SBS/PPA復合改性乳化瀝青的制備與性能評價
導讀:PPA 對 SBS 改性乳化瀝青性能的影響鮮有報道。本文制備了 SBS/PPA 復合改性乳化瀝青,系統研究了 PPA 對 SBS 改性乳化瀝青路用性能的影響及對 SBS 改性瀝青微觀結構的影響。
來源:未知
發布日期:2020-04-01 14:50【大 中 小】
上海昌吉地質儀器研究采用 SK90#道路石油瀝青,其針入度為 80mm,軟化點為 47.2℃,15℃延度大于 100cm, 135℃粘度為 0.253Pa·s;改性劑選用中國石化集團巴陵石化公司生產的線型 SBS 和成都市科龍化工試 劑廠銷售的多聚磷酸(分析純);
乳化劑為江蘇金陽新材料科技有限公司生產的 JY-R6M 陽離子慢裂 快凝型瀝青乳化劑,PH 值為 8~10,外觀為棕褐色粘稠液體。
所用儀器上海昌吉地質儀器有限公司的瀝青軟化點試驗儀、 WSY-026 數顯式瀝青針入度試驗儀、LYY-10A-CL 調溫調速瀝青延伸度測定儀、NDJ-1F 旋轉粘度計 和 SYD-0656 乳化瀝青儲存穩定性試驗儀。
SBS 改性瀝青的制備
將基質瀝青加熱至 170℃后加入 SBS 改性劑,攪拌均勻后放入 140℃的烘箱中溶脹 40min,然后 在 170℃~180℃、4000r/min 的條件下高速剪切 1.5h,最后在 140℃的烘箱中發育 40min 即可制得 SBS 改性瀝青。
SBS/PPA 復合改性乳化瀝青的制備
選擇先改性后乳化的制備工藝,根據上述試驗方案制備 SBS/PPA 復合改性乳化瀝青,具體過程 如下:
①制備皂液:首先在燒杯中加入穩定劑,并加入 70℃的熱水攪拌均勻;待水溫降至 60℃時加 入乳化劑,然后利用工業鹽酸調節溶液 PH 至 2~3。
②進行乳化:將 60℃的皂液倒入預熱好的膠體磨 中,再將加熱至 160℃的 SBS/PPA 復合改性瀝青倒入膠體磨中,待乳化 2min 后即可制得 SBS/PPA 復 合改性乳化瀝青。
SBS 對瀝青性能的影響
確定 SBS 改性劑的摻量范圍,分別采用 1%、2%、3%、4%和 5%的 SBS 作為改性劑用量,并 將其與基質瀝青熔融共混得到不同摻量的 SBS 改性瀝青。通過《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規 范》(JTGE 20-2011)中各項指標測試方法分別測試改性瀝青的軟化點、延度、針入度、135℃粘度 與彈性恢復等指標,研究 SBS 摻量對改性瀝青路用性能的影響。
隨著 PPA 摻量的增加,SBS/PPA 復合改性乳化瀝青的 1d、3d、5d 儲存穩定 性均有不同程度的提高。這表明 PPA 的加入對 SBS 改性乳化瀝青的儲存穩定性有正面的改善作用。 當 PPA 摻量由 1%增加到 5%時,和未添加 PPA 的改性乳化瀝青相比,其 5d 儲存穩定性由 6.3%降低 到 4.7%,降低的幅度超過 25%。這可歸因于 PPA 促使 SBS 在瀝青中形成化學交聯點,有助于改善 SBS 與瀝青的相容性,從而達到提高乳化瀝青儲存穩定性的目的。
PPA 對 SBS 改性乳化瀝青蒸發殘留物性能的影響
上海昌吉地質儀器有限公司根據《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規范》(JTGE 20-2011)中 T 0651 的方法制備不同 PPA 摻量的 SBS/PPA 復合改性乳化瀝青的蒸發殘留物,并通過測試其軟化點、延度、針入度、135℃粘度 等指標,研究 PPA 摻量對 SBS 改性乳化瀝青蒸發殘留物路用性能的影響。
結論
(1)PPA 的加入能夠促使 SBS 在瀝青體系中形成化學交聯點,改善 SBS 與瀝青的相容性,從而 有效提高 SBS 改性乳化瀝青的儲存穩定性。
(2)PPA 能夠促進 SBS 在瀝青中形成交聯的空間網狀結構,使 SBS 在瀝青中發揮更好的改性效 果,從而達到改善 SBS 改性乳化瀝青蒸發殘留物路用性能的目的。綜合考慮各項指標,推薦 PPA 的 最佳摻量為 3%。
(3)當 SBS 摻量為 4.5%、PPA 摻量為 3%時所制備的 SBS/PPA 復合改性瀝青乳液蒸發殘留物的 性能指標接近熱瀝青。
(4)PPA 較 SBS 價格低廉,根據本文試驗結果,每制備 1000kg 的 SBS/PPA 復合改性乳化瀝青 可節約 5kg 的 SBS,經濟效益顯著。