在改性瀝青生產(chǎn)中，實現(xiàn)改性劑（如SBS、SBR、橡膠粉等）在高溫瀝青中的均勻、穩(wěn)定分散，是確保終產(chǎn)品性能（如彈性恢復(fù)、高溫穩(wěn)定性、低溫抗裂性、性）的關(guān)鍵。這需要一套綜合的工藝和設(shè)備解決方案，在于施加高強(qiáng)度的機(jī)械剪切力、控制工藝參數(shù)以及提供足夠的發(fā)育時間。以下是主要實現(xiàn)方式：
1. 改性劑的預(yù)處理與計量添加：
* 精細(xì)研磨/造粒： 對于塊狀或顆粒較大的改性劑（尤其是SBS），預(yù)行精細(xì)研磨，減小粒徑，增加比表面積，有利于更快熔融和分散。
* 預(yù)溶脹/預(yù)混： 將改性劑顆粒（特別是SBS）在加入高溫瀝青前，與適量的芳烴油或植物油混合，進(jìn)行預(yù)溶脹處理。這能軟化顆粒，降低其熔融溫度，減少在高溫瀝青中直接加入時因快速受熱表面熔融結(jié)塊的風(fēng)險，促進(jìn)后續(xù)分散。
* 母液法： 先將部分基質(zhì)瀝青與高比例的改性劑在設(shè)備中制成高濃度的改性瀝青母液（如30% SBS含量），再將母液與剩余基質(zhì)瀝青混合稀釋。這種方法能更有效地分散初始高濃度的改性劑。
* 計量： 采用高精度計量秤和控制系統(tǒng)，確保改性劑和基質(zhì)瀝青按設(shè)定比例穩(wěn)定、連續(xù)地投入，避免比例波動影響分散效果。
2. 高強(qiáng)度剪切分散設(shè)備（環(huán)節(jié)）：
* 高速剪切膠體磨/高剪切均化器： 這是實現(xiàn)均勻分散的設(shè)備。其部件是高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子（線速度可達(dá)20-50 m/s）與精密配合的定子（間隙通常為0.1-0.5mm）。改性劑顆粒與瀝青的混合物在強(qiáng)大的離心力作用下被強(qiáng)制通過狹小的定轉(zhuǎn)子間隙。
* 剪切作用： 高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子與靜止的定子之間形成巨大的速度梯度，產(chǎn)生強(qiáng)烈的剪切力，將改性劑顆粒（尤其是聚合物）撕裂、破碎成更小的微粒或分子鏈段。
* 撞擊、研磨作用： 顆粒與轉(zhuǎn)子、定子齒壁以及顆粒之間發(fā)生劇烈碰撞和摩擦，進(jìn)一步粉碎顆粒。
* 湍流混合作用： 高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生強(qiáng)烈的湍流，使物料得到充分混合。
* 多級剪切與循環(huán)研磨： 單次通過可能不足以達(dá)到理想的分散度。通常采用循環(huán)研磨工藝，物料在混合罐和膠體磨之間多次循環(huán)（循環(huán)次數(shù)和時間根據(jù)配方和性能要求確定），確保所有物料都經(jīng)過足夠次數(shù)的強(qiáng)力剪切。一些設(shè)備采用多級串聯(lián)膠體磨，逐級提高分散細(xì)度。
* 溫度控制： 剪切過程會產(chǎn)生大量熱量，必須配備的冷卻系統(tǒng)（如夾套冷卻、在線冷卻器），將溫度嚴(yán)格控制在工藝窗口（通常SBS在170-190°C）。溫度過低，改性劑熔融不充分，難以分散；溫度過高，瀝青和改性劑易老化降解。
3. 攪拌與混合：
* 預(yù)混合罐： 在進(jìn)入膠體磨之前，基質(zhì)瀝青和改性劑首先在帶有攪拌器的預(yù)混合罐中進(jìn)行初步混合。攪拌器（如槳式、框式）提供宏觀混合，使改性劑初步浸潤、分散在瀝青中，形成相對均勻的混合物，為后續(xù)的高強(qiáng)度剪切做準(zhǔn)備。
* 發(fā)育罐： 經(jīng)過高強(qiáng)度剪切后的改性瀝青進(jìn)入發(fā)育罐。罐內(nèi)裝有低速攪拌器（防止高速攪拌引入氣泡和過度降溫），在適宜溫度下保溫攪拌一段時間（通常0.5-4小時）。這個“發(fā)育”或“溶脹”過程至關(guān)重要：
* 分子鏈?zhǔn)嬲梗?被剪切開的聚合物分子鏈有足夠時間在熱瀝青中舒展、溶解。
* 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)形成： SBS等嵌段聚合物分子鏈段重組，形成更完善的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，這是賦予改性瀝青高彈性的基礎(chǔ)。
* 穩(wěn)定化： 促進(jìn)改性劑與瀝青的相容，減少離析傾向。
4. 輔助混合元件：
* 靜態(tài)混合器： 安裝在管道中，利用內(nèi)部特殊設(shè)計的混合元件（如螺旋片、波紋板）將流動的物流不斷分割、轉(zhuǎn)向、合并，在不依賴外部動力的情況下增強(qiáng)混合效果，常作為膠體磨前后的補(bǔ)充混合手段。
5. 的過程控制與監(jiān)測：
* 整個系統(tǒng)（溫度、壓力、流量、轉(zhuǎn)速、循環(huán)時間、發(fā)育時間）由自動化控制系統(tǒng)監(jiān)控和調(diào)節(jié)，確保工藝參數(shù)穩(wěn)定在范圍。
* 終產(chǎn)品會進(jìn)行顯微鏡觀察（看分散粒徑）、離析試驗（測穩(wěn)定性）、針入度、軟化點(diǎn)、延度、彈性恢復(fù)等指標(biāo)檢測，以驗證分散效果和產(chǎn)品性能。
總結(jié)： 實現(xiàn)改性劑的均勻分散，是一個結(jié)合了預(yù)處理優(yōu)化、強(qiáng)力機(jī)械剪切（）、溫控、充分發(fā)育的系統(tǒng)工程。其中，高速剪切膠體磨提供的強(qiáng)剪切力是破碎和細(xì)化顆粒的關(guān)鍵，而發(fā)育過程則是分子鏈溶解和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)形成的保證。的改性瀝青設(shè)備通過優(yōu)化設(shè)計這些環(huán)節(jié)及其協(xié)同作用，確保改性劑以微米甚至亞微米級穩(wěn)定分散在瀝青中，從而生產(chǎn)出的改性瀝青。
