[發明專利]一種復合改性瀝青制備工藝

有效

• 申請號: 201210252216.8
• 申請日: 2012-07-20
• 公開（公告）號: CN102773935A
• 公開（公告）日: 2012-11-14
• 發明（設計）人: 劉穎;孫敏;林凡壘;楊永富;徐新全;張建;辛星;張鋒
• 申請（專利權）人: 山東省公路工程技術研究中心有限公司
• 主分類號: B29B7/00
• 分類號: B29B7/00;C08L95/00;C08L53/02;C08L9/06;C08L23/08
• 代理公司: 濟南誠智商標專利事務所有限公司 37105
• 代理人: 韓百翠

技術領域

本發明涉及一種復合改性（聚合物改性+化學改性）瀝青制備工藝，特別提及了一種適用于化學改性瀝青的攪拌混合設備。

背景技術

隨著公路交通量和汽車載重量的急速增長，提高公路使用性能、延長公路使用壽命的需求極為迫切，使用改性瀝青材料是實現這一目標的有效途徑之一。瀝青的改性方法又分為物理改性和化學改性兩種。物理改性瀝青的代表是應用最為廣泛的SBS改性瀝青，它具有相對優異的綜合性能。但SBS改性劑與石油瀝青的結合力來自于范德華力，范德華力是比化學鍵小得多的力，因而SBS改性瀝青通常存在相容性的問題，容易發生離析?；瘜W改性瀝青就是選擇一些化學試劑，使其與瀝青中的某些活性官能團發生反應，改變瀝青分子鏈形式和大小，分子量大小以及瀝青的活性等，影響瀝青的使用性能。其結合力來自于化學鍵，只要反應充分，化學改性瀝青一般都具有優異的儲存穩定性，但是由于制備方式的不適用，通常不能充分發揮化學改性劑的改性作用，影響了改性瀝青整體性能的提升，限制了化學改性瀝青的實際使用。

為了使改性劑充分發揮其改性效果，需要采用合適的制備工藝將改性劑熔融、分散在瀝青中或與瀝青發生反應。目前常用的改性瀝青的制備工藝是剪切和攪拌兩種形式。用于改性瀝青制備的剪切設備為高剪切乳化機或膠體磨，主要作用是將互不相溶的各相瞬間均勻精細的分散乳化，其乳化能力強但共混能力不足，僅適用于聚合物在改性瀝青中的剪切分散；而常用的攪拌設備為螺旋槳葉輪攪拌設備，它不適宜于粘度太高的反應介質和需要剪切力的分散反應等場合。上述兩種常用設備均不能使瀝青和改性劑進行充分的混合均勻并實行有效的剪切共混。

發明內容

本發明克服了現有攪拌混合設備及現有瀝青制備工藝的缺點，提供了一種適用于化學改性瀝青的攪拌混合設備，該設備既能夠通過高剪切力將瀝青膠團內部的活性基團暴露，促進化學反應的發生；又能夠以較強的排出能力實現改性劑與瀝青的充分共混。該工藝有效的實現了瀝青的聚合物改性和化學改性的復合，得到了一種相容性好，儲存穩定性優異的改性瀝青產品。

本發明的技術方案是：一種適用于化學改性瀝青的攪拌混合設備，其特征是，該設備采用鋸齒式葉輪或者渦輪式葉輪（優選圓盤式渦輪葉輪）。

所述鋸齒式葉輪和渦輪式葉輪的葉輪直徑均為0.01~1m；轉速為300~3000rpm，用于制備改性瀝青特別適用800~2000rpm的轉速（轉速過低無法起到促使化學反應進行的目的，轉速過高不利于制備過程的平穩進行）。

所述鋸齒式葉輪的制作形式為CY——平齒形圓盤鋸齒式、FY——翻齒形圓盤鋸齒式、TY——貼齒形圓盤鋸齒式；渦輪式葉輪的制作形式為開槽式圓盤渦輪式葉輪、平葉圓盤渦輪式葉輪、折葉圓盤渦輪式葉輪。

本發明的進一步技術方案是：所述鋸齒式葉輪或者渦輪式葉輪可以通過上下移動、多段葉輪、多軸使用的方法組合使用進行瀝青攪拌。其中多軸使用的方法和相對低速的折葉槳式葉輪或錨式葉輪組合使用,可使流動和分散細化達最佳程度。

鋸齒式葉輪是在金屬圓盤的外緣鑲裝鋸齒形的葉片，通過高速回轉，可在葉輪鋸齒狀葉片周圍得到極高的剪切力；此處的渦輪式葉輪為有4～6個葉片的圓盤式渦輪葉輪，葉片安裝設置于輪轂上的圓盤之上。主要用于那種既需要一定的剪切作用，也需要有一定的排出量(循環量)的場合。這兩種葉輪可用于高剪切力、流體高度分散細化的場合，有效實現瀝青和改性劑的充分混合與有效反應，適用于制備高粘度的改性瀝青產品。在化學改性瀝青制備過程中，需要將基質瀝青的活性基團暴露，才可以使化學反應充分。本發明的攪拌設備就可以促進化學反應的進行，制備出性能優異的高粘度聚合物化學改性瀝青。

本發明還提供了一種復合改性瀝青制備工藝，其特征是，將基質瀝青加熱至150~190℃，加入瀝青重量1~10wt%的聚合物改性劑，使用螺旋槳葉輪攪拌器溶脹并混合30~120min，轉速100～400rpm，制成改性瀝青母料；然后將攪拌設備更換為渦輪式葉輪或者鋸齒式葉輪攪拌器，將轉速調整至800~2000rpm，在130～180℃下，加入瀝青重量1~20wt%化學改性劑組合物，繼續攪拌30~180min，即可得復合改性瀝青產品。

所述化學改性劑組合物為可以反應形成聚氨酯結構的兩種或兩種以上組分。所述聚合物改性劑為低溫性能優異的SBS、SBR、EVA、PSBR中的一種或幾種。

本發明的制備工藝進一步技術方案是：所述葉輪直徑與容器直徑的尺寸比例要求為：1/3～4/5。