TC的占原料總重量14%的KA8520膠溶劑中，加入占原料總 重量8%的20目GS—4改性劑和占原料總重量1. 4%的穩(wěn)定劑，穩(wěn)定劑中2， 5-二甲基-2，5-二叔丁基過(guò)氧化己烷占原料總重量1%、氧化鉛占原料總重量 0.1%、平均分子量為600的石油磺酸占原料總重量0.3%，然后投入到轉(zhuǎn)速為 600轉(zhuǎn)/分的單螺桿擠塑機(jī)中進(jìn)行擠塑，控制擠塑溫度為160°C，把擠塑出的 聚合物混合物直接與占原料總重量77%、針入度為60 0. lmm的氧化瀝青，在 16(TC溫度下攪拌l.Oh，即得到針入度(25°C, 100g，5s)為93 0. lmm、延度 (5。C，5cm/min)大于150cm 、軟化點(diǎn)61。C的SBR改性瀝青。
實(shí)施例11
在溫度為85'C的占原料總重量8. 5%的催化循環(huán)油抽出油膠溶劑中，加入 占原料總重量2. 5%的YH792改性劑和占原料總重量1. 2%的穩(wěn)定劑，穩(wěn)定劑中 過(guò)氧化新癸酸叔丁酯占原料總重量0.5%、氧化鈣占原料總重量0.55%，平均 分子量為500的環(huán)垸酸占原料總重量0. 15%，然后投入到轉(zhuǎn)速為300轉(zhuǎn)/分的 雙螺桿擠塑機(jī)中進(jìn)行擠塑，控制擠塑溫度為1S(TC，把擠塑出的聚合物混合物 直接與占原料總重量15%的氧化瀝青、占原料總重量54%的直餾瀝青，瀝青混 合物的針入度為70 0. lmm，在250。C溫度下攪拌lh，得到針入度(25 。C，100g，5s)為68 0. l腿、延度(5°C, 5cm/min) 59cm 、軟化點(diǎn)65。C、離析 軟化點(diǎn)差為1. 7'C的SBS改性瀝青。
實(shí)施例12
在溫度為16(TC的占原料總重量20.5y。的減四抽出油膠溶劑中，加入占原 料總重量下占原料總重量的5. 5%的YH788改性劑和占原料總重量2. 0%的穩(wěn)定 劑，穩(wěn)定劑中4，4-二叔丁基過(guò)氧基戊酸正丁酯占原料總重量0.3%、氧化鎂占 原料總重量1%，平均分子量為300的合成磺酸占原料總重量0.7%，然后投入到轉(zhuǎn)速為650轉(zhuǎn)/分的單螺桿擠塑機(jī)中進(jìn)行擠塑，控制擠塑溫度為200°C，把 擠塑出的聚合物混合物直接與占原料總重量33%的溶劑脫瀝青、占原料總重量 13%的氧化瀝青、占原料總重量3%的直餾瀝青，瀝青混合物的針入度為35 0. l醒，在23(TC溫度下攪拌3. 0h，即得到針入度(25"C， 100g， 5s)為83 0. lmm、 延度(5°C，5cm/min) 57cm 、軟化點(diǎn)59°C、離析軟化點(diǎn)差為2. rC的SBS改 性瀝青。
實(shí)施例13
在溫度為95'C的占原料總重量24%的丙烷脫瀝青的輕脫油抽出油膠溶劑 中，加入占原料總重量的8. 5%的40目GS — 2改性劑和占原料總重量0. 4%的 穩(wěn)定劑，穩(wěn)定劑中2， 5-二甲基-2， 5-二叔丁基過(guò)氧化己炔占原料總重量0. 1%、 丁二酸酐占原料總重量0. 2%、平均分子量250的環(huán)烷酸占原料總重量0. 1%， 然后投入到轉(zhuǎn)速為700轉(zhuǎn)/分的雙螺桿擠塑機(jī)中進(jìn)行擠塑，控制擠塑溫度為130 °C，把擠塑出的聚合物混合物直接與占原料總重量45%的氧化瀝青、占原料總 重量44.9。/。的直餾瀝青，瀝青混合物的針入度為25 0. l皿，在13(TC溫度下攪 拌2. 5h，即得到針入度(25°C， 100g，5s)為68 0. lmm、延度(5°C， 5cm/min) 143cm 、軟化點(diǎn)50。C的SBR改性瀝青。
實(shí)施例14
