S中国沥青网BR改性乳化沥青的制备方法与性能研究
时间：2019-05-27 14:23:51
【中国沥青网新闻资讯】
作者：周灿锋，吴伟峰，夏娟，陈守明，陈伟三
作者单位：(路翔股份有限公司，广州510635)
摘要：分别通过外掺法、内掺法和先改性后乳化法制备SBR改性乳化沥青；研究了不同方法制备的SBR改性乳化沥青的多项性能指标，并对三者进行了对比分析。结果表明内掺法得到的改性乳化沥青的综合性能较好，而先改性后乳化法得到的改性乳化沥青抗车辙性能最好。
关键词：SBR改性乳化沥青 制备方法 性能对比
近年来，随着公路建设的发展，各种路面材料争相在公路建设中使用，乳化沥青尤其是改性乳化沥青由于其施工的便捷性及性能的不断提升，其应用越来越广泛。在改性乳化沥青中，由于SBR改性乳化沥青生产简单、综合性能较优，其使用量越来越多。SBR改性乳化沥青的制备方法有三种，分别是外掺法、内掺法和先改性后乳化法，它们有各自的特点。外掺法设备及技术要求低，生产工艺较简单，较早得到应用；内掺法得到的改性乳化沥青综合性能较好；先改性后乳化法设备要求高，较少采用。虽然三种方法都在实际生产中得到应用，但是在条件相似情况下，三种方法制备的改性乳化沥青的性能差异在国内还较少有人进行系统研究。为此，对两种不同SBR胶乳和一种SBR颗粒，采用三种SBR改性沥青制备方法进行了研究。
l 原材料和主要仪器设备
1．1基质沥青
本试验采用台湾中油公司生产的AH-90号沥青，并与现行JTG F40-2004《公路沥青路面施工技术规范》所规定的90号沥青A级指标进行了对比，各项性能指标检测结果见表l。表1显示该台湾中油公司90号沥青试样满足国标90号A级沥青标准。
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1．2乳化剂
美德韦氏维克公司产：W-5胺类阳离子乳化剂，慢裂型，褐色粘稠液体，有效成分45％。
1．3 SBR(丁苯)胶乳和SBR(丁苯)颗粒
试验采用两种阳离子丁苯胶乳，一种是美德韦氏维克产的丁苯胶乳PC1468，乳白色，固含量为65％；另一种是国产(山东派尼)丁苯胶乳SBRLC-40，乳白色，固含量为40％。试验采用SBR颗粒是由美德韦氏维克产的丁苯胶乳PC1468完全蒸发去水，经剪切研磨成颗粒，淡黄色。
1．4主要试验仪器和设备
研究所用到的主要试验设备和仪器有：电热恒温旋风干燥箱、电子天平、恒温循环水浴箱、胶体磨乳化机(3000 r／min)、电脑针人度仪、沥青延度试验仪、沥青软化点试验仪、AntonPaar动态剪切流变仪。
2 试样制备
采用外掺法、内掺法和先改性后乳化法，其中外掺法和内掺法均采用两种胶乳，油水比为55：45，皂液pH值用浓盐酸调至2～3，皂液温度控制在70~75℃，乳化时间约为4 min，成品乳化沥青出口温度在75～85℃之间。为了确保改性沥青蒸发残留物中SBR干胶含量为2．5％，胶乳PC-1468的添加量占整个乳化体系2．20％，胶乳SBRLC-40的添加量占整个乳化体系3．56％，而先改性后乳化法就直接添加2．5％SBR颗粒做成改性沥青，再与乳化剂混合，具体的工艺流程请参照图l、图2和图3。
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2．1外掺法
将乳化剂按比例加入水中，用酸调至pH值2~3，然后边升温至70~75℃边搅拌使其充分溶锯后，再将加热至140~150℃的沥青与乳化剂一起送入胶体磨进行乳化。在乳化沥青出口处，按比例加人胶乳，然后在乳化沥青存储器中再用搅拌器进行充分混合；或者在使用乳化沥青前，再加入胶乳，混合均匀后即可使用。
2．2内掺法
将乳化剂与胶乳分别按比例加入水中，然后边升温至70～75℃边搅拌使其充分溶解、混合后，将沥青加热至140～150℃和乳化剂、胶乳的水溶液(70～75℃)一起送人胶体磨进行乳化。
2．3先改性后乳化法
将一定量的基质沥青升温到140℃后，加入一定比例的SBR颗粒，控温在175℃左右，经剪切搅拌制得SBR改性沥青；将乳化剂按比例加入水中，然后边升温至70～75℃边搅拌使其充分溶解、混合后，将SBR改性沥青加热至160～170℃和乳化剂水溶液(70～75℃)一起送人胶体磨进行乳化。3试验结果分析
3．1蒸发残留物性能对比
改性乳化沥青只是使用过程中一种暂存的形式，其最终表现的性能仍然是改性沥青的基本性能。研究按照JTJ 052--2000《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》[2]的试验方法完成改性乳化沥青蒸发残留物含量试验(T 0651--1993)及对蒸发残留物进行沥青针人度试验(T 0604—2000)、沥青延度试验(T 0605--1993)、沥青软化点试验(T 0606--2000)，并从蒸发残留物三大指标对比分析入手，研究不同制备工艺和不用改性剂对沥青材料的影响[3、5]。见表2及图4～6。
