道路沥青改性母粒及其生产方法 本发明涉及一种道路沥青改性母粒及其生产方法。
道路沥青改性一般是指聚合物改性沥青,其中聚合物一般分三类:热塑性橡胶类,如SBS、SIS、SEBS等;橡胶类,如SBR,即EPDM等;树脂类,如PE、EVA、PVC等。其中SBS的改性道路沥青应用最为普遍,占道路改性沥青所用聚合物总量的一半以上。
用于道路沥青改性的SBS有许多种牌号,国内有国创1号、YH801、YH792、YH791等;国外有Kraton D-4463、Sloprene-411、Sloprene-414、Sloprene-416、Sloprene-475等。
现有的SBS改性道路沥青,其延度和软化点提高不够显著。据《公路交通科技》1998年第1期报道: 品种原始沥青6%线型SBS改性沥青6%星型SBS改性沥青软化点(℃) 48.5 73 80.5软化点增加值(℃) 24.5 32.0延度(cm) 5℃ 7.5 27.9 34延度增加值(cm)5℃ 20.4 26.5
目前用SBS改性沥青的方法是用SBS直接去改性沥青。存在如下缺点:
(1)目前改性沥青所采用的SBS产品,其分子量较低,在改性沥青中形成的网络结构不够充分,改性效果不佳。
(2)-般SBS的颗粒直径在3mm,长度3~4mm,颗粒比较大。在改性过程中,必须使用胶体磨研磨,且SBS在沥青中分散效果不太理想,存在SBS小颗粒团,降低了SBS的改性效果。
(3)由于SBS熔融温度一般在170~200℃,而改性过程中,沥青温度一般在160~170℃。SBS的熔融不完全,也影响了其改性效果。
(4)由于SBS在沥青中相容稳定性差,没有胶体磨,不宜制作改性沥青,使SBS改性沥青的应用受到了制约。
本发明的目的在于提高SBS改性道路沥青的延度和软化点,同时克服目前用SBS直接改性沥青的缺陷。
本发明发明了一种道路沥青改性母粒。用母粒代替SBS去改性沥青。这种道路沥青改性母粒由下列组份的重量百分比组成:
(1)SBS 45%~60%
(2)沥青 35%~50%
(3)填充剂 4%~15%
(4)四苯基脲唑 0.005%~0.01%
其中SBS采用S/B地重量比在28/72~32/68、数均分子量在28~32万、星型结构的产品。
填充剂的作用是降低物系的粘度。滑石粉、白炭黑、碳酸钙均可采用,但采用滑石粉作为填充剂制成的母粒,其改性效果最佳。
上述道路沥青改性母粒的制备方法是:
(1)按一定比例将SBS、沥青、填充剂、四苯基脲唑混合均匀;
(2)将混合均匀的物料在双螺杆挤出机上造粒,控制熔体温度在140~
180℃,切粒后粒子的厚度低于0.5mm。
用上述道路沥青改性母粒改性沥青,其中SBS的含量控制在3%~6%即可满足要求。
本发明具有以下明显的优点:
1.SBS采用S/B的重量比在28/72~32/68、数均分子量28~32万、星型结构的产品,较其他的SBS数均分子量高出8~10万,在改性过程中容易形成网络结构,有利于提高改性沥青的延度和软化点。
2.采用这种道路沥青改性母粒,颗粒小,容易分散和熔融,与沥青的相容性较好,改性效果大大提高,改性效果对比如下:品种6%线型SBS 6%星型SBS 6%SBS(母粒)延度(cm)5℃ 27.9 34 50软化点(℃) 73 80.5 90
3.在规定的改性沥青质量指标下,比同类SBS改性剂可节约费用10%~20%。
4.用这种道路改性母粒颗粒小,容易分散和熔融,在改性过程中不需胶体磨研磨,熔融温度在170℃左右就能满足要求,可提高道路沥青改性的劳动生产率,降低能耗。
以下通过实施例对本发明作进一步详细的描述;
道路沥青改性母粒的制备:组成序号SBS沥青填充剂四苯基脲唑配方一45505(滑石粉)0.005配方二48484(白炭黑)0.005配方三503515(滑石粉)0.008配方四55387(碳酸钙)0.008配方五60355(碳酸钙)0.010
以上为质量百分数。
按照配方一,称取SBS 4.5kg,沥青5.0Kg,滑石粉0.5kg,四苯基脲唑0.0005Kg,将沥青送入高速混炼锅(500r/min以上的转速)内粉碎,再将SBS、滑石粉、四苯基脲唑一起加入到混炼锅内混炼10分钟。将双螺杆挤出机升温,筒体温度控制在140℃~180℃,模头温度135℃,待温度达到设定值后恒温30分钟。将混好物料加入到料斗中,启动螺杆,螺杆转速达到25r/min时开始喂料,缓慢提高螺杆转速到50r/min,切粒机切刀转速调到600r/min,打开冷凝水和压缩空气,压缩空气压力为4Kg/cm2,冷凝水被压缩空气吹成细小水雾,切片直径为2mm,切片平均厚度约为0.15mm。
按照配方二至五,按照上述步骤制不同改性母粒。由配方二制的切片平均厚度约为0.14mm,配方三的切片平均厚度约为0.12mm,配方四的切片平均厚度约为0.12mm,配方五的切片平均厚度约为0.10mm。
按以下配比制成SBS改性道路沥青:
实施例1:
母粒(配方一)10%+沥青90% 质量百分数
称取配方一的SBS改性沥青母粒20g,称取沥青180g,将沥青放入500ml烧杯中,加热到170℃待其充分熔融,再加入母粒20g,电动搅拌,搅拌速度为80r/min,搅拌时间为30分钟,即可制得SBS改性沥青。
将改性沥青制成测延度的样片及测软化点的样片。在冰箱内将样片低温冷却4个小时,测5℃的低温延度,用环球软化点方法测软化点。
改性效果为:延度:40cm,软化点80℃
按照上述方法制得如下SBS改性沥青,配比及改性效果如下:
实施例2:母粒(配方二)9%+沥青91%
改性效果为:延度:42cm,软化点81℃
实施例3:母粒(配方三)12%+沥青88%
改性效果为:延度:50cm,软化点90℃
实施例4:母粒(配方四)8%+沥青92%
改性效果为:延度:41cm,软化点84℃
实施例5:母粒(配方五)5%+沥青95%
改性效果为:延度:35cm,软化点75℃