專利名稱：一種儲(chǔ)存穩(wěn)定的復(fù)合改性瀝青的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及道路浙青的制備方法，尤其涉及一種儲(chǔ)存穩(wěn)定的復(fù)合改性浙青的制備方法。
背景技術(shù)：
隨著道路交通車流量增大，載重量增加、車速加快，對(duì)浙青路面的要求更嚴(yán)格，不僅高溫下不出現(xiàn)車轍和推擠，而且低溫及雨水侵蝕下不開裂、松散。實(shí)踐證明聚合物改性浙青可以明顯的降低溫度敏感性，提高浙青的路用性能，延長(zhǎng)路面的使用壽命。常用于浙青改性的聚合物主要有熱塑性彈性體、橡膠類和熱塑性樹脂類三大類。苯乙烯-丁二烯-苯乙烯熱塑性彈性體(SBS)能很好的改性浙青的高低溫性能，在目前改性浙青的生產(chǎn)中得到廣泛的應(yīng)用，但是其價(jià)格昂貴，導(dǎo)致生產(chǎn)成本過高。因此，需要尋找一種更合適、更經(jīng)濟(jì)的改性劑及其生產(chǎn)方法。隨著人們對(duì)廢舊輪胎循環(huán)利用的不斷關(guān)注， 廢橡膠粉作為改性劑用于生產(chǎn)道路浙青也得到了廣泛的重視。廢膠粉是源于回收的輪胎，因此，相對(duì)于SBS，橡膠粉價(jià)格低廉，并且其生產(chǎn)的改性浙青具有低溫性能好、抗老化性能強(qiáng)等獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。但是廢橡膠粉屬于熱固性橡膠，高溫加熱不能使其有效熔融，與浙青基體存在相溶性差，在浙青中是以顆粒懸浮式存在，因此在運(yùn)輸和儲(chǔ)存過程中極易發(fā)生離析。并且，廢膠粉改性浙青在一般儲(chǔ)存過程中，膠粉易發(fā)溶脹降解從而導(dǎo)致性能的衰減。因此，單獨(dú)使用廢膠粉為改性劑還存在許多的問題。而在實(shí)際生產(chǎn)中，越來越多地采用廢舊膠粉與苯乙烯-丁二烯-苯乙烯熱塑性彈性體即SBS按投料順序投放到基礎(chǔ)浙青中，如中國(guó)專利公開號(hào)CN1313566公開的改性浙青制備方法:(1)首先將基礎(chǔ)浙青在150-200°C下加熱熔化，(2)加入占基礎(chǔ)浙青0.5-5%的SBS到基礎(chǔ)浙青到上述溫度下剪切30-90分鐘，(3)再加入廢舊輪胎橡膠粉，含量占基礎(chǔ)浙青總量的1_6%，在步驟(3)中加入如硫磺或自氧化鋅或硬脂酸鹽穩(wěn)定劑，穩(wěn)定劑占基礎(chǔ)浙青總量的0.1-0.5%，繼續(xù)在上述溫度下剪切60-120分鐘得到儲(chǔ)存穩(wěn)定的改性浙青。事實(shí)上，在熱的浙青中先加入SBS后加入廢舊膠粉并不利于膠粉在浙青中的穩(wěn)定和均勻地分散，在不攪動(dòng)地?zé)醿?chǔ)存時(shí)容易發(fā)生沉降。中國(guó)專利公開號(hào)CN1528823公開了一種SBS復(fù)合改性浙青的制備方法。第一步按重量百分比，將10-60 %的膠粉和0-20 %的填充油直接加入到基礎(chǔ)浙青中，在溫度140-250°C下，剪切，攪拌，混合1-6小時(shí)，制備得到膠粉改性浙青母料；第二步，將上述膠粉改性浙青母料加熱熔化，用浙青稀釋，加入SBS和交聯(lián)劑，在溫度140-230°C下，攪拌，混合，得到復(fù)合改性浙青。但是首先將膠粉和填充油加入浙青再加SBS，這種投料順序不能很好地改善膠粉的離析度，造成膠粉在浙青中不能很好地穩(wěn)定和均勻地分散，在不攪動(dòng)地?zé)醿?chǔ)存時(shí)容易發(fā)生沉降，所以實(shí)際使用時(shí)，SBS與膠粉的比例偏大，不利于廢舊輪胎膠粉的利用。

發(fā)明內(nèi)容
