專利名稱：一種高性能sbs改性瀝青及其制備方法
技術領域：
本發明涉及道路建設用改性瀝青材料，具體為一種高性能的SBS改性瀝青及其制備方法。
背景技術：
添加共聚物用來改善瀝青的性能已有幾十年歷史。苯乙烯丁二烯三嵌段共聚物SBS是目前最常用的一種用于改善瀝青性能的共聚物。
US4145322公開了一種制備SBS(即為苯乙烯丁二烯三嵌段共聚物)改性瀝青的方法，加熱瀝青到130-230C的溫度下，加入低分子量的SBS，SBS為瀝青重量的2％-20％，以硫磺作為交聯劑。這一技術的缺點在于沒有利用高速剪切設備或膠體磨，混合所需的時間較長，且較長的混合時間會影響改性瀝青的性能，同時對于分子量較大的SBS，如分子量大于25萬的星型SBS，如果采用一般的攪拌而不采用高速剪切設備或膠體磨，SBS很難與瀝青均勻混合。
US5371121公開了一種制備SBS改性瀝青的方法，它只加入0.015-0.075％的硫磺。該方法由于硫磺摻量太低，所用的SBS摻量很高，且SBS改性瀝青的存貯穩定性也不好。
以上均是加入單一的SBS材料對瀝青進行改性。
隨著SBS改性瀝青的廣泛使用，對SBS改性瀝青的要求也越來越高，主要體現在要求SBS改性瀝青有很好的存貯穩定性，較高的軟化點(多數高等級公路工程要求高于60℃以上，很多工程要求軟化點高于70℃以上，甚至有部分工程要求軟化點高于80℃以上)，較好的低溫延度(規范要求老化后的5℃延度大于15cm，很多工程上要求大于20cm)，此外還希望SBS改性瀝青135℃粘度越低越好，以利于施工。
采用線型普通分子量的SBS制備改性瀝青，在達到較高軟化點(如70℃)以上時，一般會需要較高的摻量，才能同時滿足低溫延度的要求；如果使用較高的硫磺用量，雖然降低SBS的摻量同時得到較高的軟化點，但低溫延度就不能達標，同時135℃粘度就可能過大；此外在采用較低分子量的SBS制備的改性瀝青，其低溫延度往往也只能剛好達標，如果工程上提出要求高于規范要求(如軟化點大于75C，老化后5℃延度大于20cm)，則在生產中常常出現不能同時達到要求的情況。此外由于采用了較高的SBS摻量，SBS改性瀝青的成本很高，SBS改性瀝青的存貯穩定性會由于SBS摻量較高有時難以存貯穩定。
發明內容
本發明的目的在于提出一種軟化點高、低溫延度佳、存貯穩定性好、SBS摻量低的道路用改性瀝青及其制備方法。
本發明提出的道路用改性瀝青材料，采用星型SBS和線型SBS組合物作為改性劑，用量為瀝青重量的2.0％-10.0％，較好的為2.5％-6％，交聯劑采用結晶硫、活性硫、硫磺給予體和“象征”給硫交聯體中的一種或一種以上的混合物，用量為瀝青重量的0.05％-1.0％，較好的為0.076％-0.5％；星形SBS和線型SBS的重量配比為50∶50-100∶0，較好的為51∶49-99∶1。
本發明所用的瀝青為各種石油瀝青。
本發明所用的SBS是指苯乙烯丁二烯三嵌段共聚物。星型SBS為大分子量SBS，其平均分子量在25萬到50萬之間，較好在30.5-50萬之間；線型SBS為低分子量SBS，平均分子量為5萬到25萬，較好的為10-20萬。
本發明所用的活性硫是硫磺粉、膠體硫或其混合物。
本發明的改性瀝青材料其生產工藝過程如下先將瀝青加熱到130-220℃，至完全流動，然后把星型SBS和線型SBS兩種組合的SBS加入到瀝青中，使用高速剪切設備或膠體磨混合5-120分鐘，然后采用普通的攪拌設備攪拌5-360分鐘；加入交聯劑，攪拌15-720分鐘，即得改性瀝青。將制備好的改性瀝青還可以繼續在130-200℃放置10-1440分鐘，以使其交聯反應進一步完成。
本發明通過使用大分子量的星型SBS作為改性劑，或與線型SBS組合使用，只需要加入較低的摻量，就可以使改性瀝青有很高的軟化點，一般高于65℃。同時有良好的低溫延度，如老化后5℃的延度大于15cm。由于SBS摻量很低，因此其存貯穩定性也很好，同時135℃粘度比一般的SBS改性瀝青粘度低，有利于施工。
具體實施例方式
下面通過實施例對本發明作進一步說明，但不是限制本發明的范圍。
實施例1將500g殼牌90#瀝青放在一個1升的燒杯中，將瀝青加熱到180℃，然后將16.5gSBS(PB-511，臺灣奇美實業股份有限公司生產，平均分子量為36.5萬)加入到瀝青中采用高速剪切乳化機在5000轉/min下混合20分鐘，再將燒杯及燒杯中的東西移到一個強力攪拌機中在200轉/min條件下攪拌20分鐘，再在一分鐘內緩慢加入0.5克的硫磺粉，繼續攪拌30分鐘，將瀝青放入163C的烘箱中放置60分鐘，得到改性瀝青，性質見表1對比例1
