母料法SBS改性沥青生产工艺探讨

廖维太 赵静卓

（1甘肃省交通工程质量安全监督管理局，甘肃 兰州 730030；2甘肃省交通规划勘察设计院股份有限公司，甘肃 兰州 730030）

0 前言

对于母料法生产SBS改性沥青相关的研究由来已久，但是对于母料法的名称，多采用高浓法、混合法等进行称呼，母料法的称呼多见于化工生产中[1]。在SBS改性沥青行业，随着改性沥青的大规模开展应用，中海沥青有限公司的王涛等尝试制备聚丙烯改性沥青母料，解决了湿法改性的相容性差、无法储运的问题[2]，但是对于SBS改性未进行相关研究。重庆交大的刘克等对几种改性沥青的工艺进行总结，并对于原材料选用互穿连续结构设计、母料的稳定性进行了细致的研究，认为母料法对解决离析问题有较大帮助，但是对于SBS改性沥青的其他指标未见明显说明[3]。在这种研究背景下，母料法生产SBS改性沥青已经得到了从理论到实践的多方位技术研究与理论分析，在多个地区已进行了相关的技术研究与大规模生产应用。

1 试验与分析

1.1 母料法SBS改性沥青生产工艺

依据母料法生产SBS改性沥青的原理，考虑到实际生产条件，结合实验室现有条件，对室内母料法生产SBS改性沥青的优化设计见图1。

采用这种方法可以有效避免SBS改性沥青母液在实际生产过程中存在的现场与实验室脱节的情况，先制备SBS改性沥青母液，同时按照计量的数量准备稀释用的基质沥青，待SBS改性沥青母液制备完成时，倒入称量好的基质沥青进行稀释，随后进行搅拌发育，添加改性沥青稳定剂。

图1 室内母料法生产工艺

1.2 室内母料法SBS改性沥青制备效果验证

SBS改性剂对改性沥青的性能起着决定性作用，而SBS改性剂的剂量则也起着重要作用，且SBS改性沥青的135℃布氏粘度表征着沥青的施工和异性，综合考虑，采用135℃布什粘度研究在不同SBS改性剂掺量下SBS改性沥青母液的粘度以及不同掺量稀释后粘度。

图2 SBS改性剂的剂量对SBS改性沥青性能的影响

从图2可以看出，SBS改性沥青母液的粘度随着改性沥青母液的粘度增大而增大，且在SBS改性剂剂量超过8%以后，粘度急剧增大。但是，经沥青稀释后，沥青的浓度未出现大幅度改变，整体浓度维持在1.6-1.9Pa·s，成为一个相对均衡的粘度变化区间。

1.3 母料法生产改性沥青和常规生产SBS改性沥青效果对比

为了评估母料法生产SBS改性沥青的效果，采用早期常规生产SBS改性沥青与母料法生产SBS改性沥青，分别针对不同的生产要素来评估软化点、针入度、5℃延度、135℃布氏粘度和RTFOT老化残留延度。

1.3.1 高温软化点稳定性

沥青软化点代表了沥青的高温性能，表征着SBS改性沥青抵抗高温变形的能力。

图3 常规和母料法生产SBS改性沥青软化点

从图3可以看出，常规方法生产SBS改性沥青软化点的分布广泛，而母料法生产SBS改性沥青的软化点分布则更加集中，且高于常规生产SBS改性沥青。这可能与母料法生产SBS改性沥青生产时间短，导致间接发育的时间延长有关。

1.3.2 针入度

针入度代表沥青的黏稠度状态，表明沥青在相同温度下的软硬程度。

从图4可以看出，常规方法生产SBS改性沥青的针入度分布范围很广，较多地集中在66-68之间，其他区域反而很广。母料法生产SBS改性沥青的针入度集中在70-74之间，其他范围内针入度分布较少。可以看出，母料法生产SBS改性沥青的针入度较大，原因基本与软化点的分布类似。间接长时间的发育软化了SBS改性剂，使得沥青的针入度变大，相比常规法生产的沥青较软。

图4 常规方法与母料法生产SBS改性沥青针入度统计情况

1.3.3 沥青低温延度

沥青低温延度反映沥青的低温抗开裂能力，尤其针对西北地区，低温延度作为一项重要指标需要特别关注。

图5 常规方法与母料法生产SBS改性沥青低温延度统计情况

从图5可以看出，常规方法生产SBS改性沥青的低温延度分布在36-42cm之间，母料法生产SBS改性沥青的低温延度则基本分布于42-48cm之间。这表明母料法生产SBS改性沥青可以一定幅度地提高沥青的低温性能，其影响原因与针入度相似。

1.3.4 沥青135℃布氏粘度

沥青135℃布氏粘度一般反映沥青的施工和易性，近年来有研究文献表明沥青的布氏粘度与集料的粘附性相关。

图6 常规方法和母料法生产SBS改性沥青布氏粘度统计

图7 常规方法和母料法生产SBS改性沥青残留延度统计

从图6可以看出，常规方法生产SBS改性沥青的布氏粘度基本没有规律，分布范围基本在1.75-1.9Pa.S之间，而母料法生产SBS改性沥青的布氏粘度基本均在1.6-1.9Pa.S之间，粘度基本类似。

1.3.5 短期老化残留延度

评价短期老化的指标包括质量损失、残留针入度比和残留延度，其中质量损失差异较大，而残留针入度基本相同，因此，选用残留延度作为沥青抗老化指标。

从图7可以看出，常规方法生产SBS改性沥青的残留延度控制在26-30cm之间，母料法生产SBS改性沥青残留延度控制在27-29cm之间，范围更窄，数据波动性更小。

2 结语

通过采用母料法生产SBS改性沥青，对于沥青的生产效率有较大的提高，同时对于SBS改性沥青的质量也有明显的改善，主要以下几点：

1）母料法生产SBS改性沥青的软化点和135℃布什粘度控制范围更准确，数量更集中，方差更小，沥青的高温稳定性更好。

2）母料法生产SBS改性沥青低温延度和低温残留延度比常规生产方法得到的改性沥青平均值更大，低温性能更好，抗老化效果更佳。