專利名稱：：一種sbs改性瀝青及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種瀝青，特別涉及一種SBS改性瀝青及其制備方法。
背景技術(shù)：
：瀝青路面作為一種連續(xù)式路面，具有減震、行車舒適、易維修等優(yōu)點(diǎn)，是高等級(jí)路面采用的主要方式。但瀝青路面作為一種粘彈性材料，也容易出現(xiàn)高溫車轍、低溫裂縫等病害，因此目前我國(guó)許多路面工程采用SBS改性瀝青材料來減少這些病害的過早出現(xiàn)，延長(zhǎng)路面壽命。SBS是苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物，用它進(jìn)行改性的基質(zhì)瀝青稱為SBS改性瀝青。SBS改性瀝青的最大特點(diǎn)是高溫、低溫性能都較好，同時(shí)具有優(yōu)良的抗老化、抗疲勞和粘結(jié)能力，能明顯提高路面抗裂縫和抗車撤能力，從而改善路面材料的綜合性能，提高耐久性。目前絕大多數(shù)瀝青路面是通過熱拌瀝青混合料(瀝青和集料)來實(shí)現(xiàn)的。隨著大家認(rèn)識(shí)水平的不斷提高，熱拌瀝青混合料在拌制、運(yùn)輸以及攤鋪的過程中出現(xiàn)的熱老化、有害氣體排放以及過多能耗等問題，逐步為各國(guó)的科技工作者所關(guān)注。熱拌瀝青混合料的拌制和施工溫度是相當(dāng)高的，基質(zhì)瀝青達(dá)160。C，如果采用SBS改性瀝青，拌合溫度還要提高20。C左右，在如此高的溫度并且是有氧氣的情況下，瀝青的老化是不可避免的，瀝青混合料的路用性能不可避免的將受到不利影響。從另外一個(gè)角度看，瀝青和集料分別加熱至如此高的溫度，必然要消耗大量的燃料能源。由于熱拌瀝青混合料的拌和溫度高，所以混合料拌制過程乃至攤鋪時(shí)青煙陣陣的現(xiàn)象是非常普遍的。熱拌瀝青混合料在拌制和攤鋪過程中揮發(fā)出來的"青煙"除了污染大氣環(huán)境外，對(duì)操作人員的呼吸系統(tǒng)也存在強(qiáng)烈的刺激。而冷拌瀝青混合料由于操作溫度低，基本沒有瀝青煙的危害，在環(huán)保、能耗等方面有一定優(yōu)勢(shì)，但由于總體上其路用性能與熱拌瀝青混合料相比還有較大差距，因此只能用于瀝青路面的修補(bǔ)、低交通量路面、中重交通量路面的下面層和基層。鑒于此，如何保留熱拌瀝青混合料性能良好的特點(diǎn)并克服其存在上述問題，或從另外一個(gè)角度說，如何在保留冷拌瀝青混合料環(huán)保方面優(yōu)勢(shì)的同時(shí)克服其性能的不足,這成為科研人員努力的方向。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是針對(duì)上述技術(shù)缺陷提供一種高性能的包含抑煙改性劑的SBS改性瀝青，這種SBS改性瀝青能夠在其他性能變化不大的前提下，使得高溫施工粘度大大降低，從而降低施工溫度，大大減少瀝青煙氣產(chǎn)生及其危害。本發(fā)明采取的技術(shù)方案是一種SBS改性瀝青，其特征在于基于SBS改性瀝青原料的總重量，在所述SBS改性瀝青原料中包含3-8重量％的抑煙改性劑，所述抑煙改性劑由30-80重量％的裂解聚乙烯蠟和20-70重量％的硬脂酸組成。本發(fā)明采取的技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果是降低所述SBS改性瀝青在高溫下拌合的粘度；因此，其拌合、成型溫度可降低20-40。C,從而大大減少了瀝青煙氣污染；且不削弱瀝青混合料的性能指標(biāo)；節(jié)約拌合能耗，施工簡(jiǎn)單方便、環(huán)保節(jié)能。4本發(fā)明還涉及所述SBS改性瀝青的制備方法，其特征在于在140。C-180。C溫度下，將所述抑煙改性劑與所述SBS改性瀝青原料攪拌5分鐘-60分鐘。該方法具有添加方便、成本低；簡(jiǎn)單易行，易于應(yīng)用在工業(yè)化生產(chǎn)中；且利用該方法生產(chǎn)的SBS改性瀝青具有上述優(yōu)點(diǎn)。具體實(shí)施例方式以下將詳細(xì)描述本發(fā)明，其中百分含量都是重量百分比。本發(fā)明涉及一種SBS改性瀝青，基于SBS改性瀝青原料的總重量，在所述SBS改性瀝青原料中加入了3-8重量％的抑煙改性劑，所述抑煙改性劑由30-80重量％的裂解聚乙烯蠟(polyethylene蠟，下文中，簡(jiǎn)稱為"PE蠟")和20-70重量％的硬脂酸(stearicacid，下文中，簡(jiǎn)稱為"SA")組成。其中進(jìn)一步優(yōu)選，所述抑煙改性劑由50-70重量％的裂解聚乙烯蠟和30-50重量％的硬脂酸組成。