專利名稱：高溫貯存穩(wěn)定的聚苯乙烯(ps)改性瀝青材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于道路的聚苯乙烯(PS)改性瀝青材料。
隨著我國高速公路建設(shè)步伐的加快，對道路用瀝青的性能要求越來越高。但石油瀝青溫度敏感性大，低溫易脆裂，高溫易流動，耐老化性能較差，需要通過改性來提高瀝青的性能，從而大幅度提升路面抗車轍與抗開裂能力，以便滿足日益苛刻的交通需求。對瀝青改性的方法有多種，如加入聚合物，表面活性劑以及硫磺等改性劑，其中將5％左右的聚合物簡單地添加入瀝青中，即可以在一定程度上克服瀝青的上述不足，因此聚合物共混改性是瀝青實(shí)現(xiàn)高性能化的有效途徑。
用于改性瀝青的聚合物主要可分為熱塑彈性體、塑料、橡膠等，其中有關(guān)苯乙烯-丁二烯三嵌段聚合物(SBS)(USP4,145,322、USP5371121)、丁苯橡膠(SBR)(USP3,634,293)、聚乙烯(PE)(USP5,494,966)等改性瀝青的研究較多，且得到了廣泛應(yīng)用。而聚苯乙烯(PS)作為通用塑料，產(chǎn)量很大，每年產(chǎn)生大量的廢棄PS，造成白色污染，將之作為瀝青改性劑，不僅有望改善瀝青的性能，而且能夠再利用大量的廢棄PS達(dá)到環(huán)境保護(hù)的目的。但PS分子鏈上的苯環(huán)基團(tuán)賦予了其分子鏈的剛性，因而相對于柔性高分子鏈的PE來說，將PS添加入瀝青中去比較困難，當(dāng)用量比較大時，PS就會有明顯的分離與析出。即使通過高剪切將PS分散到瀝青中去，但由于其與瀝青的溶解度參數(shù)相差大，因而高溫貯存時會發(fā)生相分離，高溫貯存穩(wěn)定性不好。
為了解決上述問題，Liang Z.Z.等人(WO97/30121)研究發(fā)現(xiàn)，通過加入熱塑彈性體SBS或者苯乙烯-(乙烯-異丁烯)-苯乙烯共聚物(SEBS)和反應(yīng)改性劑如硫磺等，使得PS改性瀝青材料的高溫貯存穩(wěn)定性得到顯著改善，但由于SBS用量較大，所制得得瀝青材料成本較高，因此無實(shí)用價值。
本發(fā)明的目的在于提供一種能降低成本又兼顧高低溫性能，根據(jù)實(shí)際路面性能要求而采用不同橡膠配比的高溫貯存穩(wěn)定的PS改性瀝青材料；并提供了一種改善剛性塑料粒子改性瀝青的高溫貯存穩(wěn)定性的新方法。
本發(fā)明的瀝青改性劑是由聚苯乙烯(PS)、熱塑彈性體聚苯乙烯-聚丁二烯-聚苯乙烯(SBS)、丁苯橡膠(SBR)、硫磺組成，其中SBS中的苯乙烯相提供一定的相容微區(qū)，丁苯橡膠的丁二烯相提供充分的包裹，從而使得PS改性瀝青的高溫貯存穩(wěn)定性得到提高。其中PS的用量在3～10％(重量比)，另外根據(jù)實(shí)際路面要求而改變SBR與SBS的重量配比，從10.0∶90.0變到90.0∶10.0，橡膠總量取決于PS用量，一般控制在1～10％(重量比)，最好在2～8％(重量比)。與以往的改性方法相比，本發(fā)明具有如下顯著優(yōu)點(diǎn)(1)有效提高了PS改性瀝青的高溫貯存穩(wěn)定性，且兼顧了PS改性瀝青的低溫性能的改善，符合我國交通部規(guī)定的道路用瀝青材料性性能指標(biāo)(即《中國公路改性瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》JTJ036-1998)(2)由于SBR的價格比SBS較低廉，其與SBS并用作為PS改性瀝青的分散劑，大大降低了改性瀝青的成本。