在溫度為145'C的占原料總重量17%的KA8030抽出油膠溶劑中，加入占 原料總重量的5%的20目GS — 1改性劑和占原料總重量1.4%的穩(wěn)定劑，穩(wěn)定 劑中氧化鋁占原料總重量1.4%、平均分子量為420石油磺酸占原料總重量 0. 35%，然后投入到轉(zhuǎn)速為550轉(zhuǎn)/分的雙螺桿擠塑機(jī)中進(jìn)行擠塑，控制擠塑 溫度為145'C，把擠塑出的聚合物混合物直接與占原料總重量68%、針入度為 80 0. burn的氧化瀝青在145'C溫度下攪拌1. 5h，即得到針入度(25°〇，100g， 5s) 為86 O.lmm、延度(5°C， 5cm/min) 145cm 、軟化點(diǎn)54。C的SBR改性瀝青。
實(shí)施例15在溫度為120°(3的占原料總重量15%的催化油漿抽出油膠溶劑中，加入占 原料總重量的8. 5%的YH791改性劑和占原料總重量1. 5%的穩(wěn)定劑，穩(wěn)定劑中 叔丁基異丙苯基過(guò)氧化物占原料總重量0.6%、過(guò)氧化苯甲酸叔丁酯占原料總 重量0. 1%、 二氧化硅占原料總重量0.8%，然后投入到轉(zhuǎn)速為800轉(zhuǎn)/分的單 螺桿擠塑機(jī)中進(jìn)行擠塑，控制擠塑溫度為25(TC，把擠塑出的聚合物混合物直 接與占原料總重量65%、針入度為75 0. lmm的氧化瀝青在25(TC溫度下攪拌 2. 0h，即得到針入度(25°C， 100g， 5s)為81 0. l腿、延度(5°C， 5cm/min)53cm 、 軟化點(diǎn)62"C、離析軟化點(diǎn)差為1.5X:的SBS改性瀝青。
實(shí)施例16
在溫度為155"C的占原料總重量15%的KA8520膠溶劑中，加入占原料總 重量的7%的40目GS — 1改性劑和占原料總重量1. 7%的穩(wěn)定劑，穩(wěn)定劑中叔 丁基過(guò)氧化物占原料總重量0.05%、氧化鈣占原料總重量1.5%,平均分子量 為500的合成磺酸占原料總重量0. 15%,然后投入到轉(zhuǎn)速為400轉(zhuǎn)/分的雙螺 桿擠塑機(jī)中進(jìn)行擠塑，控制擠塑溫度為155°C，把擠塑出的聚合物混合物直接 與占原料總重量34%的溶劑脫瀝青、占原料總重量22%的直餾瀝青、占原料總 重量16%的氧化瀝青，瀝青混合物的針入度為100 0. lmm，在155。C溫度下攪 拌1. 5h，即得到針入度(25。C， 100g， 5s)為104 0. l腿、延度(5。C, 5cm/min) 大于150cm 、軟化點(diǎn)48。C的SBR改性瀝青。
實(shí)施例17
在溫度為135'C的占原料總重量16%的減四抽出油膠溶劑中，加入占原料 總重量的8%的YH791改性劑和占原料總重量0. 9%的穩(wěn)定劑，穩(wěn)定劑中過(guò)氧化 二苯甲酰占原料總重量0. 3%、氧化鋁占原料總重量0. 3%、氧化鋅占原料總重 量0.3%，然后投入到轉(zhuǎn)速為350轉(zhuǎn)/分的雙螺桿擠塑機(jī)中進(jìn)行擠塑，控制擠塑 溫度為135°C，把擠塑出的聚合物混合物直接與占原料總重量的70%的氧化瀝 青，氧化瀝青的針入度為85 0. lmm，在235'C溫度下攪拌3. 0h，即得到針入度(25°C， 100g, 5s)為92 0. lmm、延度(5'C， 5cm/min) 53cm 、軟化點(diǎn)59。C、 離析軟化點(diǎn)差為2匸的SBS改性瀝青。 實(shí)施例18
在溫度為14(TC的占原料總重量17%的減三抽出油膠溶劑中，加入占原料 總重量的9%的20目GS-2改性劑和占原料總重量1.65%的穩(wěn)定劑，穩(wěn)定劑中 馬來(lái)酸酐占原料總重量1%、氧化鎂占原料總重量0.2%、叔丁基異丙苯基過(guò)氧 化物占原料總重量0. 45%,然后投入到轉(zhuǎn)速為500轉(zhuǎn)/分的雙螺桿擠塑機(jī)中進(jìn) 行擠塑，控制擠塑溫度為140°C，把擠塑出的聚合物混合物直接與占原料總重 量70%、針入度為80 0. lmm的溶劑脫瀝青在18(TC溫度下攪拌0. 5h，即得到 針入度(25°C， 100g， 5s)為93 0. lmm、延度(5°C， 5cm/min)大于150cm 、 軟化點(diǎn)51。C的SBR改性瀝青。