為克服上述技術(shù)缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種儲(chǔ)存穩(wěn)定的復(fù)合改性浙青的制備方法。該方法制備的復(fù)合改性浙青不容易發(fā)生沉降，高、低溫性能均較好，儲(chǔ)存穩(wěn)定性好。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是，一種儲(chǔ)存穩(wěn)定的復(fù)合改性浙青的制備方法，其特征在于它包括以下步驟:步驟一，通過粉碎研磨機(jī)分別將苯乙烯-丁二烯-苯乙烯熱塑性彈性體(SBS)與廢舊輪胎膠粉研磨成粉末，得到SBS粉末和膠粉；按照重量百分比:5% 50%的SBS粉末和50 % 95 %的膠粉，加入擠出機(jī)同向平行嚙合雙螺桿共混擠出機(jī)(或稱同向平行雙螺桿擠出機(jī))中，其中擠出溫度為185 300°C，反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)水冷、切粒、干燥或反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)輥筒壓延冷卻、成片，得到固態(tài)狀的SBS/膠粉共混物；所述同向平行嚙合雙螺桿共混擠出機(jī)為螺桿轉(zhuǎn)速200r/min 1500r/min的二階至四階的同向旋轉(zhuǎn)雙螺桿擠出機(jī)，螺桿長(zhǎng)徑比為35 60 ;步驟二，按重量百分比，向72.5% -90.5%的基質(zhì)浙青中加入0_5%的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯熱塑性彈性體(SBS)，在130-170°C下，利用分散機(jī)(高速剪切分散機(jī))剪切后，加入1-20%的SBS/膠粉共 混物、3-5%相容劑、0.5-1.5%的穩(wěn)定劑，在175 185°C下攪拌、混合3-5小時(shí)，制得儲(chǔ)存穩(wěn)定的復(fù)合改性浙青(或稱膠粉/SBS復(fù)合改性浙青)。所述的穩(wěn)定劑為硫磺、氧化鋅、硬脂酰胺、二硫醇基苯并噻唑、氯化鈣幾種組合物，各組分重量百分比為:硫磺80wt%、氧化鋅7wt%、硬脂酰胺5wt%、二硫醇基苯并噻唑5wt%、氯化隹丐3wt%。所述的基質(zhì)浙青是指各種路用的石油浙青。所述的相容劑是經(jīng)脫蠟處理的糠醛抽出油，芳香分含量在50wt%以上，所述的芳香分中含有40-65wt%的重質(zhì)芳烴。所述的糠醛抽出油的脫蠟是由如下方法處理的:將一定量的糠醛抽出油加熱到35-50°C，加入占糠醛抽出油55-80wt%的甲基異丁基酮溶劑，使甲基異丁基酮溶劑與糠醛抽出油充分混合，冷卻至室溫；再于4-8°C冷浴中不斷攪拌下，到冷浴溫度(即4-8°C)后保持30分鐘，再放入預(yù)先冷卻到脫蠟溫度20-30°C的吸濾板，開真空泵抽濾；在20-30°C的溫度下進(jìn)行吸濾，之后蒸出濾液中的溶劑(即甲基異丁基酮溶劑)，即可得到脫蠟后的糠醛抽出油。所述的從雙螺桿共混擠出機(jī)里面出來的SBS/膠粉共混物的溫度很高，在出料盛樣容器外部裝一個(gè)循環(huán)冷凝水，共混物從機(jī)器里面出來就能夠快速冷卻。本發(fā)明有益的效果之一是，SBS與膠粉復(fù)合，充分發(fā)揮SBS的耐高溫性能的優(yōu)勢(shì)與膠粉的耐低溫性能、抗老化性能的優(yōu)勢(shì)，并且SBS的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)在一定程度上能改善復(fù)合改性浙青中膠粉的離析程度，提高改性浙青的高溫儲(chǔ)存性能。