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          顆粒SBR用作瀝青改性的研究
          [2018/10/20]

           

           

            丁苯橡膠(SBR)不僅是世界上出現較早并廣泛應用的瀝青改性劑,也是我國較早開始研究和推廣的瀝青改性劑之一。一般認為,SBR改性劑的特點是能顯著提高改性瀝青的低溫延伸度,可以增加瀝青的黏彈性能并降低瀝青的溫度敏感性,對瀝青諸多使用性能有較大改善。因此,在國內外的聚合物改性瀝青生產中,SBR的應用僅次于SBS。

            目前,市售的SBR大體上可分為三類:固態塊膠、膠粉和液態膠乳。用固態塊狀SBR作瀝青改性劑,通常用溶劑法和破碎等工藝。溶劑法的缺點是制備SBR母體時需要用溶劑,回收后產品中仍含有少量溶劑,生產成本較高且存在一定的環境污染問題。破碎工藝需要用特殊的設備將SBR制備成小的顆粒,該過程生產效率較低且一次性投資較大,對于一般企業難于實現。SBR膠粉使用方便,但與塊膠相比有效含量較低。液態膠乳用作瀝青改性劑時,無論是預混法還是現場拌合法都有一個水分蒸發的過程,不適于瀝青的大量生產。為了克服上述瀝青改性劑在制備瀝青時的弊端,國內出現了新型顆粒狀SBR(簡稱顆粒SBR)產品。為了考察該產品用于瀝青改性劑的可行性,撫順石油化工研究院在實驗室對顆粒SBR用于道路瀝青增延劑和改性瀝青改性劑進行了試驗研究。結果表明,試驗用的顆粒SBR既可作為生產塔河原油等瀝青的增延劑使用,也可用作生產SBR改性瀝青的改性劑使用。

            試驗部分

            原料情況。顆粒SBR由山東顯元化工科技有限公司生產,采用了市售Q公司生產的1502、J公司生產的1500L公司生產的1500E塊膠作為對比用改性劑?;|瀝青為取自TH公司不同時期的塔河原油減壓渣油,以及XA公司加工的塔河AH-90瀝青和AH公司生產的90A級瀝青。所用的塑化油為JM公司生產的減四線糠醉醛精制抽出油??估匣砑觿┤∽陨綎|某企業。

            技術要求。以交通部現行的JTG F40-2004《公路瀝青路面施工技術規范》中90A級、70A級道路石油瀝青技術要求作為道路瀝青技術指標(見表2),以JTG F40-2004聚合物改性瀝青SBR(II)技術要求作為SBR改性瀝青技術指標(見表3)。

            試驗方法。對于母液制備,分別將上述三種橡膠加入塑化油中,采用高剪瀝的方法制備成均勻的母液。母液中,SBR濃度為15%,顆粒SBR95%通用型丁苯橡膠計。調合道路瀝青制備,將母液按比例與渣油在140150℃下進行攪拌混合至均勻。改性瀝青制備,將母液按比例與渣油或基質瀝青在150-160℃下進行攪拌混合至均勻。

           

            結果與討論

            用作道路瀝青增延劑試驗結果

            對于某些原料而言,生產A級道路瀝青時需要添加適量的增延組分以改善其低溫延伸性能和抗老化等性能。本研究將顆粒SBR與市售塊狀SBR作為增延劑進行了考察對比試驗。

            母液制備及性質分析。對不同SBR改性劑制備的母液進行了黏溫性質考察。在有效膠含量相同的情況下,顆粒SBR母液黏度小于15021500塊膠母液,有利于母液輸送。

            混合瀝青性質比較。數據對比了不同SBR母液調合的瀝青性質以及抗老化劑對瀝青性質的影響。從結果看,明顯的區別是顆粒SBR母液調合的瀝青閃點較高、黏度稍小,其它指標沒有太大差別。70號和90號瀝青各項性質均符合A級瀝青指標要求。

            長期熱老化性能比較。將表中的90A級瀝青分別裝入4個容器中各約500g,放入140℃恒溫鼓風干燥箱中進行熱儲存。經過不同時間熱儲存后,無論是針入度和延伸度下降,還是軟化點和針入度比升高,都是顆粒SBR小于另外兩種塊膠,說明顆粒SBR的耐熱儲存性能好于另兩種塊膠。此外,加入抗老化劑的瀝青10℃延伸度較大,不加抗老化劑的瀝青10℃延伸度明顯減小,說明抗老化劑對顆粒SBR作用更加明顯,對提高瀝青抗老化性能更為有利。

            用作改性瀝青改性劑可行性研究

          SBR改性道路瀝青是主要的改性瀝青產品之一,近年來用量在不斷增加,顆粒SBR產品的問世,無疑會對改性瀝青的生產加工提供便利。為了深入研究顆粒SBR生產道路瀝青產品的可行性,為其用于改性瀝青的生產提供依據,進行了顆粒SBR生產改性瀝青的適用性研究。

            顆粒SBR改性瀝青試驗結果。7和表8是針對II-A、II-BII-C三個牌號的SBR改性瀝青性質數據。結果表明,用XA公司的AH-90ZH90A為原料,通過加入顆粒SBR、并加入適量的交聯劑,均可制備出符合JTG F40-2004II類技術要求的SBR改性瀝青。

            與市售塊膠的比較。由兩種改性劑制備的改性瀝青性質沒有明顯的區別,只是制備工藝條件和基質瀝青性質會對改性瀝青性質(如延伸度等)產生較大影響。

            結論

              a)用顯元公司生產的顆粒SBR制備的母液與塔河原油減壓渣油調合的90A級和70A級瀝青性質完全符合JTG F40-2004技術指標的要求。與加入市售塊狀SBR的塔河原油道路瀝青相比除閃點較高外,其它指標基本相當。

              b)熱儲存試驗結果表明,無論是針入度和延度下降,還是軟化點和針入度比升高,顆粒SBR均小于對比用塊膠,說明顯元顆粒SBR的耐熱儲存性能好于對比用塊膠。

              c)用顆粒SBR作改性劑,可生產出符合JTG F40-2004SBR類指標要求的改性瀝青產品。性能與市售塊膠改性瀝青相當。

              d)該顆粒SBR具有生產瀝青工藝簡單、使用方便的優點,既可作為生產塔河原油等瀝青的增延劑使用,也可用作生產SBR改性瀝青的改性劑使用。

              e)其它未涉及的使用性能還有待進一步考察。

           

           

          (作者:郭皎河)

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