實(shí)施例19
在溫度為115°。的占原料總重量15%的催化循環(huán)油抽出油膠溶劑中，加入 占原料總重量的4%的20目GS — 3改性劑和占原料總重量1.5%的穩(wěn)定劑，穩(wěn) 定劑中叔丁基過(guò)氧化異丁酸酯占原料總重量O. 5%、焦磷酸占原料總重量0. 5%、 氧化鉛占原料總重量0. 5%，然后投入到轉(zhuǎn)速為650轉(zhuǎn)/分的雙螺桿擠塑機(jī)中進(jìn) 行擠塑，控制擠塑溫度為155°C，把擠塑出的聚合物混合物直接與直餾瀝青占 原料總重量11%、溶劑脫瀝青占原料總重量52%的針入度為65 0. lmm的瀝青 混合物，在155。C溫度下攪拌2.5h，即得到針入度(25。C，100g,5s)為84 0. lmm、延度(5。C，5cm/min)大于150cm 、軟化點(diǎn)52。C的SBR改性瀝青。
實(shí)施例20
在溫度為11(TC的占原料總重量24Q/。的催化油漿抽出油膠溶劑中，加入占 原料總重量的6%的YH792改性劑和占原料總重量1. 6%的穩(wěn)定劑，穩(wěn)定劑中二 叔丁基過(guò)氧化物占原料總重量O. 6%、過(guò)氧化苯甲酸叔丁酯占原料總重量0. 2%、 氧化鋅占原料總重量0. 8%，然后投入到轉(zhuǎn)速為500轉(zhuǎn)/分的雙螺桿擠塑機(jī)中進(jìn)
15行擠塑，控制擠塑溫度為160°C，把擠塑出的聚合物混合物直接與占原料總重 量37%的氧化瀝青、占原料總重量26%的溶劑脫瀝青，瀝青混合物的針入度為 45 0. lmm，在160。C溫度下攪拌4. 0h，即得到針入度(25°C, 100g, 5s)為68 0. lmm、延度(5°C， 5cm/min) 49cm 、軟化點(diǎn)67°C、離析軟化點(diǎn)差為l"的SBS 改性瀝青。
權(quán)利要求
1. 一種一步法制備聚合物改性瀝青的方法，其原料由石油瀝青、膠溶劑、聚合物改性劑和穩(wěn)定劑組成，其特征在于在溫度為80～160℃的占原料總重量5～27％的膠溶劑中，加入占原料總重量2～9％的聚合物改性劑和0.1～2％的穩(wěn)定劑，然后投入到轉(zhuǎn)速為300～800轉(zhuǎn)/分的擠塑機(jī)中進(jìn)行擠塑，控制擠塑溫度為130～210℃，再把擠塑出的聚合物混合物直接與占原料總重量的62～89.9％的瀝青在130～250℃下混合攪拌0.5～6h，得到聚合物改性瀝青成品。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一步法制備聚合物改性瀝青的方法，其特征在 于所述瀝青是直餾瀝青、氧化瀝青、溶劑脫油瀝青中的一種或一種以上的 瀝青。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一步法制備聚合物改性瀝青的方法，其特征在 于所述的瀝青25。C針入度范圍控制在25 120， 0. lmm。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一步法制備聚合物改性瀝青的方法，其特征 在于所述膠溶劑是采用環(huán)垸基稠油的石油餾分或溶劑脫蠟后的石蠟基原油 的石油餾分或催化裂化裝置的拔頭分餾、調(diào)合后的循環(huán)油或催化裂化裝置經(jīng) 拔頭分餾、調(diào)合而成的催化油槳或丙烷脫瀝青的輕脫油，分別經(jīng)常規(guī)的糠醛、 N—甲基吡咯垸酮或二甲基亞砜溶劑精制工藝而得到的高閃點(diǎn)、高芳烴的減 三、減四餾分抽出油或循環(huán)油抽出油或催化油漿抽出油或輕脫油抽出油，所 述抽出油的閃點(diǎn)大于235。C，芳烴含量大于45%。