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生產SBS改性瀝青技術攻略簡述
2019年06月25日    閱讀量:3825    新聞來源:瀝青網 sinoasphalt.com  |  投稿


生產SBS改性瀝青技術攻略簡述 瀝青網,sinoasphalt.com


SBS改性瀝青是道路瀝青家族中的翹楚,同現行國標中的重交道路瀝青相比,具有高溫抗車轍、低溫抗開裂、疲勞耐久性能優良等特點,經過近二十年的發展、已經成為鋪設機場跑道、城市干道和高等級公路路面的首選。


SBS改性瀝青的生產方法主要有現場對接法和基地工廠成品法兩種,現場對接法主要采用特殊的專用設備,例如如重慶鑫路捷的成套整裝設備,將SBS聚合物通過高效膠體磨以物理方式迅速磨碎、剝離成細小顆粒分散到基質瀝青中,改性劑與基質瀝青持續攪拌,經過一段時間,SBS小顆粒繼續細化、微粒化,在輔助助劑作用下發生化學交聯,形成穩定的膠體體系;多數情況下這種工藝不需要加入穩定劑,只要保溫攪拌即可產品性能得到最大發揮。

基地工廠化生產法是指,在生產改性瀝青產品時,選擇固定的地點建立儲運、生產、成品儲存等等設施,生產較大批量的不同規格的SBS改性瀝青產品,可以應對不同地區不同路面不同的技術要求,有較好的的供貨靈活性;不足之處是隨儲存和運輸時間和溫度的變化,SBS改性瀝青的性能必然會有損失瀝青網sinoasphalt.com

1、了解SBS改性瀝青的性能機理

SBS改性瀝青是以基礎瀝青為原料,以高分子聚合物苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物為改性材料,用特定的工藝將聚合物改性劑分散到瀝青中形成粗分散體系, 使瀝青的高、低溫性能發生不同程度的改善, 保留或增加了瀝青的粘附性、彈性和流動性。


其優良性能來源于它所添加的改性劑,這種改性劑在溫度和動能的作用下不僅可以互相交聯,而且還可以與瀝青發生反應,從而極大地改善了瀝青的力學性質,猶如在混凝土中加了鋼筋,當車輪壓過時,由于改性瀝青對骨料的粘結力強,彈性恢復好,使受擠壓的部分迅速恢復平展的原狀,大大延長了道路的使用壽命。 


2、選擇合適的生產原料

生產SBS改性瀝青的原材料包括基質瀝青、相溶劑、SBS改性劑和穩定劑等。但不是所有品牌的上述原料都能生產出合格的改性瀝青產品,需對其進行篩選甄別,選擇適宜的原料,才能生產出滿足標準要求的改性瀝青產品。



2.1基質瀝青的選擇

改性瀝青的性能與基質瀝青關系密切,基質瀝青的性質起到了決定作用,通俗的講、就好比生物遺傳決定后代一樣的重要。因此要生產符合規范要求的改性瀝青,選擇基質瀝青是關鍵

首先不要采用添加類似SBR改性劑的調合瀝青,因為穩定劑與SBR的反應速率是SBS的10倍,基質瀝青中若含有SBR,加入穩定劑后表觀粘度突然增大易產生凝膠現象;度過凝膠期粘度降低后性能指標又較大幅度衰減;

其次不要選擇瀝青質含量過高、老化性能差的瀝青,用其生產改性瀝青不但抽出油消耗高而且產品易發生離析;

同時,基質瀝青中含蠟量的高低,與改性瀝青的感溫性能及相溶性也有直接關系,含蠟量高時基質瀝青與SBS的相溶性差,改性效果不理想,要避免采用。

要選擇四組分比較配伍的直餾瀝青,摻入改性劑時有足夠的軟相瀝青質、芳香族溶解,生產的改性瀝青性能優良,均勻穩定。

基質瀝青采用相應工藝改性后其針入度一般要下降20~25單位,因此生產不同牌號的改性瀝青,要采用不同牌號的基礎瀝青,一般來說,生產I—D改性瀝青宜選用70號道路石油瀝青,生產 I—C宜選用90號瀝青,I—B選用110號瀝青。如果沒有相應牌號的基礎瀝青,也可用低標號基礎瀝青生產高標號改性瀝青,針入度不足部分用抽出油彌補。


2.2 助溶劑的選擇

基質瀝青中芳香分的含量往往不足以很好溶解加入的SBS改性劑,被改性過程吃掉的針入度也需要補充,富含芳香組分的糠醛抽出油就擔當了這一重任。糠醛抽出油是潤滑油生產過程中的副產品,是以糠醛作溶劑精制潤滑油基礎油時,從中脫除的非理想組分,屬于典型的高芳烴油,含有大量的單環、雙環或多環芳烴,還有部分飽和烷烴和少量膠質、瀝青質,通常作為軟化劑用于改性瀝青的生產,其能促進SBS改性劑在瀝青中的溶脹,達到均勻分散的目的;還能彌補改性瀝青針入度不足部分,對延度的改善也有一定的作用。

一般改性瀝青的生產宜選用反序工藝生產的減三減四線糠醛抽出油,其蠟含量低,芳烴含量高,與瀝青相溶性好,有助于改性劑在基礎瀝青的分散溶脹。對生產成本的影響也是選擇糠醛抽出油的考量因素。


