目前,SBS改性沥青主要加工生产设备有胶体磨和高速剪切机,相对应得生产工艺有两种。
工艺一:胶体磨(大部分为进口设备)生产工艺。采用高温胶体磨一次研磨、成品罐高温发育工艺。SBS、稳定剂等与基质沥青按比例混合后直接进人胶体磨研磨,再进入成品罐高温发育直至合格,如美国进口DALW0RTH胶体磨生产工艺。
工艺二:高速剪切机(一般为国产设备)生产工艺。采用高温溶胀、剪切工艺,先将SBS与基质沥青高温混合搅拌溶胀,再用高速剪切机进行剪切,达到产品质量要求后送至成品罐,降温储存。
生产工艺探讨
本公司SBS改性沥青生产工艺为:将一定温度的基质沥青经换热器加热到适当的温度,输送到改性沥青站,与SBS、稳定剂等辅助材料按一定比例同时匀速加入预混罐,在预混罐混合搅拌,进入DALWORTH胶体磨剪切研磨,再输送储存到成品罐,成品罐加热升温后控制在一定温度内不断搅拌发育,定期跟踪检测其性质,直至改性沥青成品合格。
改性沥青设备">改性沥青设备、工艺技术特点总结如下:
(1)美国进口DALWORTH胶体磨:独特的内齿型高剪切胶体磨具有高速剪切和高速研磨的双重功能,其螺旋型内齿结构路径较长,内齿数量多,SBS等聚合物能被多次重复剪切和研磨成亚微颗粒。
(2)双螺距螺旋输送器,确保添加剂剂量输送精确;预混罐体积小,只有1m3,配有浆式搅拌器,可连续生产,操作者可实时观察预混罐情况,不足处为加人的SBS很难与沥青快速混合均匀。
(3) —次研磨,剪切研磨效率高,生产周期短,加工能力强,能达到40T/H改性沥青,连续性生产,操作较简单,生产一罐SBS改性沥青(240T)需要7H。
(4) SBS和稳定剂同时均匀速加入预混罐,与基质沥青混合后马上进人胶体磨剪切研磨,此过程只有十几秒,SBS几乎没有溶胀过程就进入胶体磨剪切研磨分散。
(5)基质沥青高温进胶体磨,成品罐在高温条件下搅拌发育,发育时间大于30H,产品质量较难控制,需定期跟踪检测产品质量,产品性能老化衰减较严重。
该生产工艺存在的主要问题:
(1)预混罐体积小,只有1个,SBS没有经过溶胀过程就直接进人胶体磨剪切研磨,降低了剪切研磨的效果,只能通过增加进胶体磨时温度和发育温度来弥补。
(2)SBS和稳定剂同时匀速加人预混罐,与基质沥青混溶后马上进人胶体磨剪切,此过程混合反应,导致部分SBS与稳定剂反应过于剧烈而又有部分SBS未能与稳定剂充分反应。
新工艺开发
根据SBS改性沥青机理,对生产设备与工艺分析研究,发现降低改性沥青质量的主要原因是SBS与沥青的物理共混过程不充分,SBS没有得到充分的溶胀,就直接与稳定剂混合反应,导致部分SBS与稳定剂反应过于剧烈而又有部分SBS未能与稳定剂充分反应。因此,新工艺开发的理想效果为确保SBS得到充分地溶胀,再与稳定剂反应,避免SBS与稳定剂反应不完全或过度反应的情况发现。
改进工艺流程,确保SBS充分溶胀
结合SBS改性沥青生产装置实际,要确保SBS充分溶胀有两种方式:一是研磨剪切前SBS充分溶胀,通过增建一个200m3的搅拌溶胀罐来实现,是研磨剪切后SBS充分溶胀,利用现有改性沥青产品罐来实现。
SBS研磨剪切后溶胀工艺试验周期最短,效率高,能耗很低,且无需增建溶胀罐。