在乳化沥青中,SBR胶乳以胶粒形态分散分布,在改性时吸收沥青体系中的油分,并不断发生溶胀。一方面,沥青乳液中SBR颗粒相互吸引形成网状结构,使沥青体系具有更强的柔韧性;另一方面,SBR与沥青结合形成“沥青—胶粒”结构,增加了体系的稳定性。在常温与低温状态下,沥青的刚度较大而SBR处于软弹状态,使沥青体系整体的稠度较大,可在外力作用下具有良好的抵抗变形能力。在高温状态下,沥青逐渐熔融后变软,而SBR橡胶可抵抗高温作用,并处于相对较硬的状态,增强了体系在高温状态下的稳定性。使用SBR胶乳的微表处混合料,黏聚力指标和轮辙变形指标明显好于普通不改性乳化沥青。山西聚合物丁苯胶乳
作为一种橡胶类改性剂,SBR可制备成胶乳状,且制备工艺简单,将其应用于乳化沥青时便于乳化操作,也是目前乳化沥青常用的改性材料。SBR胶乳改性乳化沥青的各项指标均好于普通乳化沥青,其中低温性能的提升比较明显。并且SBR在改性过程中主要为物理改性,与其他改性剂配合使用时具有较佳的相容性,比如纳米高分子材料、各类树脂类材料、非高分子类材料等,经试验证明具有良好的复合改性效果。在选择改性剂时需要充分考虑到该类型改性剂是否便于乳化操作、在较低温度下能否分散并稳定存在于沥青乳液体系中。综合各类改性剂的特点,以便获得性能更加良好的改性乳化沥青。山西聚合物丁苯胶乳SBR胶乳特别适用于在乳化沥青和冷拌冷铺的稀浆混合料中使用,是主要的改性剂。
丁苯胶乳(SBR)又称聚苯乙烯丁二烯共聚物,是以丁二烯和苯乙烯经低温聚合而成的pH值在3-7之间的稳定乳液。丁苯胶乳外观呈乳白色均质乳液状,伴有苯乙烯气味,易溶于四氯化碳、苯、烃类等有机溶剂,微溶于氯仿和汽油。丁苯胶乳具有非常好的耐磨性、耐氧化性、结膜强度以及流动性,在纺织、造纸、建筑、道路工程、电池等领域应用很广。我国为全球丁苯胶乳主要消费市场之一,目前我国丁苯胶乳产量无法满足本土市场需求,进口量高于出口量。
聚合物改性乳化沥青是微表处混合料的粘结料,是微表处中的关键技术,其质量的好坏对微表处质量产生直接的影响。目前改性乳化沥青主要是以高分子聚合物 SBR 乳液对乳化沥青进行改性。SBR改性乳化沥青是一种新型沥青路面结合料,相比普通的乳化沥青而言,它具有更多的好处,如热稳定性较高,软化点有所提高;低温性能提高,低温延度明显增加,在比乳化沥青适用温度低很多的温度范围内,具有较好的抗裂性能,耐疲劳性能明显提高。另外,沥青的成膜性、与集料的黏附性增加,使得混合料的路用性能更佳。改性乳化沥青应用于微表处技术中,可解决路面的开裂、光滑、车辙、松散、老化等损害,提高路面平整、耐磨、防滑、防水等性能。SBR胶乳改性乳化沥青的热稳定性较高, 软化点比普通乳化沥青有所提高。
丁苯胶乳可采用间歇聚合,也可采用半连续方式或连续方式聚合。间歇方式操作简便,工艺简单,但生产能力较低。而连续聚合对设备要求更高,生产能力也更强,产品性能均匀。一次投料法在反应中期会因自动加速现象产生大量反应热,若这种热量不能及时从体系中排除,将会导致反应速率瞬间加快,产生更多热量,发生爆聚,消耗大量引发剂,产生凝胶效应,使聚合体系不稳定。分批加料法是先让一部分单体在釜中反应,在一段时间后,再向反应釜中补加部分单体、乳化剂、引发剂等继续反应。通过改变二次单体加入量和时间和调控不同性能的胶乳,改变胶乳的结构及单体转化率。生产改性乳化沥青常用的改性方法是加入阳离子丁苯胶乳(SBR乳液)。山东丁苯丁苯胶乳生产
采用SBS+SBR胶乳复配制成微表处用改性乳化沥青,弥补了单用SBS延度小和单用SBR弹性指标差的弊端。山西聚合物丁苯胶乳
对改性乳化沥青的性能评价主要分为沥青乳液的性能和蒸发残留物的性能两部分。对改性乳化沥青乳液的表征手段有很多,如:筛上剩余物、储存稳定性、恩格粘度、粒子电荷等,但重要的是前面两种。1)筛上剩余物:乳液稳定的程度用筛上剩余物来表示,通过考察乳液中沥青微粒的均匀程度来判断沥青乳化效果的好坏。在乳化后,可能会因为乳化颗粒的分布不均或者乳化不完全等导致结块,甚至结皮和沉淀,在现场施工时,就容易造成喷洒设备的堵塞、与骨料拌合不均匀等。2)储存稳定性:储存稳定性试验是用来检验沥青乳液存放的稳定性,即室温存放一段时间后,观察乳液的沉淀、絮凝的情况,进而确定允许的存放时间。我国现行标准要求乳液在稳定性试验量筒中静止,5天后上下层蒸发残留物含量之差小于5%即为合格。在美国的ASTM中,要求存放24小时后,上下层的蒸发残留物含量之差小于1%。山西聚合物丁苯胶乳