本發(fā)明有益效果之一是，對(duì)SBS與膠粉進(jìn)行預(yù)處理，通過螺桿擠出機(jī)的高溫、機(jī)械擠壓等一系列作用，使SBS與膠粉熔融共混，可以增進(jìn)SBS與膠粉的相容性，從而改善復(fù)合改性浙青的熱儲(chǔ)存穩(wěn)定性。并且通過螺桿擠出機(jī)的熱剪切作用，可以破壞膠粉的交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，從而提高膠粉在改性浙青中的穩(wěn)定性。因此通過熔融共混技術(shù)對(duì)SBS與膠粉進(jìn)行預(yù)處理，可以制備儲(chǔ)存性能良好的復(fù)合改性浙青。本發(fā)明有益效果之一是，米用膠粉與SBS共混后改性,一方面可以降低SBS摻量，從而降低生產(chǎn)成本，另一方面，通過大量使用膠粉，也可以解決廢舊橡膠的回收使用問題，從而有利于資源的循環(huán)使用和環(huán)境保護(hù)。
具體實(shí)施例方式以下實(shí)施例所采用的穩(wěn)定劑為硫磺、氧化鋅、硬脂酰胺、二硫醇基苯并噻唑、氯化鈣幾種組合物，各組分重量百分比為:硫磺80wt%、氧化鋅7wt%、硬脂酰胺5wt%、二硫醇基苯并噻唑5wt%、氯化I丐3wt%。復(fù)合的穩(wěn)定劑能提高浙青軟化點(diǎn)和抗老化性能,穩(wěn)定性能好。
穩(wěn)定劑也可是含硫、聚硫或硫化物的一種或幾種的混合物。以下所述的基質(zhì)浙青是指各種路用的石油浙青。以下實(shí)施例所采用的膠粉是，粉碎研磨機(jī)將廢舊輪胎研磨1-4次研磨成粉末(或采用高速剪切分散機(jī)剪切5-20分鐘)，得到膠粉，膠粉目數(shù)為40-60目。以下實(shí)施例所采用的SBS/膠粉共混物的重量配比為:SBS為5_50%，膠粉為50-95%。以下所采用的SBS是線形結(jié)構(gòu)，苯乙烯/ 丁二烯比為30/65 (質(zhì)量比)，在230°C和
2.15kg條件下，熔融指數(shù)為0.7-5.0g/10min，星型或混合型。以下實(shí)施例中，通過粉碎研磨機(jī)分別將SBS與廢舊輪胎膠粉研磨成粉末，按照重量百分比擠出機(jī)(向同向平行嚙合雙螺桿共混擠出機(jī))的共混反應(yīng)器中投入5% 50%的SBS粉末和50% 95%的膠粉；其中擠出溫度185 300°C，優(yōu)選185°C，190°C，250°C或280°C ;反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)水冷、切粒、干燥或反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)輥筒壓延冷卻、成片，得到固態(tài)狀的SBS/膠粉共混物；所述同向平行嚙合雙螺桿共混擠出機(jī)為螺桿轉(zhuǎn)速200r/min 1500r/min的二階至四階的同向旋轉(zhuǎn)雙螺桿擠出機(jī)，優(yōu)選轉(zhuǎn)速為500r/min或800r/min，螺桿長(zhǎng)徑比為35 60，優(yōu)選 40-50。 所述的向同向平行嚙合雙螺桿共混擠出機(jī)，從進(jìn)料口到機(jī)頭，螺桿逐漸升溫，在距尚機(jī)頭50cm時(shí)開始減低溫度。所述的從雙螺桿共混擠出機(jī)里面出來的SBS/膠粉共混物的溫度很高，在出料盛樣容器外部裝一個(gè)循環(huán)冷凝水，共混物從機(jī)器里面出來就能夠快速冷卻。以下實(shí)施例所采用的相容劑是經(jīng)脫蠟處理的糠醛抽出油，芳香分含量在50wt%以上，所述的芳香分中含有40-65wt%的重質(zhì)芳烴。