本發(fā)明所述的PS可以為普通型、再生型、高抗沖型(HIPS)等。SBR可以為國產(chǎn)各種系列的乳聚丁苯橡膠，如1000、1100、1500、1600、1700、1800系列等，最好為不填充碳黑的生膠，即1000、1500系列，也可是溶聚丁苯橡膠；SBS可以為國產(chǎn)的各種牌號，如4303、4402、1301、1401等。
本發(fā)明的改性瀝青材料其生產(chǎn)工藝過程是這樣的先在攪拌設(shè)備中，將瀝青加熱至160℃～200℃左右至完全流動，然后把PS、SBS、SBR及硫磺加入到瀝青中(也可先將SBS、SBR預(yù)先混合好)，在160℃～200℃下混合20～120min，維持溫度不變，再混合20～80min即可得改性瀝青成品。
下面得實(shí)例是對本發(fā)明得進(jìn)一步說明，而不是限制本發(fā)明的范圍。
實(shí)施例1～5將600克江陰90瀝青裝入小型容器內(nèi)，加熱至瀝青完全流動，然后加入18.0克的PS(揚(yáng)子BASF公司生產(chǎn))、18.0克由SBS(牌號4303、1301，北京燕山石化公司生產(chǎn))和SBR(牌號1500，山東齊魯石化公司生產(chǎn))組成的橡膠混合物，啟動小型混合設(shè)備，在溫度為180℃下攪拌45min，至聚合物在瀝青中完全混合均勻，再加入0.9克的硫磺，控制溫度不變，混合100min。所得產(chǎn)品分別按GB/T4508、GB/T4507、JTJ052/T660、ASTM D4402測試延伸度、軟化點(diǎn)、分離度、粘度等性能指標(biāo)，結(jié)果列于下表。
注實(shí)例1中的SBS為SBS4303，其余實(shí)例中的SBS均為SBS130權(quán)利要求
1.高溫貯存穩(wěn)定的聚苯乙烯(PS)改性瀝青材料，其特征在于這種瀝青材料的改性劑是由聚苯乙烯(PS)，熱塑彈性體聚苯乙烯-聚丁二烯-聚苯乙烯三嵌段共聚物(SBS)，丁苯橡膠(SBR)，與硫磺組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高溫貯存穩(wěn)定的聚苯乙烯(PS)改性瀝青材料，其特征在于聚苯乙烯(PS)用量可以達(dá)到3～10％(重量比)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高溫貯存穩(wěn)定的PS改性瀝青材料，其特征在于熱塑彈性體(SBS)和丁苯橡膠(SBR)的配比(重量比)為10.0∶90.0～90.0∶10.0。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高溫貯存穩(wěn)定的PS改性瀝青材料，其特征在于兩種橡膠總用量為1～10％(重量比)，最好在2～8％(重量比)之間；硫磺用量為兩種橡膠總用量的1～20％。
全文摘要
本發(fā)明是一種用于道路的聚苯乙烯(PS)改性瀝青材料。它的瀝青改性劑是由聚苯乙烯(PS)、熱塑彈性體聚苯乙烯－聚丁二烯－聚苯乙烯三嵌段共聚物(SBS)、丁苯橡膠(SBR)、硫磺組成。其中SBS中的苯乙烯相提供一定的相容微區(qū),丁苯橡膠的丁二烯相提供充分的包裹,從而使得PS改性瀝青的高溫貯存穩(wěn)定性得到提高。本發(fā)明所得到的瀝青材料其性能優(yōu)良,高溫貯存穩(wěn)定,生產(chǎn)成本低,生產(chǎn)工藝簡單,操作方便,是一種經(jīng)濟(jì)環(huán)保的道路改性瀝青。
文檔編號C08L95/00GK1324897SQ0111326
公開日2001年12月5日 申請日期2001年7月5日 優(yōu)先權(quán)日2001年7月5日
發(fā)明者金海龍, 高光濤, 朱玉堂, 張勇, 張隱西 申請人:上海交通大學(xué)