本發(fā)明通過混合裂解聚乙烯蠟和硬脂酸的復(fù)合粒子，將SBS改性瀝青原料中添加裂解聚乙烯蠟和硬脂酸的混合物，攪拌即可得到分散均勻的本發(fā)明的SBS改性瀝青。本發(fā)明的SBS改性瀝青中，降低了所述SBS改性瀝青在高溫下拌合的粘度；因此，其拌合、成型溫度可降低20-40。C,從而大大減少了瀝青煙氣污染。其中，加入硬脂酸能夠軟化SBS原料中S段的結(jié)合，所以降低了改性瀝青粘度，但軟化點(diǎn)也降低，明顯消弱了SBS改性瀝青原料的高溫性能；此時(shí)，添加裂解蠟不但進(jìn)一步降低SBS改性瀝青原料的粘度，還能提高SBS改性瀝青原料的高溫性能，可彌補(bǔ)加入硬脂酸所帶來的高溫性能變差的缺陷，從而將二者結(jié)合起來在降低粘度的同時(shí)保持SBS改性瀝青原料的性能。本發(fā)明的SBS改性瀝青中，所述裂解聚乙烯蠟可以選用市售產(chǎn)品，或可以由低密度聚乙烯高溫下裂解而得。其中，優(yōu)選用低密度聚乙烯高溫下裂解而得，更優(yōu)選采用廢的低密度聚乙烯高溫下裂解而得，從而進(jìn)一步降低生產(chǎn)成本。其中，還優(yōu)選采用所述裂解聚乙烯蠟熔點(diǎn)100-110°C，在135。C的粘度0.2-0.5Pa.S;所述硬脂酸熔點(diǎn)65-70。C,以得到更好的技術(shù)效果。生產(chǎn)實(shí)施例以下將通過實(shí)施例來說明本發(fā)明的實(shí)施方案，^f旦是本發(fā)明并不限于這些特定的實(shí)施例。原料SBS改性瀝青原料(江蘇寶利瀝青股份有限公司生產(chǎn)，SBS(I畫C)型)低密度聚乙烯(上海精良建材有限公司生產(chǎn)，二級(jí)黑料)硬脂酸(上海延安油脂化工廠，一級(jí))n)裂解聚乙烯蠟的生產(chǎn)例Al-A4按照如下表A所示的操作參數(shù)，將低密度聚乙烯在反應(yīng)釜或高壓釜中進(jìn)行裂解反應(yīng)，裂解反應(yīng)后卸壓出料冷卻，粉碎得到裂解聚乙烯蠟。表A<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>(2)SBS改性瀝青的生產(chǎn)例B1-B4在例如張家港貝斯特有限公司產(chǎn)的高速捏合機(jī)S350型的混合設(shè)備中，按照如下表B所示的操作參數(shù)，將所述抑煙改性劑與所述SBS改性瀝青原料攪拌均勻即可得本發(fā)明的SBS改性瀝青，所述抑煙改性劑為由硬脂酸和如上所得的裂解聚乙烯蠟組成的混合物。表B<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>效果實(shí)施例下文中，如果沒有特別指明，各指標(biāo)和檢測(cè)方法是根據(jù)交通部行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程(JTJ052-2000)》來定義，技術(shù)指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)值來自交通部行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范JTGF40-2004》。抑煙SBS改性瀝青的關(guān)鍵是降低其在高溫下拌合的粘度，這一粘度通常用135°C時(shí)的旋轉(zhuǎn)粘度表示。效果實(shí)施例1表l裂解PE蠟用量對(duì)SBS改性瀝青粘度的影響<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>裂解PE蠟用量對(duì)SBS改性瀝青的粘度和軟化點(diǎn)影響如表1所示?？煽闯?，裂解PE蠟對(duì)SBS瀝青也具有比較好的降粘效果，特別是當(dāng)其用量為7%時(shí)，效果比較明顯。隨著PE蠟用量增加，改性瀝青的軟化點(diǎn)將增加。效果實(shí)施例2表2硬脂酸用量對(duì)SBS改性瀝青粘度的影響<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>硬脂酸用量對(duì)SBS改性瀝青粘度的影響如表2所示，從表2可看出，硬脂酸對(duì)SBS改性瀝青也具有比較好的降粘效果，特別是當(dāng)其用量較小時(shí)，效果就比較明顯。但隨其用量增加，改性瀝青的軟化點(diǎn)逐漸下降，瀝青的高溫性能變差。效果實(shí)施例3由于硬脂酸降低了改性瀝青軟化點(diǎn)，而PE蠟則能提高，因此將二者結(jié)合起來共同降低粘度，能同時(shí)保持SBS改性瀝青的性能。幾個(gè)不同比例下試驗(yàn)結(jié)果如表3所示。表3SA和PE蠟并用對(duì)SBS改性瀝青(中)粘度及主要指標(biāo)的影響指標(biāo)粘度(135°C)粘度(160°C)針入度dmm軟化點(diǎn)°C延度(5°C)01.210.3671.274.035.02%SA0.890.2998.569.552.12。