本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種瀝青復(fù)合改性母料及其改性瀝青的制備方法，該方法先將粉末丁苯橡膠及無機(jī)穩(wěn)定劑通過高分子加工設(shè)備預(yù)先混合，得到瀝青改性母料，然后再使用高速剪切混合設(shè)備使該改性母料均勻分散在基質(zhì)瀝青中。本發(fā)明專利技術(shù)得到的改性瀝青具有良好的高低溫使用性能，高溫儲存穩(wěn)定，改性成本低，生產(chǎn)工藝簡便，可用于鋪設(shè)道路、防水卷材。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及一種用于瀝青改性的復(fù)合改性母料及其用于改性瀝青的制備方法。
技術(shù)介紹
瀝青是一種價廉物美的鋪路材料，但瀝青材料存在高溫容易流淌，低溫容易開裂的問題，為了解決這些問題，通常加入高分子材料對瀝青進(jìn)行改性，改善瀝青的溫度敏感性。常用的材料主要包括丁二烯-苯乙烯熱塑性彈性體(SBS)、丁苯橡膠(SBR)、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)、聚乙烯(PE)。這些高分子材料的加入可大大改善了瀝青的感溫性，提高了改性瀝青的使用性能。通常SBS可提高改性瀝青的高低溫使用性能，SBR主要提高改性瀝青的低溫性能，EVA與PE則主要提高改性瀝青的高溫性能。目前SBS在改性瀝青生產(chǎn)領(lǐng)域應(yīng)用的比較廣泛，改性瀝青的方法主要包括物理改性與化學(xué)改性。物理改性主要是通過機(jī)械力作用使高分子材料粉碎后分散于瀝青中，由于高分子材料與瀝青的分子量、極性、粘度等差別較大，在停止機(jī)械攪拌時高分子材料不穩(wěn)定，容易從瀝青中上浮而分離出來，從而導(dǎo)致改性瀝青的性能變差，性能不穩(wěn)定，從而限制了其應(yīng)用范圍。化學(xué)改性主要通過加入含硫的化學(xué)穩(wěn)定劑，其與高分子材料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，同時也與瀝青中的化學(xué)成分發(fā)生作用，從而使高分子材料均勻分散于瀝青中，在瀝青與高分子材料的配伍性良好時，化學(xué)改性的改性瀝青通常具有良好的高溫儲存穩(wěn)定性及高低溫使用性能；但化學(xué)方法改性瀝青存在的一個問題就是在改性過程中產(chǎn)生具有毒性的硫化氫氣體，對生產(chǎn)人員有傷害，產(chǎn)生環(huán)境污染。近年來隨著國際原油價格的提高，導(dǎo)致下游產(chǎn)品如SBS的價格大幅度提高，改性瀝青生產(chǎn)企業(yè)的成本也隨之大幅提高，迫切需要降低成本。SBR是一種比較理想的替代品。目前國內(nèi)專利中對SBR改性瀝青的研究比較多，主要還是采用的現(xiàn)場加工的方式，不具備良好的高溫儲存穩(wěn)定性。如專利CN90106343.6提出的由石油瀝青、丁苯橡膠、助溶劑、聚烯烴及硫磺按一定比例制備的改性瀝青。CN1597782A提出的用微波輻照廢舊橡膠粉改性公路瀝青的組合物及其制備方法。CN01135212.4提出的APAO、粉末丁苯橡膠、瀝青共混來制備改性瀝青的方法。CN02139460.1提出以含蠟量較高的瀝青為基質(zhì)添加粉末丁苯橡膠、有機(jī)金屬皂、天然瀝青礦改性瀝青的辦法，以及同濟(jì)大學(xué)CN03129028.0提出的以FT石蠟、粉末丁苯橡膠復(fù)合改性瀝青的方法。CN200410069166.5提出的膨潤土、粉末丁苯橡膠復(fù)合改性瀝青的方法。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的就是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中高溫儲存不穩(wěn)定的問題，制備的改性瀝青具有良好的高溫儲存穩(wěn)定性且具備良好的抗低溫開裂、抗老化等特點(diǎn)。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)提出一種瀝青改性母料，基本粉末丁苯橡膠(SBR)、硅酸鹽類無機(jī)穩(wěn)定劑(無機(jī)填料)組成。上述的瀝青改性母料，所述硅酸鹽無機(jī)穩(wěn)定劑為膨潤土、蒙托土、硅藻土中的一種或幾種無機(jī)穩(wěn)定劑的組合物。所述粉末丁苯橡膠重量含量為60-80％，硅酸鹽無機(jī)穩(wěn)定劑的重量含量為20％-40％。同時本專利技術(shù)提出了一種改性瀝青的制備方法，包括如下步驟(1)瀝青改性母料的制備過程先將粉末丁苯橡膠、硅酸鹽無機(jī)穩(wěn)定劑通過高分子加工設(shè)備，在90-130℃使其混合至丁苯橡膠包輥，硅酸鹽無機(jī)穩(wěn)定劑在粉末丁苯橡膠中分散均勻后，下片，然后進(jìn)行造粒或粉碎；(2)改性瀝青的制備過程改性母料投入120-160℃下熔融為液體的基質(zhì)瀝青中，采用高速剪切混合設(shè)備剪切，轉(zhuǎn)速3500-4500轉(zhuǎn)/分，剪切3-50分鐘，使瀝青改性母料聚合物顆粒均勻分散在瀝青中，制備得到改性瀝青。