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改性沥青、乳化沥青的分类及生产
[2019/7/20]

一、改性沥青的分类及生产

改性沥青分为力学性能改善类、粘附性改善类、老化性改善类、调合类等4种,如下图所示。

其实在实际使用过程中,这4种改性方法并不是对立的,而是常常结合使用。对于这种在生产过程中同时使用两种改性剂的改性技术,我们称之为复合改性技术。

 

 

目前,世界范围内最常使用的沥青改性剂为力学改善型的SBSSBR、废旧胶粉等,其余的通常以复合改性助剂的身份存在。SBSSBR、废旧胶粉改性沥青的加工流程基本一致,下面以最常使用的SBS改性沥青为例,对改性沥青的生产方法进行说明。

典型的SBS改性沥青生产流程:

助剂指能够增强改性效果、提高SBS与基质沥青相容性的一种辅助添加剂,常用的有糠醛抽出油、FCC油浆澄清油、常减压侧线油等,前两类由于富含芳香分,业内俗称芳烃油,又由于通常应用在橡胶行业作为橡胶填充油使用,又被称为橡胶油。助剂的加入主要有两方面好处:增加SBS相容性、增强低温性能。

 

溶胀过程:溶胀是指SBS改性剂与基质沥青在一定温度下混合,并不断施加外力进行搅拌,使SBS吸收沥青中的轻质组分而发生变化的过程。大量研究证明,SBS改性剂的充分的溶胀是其发挥最佳改性效果的前提条件,因此溶胀过程尤为重要。关于溶胀温度因情况而异,有人指出,高温(>170℃)溶胀过程可能会导致沥青的老化,因此溶胀应在较低温度(150℃-170℃)下进行。

 

剪切过程改性沥青的剪切是指通过机械手段,使用胶体磨或者高速剪切机,将SBS粉碎为微米级别的细小颗粒,是改性沥青生产的关键环节。一般来说,实验室研究通常采用剪切机,而装置生产则通常采用胶体磨,实验室对于剪切过程的控制采取调节转速进行,工业装置则采取调节沥青泵频率、胶体磨频率、胶体磨间隙进行,实验室研究和工业装置的差异可能导致出现放大效应。

 

稳定剂改性沥青稳定剂是指以提高改性沥青的储存稳定性为主要目的的一类添加剂,稳定剂通常在剪切完毕的发育过程中加入。可以根据组成将稳定剂分为含硫稳定剂和无硫稳定剂两种。其中含硫稳定剂是以硫磺为主,辅以其他助剂组成的混合物,主要依靠硫磺对橡胶的交联作用,促进网状结构的形成。无硫稳定剂是指采用非硫化的交联体系,通过其他化合物提高改性沥青的储存稳定性,相比含硫稳定剂,无硫稳定剂的效果较差。

 

发育过程发育是SBS、基质沥青的混合物在经过高速剪切或者研磨后,在快速搅拌和高温情况下进行熟化的过程,通常情况下,技术人员会在发育的初期阶段添加稳定剂以促进性能的提升。根据情况不同,发育温度不一致,通常为170℃-190℃,发育时间同样因情况而异,一般为10小时以上。目前,随着设备技术的进步,改性沥青的剪切环节已经较为成熟,合适温度、适宜时间的发育过程已经成为制约改性沥青产品质量的关键因素。

 

二、乳化沥青的分类及生产

所谓乳化沥青,就是将沥青热融,经过机械剪切的作用,以细小的微滴状态分散于含有乳化剂的水溶液(成为皂液)之中,形成水包油状的沥青乳液。与普通沥青和改性沥青相比,乳化沥青在常温下可自由流动,在使用时无需加热,易于储存、运输和使用。已经在路面封层、粘层、透层等辅助层中得到应用,另外还在废旧混合料冷再生方面发挥了巨大作用。

 

 

乳化沥青可以根据残余沥青的性能分为普通乳化沥青、改性乳化沥青两类。

其中,普通乳化沥青是指使用普通沥青(基质沥青)制备的乳化沥青,改性沥青可以根据生产工艺分为两类:先乳化后改性、先改性后乳化,前者是先制备普通乳化沥青,而后将沥青乳液与橡胶胶乳混合;后者使先制备改性沥青,而后对改性沥青进行乳化制备沥青乳液。

乳化沥青的生产流程较为简单,将加热至适宜温度并计量好的沥青与皂液一同打入乳化机,即可得到乳化沥青。

 

 

乳化剂作为生产乳化沥青的关键材料,从实质上来说是一种表面活性剂。根据所使用的乳化剂离子类型不同,可以将乳化沥青分为阴离子乳化沥青、阳离子乳化沥青、两性离子乳化沥青、非离子乳化沥青几种。

 

 (文章来自网络)

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