Page 245 - 精细化工2019年第9期

第 9 期 王永明，等: 改性沥青用丁苯胶乳的粉末化制备及应用 ·1973·

不大。相较于基质沥青，采用滑石粉作为隔离剂，
用成粉后的胶粉改性沥青，其软化点有所上升，说
明添加隔离剂对沥青高温性能有提升，但是 5 ℃延
度下降。而原胶乳与乳化沥青共混制备改性沥青的
软化点和延度指标大大优于采用滑石粉隔离的
PSBR 胶粉。说明目前广泛采用的滑石粉隔离剂对
改性沥青用 PSBR 胶粉的制备意义不大。另外，单
纯无机粉体的机械隔离作用，易造成颗粒均匀性下
降，同时影响胶粉改性沥青的性能。

图 5 温度对丁苯胶乳粒径的影响（a）与粒径在 300~
350 nm 的放大图（b） 表 2 无机隔离剂对胶乳成粉和改性沥青性能的影响
Fig. 5 Effect of temperature on particle size (a) of styrene- Table 2 Effect of inorganic isolating agents on the properties
butadiene latex and magnified image with particle of latex powder and modified asphalt
size of 300~350 nm (b) 隔离剂 胶粉状态 软化点/℃ 5 ℃延度/cm ②
①

质量分数为 15%滑 颗粒不均 52.1 <10.0
从图 5 可以看出，不同凝聚温度下，10 min 左
石粉溶液，滑石粉 匀，粒径
右时胶乳平均粒径均迅速变大，达到 250 nm 以上。 的含量为 3% >1 mm
③
温度从 25 ℃增加到 65 ℃时，温度越高胶乳粒径越 质量分数为 15%滑 颗粒不均 51.2 10.2
大，起始阶段尤为显著。起始阶段的温度升高，有 石粉溶液，滑石粉 匀，粒径
③
利于提高凝聚速度，使钙、镁离子与胶乳表面作用 的含量为 5% >1 mm
④
加快，胶乳表面的保护层形成周期缩短 [21] 。30 min 原胶乳改性沥青， — 52.2 >100.0
无隔离剂
后，胶乳平均粒径趋于稳定，55 ℃时胶乳粒径接近
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70 基质沥青 无胶粉 47.6 35.0
340 nm。凝聚阶段的温度达 65 ℃时，实验中发现
①烘干后的胶粉；②依照标准 JTGE20—2011 进行沥青延
少量胶块的出现，此结果不利于胶粉粒径调控，综
度测试，胶粉添加量 1%（以沥青的质量为基准）；③滑石粉含
合考虑，温度控制在 55 ℃左右为宜。 量以稀释后胶乳的固含量（22%）为基准；④原胶乳与乳化沥青，
2.3 反应条件对改性沥青性能的影响 共混干燥制备改性沥青，胶乳状态，无胶粉。
本文制备的丁苯胶粉主要应用方向是沥青改
性，主要目标是提高沥青高温性能,即软化点提升和 2.3.2 有机隔离剂对改性沥青性能的影响
低温性能（5 ℃延度）改善。这也是目前沥青性能 单纯滑石粉隔离剂成粉效果较差，对改性沥青
提升的主要方向。制备的胶粉在沥青中的溶解状况 的性能也有较不利的影响。为此，本文选择了硬脂
直接影响其对沥青高低温性能的改进。除了胶粉的 酸钙、聚乙烯醇（PVA）、油酸钠、硬脂酸钠等有机
粒径大小，特别是超大粒径的胶团影响胶粉在沥青 隔离剂，探讨了单一隔离剂使用和复配使用对胶乳
中的溶解度外，胶粉外的保护层也直接影响其在沥 成粉效果和改性沥青性能的影响，结果如表 3 所示。
青中的溶解度，隔离剂是形成保护层的关键因素。 由表 3 可知，单一隔离剂无论是硬脂酸钙还是
本文对无机隔离剂、有机隔离剂和复配隔离剂形成 PVA，对胶粉的隔离效果均较差，橡胶出现了不同
的胶粉保护层，以及对改性沥青的性能影响进行了 程度的团聚。相比而言，采用硬脂酸钠和油酸钠等
深入研究，以通用的软化点和 5 ℃延度作为衡量指 有机隔离剂，制备的改性沥青性能较优。当使用质
标，考察了隔离剂类型对胶粉改性沥青性能的影响。 量分数为 15%的复配隔离剂〔m(硬脂酸钠)∶m(油酸
2.3.1 无机隔离剂质量分数对改性沥青性能的影响 钠)=3∶2〕溶液，改性沥青的低温性能 5 ℃延度可
本文考察了隔离剂类型对 PSBR 胶粉状态，以 达 100 cm 以上。这主要是因为两种隔离剂（硬脂酸
及改性沥青性能的影响。首先探讨了无机隔离剂 钠和油酸钠）具有双极性，其中一极与橡胶有较好
滑石粉添加量对胶乳成粉效果和改性沥青性能的 的相容性，另一极具有较好的润滑作用，因而，对
影响，并以基质沥青作对照，比较了原胶乳与乳化 PSBR 的稳定性贡献较大 [11] 。而硅油为疏水、疏油
沥青共混干燥后的改性沥青性能特性，结果如表 2 性高分子，少量添加可以在胶粉中起到隔离作用，
所示。 增加成型胶粉的稳定性。本文曾测试硅油作用，过
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由表 2 可知，与测试用 70 基质沥青比较，采用 多加入硅油后，成本增加的同时，效果趋缓，故适
滑石粉作为隔离剂时，胶乳成粉后出现颗粒不均匀 宜的隔离剂为硬脂酸钠、油酸钠和硅油混合物，配
等问题，实验中曾增加滑石粉用量，胶粉状态改善 比为 m(硬脂酸钠)∶m(油酸钠)∶m(硅油)=3∶2∶