聚合物SBS改性沥青技术的开发与应用

中国石化茂名炼油化工股份有限公司与中国石油化工股份有限公司石油化工科学研究院共同开发了采用物理分散加化学改性相结合的聚合物SBS改性沥青技术，生产的SBS改性沥青产品质量稳定，具有良好的高温储存稳定性，完全符合交通部JTJ036-98质量技术指标的要求，与国外同类同规格产品质量相当，部分技术指标优于国外同类同规格产品质量。工业生产中筛选的沙特中质原油、沙特重质原油和阿曼原油或这三种原油的混合油生产的2号AH-70沥青作为基质沥青可生产出合格的SBS改性沥青，通过调整工艺技术条件和工艺配方成功开发生产出I-B，I-C，I-D级的聚合物SBS改性沥青产品。     

聚合物改性沥青的相容性及稳定性

对于聚合物改性沥青来讲，沥青与聚合物的相容性及改性沥青的贮存稳定性是首先要解决的问题。这对于改性沥青的运输及使用都有性能保证。该研究从基础沥青的性质，改性沥青的高温性能，低温延度等方面探讨了聚合物ＳＢＳ改性沥青的机理，制备工艺，表征制备聚合物改性沥青在物理分散的同时必须加入化学改性，才能得到贮存稳定性良好的改性沥青。     

聚合物改性沥青的储存稳定性

概述热力学相容性、工艺相容性和储存稳定性的基本概念，指出三者之间的关系；阐述影响聚合物改性沥青储存稳定性的主要因素：溶解度参数、沥青组分、界面层、粘度和剪切速卒、聚合物剂量；介绍评价聚合物改性沥青储存稳定性的主要方法；对聚合物改性沥青储存稳定性的评价方法作进一步展望。     

东海牌1号AH-70沥青的储存稳定性研究

对东海牌1号AH-70沥青进行了模拟储存试验，发型东海牌1号AH-70沥青的储存稳定性优于国内市场上的进口同类产品，试验结果证明储存温度，储存容器的大小及加工工艺是影响储存稳定性的主要因素。     

紫外线吸收抗老化剂在沥青中的应用

在辽河AH-70沥青中加入纳米CeO2的复合紫外线吸收抗老化剂,二者质量比分别为100／0．5,100／0．8,100／1．0,获得3种改性沥青,分别简称为改性沥青A、改性沥青B和改性沥青C,在增设有紫外线灯管的薄膜烘箱中,研究了抗老化剂对沥青老化性能的影响。结果表明,老化温度为150℃和180℃时,质量损失由小到大依次为：改性沥青C,改性沥青B,改性沥青A,AH-70沥青;老化温度为163℃时,质量损失由小到大依次为：改性沥青B,改性沥青C,改性沥青A,AH-70沥青。紫外线吸收抗老化剂的适宜加入量为0．8份(质量)。     

改性剂SBS与沥青相容性的研究

改性剂与沥青的相容性是决定改性效果和改性沥青制作工艺的关键因素,而聚合物改性沥青的相容性与基质沥青的组成,聚合物的剂量,聚合物的结构和组成以及储存温度密度相关,利用热储存稳定性试验系统,研究了改性剂SBS（苯乙烯－丁二烯嵌段共聚物）与基质沥青的相容性,结果表明,线型SBS普遍比星型SBS具有较好的相容性,SBS含量小于3％时改性沥青的稳定性较好,沥青质含量适中,芳香分含量越大的基质沥青与SBS的相容性越好。     

基于复合改性的高模量沥青高温和流变性能研究

考察了自主研制的高模量沥青高温性能和流变性能,并把其与秦皇岛AH-70及北京地区常用的SBS改性沥青进行了对比研究。结果表明:高模量沥青具有硬质沥青特性,高温性能突出,且明显大于SBS改性沥青和秦皇岛AH-70沥青;高模量沥青的60℃零剪切黏度显著大于SBS改性沥青和秦皇岛AH-70,且在非牛顿流体区域的剪切变稀作用小于SBS改性沥青和秦皇岛AH-70;高模量沥青的不可回复蠕变柔量Jnr极低,表现了良好的高温性能,且应力敏感系数较Jnr-diff低,对应力敏感性小;在试验温度和频率范围内,高模量沥青的复数模量均显著大于SBS改性沥青和秦皇岛AH-70,随温度增大,频率降低,三种沥青的复数模量均呈增加趋势,三种沥青对温度和频率的敏感性大小顺序均为:高模量沥青SBS改性沥青秦皇岛AH-70。     

废橡胶粉改性沥青配方与工艺条件研究

以辽河AH-70沥青为基质,废胶粉为改性剂,糠醛抽出油为助剂,合成出了各项性能达到美国废旧轮胎胶粉改性沥青标准FHWA-SA-92-002的改性沥青。研究了工艺条件及胶粉用量对改性沥青性能的影响。改性后,沥青的高温稳定性、低温抗疲劳性能和抗裂性能均获得明显改善。最佳工艺条件：混合温度170-180℃,剪切速率7000r／min,剪切时间30min。改性沥青配方(质量份)：基质沥青100;活化胶粉10-20;糠醛抽出油适量。     

