高性能SBS改性乳化沥青的研究

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高性能SBS改性乳化沥青的研究

摘要

提高改性乳化沥青的高温稳定性是乳化沥青领域研究的重要课题。通过复合改性的方法对改性乳化沥青的高温稳定性有效提高，结果得到高软化点的改性乳化沥青产品。

关键词：SBS改性 | 高软化点 | 多重改性

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改性乳化沥青一直是乳化沥青业界的重点方向。我国高速公路的粘层和养护市场的微表处及超薄磨耗层都是改性乳化沥青的主要应用领域。

在全球气候变暖和道路荷载增加的大背景下，对道路改性沥青和改性乳化沥青的要求逐渐提高，特别是软化点这一指标得到特别关注，有些地区的重点工程甚至要求软化点高于70℃。因此，提高改性乳化沥青的改性效果和质量使得高温稳定性大幅提升就成为研究的方向。

改性乳化沥青的发展和分类

在我国道路改性沥青主要包括SBS改性、SBR改性、环氧改性、PE/EVA改性、硅藻土改性、高分子蜡基改性等种类。SBS和SBR对沥青的改性机理存在着较大的区别。SBS的软段S聚集在一起吸收沥青中的轻质油分而充分溶胀，硬段B连接软段形成的结构，实现桥联的作用，进而形成空间网络体系。这一网络体系的形成使得沥青中易于游离的组分在热环境中运动幅度减小，从而提高沥青的高温稳定性。而SBR与SBS的zui大不同就是由SBR分子结构决定的，SBR在基质沥青中不能实现空间网络体系的搭建，沥青组分与SBR微粒间的作用仅仅是吸附作用，因此，SBR在高温稳定性方面与SBS相差较大。在扫描电镜的图像中，SBS改性沥青的微观形貌为海绵式的多孔状，SBR改性沥青的微观形貌则为絮片状[1]。

因此，在制备改性乳化沥青时，SBS改性沥青和SBR的有着很大的区别。SBR改性乳化沥青的乳化出口温度低于SBS的，在常压下生产不会导致乳化沥青局部沸腾进而气化破乳。但是，SBS改性沥青在乳化前要进行特殊的配方处理，降低系统的黏度，然后，还要通过加压和热交换器的降温达到降低出口温度的效果，而且对生产的连续性和稳定性都提出较高要求。因此，SBS改性乳化沥青的生产bi须采用大功率和高精度的胶体磨，具有背压控制和大型换热器等条件，通过严格控制温度和生产指标从而实现稳定生产。SBS改性乳化沥青对设备的要求高，而且对设备的磨损也是很大的，如果常年生产SBS改性乳化沥青，胶体磨的磨盘会产生明显的磨损[2]。因此，SBS改性乳化沥青的生产一直是乳化沥青界的技术难点和重点。

SBS改性乳化沥青的研究

改性乳化沥青的研究方向主要针对如何提高SBS含量和乳化质量。近些年业界专家提出了多种解决方案，主要包括：1)添加轻组分油分和表面活性剂来降低改性沥青的黏度；2)添加水性改性剂；3)添加双组份环氧或聚合物提高高温稳定性。本研发项目采用了多种改性技术复合改性，对市场常用的镇海70#沥青进行改性乳化研究，得到了比较理想的结果。

试验条件：沥青采用中石化镇海70#,改性剂采用市场常用的线性SBS颗粒，乳化沥青的生产设备采用一次过磨的中型室内试验机。拌和试验的石料采用江苏玄武岩石料，425水泥。通过对环氧改性、SBS改性、SBR改性和聚氨酯改性等各种方法和两种不同改性剂组合进行对比，最后确定采用SBS和SBR改性乳化沥青进行对比研究。然后，对不同改性剂用量的改性乳化沥青进行性能对比，重点考虑软化点、延度和弹性恢复等指标，试验结果见表1和表2、图1。拌和试验结果见表3。