不同稳定剂对SBS改性沥青稳定效果的对比研究

图２表示静置老化前和静置老化阶段软化点测试 结果。分析图２（ａ）可知，对于同种基质沥青而言， 使用２种不同稳定剂所得的剪切后分散料的软化点基 本接近。但是，当经过发育和静置老化后，其软化点
呈现出明显不同的上升速率。以沥青Ａ为例，在经 过发育阶段后，ＳＡ一１和ＳＡ一２样品的软化点分别从 ７４．６ ｏＣ和７５．４℃提高到８４．５℃和７７．０℃，增加幅 度分别为１３．３％和２．１％，两者增加幅度之差高达 ６．２５倍。如果再仔细考察静置老化的影响，可以发 现ＳＡ－１、ＳＡ－２、ＳＢ一１、ＳＢ一２的软化点增加率分别提高 了２０．０％、１１．２％、２６．１％和１５．０％，也就是说对于 同一种基质沥青而言，当稳定剂不同时，其静置老 化过程软化点增幅之比达到１．６６～１．７３。这些分析充 分显示出了稳定剂不仅对产品组分的理化相容性起到 至关重要的作用，也对高温流变学行为产生很大的影 响。由图２（ｂ）也可看出，在热储存过程中，加入 ＦＤ－０６无硫稳定剂的样品的软化点变化趋势缓慢，而 加入稳定剂ａ的样品变化迅速，这说明热储存过程 中，加入ＦＤ－０６无硫稳定剂的样品更稳定。
稳定剂ａ：一种含硫的商品稳定剂（武汉产），
弼
２．１针入度
为了方便比较，将测试结果分为静置老化前和静 置老化阶段两部分，分别表示为图１（ａ）和（ｂ）。
鳃
弘 ∞ 拍 铊 一基量１０孓ｐ”Ｎ疆＜本 弘 Ｍ
ＳＡ一１
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ＳＡ·－２
ＳＢ一１
样品名Βιβλιοθήκη Baidu
ＳＢ一２
弘
０
１０ ２０
３０ ４０ ５０ ６０ ７０
求，对于Ｉ—Ｄ级改性沥青，２５℃时的针人度必须大于 ４０×０．１ ｍｉｌｌ，因此如果仅仅从该项指标分析。由图１ （ａ）数据可以看出，发育后的样品均为合格，而且， 剪切后的分散料经发育１．５ ｈ后，其针入度出现小幅 度升高的变化。但是，图１（ｂ）分析数据表明，在 静置老化阶段，针人度指标却随着老化时间的增加逐 渐变小，而且其变化幅度随着稳定剂的不同而不同。 可以认为，当老化时间超过４８ ｈ后，采用ＦＤ－０６无硫 稳定剂改性两种不同基质沥青后，其针入度指标依然 满足Ｊｒｒ ０３６－９８规范的要求。 ２．２软化点
１．３样品制备
容性稳定剂进行深入的研究。
取１００份的基质沥青预热到（１５０±１０）℃，加入占
ＳＢＳ同基质沥青的相容性好坏是决定ＳＢＳ改性沥 总质量５％的ＳＢＳ橡胶，稍微搅拌后将混合物料温度
青热贮存稳定性的关键。一般而言，相容性好的ＳＢＳ 提高到（１６０±５）℃，并保持３０ ｎ＇ｆｉｎ的预浸渍。之后将
第２５卷第６期 ２００８年６月
公路交通科技 Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｈｉｇｈｗａｙ ａｎｄ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ａｎｄ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ
Ｖ０１．２５ Ｎｏ．６ Ｊｕｎ．２００８
文章编号：１００２－０２６８【２００８）０５－０００１－０５
不同稳定剂对ＳＢＳ改性沥青 稳定效果的对比研究
改性沥青宏观上表现为针人度、软化点、延度等流变 物料温度提高到（１８０±５）℃进行高速剪切分散４０
学性能在热贮存过程中随时间的变化率较小，因此在 ｍｉｎ，在剪切开始时将稳定剂逐步加入。然后在（１８０±
比较不同稳定剂对ＳＢＳ改性沥青的稳定效果时，主要 ５）℃慢速搅拌发育３ ｈ，最后放入（１６３±５）℃的烘箱
以三大指标在热贮存过程中的变化速率作为稳定性分 中静置老化７２ ｈ。从高速剪切分散混合到静置老化的
析的评判依据。并尝试将显微结构与改善效果进行关 整个过程中，根据预先设置要求对不同阶段的物料分
联分析。
别取样分析。设计的４个系列样品如表１所示。
