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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(chǎn)品的性能特點(diǎn)；

關(guān)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(shù)的迅速發(fā)展，大量的道橋?qū)Ｓ?a href='http://www.dbwk.com.cn' target='_blank' title='防水材料'>防水材料得到了應(yīng)用。其中塑性體（APP）改性瀝青防水卷材就以優(yōu)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(yán)寒地區(qū)的推廣應(yīng)用。針對這種情況我們研制開發(fā)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(diǎn)外，還具有高耐熱、耐碾壓、抗剪切及粘結(jié)性好等特點(diǎn)，特別適合我國北部氣候嚴(yán)寒地區(qū)的道橋防水使用。

1 產(chǎn)品開發(fā)

SBS的特性決定了SBS改性瀝青很難達(dá)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(diǎn)可通過SBS復(fù)合共混改性技術(shù)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(dāng)增加產(chǎn)品硬度，但其玻璃化轉(zhuǎn)變溫度接近或高于聚苯乙烯的玻璃化轉(zhuǎn)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(jìn)而影響改性瀝青的耐熱性、低溫柔韌性及粘結(jié)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(dá)到形成連續(xù)相，這樣才能使共混物具有第三相聚合物的性質(zhì)，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(yōu)選，我們采用兩種聚合物組成輔助改性劑，達(dá)到了上述條件。

SBS按結(jié)構(gòu)分線型和星型兩種，兩種結(jié)構(gòu)的SBS對改性瀝青的性能影響很大。由于星型結(jié)構(gòu)有以下優(yōu)點(diǎn)：1）耐熱性和彈性模量較線型的高；2嵌段排列規(guī)整，物理交聯(lián)區(qū)域大，高溫下抗張強(qiáng)度下降趨勢較線型的弱；3）分子結(jié)構(gòu)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(fā)生相轉(zhuǎn)移，影響卷材的性能。因此我們選擇了芳香分適中、瀝青質(zhì)含量較低、環(huán)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(chǎn)地

基質(zhì)瀝青：AH－90，中海瀝青股份有限公司，其性能見表1；

表1 基質(zhì)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(fù)配而成；

助溶劑：環(huán)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(shè)計(jì)

  配方設(shè)計(jì)的關(guān)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(yàn)的方法，經(jīng)過反復(fù)的性能對比試驗(yàn)、工藝可行性研究，并對試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)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(chǎn)工藝        

生產(chǎn)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(chǎn)工藝基本一致，主要區(qū)別在于工藝溫度參數(shù)均有相應(yīng)的調(diào)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(jì)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(nèi)溶脹l～2 h，之后啟動膠體磨進(jìn)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(zhǔn)備上線生產(chǎn)。

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(chǎn)按下列工藝流程和參數(shù)進(jìn)行。

1）卷材成型工藝流程，見圖1。



 

2）成型線主要工藝參數(shù)：

烘干機(jī)溫度：140～180℃；

浸漬溫度：190～200℃，

涂油溫度：180～I(xiàn)90℃。

2 產(chǎn)品性能和特點(diǎn)

2．1 產(chǎn)品性能

依據(jù)道橋用改性瀝青防水卷材標(biāo)準(zhǔn)JC／T974—2005對上述工藝生產(chǎn)的卷材進(jìn)行性能檢測，有關(guān)數(shù)據(jù)見表3。



 

表3數(shù)據(jù)說明：按以上工藝生產(chǎn)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(biāo)準(zhǔn)JC／T 974—2005的性能指標(biāo)要求。

2．2 特點(diǎn)

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(diǎn)外，還具有以下特點(diǎn)：

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

2）優(yōu)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(jìn)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(diǎn)是普通SBS改性瀝青防水卷材不具有的。

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

3 結(jié)語

1）我們開發(fā)的道橋用彈性體（SBS）改性瀝青防水卷材具有優(yōu)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(yōu)，特別適合我國北部氣候嚴(yán)寒地區(qū)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(yīng)用尚屬試驗(yàn)階段，其產(chǎn)品的耐鹽、耐碾壓及抗剪切等道橋應(yīng)用性能有待進(jìn)一步試驗(yàn)證實(shí)。