SBS改性乳化沥青生产新技术.doc

SBS改性乳化沥青生产新技术一、前言
目前，在我国经济宏观调控的影响下，对新建公路项目的投资将趋于缓和，今后公路建设的重点将以对现有路面的维护和路面材料再生应用为主。乳化沥青作为路面粘结料的主要原材料将会被大量应用。同时随着国民经济的发展，交通量迅速增长，重载超载车辆日益增多以及车辆渠道化等原因，交通路面的要求越来越高，重交乳化沥青已无法适应现代公路特别是高等级公路的发展需要。因此要提高沥青路面的质量，延长路面的使用寿命，就必须对乳化沥青进行改性。
SBS改性乳化沥青用于高等级公路，具有很好的路用性能，表现为良好的高温稳定性，低温抗裂性，好的抗车辙能力，与石料的粘结力强。但是SBS改性乳化沥青生产工艺比较复杂，它必须是先生产出合格的SBS改性沥青，然后再对其进行乳化，乳化困难，对乳化设备及乳化剂的要求很高，因此制约着其推广应用。
二、改性乳化沥青生产技术
改性乳化沥青所用的改性剂主要是SBR和SBS。SBR胶乳改性乳化沥青虽然有较好的低温抗裂性，但对高温稳定性改善不明显，而我国的气候条件是全国各地夏季普遍气温较高，对沥青粘结料的高温稳定性要求比较苛刻。而SBS改性乳化沥青能同时兼顾沥青的高、低温性能，具有很好的发展前景。
聚合物改性乳化沥青的生产工艺主要分为两大类：对乳化沥青改性和对改性沥青乳化。
乳化沥青改性工艺主要用于胶乳改性乳化沥青的生产。方法是将加热至熔融状态的基质沥青与乳化剂水溶液和以乳液状态存在的高分子聚合物通过适当的方式混合，制得改性乳化沥青。此方法工艺简单，制得的改性乳化沥青稳定性较差，不适用于生产SBS改性乳化沥青。
改性沥青乳化工艺的流程如图1所示。先将聚合物和基质沥青通过高剪切胶体磨等制备出聚合物改性沥青，再将改性沥青通过高剪切胶体磨与乳化剂水溶液混合乳化，制得改性乳化沥青。此种工艺由于将沥青和聚合物颗粒剪切的很细，因此适用于生产SBR和SBS改性乳化沥青，尤其是生产SBS改性乳化沥青。

但SBS改性沥青，由于其本身韧性好，因此普通乳化沥青生产设备难以直接进行剪切生产，并且随着SBS含量增加（一般为2%-3%），乳化难度增加，乳化稳定性变差，因此要保证有好的乳化效果，除了SBS的加量外，还必须保证改性沥青中SBS不离析以及SBS的粒度达到胶体的需求，这叫要求乳化沥青生产设备具有强大的SBS剪切和研磨功能。目前可以生产SBS改性乳化沥青的设备在市场上寥寥无几，据统计在国内，仅有采用美国DALWORTH乳化沥青设备的江苏中油兴能沥青有限公司及广东南粤物流有限公司等有限的几个公司可以生产SBS改性乳化沥青。
美国DALWORTH乳化沥青之所以可以生产出合格的SBS改性乳化沥青，主要原因在于美国DALWORTH“内齿型”高剪切胶体磨由于其独特的内齿型设计，使其具有超强的剪切和研磨功能，对于SBR和SBS改性乳化沥青，其剪切能力表现的更为明显，生产过程中物料经一次剪切，最小乳化细度可达0.1μm，平均乳化细度可达1-5μm之间。其工作原理如下：
（1）独特内齿型设计胶体磨，转盘与定盘上分别有六层磨齿，磨齿间相互啮合，沥青混合物通过胶体磨的转盘与定盘磨齿间的高速转动实现研磨和剪切。转盘（定盘）磨齿顶端平面与定盘（转盘）磨齿底部平面，及4个磨齿侧交汇面完成高速研磨。转盘与定盘8条磨齿侧棱完成高速剪切。

（2）胶体磨的转盘以3000转/分的速度高速旋转，沥青混合物在从中心甩向磨盘边缘的过程中，流体以高速撞击到第一层磨齿上，受到撞击的流体的运动方向和瞬间速度不断改变；横向通过磨齿间的流体经过强力的剪切作用继续在第一层磨齿间以更高速度撞击到磨齿上，直到通过第一层磨齿后进入到第二层磨齿间；而径向通过第一层磨齿间的部分流体受到磨齿间的强大研磨作用以高速撞击到第二层磨齿间继续以上的高速剪切和高度研磨，直到所有的流体通过高剪切胶体磨的所有六层磨齿。研磨区内流体分子间剧烈摩擦、挤压、揉搓和撕裂，使分子链断裂,并使沥青混合物分子很好地重新分布并结合。因而沥青混合液被有效的分散、破碎、均匀和乳化，形成均匀的微细颗粒乳状液。
（3）在生产SBR改性乳化沥青时，不同于其他胶体磨设备在胶体磨之后添加SBR进行乳化沥青的改性生产，这种工艺使用的SBR没有得到剪切和分散，改性乳化沥青产品质量极不稳定且非常容易离析。而DALWORTH高剪切胶体磨在前端有三个原料入口，分别是基质沥青或SBS改性沥青、皂液和SBR入口，根据工艺配方，三种原料在胶体磨前端和内部进行混合并经过高速剪切研磨和高度分散（生产SBS改性乳化沥青时，SBS改性沥青和皂液两种原料在胶体磨前端和内部进行混合并经过高速剪切研磨和高度分散）。由于乳化细度小，SBR或SBS被高速剪切研磨和高度分散，因此生产出来的改性乳化沥青产品质量和稳定性都相当高，并且同其他设备相比较可以节省SB