目前改性沥青稳定剂基本上可以分为调和型和化 学型［１３’１引。调和型稳定剂一般仅能改变基质沥青化学
ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚｉｎｇ ｐｅｎｅｔｒａｔｉｏｎ，ｓｏｆｔｅｎｉｎｇ ｐｏｉｎｔ ａｎｄ ｄｕｃｔｉｌｉｔｙ ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ ｉｎ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ａｇｅｉｎｇ ｔｉｍｅｓ ｔｏ ａｎａｌｙｚｅ ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍａｔｉｃ ｌｌｌａｃｒｏ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ａｎｄ ｔｈｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒ ｏｆ ｔｈｅ ｓｔａｂｉｌｉｚｅｒ．Ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｓｔａｂｉｌｉｚｅｒｓ ｏｎ ｍｏｄｉｆｉｅｄ ａｓｐｈａｌｔｓ ｗｅｒｅ
李双瑞１，林 青１，施小芳１，董声雄１，ＧｕＥＴ Ｊ Ｍｚ，ＢＯＮＮＡＭＹ ｓ
（１．福州大学化学化工学院，福建福州３５０００２； ２．法国国家科学研究中心／奥而良大学联合研究机构，非物质材料研究中－ｆｉ，／ＵＭＲ６６１９，奥而良４５０７１，法国）
摘要：通过试验测试不同老化时间样品的针入度、软化点和延度比较其相容性和路用流变学性能指标的变化，分析体系
第２５卷
０引言
掺量为总量的０．３％（质量比）。 稳定剂ｂ：ＦＤ－０６无硫稳定剂组合物（自制），由
高聚物改性沥青，特别是苯乙烯一丁二烯一苯乙烯 酯类和无机金属氧化物组成，质量比为２：１，掺量为
嵌段共聚物（ＳＢＳ）高聚物改性沥青，因其具有明显 总量的０．１５％。
优异的路用性能而在国内外受到广泛使用［１圳。然 １．２试验仪器
Ｕ Ｓｈｕａｎｇ－ｒｕｉｌ，ＬＩＮ ＱｉｎｇＩ，ＳＨＩ Ｘｉａｏ－ｆａｎ９１，ＤＯＮＧ Ｓｈｅｎｇ－ｘｉｏｎｇＩ，ＧＵＥＴ Ｊ Ｍｚ，ＢＯＮＮＡＭＹ ｓ （１．Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ａｎｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｆｕｚｈｏｕ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｆｕｚｈｏｕ Ｆｕｊｉａｎ ３５０００２，Ｃｈｉｎａ；
的相容性，从而制备储存稳定性良好的ＳＢＳ改性沥青。化学改性技术的应用提高了路用改性沥青的性能／价格比。
关键词：道路工程；ＳＢＳ改性沥青；化学改性；稳定荆；高温储存稳定性；流变性能
中图分类号：Ｕ４１６．２１７
文献标识码：Ａ
Ｃｏｍｐａｒａｔｉｖｅ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ Ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ Ｓｔａｂｉｌｉｚｅｒｓ ｏｎ Ｓｔｙｒｅｎｅ Ｂｕｔａｄｉｅｎｅ Ｓｔｙｒｅｎｅ Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｍｏｄｉｆｉｅｄ Ａｓｐｈａｌｔｓ
宏观稳定性和稳定剂性能特征，并通过形态结构照片分析稳定剂改善的效果。结果表明，加入稳定剂后改性沥青的高温
储存稳定性明显改善，同时加入ＦＤ－０６无硫稳定剂的改性沥青在热储存过程中性能更加稳定，不易离析。沥青中的部分
组份具有化学活性，利用其活性点，引入带有活性基团的反应物，并通过被引入分子的化学结构的调节改善ＳＢＳ与沥青
