SBS改性沥青储存稳定性研究

代明山

摘要：随着我国道路交通事业的不断发展，对改性沥青的需求量越来越大，加强对SBS改性沥青储存稳定性研究具有重要意义。其中影响SBS改性沥青储存稳定性的因素很多，本文主要从基质沥青种类、稳定剂的类型、SBS的掺量、加工工艺和储存时间等方面进行了分析探究。

关键词： 改性沥青；SBS；储存稳定性；

引言

SBS改性沥青是指利用高分子聚合物SBS（苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物）改性剂作为分散相，采用物理方法以一定的粒径均匀地分散到沥青的连续相中而构成的体系。由于SBS改性剂的密度、化学结构、溶度参数等方面与沥青性质存在差异，使得SBS改性沥青在长期储存过程中存在分层离析现象，严重影响了SBS改性沥青储存的稳定性。为了提高SBS改性沥青的性能，本文主要从基质沥青的种类、稳定剂的选择、SBS改性剂的掺量、加工工艺和储存时间等方面进行了分析研究，以期为SBS改性沥青储存性能和生产实践提供参考。

1实验部分

1.1实验原材料

试验中使用的基质沥青为AH-130沥青；进口70号沥青；兰炼沥青；台湾CPCAH-90号沥青；氯化钙等。

1.2改性沥青储存稳定性的评价方法

依据现行《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》（JTJ 052-2000）要求，采用聚合物改性沥青离析试验来对聚合物改性沥青的储存稳定性能进行评价。具体做法为：将试样置于规定条件下的盛样管中，一般是铝管或玻璃管，随后将盛样管垂直放入163℃烘箱中，控制时间为48h。随后进行立即冷却，并从其顶部和底部分别取样测定其环球法软化点之差 ，根据此差值来判断改性沥青储存稳定性情况。一般规定当离析管上下软化点差值小于2.5℃，SBS改性沥青储存稳定性合格。

2结果与讨论

2.1基质沥青种类对SBS 改性沥青储存稳定性影响

为了考察基质沥青种类对SBS改性沥青储存稳定性的影响，分别选用三种沥青：进口70 号沥青，兰炼沥青，台湾CPCAH-90号沥青来研究，分别掺入5%SBS改性剂制成SBS改性沥青。实验结果见表1。

表1 不同基质沥青对SBS 改性沥青储存稳定性影响

进口70号沥青 兰炼沥青 台湾CPCAH - 90号

上层软化点/℃

下层软化点/℃

软化点差值/℃

80.2

79.2

1.0

60.2 71.0

53.3 69.8

6.9 1.2

从表1可知，不同基质的沥青，其改性沥青稳定性的难易程度也不同。对于以上选取的三种基质沥青，其中进口70号沥青和台湾CPCAH - 90号沥青与SBS改性剂均有较好的相容性，所以其软化点差值 均小于2.5℃，符合规范要求。但兰炼沥青与SBS改性剂的相容性较差，不符合要求。这是因为不同基质沥青与SBS改性剂匹配性不同所致。选取合适的基质沥青来与SBS改性剂进行改性，这是制备改性沥青时应该重点注意的问题。

2.2 稳定剂种类及储存时间对SBS 改性沥青储存稳定性影响

稳定剂在特定条件下能与SBS改性剂以及沥青中的活性官能团发生交联接枝，促使聚合物和沥青形成一个稳定的体系，进而提高改性沥青的储存稳定性。试验中选取稳定剂GZH、氯化钙和LB，来考察稳定剂种类对SBS 改性沥青储存稳定性影响情况。试验结果见图1。

图1 不同稳定剂对SBS 改性沥青储存稳定性影响

从图1可以明显地看出，稳定剂种类和储存时间均对SBS改性沥青的离析程度有影響。LB稳定剂随着离析时间的延长，软化点差值会呈下降趋势，这可能因为改性剂随着储存时间的延长，发生了降解所致。但氯化钙稳定剂随着储存时间的增加其软化点差值出现上升趋势，已不能起到增强SBS改性沥青储存稳定性的作用。此外对于同种稳定剂，储存时间不同其软化点差值也不同。添加稳定剂后可以不同程度地促进改性剂和沥青间的相容性，选择合适的稳定剂可以降低体系的软化点差值。

2.3 SBS掺量对改性沥青储存稳定性的影响

改性剂SBS的掺量同样会对改性沥青储存稳定性产生影响，添加适量的改性剂可以提高改性沥青的性能。一般来说，沥青基质不同，SBS改性剂的最佳掺量也是不同。试验中选取AH-130沥青作为基质沥青，考察SBS掺量（质量分数）对改性沥青储存稳定性的影响。试验结果见表2。

表2 SBS掺量对改性沥青储存稳定性的影响

SBS含量/% 上层软化点/℃ 下层软化点/℃ 软化点差值/℃

2

3

4

5

6

7 47

46

48

50

65

79 45

45

46

49

48

58 2

1

2

1

17

21

从表2中可以看出，SBS改性剂的掺量不同，制得的改性沥青离析试验的上下两层软化点差值也不同。试验中控制SBS的掺量为2%-7%。从表2可以看出，随着SBS掺量的增加，软化点差值总体上呈现逐渐增大的趋势。当SBS掺量小于5%时，软化点差值虽有小范围波动，但均小于2.5℃，符合规范标准。但当SBS掺量超过5%后，SBS由于膨胀作用，导致软化点差值急剧上增，已不能起到保持改性沥青储存稳定性的效果。总体来看，实际生产工作中，应将SBS的掺量控制在5%范围以内，从而起到加强改性沥青储存稳定性。

2.4 加工工艺对SBS改性沥青储存稳定性的影响

加强对改性沥青加工工艺的研究，可以使SBS改性剂更好地、均匀地分散到沥青中，从而提高改性沥青的力学性能、储存时间等。具体操作为：1） 控制搅拌温度和搅拌时间：一般将混合温度控制在一定范围内时，一般不超过185 ℃，搅拌时间控制在2h以内，这是因为在此范围内改性沥青的PI 值会随二者的升高有明显提高。但若继续增加的话，PI值变化不大。2）控制剪切速率。除搅拌温度和时间对SBS改性沥青储存稳定性有影响外，剪切速率也是影响因素之一。在一定剪切速率范围内PI 值随着其增加而明显增加。优化加工工艺参数对SBS改性沥青储存稳定性具有直接的经济价值。

3总结

a） SBS改性沥青储存的稳定性与所使用的基质沥青种类有关，其中进口70号沥青和台湾CPCAH - 90号与SBS改性沥青均有较好的相容性。

b） 稳定剂的类型和储存时间对SBS改性沥青储存的稳定性也有影响，实际应用中应通过试验来选择稳定剂的类型。

c） SBS改性劑的掺量应控制在2%-5%范围内，此时所制备的改性沥青的性质可达到规范要求。此外加强加工工艺的研究，控制搅拌时间、加工温度等都可以提高SBS改性沥青储存的稳定性。

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