/oSA+2o/oPE蠟0.780.2884.772.044.620/oSA+4。/oPE蠟0.740.2578.272.536.32Q/oSA+6o/oPE蠟0.590.1972.472.031.8從上表可看出，硬脂酸可明顯降低改性瀝青的粘度，低溫延度雖有大幅度提高，但是其針入度太高，不適合應(yīng)用。通過加入PE蠟，其高溫粘度進(jìn)一步降低，針入度逐漸得到降低，軟化點(diǎn)也得到了提高。當(dāng)添加2。/oSA+6。/oPE蠟時(shí)，135。C粘度降低到0.60Pa.S以下，為初始粘度的1/2。將硬脂酸和PE蠟加入到SBS改性瀝青中時(shí)改性瀝青經(jīng)過163。C下48h高溫?zé)豳A存試驗(yàn)表明，上下軟化點(diǎn)分別為74.5和73.0°C，差別僅為-1.5。C，保持了較好的貯存穩(wěn)定性，軟化點(diǎn)也沒有發(fā)生衰減。效果實(shí)施例4為了驗(yàn)證所得抑煙SBS改性瀝青的效果，進(jìn)行了混合料試驗(yàn)。對(duì)比了SBS改性瀝青混合料分別在140和160°C下成型后的全面性能，與添加5。/。裂解PE蠟硬脂酸混合物(下稱抑煙劑)的SBS改性瀝青在140°C下成型后的性能。瀝青混合料的類型選擇為AC13C型，礦料級(jí)配見表4.1，最佳油石比才艮據(jù)交通部行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程(JTJ052-2000)》確定為4.9%。表4.1AC-13瀝青混合料合成級(jí)配<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>分別采用SBS改性瀝青原料、SBS改性瀝青原料摻加瀝青質(zhì)量的5%抑煙劑(裂解PE蠟/硬脂酸。/l)在"0。C下添加)進(jìn)行對(duì)比，由于加入抑煙劑后會(huì)降低瀝青的粘度，所以加入抑煙劑后的瀝青混合料的試件擊實(shí)成型溫度(擊實(shí)成型溫度是指瀝青混合料在施工中適宜壓路機(jī)碾壓達(dá)到密實(shí)狀態(tài)的溫度，低于此溫度時(shí)由于瀝青粘度過大，則較難達(dá)到密實(shí)狀態(tài))降低20。C，同時(shí)SBS改性瀝青原料之一也降低20。C擊實(shí)成型試件，進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)。下表為各種瀝青的擊實(shí)成型溫度表4.2不同瀝青的擊實(shí)成型溫度<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>根據(jù)要求，按規(guī)范方法對(duì)混合料進(jìn)行各種使用性能的檢驗(yàn)。(l)馬歇爾度穩(wěn)定度按《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程》(T0709-1993)中規(guī)定的方法和條件進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)馬歇爾試驗(yàn)，試驗(yàn)測(cè)試結(jié)果見表4.3。表4.3馬歇爾穩(wěn)定度試驗(yàn)結(jié)果<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>(2)高溫穩(wěn)定性檢驗(yàn)。按《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程》(T0719-1993)中規(guī)定方法與試驗(yàn)條件進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)車轍試驗(yàn)，試驗(yàn)測(cè)試結(jié)果見表4.4。表4.4車轍試驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定度指標(biāo)檢驗(yàn)<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>(3)水穩(wěn)定性檢驗(yàn)按《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程》(T0709-1993、T0729-1993)中規(guī)定的試驗(yàn)方法進(jìn)行浸水馬歇爾試驗(yàn)和凍融劈裂試驗(yàn)，分別測(cè)定殘留穩(wěn)定度及凍融劈裂殘留強(qiáng)度比，試驗(yàn)結(jié)果見表4.5、4.6。