 |
山東橋隆環(huán)�？萍加邢薰� |
瀝青改性劑生產(chǎn)時(shí)應(yīng)該注意一些問題。
1、改性瀝青相溶性機(jī)理
改性瀝青是由高分子聚合物改性劑作為分散相，用物理的方法以一定的粒徑均勻地分散到粒徑連續(xù)相重新構(gòu)成的體系。聚合物之間存在部分的吸附，極易發(fā)生兩相之間的離析。相溶性好是指作為分散相的聚合物以一定的徑粒，均勻分布在瀝青相，改性效果顯著。所以，SBS改性瀝青的生產(chǎn)問題就是瀝青與SBS的相溶性問題。如果兩者的相融性不好，則瀝青會(huì)發(fā)生離析，使改性瀝青的技術(shù)指標(biāo)受到很大的影響。
2、生產(chǎn)改性瀝青的原料
生產(chǎn)改性瀝青的原料包括基質(zhì)瀝青、SBS改性劑和穩(wěn)定劑等。
2.1基質(zhì)瀝青的選擇
SBS改性瀝青是在基質(zhì)瀝青中摻加少量的熱塑性橡膠，通過一定的工藝加工而成，改性瀝青的性質(zhì)與基質(zhì)瀝青密切相關(guān)。因此要生產(chǎn)符合規(guī)范要求的改性瀝青，選擇基質(zhì)瀝青是關(guān)鍵。
2.1.1基質(zhì)瀝青與改性劑SBS的伍配性
石油瀝青的組成和性質(zhì)差異，歸根到底是由原油的組成和性質(zhì)差異。研究表明，瀝青是復(fù)雜的混合物，在環(huán)境溫度時(shí)呈現(xiàn)彈性型。優(yōu)質(zhì)瀝青由于其含有適宜的飽和烴、芳香烴、膠質(zhì)、瀝青質(zhì)組成比例，摻入改性劑時(shí)由于足夠的軟相瀝青質(zhì)、芳香族溶解，形成瀝青/體系均勻結(jié)構(gòu)的混合物。但是機(jī)制瀝青的三大指標(biāo)并不能完全反映瀝青功能的組分性質(zhì)。因此我們?cè)谏a(chǎn)中采用試驗(yàn)用高速剪切機(jī)，對(duì)機(jī)制瀝青取樣改性，考察不同改性劑品種，最終選定合適的配伍及工藝。
2.1.2選用合適的機(jī)制瀝青標(biāo)號(hào)
改性瀝青的等級(jí)是按25℃針入度來區(qū)分的。一般來說，基質(zhì)瀝青用通常工藝手段改性后其針入度要下降20-25。如70號(hào)重交瀝青改性后針入度一般在45-50左右，只能符合I-D級(jí)要求。所以，加工I-D級(jí)一般選用70號(hào)瀝青，I-C級(jí)一般選用90號(hào)瀝青，I- B級(jí)一般選用110號(hào)瀝青。
2.1.3基質(zhì)瀝青要符合重交瀝青的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求
目前的路用瀝青有普通道路瀝青和重交通瀝青。通過兩者的性能對(duì)比發(fā)現(xiàn)，重交瀝青強(qiáng)調(diào)了15℃延度及含蠟量的要求。SBS改性瀝青的突出優(yōu)點(diǎn)就是低溫延伸性能的大幅度提高，因而對(duì)基質(zhì)瀝青的低溫延度也有較高要求。同時(shí)，基質(zhì)瀝青中含蠟量的高低，與改性瀝青的感溫性能相溶性也有直接關(guān)系。即含蠟量高時(shí)基質(zhì)瀝青與SBS的相溶性差，改性效果不理想，其感溫性能指標(biāo)PI值也越小。因此在《公路改性瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》(JTJ036-98)中明確規(guī)定了加工改性瀝青的基質(zhì)瀝青必須符合重交瀝青的要求。
2.2 SBS改性劑
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，高溫下能象熱塑料般熔融流動(dòng)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(chǎn)中的應(yīng)用效果最理想，其主要特點(diǎn)是:
1)改變了瀝青流變學(xué)性質(zhì)，粘彈性和延性提高，路面的抗沖擊能力、抗開裂能力、耐磨耗能力都大大增加，可延長(zhǎng)瀝青路面的使用壽命;
2)增大了瀝青的粘附性和粘韌度，提高了瀝青與沙石料的結(jié)合力，改善了瀝青混合料的強(qiáng)度和防水能力，增強(qiáng)了瀝青路面的耐久性;
3)降低了瀝青的溫度敏感性，使瀝青的針入度和軟化點(diǎn)下降、彈塑范圍擴(kuò)大，耐流動(dòng)變形性能力得到改善，使瀝青路面平坦性能和抗車轍性能得到提高，使行車速度提高，路面維護(hù)減少。
根據(jù)苯乙烯和丁二烯所含比例的不同和分子結(jié)構(gòu)的差異，SBS改性劑分為線型結(jié)構(gòu)和星型結(jié)構(gòu)兩種。實(shí)驗(yàn)表明，星型SBS改性劑效果最好。但在加工性能方面，線型的要比星型的加工容易得多。在生產(chǎn)過程中應(yīng)根據(jù)基質(zhì)瀝青、加工工藝選擇合適的SBS改性劑。我單位經(jīng)過實(shí)驗(yàn)，根據(jù)膠體磨的研磨效果結(jié)合自己的生產(chǎn)工藝，選用岳陽石化巴陵牌SBS791和SBS898型混合料，改性效果顯著。
2.3穩(wěn)定劑的選用
