SBS 改性沥青的生产工艺研究

2011-08-20马银平

山西建筑 2011年19期

马银平

1 概述

我国国民经济高速发展带来了公路交通量迅速增长、车辆大型化和繁重的道路运输。尽管许多公路沥青路面使用了符合要求的重交通道路沥青或进口沥青，但是沥青路面的车辙、开裂、脆性坑槽等病害还十分严重。就沥青而言，影响沥青路面使用性能的因素有沥青混合料的沥青用量、接触面沥青膜厚薄、沥青层厚度、沥青流遍特性、沥青的油源及沥青标号、感温性、感时性、沥青老化性、沥青粘度、沥青化学组分以及沥青与石料的粘附性等。为全面提高沥青的使用性能改善沥青混合料，采用改性沥青是有效的措施之一，本文以LGS-15型改性沥青设备为例，来对改性沥青生产工艺进行研究。

2 工艺流程及操作要点

2.1 改性沥青的生产

我公司采用LGS-15型改性沥青设备为胶体磨式，其特点是生产工艺为连续生产、分批研磨工艺，研磨质量好、效率高。将经过实验室反复研究确定的基质沥青加热到165℃～175℃，然后将改性剂通过输送机加入到基质沥青中，溶胀10 min左右(在溶胀过程中要进行搅拌)，时间达到后，系统自动将溶胀好的沥青通过胶体磨泵入中转罐，反复研磨2遍～3遍，最后泵入成品存储罐中。

2.2 原材料及用量

SBS改性沥青是在基质沥青中掺加少量的热塑性橡胶，通过一定的工艺加工而成，改性沥青的性质与基质沥青密切相关。因此要生产符合规范要求的改性沥青，选择基质沥青是关键。

2.2.1 沥青

1)基质沥青与改性剂SBS的相配性。石油沥青的组成和性质差异，归根到底是原油的组成和性质差异。研究表明，沥青是复杂的混合物，在环境温度时呈现弹性型。因此我们在生产中采用试验用FM-300高速剪切机，对基质沥青取样改性，考察不同改性剂品种，最终选定合适的配方及工艺。

2)选用合适的基质沥青标号。改性沥青的等级是按25℃针入度来区分的。一般来说，基质沥青用通常工艺手段改性后其针入度要下降20～25。如70号重交沥青改性后针入度一般在45～50左右，只能符合I-D级要求。所以，加工I-D级一般选用70号沥青，I-C级一般选用90号沥青，I-B级一般选用110号沥青。

3)基质沥青要符合重交沥青的技术标准要求。目前的路用沥青有普通道路沥青和重交通沥青。通过两者的性能对比发现，重交沥青强调了15℃延度及含蜡量的要求。SBS改性沥青的突出优点就是低温延伸性能的大幅度提高，因而对基质沥青的低温延度也有较高要求。同时，基质沥青中含蜡量的高低，与改性沥青的感温性能、相溶性也有直接关系。

2.2.2 改性剂

SBS改性剂主要改善沥青的高温稳定性，同时改善低温抗裂性能。它常温下具有橡胶的弹性，高温下能像热塑料般熔融流动成为可塑性材料，因而称热塑弹性体。SBS改性剂在改性沥青生产中的应用效果最理想，其主要特点是:

1)改变了沥青流变学性质，粘弹性和延性提高，路面的抗冲击能力、抗开裂能力、耐磨耗能力都大大增加，可延长沥青路面的使用寿命;

2)增大了沥青的粘附性和粘韧度，提高了沥青与砂石料的结合力，改善了沥青混合料的强度和防水能力，增强了沥青路面的耐久性;

3)降低了沥青的温度敏感性，使沥青的针入度和软化点下降、弹塑范围扩大，耐流动变形性能力得到改善，使沥青路面平坦性能和抗车辙性能得到提高，使行车速度提高，路面维护减少。

根据苯乙烯和丁二烯所含比例的不同和分子结构的差异，SBS改性剂分为线型结构和星型结构两种。实验表明，星型SBS改性剂效果最好。但在加工性能方面，线型的要比星型的容易加工。在生产过程中应根据基质沥青、加工工艺选择合适的SBS改性剂。我单位经过实验，根据胶体磨的研磨效果，结合自己的生产工艺，选用燕山石化SBS1301和SBS4303型混合料，改性效果显著。一般掺量为5%左右。

2.2.3 稳定剂

改性沥青生产方式有现场加工和成品生产两种工艺。现场加工一般是改性沥青设备与拌和楼配合使用，生产出的改性沥青在储存罐中稍作保温存放即输入拌和楼。这种工艺不需要加入稳定剂，只要保温搅拌即可。SBS改性沥青的生产问题就是沥青与SBS的相溶性问题，如果两者的相溶性不好，则沥青会发生离析，使改性沥青的技术指标受到很大的影响，尤其是成品生产改性沥青的存储、运输，放置时间长，由于沥青中含有较多的极性化合物，而SBS改性剂是属于非极性化合物，粘度大，易集中在上部，因此沥青则容易沉在下部，即产生离析现象。这种不稳定性对生产成品SBS改性沥青的存储是不利的，尤其在长途运输时更不容易解决。加入稳定剂可以降低沥青相与SBS相之间的界面能，SBS相的分散，强化了两相间的粘合。同样，稳定剂的选用也需要根据沥青型号来选择，在生产前必须进行实验，选用合适的稳定剂。