專利名稱：復(fù)合改性瀝青的制造方法
一種復(fù)合改性瀝青，屬于公路工程筑路材料技術(shù)領(lǐng)域，適用于修筑高等級公路路面、機(jī)場跑道、橋面鋪裝，以及瀝青路面各種防裂逢薄膜。
修筑高等級公路(包括高速公路和一、二級公路)的路面，考慮到公路上汽車軸載的增加，車速的提高，車輛密度增加以及交通渠化對路面影響，常用從優(yōu)質(zhì)石油原油中精煉出的優(yōu)質(zhì)瀝青即“重交通瀝青”來修筑路面。在我國雖亦有很少量優(yōu)質(zhì)原油，但可供生產(chǎn)“重交通瀝青”的數(shù)量仍然很有限，我國大多數(shù)石油屬于中間基或石蠟基原油，采用現(xiàn)有的煉制工藝是不能生產(chǎn)出適合修筑高等級公路路面的“重交通瀝青”的。況且，按國際新近研究成果表明，單純依靠優(yōu)質(zhì)瀝青與碎石、砂和礦粉等組成的瀝青混合料已不能滿足現(xiàn)代化交通的要求，因此，必須加第五種材料(改性劑)對瀝青進(jìn)行改性，采用改性瀝青混合料來修筑的路面，才能適應(yīng)現(xiàn)代化重型、高速、渠化、交通的要求。
目前用于改性瀝青的方法有1)采用各類樹脂、橡膠類高聚物，一直發(fā)展到熱塑性彈性體，如苯乙烯-丁二烯共聚物(即SBS)等作為改性劑摻加于瀝青中去，來改善瀝青的性能和提高瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性或低溫抗裂性等。但是，這些方法在瀝青改性過程中往往要耗費(fèi)大量貴重溶劑或某些復(fù)雜的專用設(shè)備，并且溶劑在整個工作過程中既對操作人員有害，又是易燃物品，工作要求很高。因此，用這些方法得到的改性瀝青，成本高，在性能方面只能提高高溫穩(wěn)定性或低溫抗裂性，通常二者往往不能兼顧。所以，至今這類方法并未得到推廣，有效地應(yīng)用于道路工程中。2)用炭黑來作瀝青的改性劑。早年美國就有專利，后來澳大利亞專利(Austrlia 256、776)中提供一種用炭黑作為填料，同時加入天然橡膠或合成橡膠得到改性瀝青的方法，美國專利(U.S 3，277，038)提出用丁基橡膠(或聚異丁烯)和炭黑加入瀝青來得到改性瀝青。這兩種方法得到的改性瀝青雖然高溫性能有明顯改善，但低溫性能并未能得到預(yù)期的改善，有的甚至反而惡化。因此，也未被廣泛地推廣應(yīng)用。
本發(fā)明的目的在于采用市售國產(chǎn)的瀝青，將其進(jìn)行復(fù)合改性，成為兼具有高溫穩(wěn)定性和低溫抗裂性的“重交通瀝青”。并且制造工藝簡單，不需專門設(shè)備，操作簡便，易為公路施工部門掌握，無污染，成本低。
本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，首先把具有樹脂和橡膠兩者特性的熱塑性彈性體(樹脂、橡膠嵌段類共聚物，如聚苯乙烯-聚丁二烯共聚物，簡稱SBS)，用芳烴指數(shù)為fa＝0.200～0.400的溶脹調(diào)節(jié)劑，按SBS∶溶脹調(diào)節(jié)劑1∶0.5～20的比例，在20℃～25℃的溫度下溶脹調(diào)節(jié)，溶脹時間24-72小時，(根據(jù)SBS性能而定)，使SBS與瀝青之間的相容性逐漸接近。然后，根據(jù)所用瀝青情況，按1∶5～7的比例把它加入到熱熔后的瀝青中，并在攪拌機(jī)中攪拌至均勻，由于物理和化學(xué)的雙重作用，使得SBS與瀝青形成具有空間立構(gòu)互穿網(wǎng)絡(luò)的SBS改性瀝青母液。與此同時，用溶脹調(diào)節(jié)劑將炭黑進(jìn)行予處理，成為炭黑彌散劑。具體方法是，將溶脹調(diào)節(jié)劑均勻地噴布在炭黑上使其表面濕潤，經(jīng)12～24小時的反應(yīng)后，拌勻即成疏松狀的炭黑彌散劑。然后把SBS改性瀝青母液和炭黑彌散劑分別按SBS為3～5%和炭黑為2～5%的比例泵送至溫度在120～160℃的瀝青池中，攪拌均勻后即為復(fù)合改性瀝青。泵入另一瀝青儲池中備用。如取樣測定性能，指標(biāo)還未達(dá)到要求，可重復(fù)上述過程，在瀝青中添加SBS瀝青母液或炭黑彌散劑或?yàn)r青。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于1、用溶脹調(diào)節(jié)劑來溶脹SBS，調(diào)節(jié)SBS與瀝青的相容性。這種溶脹調(diào)節(jié)劑即是一種改性劑，同時是SBS改性瀝青的一種組份，能改善瀝青的性能。這樣節(jié)省了大量貴重的溶劑，也不需溶劑回收等專門設(shè)備。