改性瀝青生產(chǎn)方式有現(xiàn)場(chǎng)加工和成品生產(chǎn)兩種工藝�，F(xiàn)場(chǎng)加工一般是改性瀝青設(shè)備與拌和樓配合使用，生產(chǎn)出的改性瀝青在儲(chǔ)存罐中稍作保溫存放即輸入拌和樓。這種工藝不需要加入穩(wěn)定劑，只要保溫?cái)嚢杓纯�。而成品生產(chǎn)改性瀝青的存儲(chǔ)、運(yùn)輸，放置時(shí)間長(zhǎng)，由于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，粘度大，易集中在上部，因此瀝青則容易沉在下部，即產(chǎn)生離析現(xiàn)象。這種不穩(wěn)定性對(duì)生產(chǎn)成品SBS改性瀝青的存儲(chǔ)是不利的，尤其在長(zhǎng)途運(yùn)輸時(shí)更不容易解決。加入穩(wěn)定劑可以降低瀝青相與SBS相之間的界面能，SBS相的分散，強(qiáng)化了兩相間的粘和。同樣，穩(wěn)定劑的選用也需要根據(jù)瀝青型號(hào)來選擇;在生產(chǎn)前必須進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，選用合適的穩(wěn)定劑。
3、設(shè)備的選用
確定SBS改性瀝青生產(chǎn)設(shè)備及參數(shù)選擇的依據(jù)，是設(shè)備的設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力，而設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力要依托成套設(shè)備中主導(dǎo)設(shè)備的設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力，然后以此為基礎(chǔ)來匹配其他設(shè)備。
在SBS改性瀝青成套設(shè)備中，研磨機(jī)是核心設(shè)備，而溶脹反應(yīng)釜?jiǎng)t是主導(dǎo)設(shè)備。其他設(shè)備以此為依據(jù)進(jìn)行匹配。我公司引進(jìn)法國埃爾蒙特改性瀝青生產(chǎn)設(shè)備，其研磨機(jī)為德國SIEFER生產(chǎn)的TRIGONAL膠體磨，三個(gè)容積為4.5T的反應(yīng)釜，生產(chǎn)能力為10-12T/h。
需要指出的是，研磨機(jī)是整個(gè)工藝流程中最關(guān)鍵的設(shè)備，目前用于SBS改性瀝青生產(chǎn)的研磨機(jī)和高速剪切磨機(jī)，無論那種類型，均要確�；旌狭系难心ベ|(zhì)量，磨盤之間的間隙必須調(diào)準(zhǔn)確。間隙過大，SBS混合料粒徑不夠小，SBS與瀝青混合不充分、不均勻，從而影響質(zhì)量;間隙過小(1mm以下)，強(qiáng)力的摩擦力會(huì)使SBS改性瀝青的溫度上升，有可能使瀝青老化。此外，齒面間隙的大小還會(huì)影響研磨機(jī)進(jìn)出口壓差、電能消耗等。
4、溫度控制
在改性瀝青生產(chǎn)工藝中，除原料、設(shè)備外，最重要的是溫度控制。SBS改性劑的熔點(diǎn)在180℃左右，基質(zhì)瀝青的加熱溫度越高，SBS改性劑越容易被溶化、并能加快瀝青的溶解速度。但是，瀝青的溫度過高，瀝青容易老化;SBS改性劑會(huì)被氧化、焦化、分解、降解，造成使用性能下降。所以基質(zhì)瀝青的溫度應(yīng)控制在165℃-180℃之間。另外，改性瀝青存儲(chǔ)時(shí)的溫度也要重視。使用表明，SBS改性瀝青長(zhǎng)時(shí)間的在高溫條件下存儲(chǔ)時(shí)使用性能會(huì)有所下降，在150℃-160℃存儲(chǔ)時(shí)，其各項(xiàng)指標(biāo)變化不大。
5、成品改性瀝青的存儲(chǔ)
成品改性瀝青存儲(chǔ)的優(yōu)點(diǎn)在于，一可以隨時(shí)監(jiān)測(cè)，檢查質(zhì)量，保證使用性能;
二供應(yīng)及時(shí)。要做到及時(shí)供應(yīng)，除了生產(chǎn)能力的保障外還要配備存儲(chǔ)設(shè)備——存儲(chǔ)罐。存儲(chǔ)罐有立式和臥式兩種。改性瀝青在存儲(chǔ)罐中需要攪拌或循環(huán)，因?yàn)楦男詾r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粘度較大，易聚集在上部，瀝青容易沉積在下部，產(chǎn)生離析現(xiàn)象。
如前所述，SBS改性瀝青的存儲(chǔ)溫度也需要嚴(yán)格控制。供應(yīng)緊張時(shí)存儲(chǔ)溫度可設(shè)定165℃-170℃之間，在SBS改性瀝青進(jìn)出存儲(chǔ)罐時(shí)各攪拌或循環(huán)一定時(shí)間;如存儲(chǔ)時(shí)間較長(zhǎng)，存儲(chǔ)溫度可設(shè)定到150℃-160℃之間，每天攪拌或循環(huán)一定時(shí)間。存儲(chǔ)罐內(nèi)的SBS改性瀝青的攪拌或循環(huán)也不宜太頻繁，因?yàn)?(1)由于受熱使瀝青中的輕質(zhì)油分不斷揮發(fā)，使瀝青變硬變脆，降低黏結(jié)性;(2)瀝青過多地與空氣接觸，會(huì)發(fā)生一定程度的老化;(3)瀝青在管道內(nèi)不斷運(yùn)行并由儲(chǔ)存罐頂處灑落到罐內(nèi)時(shí)，瀝青的表面積增大，將增加瀝青的氧化反應(yīng)。(4)頻繁攪拌或循環(huán)還會(huì)降低瀝青溫度，瀝青溫度反復(fù)地升高、降低，既加大成本又容易使瀝青老化。