上述的改性瀝青的制備方法，所述步驟(1)中，改性母料中的粉末丁苯橡膠重量含量為60-80％，硅酸鹽無機(jī)穩(wěn)定劑的重量含量為20％-40％。所述粉末丁苯橡膠分子量范圍為20000-50000。所述硅酸鹽無機(jī)穩(wěn)定劑為膨潤土、蒙托土、硅藻土中的一種或幾種無機(jī)穩(wěn)定劑的組合物，其粒徑范圍為300目-1200目。所述瀝青改性母料中聚合物含量為改性瀝青中的重量含量為2-4％。上述的改性瀝青的制備方法，所述高分子加工設(shè)備采用密煉機(jī)、開煉機(jī)、，所述瀝青改性母料在所述高分子加工設(shè)備中加工溫度為90-130℃、混合時間為3-20分鐘。造粒設(shè)備采用平板切粒機(jī)、或粉碎機(jī)。所述高速剪切混合設(shè)備采用高速剪切乳化機(jī)或膠體磨。所述改性母料在所述高速剪切混合設(shè)備內(nèi)120-160℃下剪切3-60分鐘。由于采用了以上的方案，帶來了如下的有益效果在瀝青中加入粉末丁苯橡膠、無機(jī)穩(wěn)定劑改性母料后，在合適的無機(jī)穩(wěn)定劑含量時，可以制得高溫儲存穩(wěn)定的改性瀝青，且具備較好的低溫性能。本專利技術(shù)中硅酸鹽無機(jī)穩(wěn)定劑與粉末丁苯橡膠先進(jìn)行復(fù)合，制備出性質(zhì)穩(wěn)定的改性母料，有效增大了聚合物組合物的密度，使用此母料制造改性瀝青，有效防止聚合物從瀝青中的上浮分離現(xiàn)象。通過調(diào)節(jié)聚合物組合物中無機(jī)填料的含量使聚合物組合物達(dá)到穩(wěn)定的效果。使用本專利技術(shù)的改性母料，直接投料，對瀝青進(jìn)行改性，無須現(xiàn)場控制投放各種改性物質(zhì)，現(xiàn)場生產(chǎn)工藝簡便。本專利技術(shù)取得的改性瀝青高溫儲存穩(wěn)定，改性成本低，生產(chǎn)工藝簡便，可用于鋪設(shè)道路、防水卷材。具體實(shí)施方式下述各例中，基質(zhì)瀝青采用SK90#瀝青(軟化點(diǎn)45℃，5℃延度0cm，15℃延度＞100cm)高溫儲存條件163℃×48h。組分含量均為重量百分比。分別按GB/T4508、GB/T4507、JTJ052/T660、ASTM D4402及GB/T4509測試改性瀝青的延度、軟化點(diǎn)、離析、粘度和針入度等性能指標(biāo)。實(shí)施例1-4將100g不同混合比例的粉末丁苯橡膠與膨潤土(1000目)的共混物在110℃左右在開煉機(jī)上混煉5分鐘，混合均勻后，薄通出片，用平板切粒機(jī)切粒得到改性母料，該改性母料的配方組成見表1。表1不同組成的SBR/膨潤土改性母料 將配方為1-4的改性母料分別加入到150℃的600g瀝青中，在高速剪切乳化機(jī)中分散40分鐘，制備改性瀝青中聚合物含量為4％的改性瀝青。分別按GB/T4508、GB/T4507、JTJ052/T660、ASTM D4402及GB/T4509測試延度、軟化點(diǎn)、離析、粘度和針入度等性能指標(biāo)，所制備的改性瀝青的性能見表2。如表2所示，在SK90瀝青中加入SBR/膨潤土改性母料后，在合適的膨潤土含量時，可以制得高溫儲存穩(wěn)定的改性瀝青，且具備較好的低溫性能。當(dāng)改性母料中膨潤土含量過高過低時，改性瀝青高溫儲存均不穩(wěn)定。表2 SBR/膨潤土復(fù)合改性瀝青的性能 實(shí)施例5-8將100g不同混合比例的粉末丁苯橡膠與硅藻土(600目)的共混物在110℃左右在開煉機(jī)上混煉5分鐘，混合均勻后，薄通出片，用平板切粒機(jī)切粒得到改性母料，該改性母料的配方組成見表3。表3不同組成的SBR/硅藻土改性母料 將配方為5-8的改性母料分別加入到150℃的600g瀝青中，在高速剪切乳化機(jī)中分散60分鐘，制備改性瀝青中SBR含量為2％、4％的改性瀝青。分別按GB/T4508、GB/T4507、JTJ052/T660、ASTM D4402及GB/T4509測試延度、軟化點(diǎn)、離析、粘度和針入度等性能指標(biāo)，所制備的改性瀝青的性能見表4。如表4所示，改性瀝青中加入SBR/硅藻土改性母料后，在合適的硅藻土含量時，可以制得高溫儲存穩(wěn)定的改性瀝青，且具備較好的低溫性能。表4 SBR/硅藻土復(fù)合改性瀝青的性能 對比例13-16將粉末丁本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種瀝青復(fù)合改性母料，其特征是：基本由粉末丁苯橡膠、硅酸鹽類無機(jī)穩(wěn)定劑組成。
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：劉欣，劉偉強(qiáng)，謝續(xù)明，
申請(專利權(quán))人：深圳清華大學(xué)研究院，
類型：發(fā)明
國別省市：94[中國|深圳]
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