一、改性瀝青的分類及生產(chǎn)
改性瀝青分為力學(xué)性能改善類、粘附性改善類、老化性改善類、調(diào)合類等4種,如下圖所示。
其實在實際使用過程中,這4種改性方法并不是對立的,而是常常結(jié)合使用。對于這種在生產(chǎn)過程中同時使用兩種改性劑的改性技術(shù),我們稱之為復(fù)合改性技術(shù)。
目前,世界范圍內(nèi)最常使用的瀝青改性劑為力學(xué)改善型的SBS、SBR、廢舊膠粉等,其余的通常以復(fù)合改性助劑的身份存在。SBS、SBR、廢舊膠粉改性瀝青的加工流程基本一致,下面以最常使用的SBS改性瀝青為例,對改性瀝青的生產(chǎn)方法進(jìn)行說明。
典型的SBS改性瀝青生產(chǎn)流程:
助劑:指能夠增強(qiáng)改性效果、提高SBS與基質(zhì)瀝青相容性的一種輔助添加劑,常用的有糠醛抽出油、FCC油漿澄清油、常減壓側(cè)線油等,前兩類由于富含芳香分,業(yè)內(nèi)俗稱芳烴油,又由于通常應(yīng)用在橡膠行業(yè)作為橡膠填充油使用,又被稱為橡膠油。助劑的加入主要有兩方面好處:增加SBS相容性、增強(qiáng)低溫性能。
溶脹過程:溶脹是指SBS改性劑與基質(zhì)瀝青在一定溫度下混合,并不斷施加外力進(jìn)行攪拌,使SBS吸收瀝青中的輕質(zhì)組分而發(fā)生變化的過程。大量研究證明,SBS改性劑的充分的溶脹是其發(fā)揮最佳改性效果的前提條件,因此溶脹過程尤為重要。關(guān)于溶脹溫度因情況而異,有人指出,高溫(>170℃)溶脹過程可能會導(dǎo)致瀝青的老化,因此溶脹應(yīng)在較低溫度(150℃-170℃)下進(jìn)行。
剪切過程:改性瀝青的剪切是指通過機(jī)械手段,使用膠體磨或者高速剪切機(jī),將SBS粉碎為微米級別的細(xì)小顆粒,是改性瀝青生產(chǎn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。一般來說,實驗室研究通常采用剪切機(jī),而裝置生產(chǎn)則通常采用膠體磨,實驗室對于剪切過程的控制采取調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速進(jìn)行,工業(yè)裝置則采取調(diào)節(jié)瀝青泵頻率、膠體磨頻率、膠體磨間隙進(jìn)行,實驗室研究和工業(yè)裝置的差異可能導(dǎo)致出現(xiàn)放大效應(yīng)。
穩(wěn)定劑:改性瀝青穩(wěn)定劑是指以提高改性瀝青的儲存穩(wěn)定性為主要目的的一類添加劑,穩(wěn)定劑通常在剪切完畢的發(fā)育過程中加入??梢愿鶕?jù)組成將穩(wěn)定劑分為含硫穩(wěn)定劑和無硫穩(wěn)定劑兩種。其中含硫穩(wěn)定劑是以硫磺為主,輔以其他助劑組成的混合物,主要依靠硫磺對橡膠的交聯(lián)作用,促進(jìn)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的形成。無硫穩(wěn)定劑是指采用非硫化的交聯(lián)體系,通過其他化合物提高改性瀝青的儲存穩(wěn)定性,相比含硫穩(wěn)定劑,無硫穩(wěn)定劑的效果較差。
發(fā)育過程:發(fā)育是SBS、基質(zhì)瀝青的混合物在經(jīng)過高速剪切或者研磨后,在快速攪拌和高溫情況下進(jìn)行熟化的過程,通常情況下,技術(shù)人員會在發(fā)育的初期階段添加穩(wěn)定劑以促進(jìn)性能的提升。根據(jù)情況不同,發(fā)育溫度不一致,通常為170℃-190℃,發(fā)育時間同樣因情況而異,一般為10小時以上。目前,隨著設(shè)備技術(shù)的進(jìn)步,改性瀝青的剪切環(huán)節(jié)已經(jīng)較為成熟,合適溫度、適宜時間的發(fā)育過程已經(jīng)成為制約改性瀝青產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵因素。
二、乳化瀝青的分類及生產(chǎn)
所謂乳化瀝青,就是將瀝青熱融,經(jīng)過機(jī)械剪切的作用,以細(xì)小的微滴狀態(tài)分散于含有乳化劑的水溶液(成為皂液)之中,形成水包油狀的瀝青乳液。與普通瀝青和改性瀝青相比,乳化瀝青在常溫下可自由流動,在使用時無需加熱,易于儲存、運(yùn)輸和使用。已經(jīng)在路面封層、粘層、透層等輔助層中得到應(yīng)用,另外還在廢舊混合料冷再生方面發(fā)揮了巨大作用。
乳化瀝青可以根據(jù)殘余瀝青的性能分為普通乳化瀝青、改性乳化瀝青兩類。
其中,普通乳化瀝青是指使用普通瀝青(基質(zhì)瀝青)制備的乳化瀝青,改性瀝青可以根據(jù)生產(chǎn)工藝分為兩類:先乳化后改性、先改性后乳化,前者是先制備普通乳化瀝青,而后將瀝青乳液與橡膠膠乳混合;后者使先制備改性瀝青,而后對改性瀝青進(jìn)行乳化制備瀝青乳液。
乳化瀝青的生產(chǎn)流程較為簡單,將加熱至適宜溫度并計量好的瀝青與皂液一同打入乳化機(jī),即可得到乳化瀝青。
乳化劑作為生產(chǎn)乳化瀝青的關(guān)鍵材料,從實質(zhì)上來說是一種表面活性劑。根據(jù)所使用的乳化劑離子類型不同,可以將乳化瀝青分為陰離子乳化瀝青、陽離子乳化瀝青、兩性離子乳化瀝青、非離子乳化瀝青幾種。
(文章來自網(wǎng)絡(luò))