2.3改性劑SBS的選擇

     SBS改性劑兼有橡膠和塑料兩種性能,常溫下具有橡膠的彈性,高溫下能像熱塑料般成為可塑性材料,因而稱熱塑彈性體。SBS改性劑在改性瀝青生產中的應用效果如何,與其結構與性能有一定的關系。根據苯乙烯和丁二烯所含比例的不同和分子結構的差異,SBS改性劑分為線形結構和星形結構兩種。試驗表明,星形SBS改性劑效果明顯,產品軟化點高,但改性劑硬度大,在瀝青中不易溶解分散,往往導致產品離析不合格,延伸度短。

在加工性能方面,線形的要比星形的加工容易,但同等技術要求下其用量可能略高,若無特殊要求,一般宜采用線型SBS改性劑。


2.4穩定劑的選擇

基地或工廠生產的改性瀝青的存儲、運輸,放置時間長,瀝青中含有較多的極性化合物,而SBS改性劑是屬于非極性化合物,黏度大,易集中在上部,瀝青則容易下沉,產生離析現象。這種不穩定性對生產成品SBS改性瀝青的存儲是不利的,尤其在長途運輸過程中。加入穩定劑一方面可以降低瀝青相與SBS相之間的界面能,強化兩相間的相溶;同時由于熱塑橡膠SBS的交聯反應,也會改善性能指標。因此根據基礎瀝青與SBS性能選擇適當的穩定劑也是工廠化生產改性瀝青的關鍵。


3、確定合適的生產配方

原材料選擇就序后,注意:許多時候最重要的原料基質瀝青是沒有選擇的,國內的建設單位一般都已經確定采購品種,不論何種情況、對待沒有數據積累和加工經驗的基質瀝青、都應在實驗室進行小試實驗確定生產配方,不同原油生產的礎油瀝青對改性劑的感受性不同,因此改性劑的加入量要根據基礎瀝青的性質而定,一般改性劑的加入量控制在3.5%-5.5%范圍內,加少了延度不合格,加多了溶解不了還浪費原料,增加成本。

有效成分在95%左右的穩定劑加入量一般是改性劑的四十分之一,這樣能確保改性劑與瀝青分子的充分交聯,加多了反而不好,增加了瀝青中的不溶物含量,對性能有一定的影響,抽出油的加入量視基礎瀝青的針入度和相容性而定,不同原油生產的基礎瀝青對抽出油的感受性也不一樣,瀝青質含量高的基礎瀝青抽出油加入比例要適當高一些,穩定劑應在剪切完成后加入,確保改性劑在瀝青中的分散細度。

實驗室確定好的配方交由裝置規模生產,所有下達給生產的配方均要以試驗數據為依據,任何一種原料變化時都要重新進行小試實驗對配方進行調整。


4、適宜的加工工藝

在改性瀝青生產工藝中,除原料、設備外,最重要的是溫度控制及反應時間。一般基質瀝青溫度加熱至160℃即可進行改性劑的投料,投料后可以不要急于剪切,先讓改性劑在反應釜中攪拌、溶脹并升溫,等溫度升至170℃以上時再開啟膠體磨,因為SBS改性劑的熔點在180℃左右,基質瀝青的加熱溫度越高,SBS改性劑越容易被熔化、并能加快其在瀝青中的溶解速度。但是溫度過高,瀝青容易老化:因此剪切研磨溫度一般不要超過185℃,線型SBS宜控制在170-180℃之間;星型SBS可以適當提高10℃左右。

剪切研磨完成后再加入穩定劑發育,若客戶對軟化點要求較高,發育溫度就要適當提高一些,一般在180℃以上時,穩定劑的交聯作用發揮最優,對軟化點的提高較為明顯,因此發育時間以控制在5小時為宜。如果生產時間可以合理延長,則產品溫度可以逐步降低,以減緩長時間高溫造成的某些指標的衰減。


5、符合工藝要求的設備

在SBS改性瀝青生產設備中,膠體磨是核心,SBS改性劑能否均勻分散在瀝青中依靠的就是它,溶脹反應釜則是主導設備,其他設備以此為依據進行匹配。如導熱油爐、進出料泵等,所有動設備的功率及靜設備的大小都要根據成套設備中主導設備的設計生產能力而定,相互之間要匹配。需要指出的是,膠體磨是整個工藝流程中最關鍵的設備,目前用于SBS改性瀝青生產的研磨機和高速剪切磨機,無論哪種類型,均要確保物料的研磨質量,磨盤之間的間隙必須調準確。間隙過大,SBS混合料粒徑大,SBS與瀝青混合不充分不均勻,從而影響質量、降低生產效率:間隙過小,強力的摩擦力會使SBS改性瀝青的溫度上升,有可能使瀝青老化,還可能造成磨機磨盤受損,設備故障、電能消耗高等問題。


6、正確的儲存方法

現場對接法因為現生產現使用,儲存時間短儲存量很小,一般不會超過300噸;保證在攪拌狀態下存儲使用即可,溫度隨拌合站一起升降,一般控制產品在165-175℃。

基地或工廠化生產改性瀝青,一是要保證產品使用性能;二是要供應及時。要做到及時供應,除了生產能力的保障外還要配備相應存儲罐。這種儲存罐一定要有攪拌設施,因為改性瀝青中含有較多的極性化合物,而SBS改性劑屬于非極性化合物且黏度較大,容易上下分層,不攪拌會產生離析。但頻繁攪拌一會增加生產成本,二會加速瀝青老化,所以發育完成的改性瀝青一般可以靜置存放,存儲溫度保持在150-1 65℃之間即可,客戶需求時提前1-2小時攪拌后發車,改性瀝青產品各項分析性能不會受到影響。



標簽:技術中心改性瀝青
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