表4.5馬歇爾殘留穩(wěn)定度指標(biāo)檢驗(yàn)編號(hào)馬歇爾穩(wěn)定度KN浸水馬歇爾穩(wěn)定度KN殘留穩(wěn)定度％SBS-16012.210.686.8SBS-14012.411.088.5SBS+5o/"中煙劑11.510.893.910表4.6凍融劈裂試驗(yàn)殘留強(qiáng)度比指標(biāo)檢驗(yàn)<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>(4)低溫性能按《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程》(T0715-1993)中規(guī)定的試驗(yàn)方法進(jìn)行低溫彎曲試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見表4.7。表4.7低溫小梁彎曲試驗(yàn)指標(biāo)檢驗(yàn)<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>根據(jù)前述試驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出，添加抑煙劑在較低溫度(140。C)下成型的瀝青混合料高溫穩(wěn)定性和水穩(wěn)定性顯著優(yōu)于同條件下的SBS改性瀝青，低溫性能基本持平，與高溫成型(160。C)條件下的SBS性能差別不大。說明抑煙劑可以顯著降低瀝青混合料成型溫度，而不會(huì)削弱混合料的性能指標(biāo)，具有良好的"溫拌"效果。權(quán)利要求1.一種SBS改性瀝青，其特征在于基于SBS改性瀝青原料的總重量，在所述SBS改性瀝青原料中包含3-8重量％的抑煙改性劑，所述抑煙改性劑由30-80重量％的裂解聚乙烯蠟和20-70重量％的硬脂酸組成。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的SBS改性瀝青，其特征在于所述抑煙改性劑由50-70重量％的裂解聚乙烯蠟和30-50重量％的硬脂酸組成。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的SBS改性瀝青，其特征在于所述裂解聚乙烯蠟由低密度聚乙烯高溫下裂解而得。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的SBS改性瀝青，其特征在于所述裂解聚乙烯蠟是由低密度聚乙烯在410。C士20。C下，壓力為2atm下，裂解10-30min,卸壓出料冷卻，粉多卒而得。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的SBS改性瀝青，其特征在于所述裂解聚乙烯蠟的熔點(diǎn)為100-110°C，在135。C的粘度為0.2-0.5Pa.S。6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的SBS改性瀝青，其特征在于所述硬脂酸的熔點(diǎn)為65-70。C。7.—種制備權(quán)利要求1或2所述的SBS改性瀝青的方法，其特征在于在140。C-180。C溫度下，將所述抑煙改性劑與所述SBS改性瀝青原料攪拌5分鐘-60分鐘而得所述SBS改性瀝青。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的SBS改性瀝青的制備方法，其特征在于所述裂解聚乙烯蠟由低密度聚乙烯高溫下裂解而得。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的SBS改性瀝青的制備方法，其特征在于所述裂解聚乙烯蠟是由低密度聚乙烯在410。C士20。C下，壓力為2atm下，裂解10-30min，卸壓出料冷卻，4分碎而得。全文摘要本發(fā)明涉及一種SBS改性瀝青及其制備方法，所述SBS改性瀝青基于SBS改性瀝青原料的總重量，在所述SBS改性瀝青原料中包含3-8重量％的抑煙改性劑，所述抑煙改性劑由30-80重量％的裂解聚乙烯蠟和20-70重量％的硬脂酸組成。本發(fā)明采取的技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果是降低所述SBS改性瀝青在高溫下拌合的粘度；因此，其拌合、成型溫度可降低20-40℃，從而大大減少了瀝青煙氣污染；且不削弱瀝青混合料的性能指標(biāo)。文檔編號(hào)C08L95/00GK101649122SQ20091017214公開日2010年2月17日申請(qǐng)日期2009年9月10日優(yōu)先權(quán)日2009年9月10日發(fā)明者節(jié)季,曹東偉,王仕峰,趙懷志申請(qǐng)人:交通部公路科學(xué)研究院;上海交通大學(xué);北京建筑工程學(xué)院;中公高科(北京)養(yǎng)護(hù)科技有限公司