２．Ｃｅｎｔｒｅ ｄｅ Ｒｅｃｈｅｒｃｈｅ Ｓｕｒ Ｌａ Ｍａｆｉ色ｒｅ Ｄｉｖｉｓ（！ｅ／ＵＭＲ ６６１９，ＣＮＲＳ／ＵｎｉｖｅｒｓｉｔＭ’Ｏｒｌ＃。ａｎｓ，４５０７１ Ｏｒｌａａｎｓ，Ｆｒ蚰ｃｅ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙ ａｎｄ ｔｈｅｏｌｏｇｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｆｏｕｒ ｔｙｐｅｓ ｏｆ ＳＢＳ ｍｏｄｉｆｉｅｄ ａｓｐｈａｌｔｓ ｗｅｒｅ ｃｏｍｐａｒｅｄ ｂｙ
表１样品名称及原料
Ｔａｂ．１洲ｅ ａｎｄ ｍａｔｅｒｉａｌ
组成比例，而化学型稳定剂则能在沥青和（或）高聚
物之间产生明显的化学反应，进而最终达到改善相容
性的目的。在前期实验室研究和工业应用成功的基础
上，本文对两种化学型稳定技术进行了比较，并着重 叙述ＦＤ－０６无硫稳定技术的效果。
１材料与方法
。；
１．１原材料 基质沥青：沥青Ａ，重交ＡＨ一７０，广州石油化工
而，ＳＢＳ改性沥青普遍存在高聚物／沥青相容性［８—２］
上海威宇ＢＭＥ １００型高剪切混合乳化机，南京华
的问题，这在某种程度上也对ＳＢＳ改性沥青的使用带 达ＨＤＩＺ—ＩＶ型沥青针入度仪、ＤＺＬＹ型沥青制冷延度
来一定的难度。此外，为了方便对原料离析指标的检 仪和软化点仪。
测和提高道路工程质量，客观上也要求科技人员对相
９０
８５
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７０
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ＳＡ－ｌ
ＳＡ一２
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样品名
（ａ）静置老化前
ＳＢ．２
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１０ ２０ ３０ ４０ ５０ ６０ ７０
样品老化时间，ｈ （ｂ）静置老化阶段
２．３低温延度
瑰．２
图２软化点分析测试结果
Ｒｅｓｕｌｔ ｏｆ ａｎａｌｙｓｉｓ ｆｏｒ ｓｏｆｔｅｎｉｎｇ ｐｏｉｎｔ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ
ａｎａｌｙｚｅｄ ｂｙ ｕｓｉｎｇ ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙ ｉｍａｇｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ｓａｍｐｌｅｓ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｈｉｇｈ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｓｔｏｒａｇｅ
ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ＳＢＳ ｍｏｄｉｆｉｅｄ ａｓｐｈａｌｔｓ ｗａｓ ｉｍｐｒｏｖｅｄ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ａｄｄｉｔｉｏｎ ｏｆ ｔｗｏ ｋｉｎｄｓ ｏｆ ｓｔａｂｉｌｉｚｅｒｓ ａｎｄ ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ＦＤ－０６ ｆｒｅｅ－ｓｕｌｆｕｒ ｓｔａｂｉｌｉｚｅｒ ｉｓ ｍｕｃｈ ｂｅｔｔｅｒ ｔｈａｎ ｔｈａｔ ｏｆ ｔｈｅ ｓｔａｂｉｌｉｚｅｒ ｗｉｔｈ ｅｌｅｍｅｎｔａｌ ｓｕｌｆｕｒ．Ｓｉｎｃｅ ｔｈｅｒｅ ａｌｅ
样品老化时Ｎ／ｈ
（ａ）静置老化前
（ｂ）静置老化阶段
飚．１
图ｌ针入度分析测试结果
Ｒｅｓｕｌｔ ｏｆ ａｎａｌｙｓｉｓ ｆｏｒ ｐｅｎｅｔｒａｔｉｏｎ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ
万方数据
