高性能SBS改性乳化沥青的研究

小夏 娱乐 更新 2024-02-18

提高改性乳化沥青的高温稳定性是乳化沥青领域的一个重要研究课题。 复合改性法有效提高了改性乳化沥青的高温稳定性,得到了高软化点的改性乳化沥青制品。

SBS 修改 |高软化点 |多次修改。

改性乳化沥青一直是乳化沥青行业的重点发展方向。 我国高速公路的胶粘剂层和养护市场的微表面和超薄耐磨层是改性乳化沥青的主要应用领域。

在全球变暖和道路荷载增加的背景下,对道路改性沥青和改性乳化沥青的要求逐渐提高,特别是软化点受到特别关注,部分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,大大提高高温稳定性成为研究方向。

1、改性乳化沥青的开发与分类

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、聚合物蜡改性等类型。 SBS和SBR在沥青的改性机理上有很大的区别。 SBS的软段S聚集在一起吸收沥青中的轻油并充分膨胀,硬段B连接软段形成的结构,实现桥接作用,进而形成空间网络系统。 该网状系统的形成降低了沥青中易游离组分在高温环境下的运动幅度,从而提高了沥青的高温稳定性。 SBR和SBS最大的区别是由SBR的分子结构决定的,SBR无法实现基质沥青中空间网络体系的构建,沥青组分与SBR颗粒之间的作用只是吸附,因此SBR在高温稳定性方面与SBS有很大不同。 在SEM图像中,SBS改性沥青的微观形貌是海绵状多孔的,而SBR改性沥青的微观形貌是絮凝的[1]。

因此,在制备改性乳化沥青时,SBS改性沥青与SBR之间存在很大差异。 如果SBR改性乳化沥青的乳化液出口温度低于SBS,则在常压下生产不会导致乳化沥青局部沸腾,进而气化和破乳。 但是,SBS改性沥青在乳化前需要特殊配制,以降低体系的粘度,然后通过加压和换热器冷却来降低出口温度,并提出了生产的连续性和稳定性。 因此,SBS改性乳化沥青的生产必须采用大功率、高精度胶体磨,具备背压控制、大型换热器等条件,通过严格控制温度和生产指标,实现稳定生产。 SBS改性乳化沥青对设备要求很高,设备的磨损也非常大,如果SBS改性乳化沥青常年生产,胶体磨粉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领域的技术难点和重点。

2. SBS改性乳化沥青的研究

改性乳化沥青的研究方向主要集中在如何提高SBS含量和乳化液质量上。 近年来,行业专家提出了多种解决方案,主要包括:1)添加轻质组分油和表面活性剂,以降低改性沥青的粘度;2)添加水性改性剂;3)添加双组份环氧树脂或聚合物,提高高温稳定性。本研发项目采用多种改性技术对市面上常用的镇海70沥青进行改性乳化复合,取得了满意的效果。

试验条件:沥青采用中石化镇海70,改性剂采用市面上常用的线性SBS颗粒,乳化沥青生产设备采用中型室内试验机,研磨时间较短。 混合试验的石材由江苏玄武岩和425水泥制成。 通过环氧改性、SBS改性、SBR改性和聚氨酯改性等多种方法的比较以及两种不同改性剂的组合,最终确定采用SBS和SBR改性乳化沥青进行对比研究。 然后,比较不同改性剂用量改性乳化沥青的性能,重点关注软化点、延展性和弹性恢复,试验结果见表1、表2和图1。 混合试验结果如表3所示。

从以上试验结果可以看出,SBS改性乳化沥青的软化点在改性剂用量增加的过程中得到了很大的提高,最终软化点可以稳定地达到75以上,延展性和弹性恢复结果也会得到适当的提高。

在软化点和弹性恢复方面,SBS改性乳化沥青的效果优于SBR。

后期的搅拌试验也表明,SBS改性乳化沥青的微表面混合料具有优异的性能。

三、结语

从这项研究中可以得出以下结论:

1)SBS改性乳化沥青可以稳定地获得高软化点指标,还可以提高弹性恢复和延展性。在沥青行业,高软化点一直是同行关注的焦点。

2)软化点过高会导致沥青材料硬化,会影响沥青在常温施工中的初始粘结性能,因此需要特别注意。

3)在此试验的基础上,需要进一步补充各种改性类型的拉拔试验,得到软化点、拉拔强度和附着力均衡提高的改性乳化沥青。

全文完。 2021年12月首次发表于《石油沥青》。 作者简介:马伟民,男,1994年毕业于同济大学道路交通系,长期从事道路沥青材料研究。 现为杰和天龙化工技术总监。

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