作者：周灿锋，吴伟峰，夏娟，陈守明，陈伟三
作者单位：(路翔股份有限公司，广州510635)
摘要：分别通过外掺法、内掺法和先改性后乳化法制备SBR改性乳化沥青；研究了不同方法制备的SBR改性乳化沥青的多项性能指标，并对三者进行了对比分析。结果表明内掺法得到的改性乳化沥青的综合性能较好，而先改性后乳化法得到的改性乳化沥青抗车辙性能最好。
关键词：SBR改性乳化沥青 制备方法 性能对比
近年来，随着公路建设的发展，各种路面材料争相在公路建设中使用，乳化沥青尤其是改性乳化沥青由于其施工的便捷性及性能的不断提升，其应用越来越广泛。在改性乳化沥青中，由于SBR改性乳化沥青生产简单、综合性能较优，其使用量越来越多。SBR改性乳化沥青的制备方法有三种，分别是外掺法、内掺法和先改性后乳化法，它们有各自的特点。外掺法设备及技术要求低，生产工艺较简单，较早得到应用；内掺法得到的改性乳化沥青综合性能较好；先改性后乳化法设备要求高，较少采用。虽然三种方法都在实际生产中得到应用，但是在条件相似情况下，三种方法制备的改性乳化沥青的性能差异在国内还较少有人进行系统研究。为此，对两种不同SBR胶乳和一种SBR颗粒，采用三种SBR改性沥青制备方法进行了研究。
l 原材料和主要仪器设备
1．1基质沥青
本试验采用台湾中油公司生产的AH-90号沥青，并与现行JTG F40-2004《公路沥青路面施工技术规范》所规定的90号沥青A级指标进行了对比，各项性能指标检测结果见表l。表1显示该台湾中油公司90号沥青试样满足国标90号A级沥青标准。
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1．2乳化剂
美德韦氏维克公司产：W-5胺类阳离子乳化剂，慢裂型，褐色粘稠液体，有效成分45％。
1．3 SBR(丁苯)胶乳和SBR(丁苯)颗粒
试验采用两种阳离子丁苯胶乳，一种是美德韦氏维克产的丁苯胶乳PC1468，乳白色，固含量为65％；另一种是国产(山东派尼)丁苯胶乳SBRLC-40，乳白色，固含量为40％。试验采用SBR颗粒是由美德韦氏维克产的丁苯胶乳PC1468完全蒸发去水，经剪切研磨成颗粒，淡黄色。
1．4主要试验仪器和设备
研究所用到的主要试验设备和仪器有：电热恒温旋风干燥箱、电子天平、恒温循环水浴箱、胶体磨乳化机(3000 r／min)、电脑针人度仪、沥青延度试验仪、沥青软化点试验仪、AntonPaar动态剪切流变仪。
2 试样制备
采用外掺法、内掺法和先改性后乳化法，其中外掺法和内掺法均采用两种胶乳，油水比为55：45，皂液pH值用浓盐酸调至2～3，皂液温度控制在70~75℃，乳化时间约为4 min，成品乳化沥青出口温度在75～85℃之间。为了确保改性沥青蒸发残留物中SBR干胶含量为2．5％，胶乳PC-1468的添加量占整个乳化体系2．20％，胶乳SBRLC-40的添加量占整个乳化体系3．56％，而先改性后乳化法就直接添加2．5％SBR颗粒做成改性沥青，再与乳化剂混合，具体的工艺流程请参照图l、图2和图3。
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2．1外掺法
将乳化剂按比例加入水中，用酸调至pH值2~3，然后边升温至70~75℃边搅拌使其充分溶锯后，再将加热至140~150℃的沥青与乳化剂一起送入胶体磨进行乳化。在乳化沥青出口处，按比例加人胶乳，然后在乳化沥青存储器中再用搅拌器进行充分混合；或者在使用乳化沥青前，再加入胶乳，混合均匀后即可使用。
2．2内掺法
将乳化剂与胶乳分别按比例加入水中，然后边升温至70～75℃边搅拌使其充分溶解、混合后，将沥青加热至140～150℃和乳化剂、胶乳的水溶液(70～75℃)一起送人胶体磨进行乳化。
2．3先改性后乳化法
将一定量的基质沥青升温到140℃后，加入一定比例的SBR颗粒，控温在175℃左右，经剪切搅拌制得SBR改性沥青；将乳化剂按比例加入水中，然后边升温至70～75℃边搅拌使其充分溶解、混合后，将SBR改性沥青加热至160～170℃和乳化剂水溶液(70～75℃)一起送人胶体磨进行乳化。3试验结果分析
3．1蒸发残留物性能对比
改性乳化沥青只是使用过程中一种暂存的形式，其最终表现的性能仍然是改性沥青的基本性能。研究按照JTJ 052--2000《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》[2]的试验方法完成改性乳化沥青蒸发残留物含量试验(T 0651--1993)及对蒸发残留物进行沥青针人度试验(T 0604—2000)、沥青延度试验(T 0605--1993)、沥青软化点试验(T 0606--2000)，并从蒸发残留物三大指标对比分析入手，研究不同制备工艺和不用改性剂对沥青材料的影响[3、5]。见表2及图4～6。