2、本發(fā)明的復(fù)合改性瀝青可以在施工現(xiàn)場進(jìn)行配制，工藝簡單，操作方便，易于施工人員掌握。
3、按本發(fā)明生產(chǎn)的復(fù)合改性瀝青，在其內(nèi)部形成“網(wǎng)絡(luò)-彌散”結(jié)構(gòu)，明顯改善了瀝青的高溫性能和低溫性能，抗老化性能(性能和使用效果詳見表1，2)，并且在施工高溫作業(yè)下粘度小，流動性好，易于施工。
4、由于本發(fā)明是采用國產(chǎn)中間基或石蠟基原油生產(chǎn)的瀝青為原料，經(jīng)復(fù)合改性而制成，成本低，價格便宜，不僅可補(bǔ)充國產(chǎn)重交通瀝青數(shù)量的不足，并可為國家節(jié)省大量的外匯。因此，具有明顯的經(jīng)濟(jì)和社會效益。
5、本發(fā)明中制成的SBS改性瀝青母液，炭黑彌散劑可以長期存放備用，無需經(jīng)常制作。
附圖
為本發(fā)明的工藝流程圖。
實(shí)施例1、復(fù)合改性瀝青制作。
首先用溶脹調(diào)節(jié)劑來溶脹SBS，使它能與瀝青有較好的相容性。SBS與溶脹調(diào)節(jié)劑的比例為1∶0.5，在25℃的溫度下溶脹，溶脹24小時。與此同時，用溶脹調(diào)節(jié)劑均勻地噴布在炭黑上，使其表面濕潤，然后反應(yīng)12小時后拌勻，成為疏松狀的炭黑彌散劑以備用。
把勝利100＃瀝青熱熔至130℃，加到攪拌機(jī)中，將溶脹好的SBS按SBS∶瀝青1∶5的比例加到瀝青中，攪拌至均勻，這時SBS與瀝青很好地相容在一起，成為SBS改性瀝青母液。
最后，把SBS改性瀝青母液和炭黑彌散劑分別按5%的比例泵送至瀝青池中，充分?jǐn)嚢韬蠹礊閺?fù)合改性瀝青。
實(shí)施例2、復(fù)合改性瀝青混合料的制作。
按SBS溶脹調(diào)節(jié)劑為1∶2的比例，在22℃溫度下溶脹調(diào)節(jié)SBS，溶脹時間為14小時，同時對炭黑用溶脹調(diào)節(jié)劑，均勻噴布在炭黑上，反應(yīng)24小時后拌均成疏松狀的炭黑彌散劑以備用。
把溶脹好的SBS按SBS∶瀝青1∶7的比例加到熱溶后的瀝青中，攪拌至均勻，成SBS改性瀝青母液，以備用。
把SBS改性瀝青母液和炭黑彌散劑分別按SBS為3%和炭黑2%的比例加至瀝青中，充分?jǐn)嚢韬蠹礊閺?fù)合改性瀝青，放入瀝青儲池中備用。
最后把制作好的復(fù)合改性瀝青按常規(guī)比例與碎石、砂、礦粉拌和后成為復(fù)合改性瀝青混合料，即可鋪筑路面。
權(quán)利要求
1.一種復(fù)合改性瀝青的制造方法，其特征是(1)先用溶脹調(diào)節(jié)劑，按SBS∶溶脹調(diào)節(jié)劑為1∶0.5～2，對SBS溶脹調(diào)節(jié)，在20～25℃溫度下溶脹24～72小時，然后按溶脹后的SBS∶瀝青為1∶5～7加到瀝青中，攪拌均勻，成為SBS改性瀝青母液；(2)用溶脹調(diào)節(jié)劑均勻噴布在炭黑表面后反應(yīng)12～24小時，然后，拌勻成疏松狀的炭黑彌散劑，把SBS改性瀝青母液，炭黑彌散劑，分別按SBS為3～5%和炭黑為2～5%的摻加量加到瀝青中去，充分?jǐn)嚢韬蠹闯蔀閺?fù)合改性瀝青。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合改性瀝青，其特征在于，所述的溶脹調(diào)節(jié)劑其芳烴指數(shù)為fa＝0.200～0.400。
全文摘要
一種復(fù)合改性瀝青的制造方法屬于公路工程中筑路材料。該復(fù)合改性瀝青先將SBS按比例用溶脹調(diào)節(jié)劑溶脹調(diào)節(jié)，溶脹好后與瀝青混合攪拌制成SBS改性瀝青母液。然后將SBS改性瀝青母液和用溶脹調(diào)節(jié)劑預(yù)處理過的炭黑，按改性配合比加入瀝青池中，攪拌均勻便制成了復(fù)合改性瀝青。再將該復(fù)合改性瀝青按常規(guī)比例與碎石、砂、礦粉拌和即可現(xiàn)場鋪筑。再本發(fā)明的復(fù)合改性瀝青拌制的瀝青混合料可用于鋪筑公路路面、橋面鋪裝、機(jī)場跑道。
文檔編號C08L95/00GK1048867SQ9010290
公開日1991年1月30日 申請日期1990年7月19日 優(yōu)先權(quán)日1990年7月19日
發(fā)明者嚴(yán)家伋 申請人:同濟(jì)大學(xué)