废橡胶改性沥青的储存稳定性研究

研究了维他连接剂(TOR)、多聚磷酸(PPA)、硫化交联体系(硫磺、稳定剂及硫化促进剂)和原料基质沥青对改性沥青储存稳定性的影响。结果表明：使用TOR和PPA可在一定程度上降低改性沥青的离析软化点差,改善改性沥青的储存稳定性;在硫化体系中,硫磺及稳定剂的加入可改善改性沥青的储存稳定性,且其加入量都有最佳值,促进剂的复合配伍有利于提高改性沥青的储存稳定性;基质沥青对改性沥青的储存稳定性影响较大,基质沥青的芳香度高时,有利于胶粉在沥青中的溶胀,有助于体系中发生脱硫降解和交联反应,达到良好的改性效果。     

热力学方法分析聚合物改性沥青的稳定性

聚合物改性沥青特别是SBS改性沥青已受到极大关注。研究表明聚合物、沥青的组成和特性影响改性沥青的稳定性。但很难将这些参数进行综合分析，形成一种评价其稳定性的方法。应用红外光谱测试了SBS改性沥青在100～180℃热储存时的稳定性、分离速率和平衡浓度，根据已建立的相分离热力学模型．对改性沥青的相图进行了推测。     

改性乳化沥青的研制及其储存稳定性考察

以辽河AH-90沥青作为基质沥青、SBR为改性剂、氯化铵为稳定剂,将Gemini季铵盐阳离子沥青乳化剂和非离子乳化剂复配,在先改性后乳化的工艺条件下,制备改性乳化沥青。根据正交试验确定乳化工艺条件,在基础乳化剂、辅助乳化剂、改性剂和稳定剂用量分别为0.3%,0.2%,3%,0.2%的条件下,能够制备出储存稳定性及其相关指标达到标准要求的改性乳化沥青。     

SBS改性沥青机理研究

通过分析SBS改性沥青的红外光谱谱图、组分分布、DSC谱图。考察储存和加工工艺参数对SBS改性沥青性能稳定性的影响，深入探讨了聚合物改性沥青的机理。认为沥青改性以物理改性为主；SBS颗柱易吸收沥青中的饱和分，溶胀后的SBS极性与胶质相似；SBS颗粒与沥青有不完全相容性，SBS颗粒与沥青组分的亲和作用对沥青的相态转变产生影响；沥青组分对SBS的溶胀与吸附是一个动态的过程，它是沥青新胶体体系的形成和沥青聚集态结构改变的基础，这种动态过程对聚合物改性沥青的性能有很大影响。     

偶联官能化SBS改性沥青的制备及其热储存稳定性评价

选用一种新型的偶联官能化SBS,成功制备热储存稳定性良好的改性沥青,考察了SB段相对分子质量和偶联率对改性沥青性能的影响。结果表明：官能化SBS上的极性基团易与基质沥青中的极性基团相互作用,形成更有效的网状结构,从而使官能化SBS与基质沥青具有良好的相容性,改善了沥青的热储存稳定性和热性能;当SB段相对分子质量控制在6.5?104左右、偶联率在75%以上时,改性沥青性能最佳。     

道路用改性石油基彩色沥青的路用性能评价

以克拉玛依优质的低凝环烷基稠油馏分为基础原料，加入填充剂、改性剂等助剂，采用加热搅拌的工艺技术，使各组分很好地熔融为一体，生产出聚合物复合改性的道路用改性石油基彩色沥青系列产品。产品的综合性能超过重交通道路沥青的JTGF40-2004110号A类标准，在关键指标上已达到交通部（JTGF40-2004）的SBS改性沥青I—A标准的要求。对该产品进行的路用性能评价结果表明，所制备的彩色沥青混合料具有良好的水稳定性、高温稳定性、低温抗裂性能和耐紫外线老化性能，各项路用性质满足了彩色铺面的技术要求。     

乳化剂体系对乳化沥青储存稳定性影响研究

以中东原油生产的90号沥青为原料，考察了乳化剂体系对制备的乳化沥青储存稳定性的影响。结果表明，乳化剂的分子结构不同，对稳定性的影响不同；采用复合乳化剂可以提高乳化沥青的稳定性；适当的调配乳化剂溶液的浓度和pH值能够改善乳化沥青的储存稳定性。     

三种原油混炼制备道路沥青及防水卷材技术研究

介绍了加拿大冷湖原油、伊拉克巴士拉原油和南美原油三种原油在高等级道路沥青和防水沥青生产中的应用。通过实验室研究,开发出了混炼三种原油生产道路沥青的工艺路线:冷湖原油、巴士拉原油与南美原油以4:3:3比例蒸馏可以生产出性能优良的AH-90号、AH-50号高等级道路沥青。以混炼AH-90号沥青为原料,采用复合聚合物改性方法制备弹性体(SBS)改性沥青涂盖料及防水卷材。对低温柔性、耐热性等指标进行检测,均满足NB/SH/T0981—2019《防水材料用沥青》和GB18242—2008《弹性体改性沥青防水卷材》标准技术要求。为道路沥青及防水产品生产提供了新思路。     

SBS改性沥青稳定机理的研究

通过加入相容剂和稳定剂来稳定SBS在沥青中的分散,制备贮存稳定性良好的SBS改性沥青,并探讨其稳定定理。研究表明,相容剂能够溶胀SBS的硬嵌段－－聚苯乙烯微区,有利于SBS在沥青中均匀分散,稳定剂能够引发SBS交联形成网络结构和沥青接枝到SBS上,稳定SBS在沥青中的分散,形成宏观均匀稳定的体系。