所述的糠醛抽出油的脫蠟是由如下方法處理的:將一定量的糠醛抽出油加熱到35-50°C，加入占糠醛抽出油55-80wt%的甲基異丁基酮溶劑，使甲基異丁基酮溶劑與糠醛抽出油充分混合，冷卻至室溫；再于4-8°C冷浴中不斷攪拌下，到冷浴溫度(即4-8°C )后保持30分鐘，再放入預(yù)先冷卻到脫蠟溫度20-30°C的吸濾板，開真空泵抽濾；在20-30°C的溫度下進(jìn)行吸濾，之后蒸出濾液中的溶劑(即甲基異丁基酮溶劑)，即可得到脫蠟后的糠醛抽出油。對(duì)比實(shí)施例1，用粉碎研磨機(jī)將廢舊輪胎研磨成粉末，按重量百分比，稱取基質(zhì)浙青84.8%，向基質(zhì)浙青中加入10%膠粉、5%相容劑、0.2%穩(wěn)定劑，在175 185°C下攪拌、混合4小時(shí)，制得復(fù)合改性浙青1#，性能指標(biāo)如表I。對(duì)比實(shí)施例2，按重量百分比，稱取93.5%基質(zhì)浙青，加入2.5% SBS，在130_170°C下，利用高速剪切分散機(jī)剪切后，加入3%相容劑、1%穩(wěn)定劑，在175 185°C下攪拌、混合4小時(shí)，制得復(fù)合改性浙青2#，性能指標(biāo)如表I。對(duì)比實(shí)施例3，用粉碎研磨機(jī)將廢舊輪胎研磨成粉末，按重量百分比，稱取基質(zhì)浙青82%，向基質(zhì)浙青中加入2.5% SBS，在130°C下，利用高速剪切分散機(jī)剪切5分鐘后，力口入10%的膠粉、5%相容劑，0.5%穩(wěn)定劑，在175°C下攪拌、混合4小時(shí)，制得復(fù)合改性浙青3#，性能指標(biāo)如表I。實(shí)施例4，通過粉碎研磨機(jī)分別將苯乙烯-丁二烯-苯乙烯熱塑性彈性體(SBS)與廢舊輪胎膠粉研磨成粉末，得到SBS粉末和膠粉；向同向平行嚙合雙螺桿共混擠出機(jī)的共混反應(yīng)器中投入50重量份膠粉和50重量份SBS粉末，反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)水冷、切粒、干燥，得到固態(tài)狀的SBS/膠粉共混物。按重量百分比，稱取82.5%基質(zhì)浙青，加入12% SBS/膠粉共混物、5%相容劑、0.5%穩(wěn)定劑，在175 185°C下攪拌、混合4小時(shí)，制得復(fù)合改性浙青4#，性能指標(biāo)如表I。實(shí)施例5，通過粉碎研磨機(jī)分別將苯乙烯-丁二烯-苯乙烯熱塑性彈性體(SBS)與廢舊輪胎膠粉研磨成粉末，得到SBS粉末和膠粉；向同向平行嚙合雙螺桿共混擠出機(jī)的共混反應(yīng)器中投入95重量份膠粉和5重量份SBS粉末，反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)輥筒壓延冷卻、成片，得到固態(tài)狀的SBS/膠粉共混物。按重量百分比，稱取90.5%基質(zhì)浙青，加入3% SBS，在130°C下，利用高速剪切分散機(jī)剪切后，加入1% SBS/膠粉共混物、5%相容劑、0.5%穩(wěn)定劑，在175°C下攪拌、混合4小時(shí)，制得復(fù)合改性浙青5#’性能指標(biāo)如表I。實(shí)施例6，通過粉碎研磨機(jī)分別將苯乙烯-丁二烯-苯乙烯熱塑性彈性體(SBS)與廢舊輪胎膠粉研磨成粉末，得到SBS粉末和膠粉；向同向平行嚙合雙螺桿共混擠出機(jī)的共混反應(yīng)器中投入90重量份膠粉和10重量份SBS粉末，反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)水冷、切粒、干燥，得到固態(tài)狀的SBS/膠粉共混物。