第６期
李双瑞，等：不同稳定剂对ＳＢＳ改性沥青稳定效果的对比研究
３
根据交通部聊０３６－９８对改性沥青技术指标的要
ｓｔｏｒａｇｅ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ；ｒｈｅｏｌｏｇｌｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｙ
收稿日期：２００７－０３—２１ 基金项目：中法先进科技合作项目（ＰＲＡＭＸ０２—０８） 作者简介：李双瑞（１９７７一），女，河南南阳人，博士研究生，从事沥青材料改性的研究．（１ｉｓｔ＠ｆ［丑１．ｅｄｕ．∞）
万方数据
２
公路交通科技
总厂提供；沥青Ｂ，重交ＡＨ－７０，新疆克拉玛依炼油 化工研究院提供。
１．４性能测试方法 对表１中所列的４个系列样品，分别根据其在图
１所示的不同时间点取样，然后依据交通部颁布的 ＪＴＪ ０５２—２０００规定的试验方法进行针入度、软化点和 延度的分析测试。
２测试结果与讨论
ＳＢＳ橡胶：韩国ＬＧ５０１Ｐ，掺量为总量的５％（质 量比）。
硫稳定剂，ＳＡ－２和ＳＢ一２样品经过１．５～３ ｈ的发育，
图３表示了静置老化前和静置老化阶段样品低温 其延度也达到了３１．６ ｃｍ和３２．７ ｃｍ，比ＳＡ－１和ＳＢ－１
延度的变化过程。图３（ａ）显示，当使用含硫稳定 的延度稍低。然而，从图３（ｂ）可以看出，加入含
剂ａ后，ＳＡ一１和ＳＢ－１样品经过１．５～３ ｈ的发育，其
低温流变学表征是分析改性沥青性能的一个重要 延度可以提高到３８．６ ｃｍ和４３．０ ｅｍ，远远比ＪＴＪ ０３６—
手段，为了使分析结果快速直观，在实践应用中改性 ９８ Ｉ－Ｄ级改性沥青要求≥２０ ｃｍ的大。对于ＦＤ一０６无
沥青低温流变学性能一般以５℃延度表示。
ａｃｔｉｖｅ ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ ｇｒｏｕｐｓ ｉｎ ａｓｐｈａｌｔ，ＣＲＯＳＳ ｌｉｎｋ，孕ａｆｔ ａｎｄ ａｄｄｉｔｉｏｎ ｒｅａｃｔｉｏｎ ｔａｋｅ ｐｌａｃｅ ｂｅｔｗｅｅｎ ｄｏｕｂｌｅ ｂｏｎｄ ｏｆ ＳＢＳ ａｎｄ ｔｈｅ ａｃｔｉｖｅ ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ ｇｒｏｕｐｓ ｏｆ ａｓｐｈａｌｔ ｂｙ ｍｅａｎｓ ｏｆ ａｄｄｉｎｇ ｔｈｅ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｍｏｄｉｆｉｅｒ ｉｎｔｏ ＳＢＳ ｍｏｄｉｆｉｅｄ ａｓｐｈａｌｔ．Ａｓ ａ ｒｅｓｕｌｔ，ｔｈｅ ｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙ ｂｅｔｗｅｅｎ ＳＢＳ ａｎｄ ａｓｐｈａｌｔ ｗａｓ ｉｍｐｒｏｖｅｄ ａｎｄ ＳＢＳ ｍｏｄｉｆｉｅｄ ａｓｐｈａｌｔ ｗｉｔｈ ｅｘｃｅｌｌｅｎｔ ｓｔｏｒａｇｅ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｗａｓ ｐｒｅｐａｒｅｄ．Ｃｈｅｍｉｃａｌ ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ｔｈｅ ｐｒｉｃｅ ｐｅｒｆｏｎｍｎｃｅ ｒａｔｉｏ ｏｆ ｒｏａｄ ｍｏｄｉｆｉｅｄ碰；ｐｈａｌｔｓ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｒｏａｄ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ；ＳＢＳ ｍｏｄｉｆｉｅｄ ａｓｐｈａｌｔ；ｃｈｅｍｉｃａｌ ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ；ｓｔａｂｉｌｉｚｅｒ；ｈｉｇｈ—ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