將500g殼牌90#瀝青放在一個1升的燒杯中，將瀝青加熱到180℃，然后將16.5gSBS(PB-5301，臺灣奇美實業股份有限公司生產，平均分子量為18.5萬)加入到瀝青中采用高速剪切乳化機在5000轉/min下混合20分鐘，再將燒杯及燒杯中的東西移到一個強力攪拌機中在200轉/min條件下攪拌20分鐘，再在一分鐘內緩慢加入0.55克的硫磺粉，繼續攪拌30分鐘，將瀝青放入163C的烘箱中放置60分鐘，得到改性瀝青，性質見表1實施例2將500g殼牌90#瀝青放在一個1升的燒杯中，將瀝青加熱到180℃，然后將12gSBS(PB-511，臺灣奇美實業股份有限公司生產，平均分子量為36.5萬)和5.5gSBS(PB-5301，臺灣奇美實業股份有限公司生產，平均分子量為18.5萬)分別加入到瀝青中采用高速剪切乳化機在5000轉/min下混合20分鐘，再將燒杯及燒杯中的東西移到一個強力攪拌機中在200轉/min條件下攪拌20分鐘，再在一分鐘內緩慢加入0.55克的硫磺粉，繼續攪拌30分鐘，將瀝青放入163C的烘箱中放置60分鐘，得到改性瀝青，性質見表1對比例2將500g殼牌90#瀝青放在一個1升的燒杯中，將瀝青加熱到180℃，然后將5.5gSBS(PB-511，臺灣奇美實業股份有限公司生產，平均分子量為36.5萬)和12gSBS(PB-5301，臺灣奇美實業股份有限公司生產，平均分子量為18.5萬)分別加入到瀝青中采用高速剪切乳化機在5000轉/min下混合20分鐘，再將燒杯及燒杯中的東西移到一個強力攪拌機中在200轉/min條件下攪拌20分鐘，再在一分鐘內緩慢加入0.55克的硫磺粉，繼續攪拌30分鐘，將瀝青放入163C的烘箱中放置60分鐘，得到改性瀝青，性質見表1表1
從表1可以看出，本發明的實施例1、實施例2全部滿足我國規定的道路用改性瀝青規范要求(即《公路改性瀝青路面施工技術規范》JTJ036-98；與對比例1相比，實施例1的改性瀝青的軟化點要高出很多，表明其高溫性能明顯優于對比例1，老化前后的低溫延度大于對比例1，表明低溫性能也優于對比例1；同樣，與對比例2相比，實施例2的改性瀝青的軟化點要高出很多，表明其高溫性能明顯優于對比例2，實施例2老化前后的低溫延度大于對比例2的延度，表明低溫性能也優于對比例1。對比例1、2的老化后的低溫延度不能滿足規范要求的最小15cm的要求。
權利要求
1.一種SBS改性瀝青材料，其特征在于采用星型SBS和線型SBS組合物作為改性劑，用量為瀝青重量的2.0％-10.0％，交聯劑采用結晶硫、活性硫、硫磺給予體和“象征”給硫交聯體中的一種或一種以上的混合物，用量為瀝青重量的0.05％-1.0％；星形SBS和線型SBS的適量配比為50∶50--100∶0；這里SBS為苯乙烯丁二烯三嵌段共聚物，星型SBS平均分子量在25萬到50萬，線型SBS為5萬到25萬。
2.根據權利要求1所述的SBS改性瀝青材料，其特征在于所用改性劑星型SBS的平均分子量30.5-50萬。
3.根據權利要求1所述的SBS改性瀝青材料，其特征在于星型SBS和線型SBS的重量配比為51∶49--99∶1。
4.根據權利要求1所述的SBS改性瀝青材料，其特征在于SBS的用量為瀝青重量的2.5-6.0％。
5.根據權利要求1所述的SBS改性瀝青材料，其特征在于交聯劑的用量為瀝青重量的0.076-0.5％。
6.根據權利要求1所述的SBS改性瀝青材料，其特征在于活性硫是硫磺粉、膠體硫或其混合物。
7.一種如權利要求1所述SBS改性瀝青材料的制備方法，其特征在于具體步驟如下先將瀝青加熱到130-220℃，至完全流動，然后把星型SBS和線型SBS兩種組合的SBS加入到瀝青中，使用高速剪切設備或膠體磨混合5-120分鐘，然后采用普通的攪拌設備攪拌5-360分鐘，加入交聯劑，攪拌15-720分鐘。
8.根據權利要求7所述的制備方法，其特征在于對于改性瀝青繼續在130-200℃條件下放置10-1440分鐘。
全文摘要
本發明為一種SBS改性瀝青材料，采用星型SBS和線型SBS組合物作為改性劑，用量為瀝青重量的2.0％－ 10.0％，交聯劑用量為瀝青重量的0.05％－1.0％；星形SBS和線型SBS的重量配比為50∶50－100∶0。由本發明可以用較低的SBS摻量制得的改性瀝青材料的軟化點高于60℃，且具有良好的低溫延度，存貯穩定性也很好，各項技術性能均滿足國家規定的道路用改性瀝青指標。
文檔編號C08L95/00GK1569964SQ0314180
公開日2005年1月26日 申請日期2003年7月24日 優先權日2003年7月24日
發明者黃衛東 申請人:上海群康瀝青科技有限公司