按重量百分比，稱取72.5%基質(zhì)浙青，加入2% SBS，在140°C下，利用高速剪切分散機(jī)剪切后，加入20% SBS/膠粉共混物、5%相容劑、0.5%穩(wěn)定劑，在180°C下攪拌、混合4小時(shí)，制得復(fù)合改性浙青6#，性能指標(biāo)如表I。實(shí)施例7，通過粉碎研磨機(jī)分別將苯乙烯-丁二烯-苯乙烯熱塑性彈性體(SBS)與廢舊輪胎膠粉研磨成粉末，得到SBS粉末和膠粉；向同向平行嚙合雙螺桿共混擠出機(jī)的共混反應(yīng)器中投入80重量份膠粉和20重量份SBS粉末，反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)水冷、切粒、干燥，得到固態(tài)狀的SBS/膠粉共混物。按重量百分比，稱取82.5%基質(zhì)浙青，加入5% SBS，在150°C下，利用高速剪切分散機(jī)剪切后，加入7% SBS/膠粉共混物、4%相容劑、1.5%穩(wěn)定劑，在185°C下攪拌、混合5小時(shí)，制得復(fù)合改性浙青。實(shí)施例8，通過粉碎研磨機(jī)分別將苯乙烯-丁二烯-苯乙烯熱塑性彈性體(SBS)與廢舊輪胎膠粉研磨成粉末，得到SBS粉末和膠粉；向同向平行嚙合雙螺桿共混擠出機(jī)的共混反應(yīng)器中投入70重量份膠粉和30重量份SBS粉末，反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)水冷、切粒、干燥，得到固態(tài)狀的SBS/膠粉共混物。按重量百分比，稱取76%基質(zhì)浙青，加入10% SBS/膠粉共混物、3%相容劑、I %穩(wěn)定劑，在185°C 下攪拌、混合3小時(shí)，制得復(fù)合改性浙青。表I實(shí)施例改性浙青性能
權(quán)利要求
1.一種儲(chǔ)存穩(wěn)定的復(fù)合改性浙青的制備方法，其特征在于它包括以下步驟: 步驟一，通過粉碎研磨機(jī)分別將苯乙烯-丁二烯-苯乙烯熱塑性彈性體與廢舊輪胎膠粉研磨成粉末，得到SBS粉末和膠粉；按照重量百分比:5% 50%的SBS粉末和50% 95%的膠粉，加入擠出機(jī)中，其中擠出溫度為185 300°C，反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)水冷、切粒、干燥或反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)輥筒壓延冷卻、成片，得到固態(tài)狀的SBS/膠粉共混物； 步驟二，按重量百分比，向72.5% -90.5%的基質(zhì)浙青中加入0-5%的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯熱塑性彈性體，在130-170°C下，利用分散機(jī)剪切后，加入1-20%的SBS/膠粉共混物、3-5%相容劑、0.5-1.5%的穩(wěn)定劑，在175 185°C下攪拌、混合3_5小時(shí)，制得儲(chǔ)存穩(wěn)定的復(fù)合改性浙青。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種儲(chǔ)存穩(wěn)定的復(fù)合改性浙青的制備方法，其特征在于，所述的穩(wěn)定劑為硫磺、氧化鋅、硬脂酰胺、二硫醇基苯并噻唑、氯化鈣幾種組合物，各組分重量百分比為:硫磺80wt%、氧化鋅7wt%、硬脂酰胺5wt`%、二硫醇基苯并噻唑5wt%、氯化|丐3wt%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種儲(chǔ)存穩(wěn)定的復(fù)合改性浙青的制備方法，其特征在于，所述的基質(zhì)浙青是指各種路用的石油浙青。