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      道橋用彈性體(SBS)改性瀝青防水卷材
      發布時間:2014-08-09
      摘  要:介紹了道橋用彈性體改性瀝青防水卷材的研制過程及產品的性能特點;

      關鍵詞:道橋;彈性體改性瀝青;防水卷材


      近年來,隨著我國道橋防水技術的迅速發展,大量的道橋專用防水材料得到了應用。其中塑性體(APP)改性瀝青防水卷材就以優異的道橋防水性能成為道橋防水的首選材料,但塑性體(APP)改性瀝青防水卷材的低溫性能限制了其在嚴寒地區的推廣應用。針對這種情況我們研制開發了道橋用彈性體(SBS)改性瀝青防水卷材。該防水卷材除具有普通SBS改性瀝青防水卷材的特點外,還具有高耐熱、耐碾壓、抗剪切及粘結性好等特點,特別適合我國北部氣候嚴寒地區的道橋防水使用。

      1 產品開發

      SBS的特性決定了SBS改性瀝青很難達到道橋用改性瀝青防水卷材的耐熱及抗碾壓等性能要求,但這一點可通過SBS復合共混改性技術得以改變。添加的輔助改性劑必須具備以下四個條件:

      l)與聚苯乙烯相相容性好,可使聚苯乙烯相的體積分率增加,適當增加產品硬度,但其玻璃化轉變溫度接近或高于聚苯乙烯的玻璃化轉變溫度,這樣才能提高改性瀝青的耐熱性能;

      2)與聚丁二烯相相容性差,使聚苯乙烯相的體積分率降低,改性瀝青更加柔軟,進而影響改性瀝青的耐熱性、低溫柔韌性及粘結性;

      3)加工性能好,能有效降低改性瀝青的高溫粘度,增加改性瀝青的高溫流動性,同時又能提高改性瀝青的硬度,使卷材具有耐碾壓性;

      4)輔助改性劑的用量必須達到形成連續相,這樣才能使共混物具有第三相聚合物的性質,但也不能過量,否則最終會影響改性瀝青的彈性和低溫柔韌性。

      通過優選,我們采用兩種聚合物組成輔助改性劑,達到了上述條件。

      SBS按結構分線型和星型兩種,兩種結構的SBS對改性瀝青的性能影響很大。由于星型結構有以下優點:1)耐熱性和彈性模量較線型的高;2嵌段排列規整,物理交聯區域大,高溫下抗張強度下降趨勢較線型的弱;3)分子結構的多臂化使熔體的流動性較線型的好,因此我們選用星型SBS作為主改性劑。

      同時,如果改性劑與瀝青的相容性不好,隨著時間的推移,SBS和瀝青會逐漸發生相轉移,影響卷材的性能。因此我們選擇了芳香分適中、瀝青質含量較低、環烷成分較高、與SBS改性劑相容性較好的瀝青,以取得最佳改性效果。

      1.1 主要原材料及產地

      基質瀝青:AH-90,中海瀝青股份有限公司,其性能見表1;

      表1 基質瀝青的性能

      改性劑:SBS YH802,岳陽石化;

      輔助改性劑:由兩種聚合物復配而成;

      助溶劑:環烷油,北京;

      填料:180目,山東萊州;

      胎基:250 g/m2,上海佳斯邁威。

      1.2 配方設計

        配方設計的關鍵是突出耐熱性能,它主要決定于SBS和輔助改性劑的添加量。對此我們采用正交試驗的方法,經過反復的性能對比試驗、工藝可行性研究,并對試驗數據進行系統分析,最終確定了最佳工藝配方的范圍,見表2。

      表2 參考配方

       

      1.3 生產工藝        

      生產道橋用彈性體(SBS)改性瀝青防水卷材與普通SBS改性瀝青防水卷材的生產工藝基本一致,主要區別在于工藝溫度參數均有相應的調整。

      1.3.1 改性瀝青的制備

      改性瀝青的具體制備工藝如下:

      1)AH-90#重交道路瀝青熔融脫水后計量、加入,升溫至170~180℃;

      2)依次加入配方量的增塑劑、SBS、輔助改性劑,投料時間控制在1 h左右;

      3)控制溫度在185±10℃范圍內溶脹l~2 h,之后啟動膠體磨進行倒罐研磨2~3遍,直到無肉眼可見小顆粒為止;

      4)最后加入填料,高速攪拌30 mm以上,打入儲存罐準備上線生產。

      1.3.2 卷材成型工藝

      道橋用彈性體(SBS)改性瀝青防水卷材的成型生產按下列工藝流程和參數進行。

      1)卷材成型工藝流程,見圖1。



       

      2)成型線主要工藝參數:

      烘干機溫度:140~180℃;

      浸漬溫度:190~200℃,

      涂油溫度:180~I90℃。

      2 產品性能和特點

      2.1 產品性能

      依據道橋用改性瀝青防水卷材標準JC/T974—2005對上述工藝生產的卷材進行性能檢測,有關數據見表3。



       

      表3數據說明:按以上工藝生產道橋用彈性體(SBS)改性瀝青防水卷材的性能符合道橋用改性瀝青防水卷材標準JC/T 974—2005的性能指標要求。

      2.2 特點

      道橋用彈性體(SBS)改性瀝青防水卷材性能除具有普通SBS改性瀝青防水卷材的特點外,還具有以下特點:

      1)高耐熱性能。由于采用SBS復合共混改性技術,卷材的耐熱性能顯著提高,能完全滿足攤鋪瀝青混凝土時的高溫要求。

      2)優良的耐碾壓性能。輔助改性劑的加入使卷材具有很好的硬度,進而提高了卷材的抗碾壓性能,可承受震動載荷與水平載荷等碾壓而不被破壞。這一點是普通SBS改性瀝青防水卷材不具有的。

      3)優異的抗剪切和粘結性能。輔助改性劑的引入使卷材具有更好的抗剪切和粘結性能,保證攤鋪瀝青混凝土時防水層不位移分層,杜絕高溫下(攤鋪瀝青混凝土時)普通SBS改性瀝青卷材易與基層粘結不牢的現象。

      3 結語

      1)我們開發的道橋用彈性體(SBS)改性瀝青防水卷材具有優異的綜合性能,且低溫柔性及低溫抗裂性較道橋APP改性瀝青防水卷材更優,特別適合我國北部氣候嚴寒地區的道橋防水使用。

      2)道橋用彈性體(SBS)改性瀝青防水卷材的應用尚屬試驗階段,其產品的耐鹽、耐碾壓及抗剪切等道橋應用性能有待進一步試驗證實。


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