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一步法制備聚合物改性瀝青的方法，其特征 在于所述聚合物改性劑是SBS苯乙烯-丁二烯-苯乙烯熱塑性彈性體和粉末 SBR丁苯橡膠。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一步法制備聚合物改性瀝青的方法，其特征在于所述SBS改性劑采用苯乙烯與丁二烯的嵌段比為20 45: 80 55、通 過(guò)聚合反應(yīng)得到的分子量為10萬(wàn) 30萬(wàn)的星型或者線型聚合物；所述粉末 SBR改性劑是苯乙烯和丁二烯的無(wú)規(guī)共聚物，其結(jié)合苯乙烯21.5 35. 0%重量， 粒度20目 60目，分子量8萬(wàn) 20萬(wàn)的適用于瀝青改性用的粉末丁苯橡膠。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一步法制備聚合物改性瀝青的方法，其特征在 于穩(wěn)定劑是有機(jī)過(guò)氧化物、金屬氧化物或酸類物質(zhì)中一種以上的混合物。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的一步法制備聚合物改性瀝青的方法，其特征在 于有機(jī)過(guò)氧化物是叔丁基過(guò)氧化物、二叔丁基過(guò)氧化物、1， 1-二叔丁基過(guò) 氧基-3，3，5-三甲基環(huán)己烷、二叔戊基過(guò)氧化物、二異丙苯過(guò)氧化物、叔丁基 異丙苯基過(guò)氧化物、2， 5-二甲基-2， 5-二叔丁基過(guò)氧化己垸、2， 5-二甲基-2， 5-二叔丁基過(guò)氧化己炔、1，3-1，4-二叔丁基異丙苯基過(guò)氧化物、4，4-二叔丁基 過(guò)氧基戊酸正丁酯、過(guò)氧化新癸酸叔丁酯、過(guò)氧化特戊酸叔丁酯、叔丁基過(guò) 氧化異丁酸酯、過(guò)氧化苯甲酸叔丁酯、過(guò)氧化苯甲酰、過(guò)氧化二苯甲酰中的 一種或一種以上的混合物；所述的金屬氧化物是Al、 Ca、 Mg、 Pb、 Zn或Si的氧化物中的一種或一種以上的混合物；所述的酸性物質(zhì)是焦磷酸、丁二酸 酐、馬來(lái)酸酐、分子量為100 500的環(huán)垸酸、分子量為300 600的石油磺 酸、分子量為300 600的合成磺酸化合物。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種采用聚合物作改性劑對(duì)瀝青進(jìn)行改性的一步法制備聚合物改性瀝青的方法，在溫度為80～160℃的占原料總重量5～27％的膠溶劑中，加入占原料總重量2～9％的聚合物改性劑和0.1～2％的穩(wěn)定劑，然后投入到轉(zhuǎn)速為300～800轉(zhuǎn)/分的擠塑機(jī)中進(jìn)行擠塑，控制擠塑溫度為130～210℃，再把擠塑出的聚合物混合物直接與占原料總重量的62～89.9％的瀝青在130～250℃下混合攪拌0.5～6h，得到聚合物改性瀝青，具有良好的熱儲(chǔ)存性能、優(yōu)良的低溫延展性能、抗疲勞開(kāi)裂性能和較好的耐候性能，經(jīng)與石料拌和后，混合料表現(xiàn)出良好的水穩(wěn)定性、高低溫穩(wěn)定性，能有效地提高瀝青路面使用性能和延長(zhǎng)使用壽命。
文檔編號(hào)C08L95/00GK101457023SQ200710179270
公開(kāi)日2009年6月17日 申請(qǐng)日期2007年12月12日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月12日
發(fā)明者李劍新, 熊良銓, 牛春革, 王金勤, 羅來(lái)龍, 藺習(xí)雄, 華 高 申請(qǐng)人:中國(guó)石油天然氣股份有限公司