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種儲(chǔ)存穩(wěn)定的復(fù)合改性浙青的制備方法，其特征在于，所述的相容劑是經(jīng)脫蠟處理的糠醛抽出油，芳香分含量在50wt%以上，所述的芳香分中含有40-65wt%的重質(zhì)芳烴。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種儲(chǔ)存穩(wěn)定的復(fù)合改性浙青的制備方法，其特征在于，所述的糠醛抽出油的脫蠟是由如下方法處理的:將一定量的糠醛抽出油加熱到35-50°C，力口入占糠醛抽出油55-80wt%的甲基異丁基酮溶劑，使甲基異丁基酮溶劑與糠醛抽`出油充分混合，冷卻至室溫；再于4-8°C冷浴中不斷攪拌下，到冷浴溫度后保持30分鐘，再放入預(yù)先冷卻到脫蠟溫度20-30°C的吸濾板，開真空泵抽濾；在20-30°C的溫度下進(jìn)行吸濾，之后蒸出濾液中的溶劑，即得到脫蠟后的糠醛抽出油。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種儲(chǔ)存穩(wěn)定的復(fù)合改性浙青的制備方法，其特征在于，所述擠出機(jī)為螺桿轉(zhuǎn)速200r/min 1500r/min的二階至四階的同向旋轉(zhuǎn)雙螺桿擠出機(jī)，螺桿長(zhǎng)徑比為35 60。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種儲(chǔ)存穩(wěn)定的復(fù)合改性浙青的制備方法，其特征在于，所述分散機(jī)為高速剪切分散機(jī)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種儲(chǔ)存穩(wěn)定的復(fù)合改性浙青的制備方法，其特征在于，所述的SBS是線形結(jié)構(gòu)，苯乙烯/ 丁二烯比為30/65，在230°C和2.15kg條件下，熔融指數(shù)為`0.7-5.0g/10min。
全文摘要
本發(fā)明涉及道路瀝青的制備方法。一種儲(chǔ)存穩(wěn)定的復(fù)合改性瀝青的制備方法，其特征在于，它包括以下步驟步驟一，按照重量百分比5％～50％的SBS粉末和50％～95％的膠粉，加入擠出機(jī)中，反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)水冷、切粒、干燥或反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)輥筒壓延冷卻、成片，得到固態(tài)狀的SBS/膠粉共混物；步驟二，按重量百分比，向72.5％-90.5％的基質(zhì)瀝青中加入0-5%的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯熱塑性彈性體，在130-170℃下，利用分散機(jī)剪切后，加入1-20%的SBS/膠粉共混物、3-5%相容劑、0.5-1.5%的穩(wěn)定劑，在175～185℃下攪拌、混合3-5小時(shí)，制得儲(chǔ)存穩(wěn)定的復(fù)合改性瀝青。該方法制備的復(fù)合改性瀝青的穩(wěn)定度和分散性好，不容易發(fā)生沉降，高、低溫性能均較好，儲(chǔ)存穩(wěn)定性好。
文檔編號(hào)C08L53/02GK103146206SQ201310088129
公開日2013年6月12日 申請(qǐng)日期2013年3月19日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月19日
發(fā)明者陳穎娣, 涂娟, 林偉東, 吳玉德, 章波 申請(qǐng)人:湖北國(guó)創(chuàng)高新材料股份有限公司