环氧树脂改性沥青的研究

环氧树脂改性沥青的研究

摘要：本文搜集大量资料，系统介绍了环氧沥青的研究现状，制备和性能分析，阐述了环氧树脂与基质沥青以及其他助剂的共混机理，指出了当前国内环氧沥青的研究出现的问题，提出了环氧沥青的发展建议和方向。

关键词：道路工程，环氧沥青，制备，性能

0引言

热固性环氧沥青材料是将环氧树脂加入沥青中,使沥青和环氧树脂经过物理共混,形成以沥青为分散相,环氧树脂为连续相的稳定体系,再经与固化剂发生交联反应,形成不可逆的固化物,其固化反应使共混物从热塑性转变为热固性,因此热固性环氧沥青材料具有比普通沥青优异得多的物理性能。以环氧沥青作为胶结料拌制的环氧沥青混凝土材料具有强度高、刚度大、耐疲劳、抗腐蚀等优良特性。这种材料铺设的路面具有优良的抗疲劳、抗车辙、防腐蚀和防滑性能。环氧沥青作为一种正交异性桥面板铺装材料,已有逾39年成功应用的历史。自1967年以来,已有逾12万t被铺设于超过25个桥面上,铺装总面积突破900万m2。环氧沥青出色的抗疲劳性能,使之能够在正交异性钢桥面板上完好无损,即使是经过数百万次车轮荷载挠曲变形也不开裂。

1环氧沥青混合料应用研究现状

国外上世纪60年代就开始研究环氧树脂改性石油沥青。1967年环氧树脂沥青混合料首次成功应用于美国San Mateo.Hayward大桥正交异性刚桥面的铺装层。随后广泛应用于受力状况异常复杂的正交异性刚桥面铺装。目前环氧沥青混合料铺装在美国、加拿大、荷兰和澳大利亚等国得到广泛地应用,其中美国应用最为广泛,如美国加州的San Diego Corondo桥、路易斯安娜州的Lu Ling桥等。直到20世纪90年代,日本对环氧沥青的认识进入到较为成熟的阶段,环氧沥青在日本的应用日渐深入。日本1983年所制定的《日本本州四国连络桥桥面铺装标准》,

就对环氧沥青的铺装技术从设计到施工各个环节制定了条文。

我国的一些科研机构在20世纪90年代就开始对环氧沥青的配制方法和机理进行研究,1997年同济大学的吕伟民,郭忠印开始对环氧沥青研究,研究相对比较深入的有东南大学和武汉理工大学,而且东南大学的研究成果已经在南京长江二桥和苏通大桥实际桥面铺装中应用,取得了比较好的效果。吉林大学、长安大学以及苏州大学的研究也进入了较为深入的阶段。

2环氧沥青的制备

2.1环氧沥青的组成材料

环氧沥青是一种聚合物共混材料,必然要求两种聚合物之间有一定的相容性。由于环氧树脂和沥青这两种聚合物的溶解度参数值相差较大,环氧树脂和沥青的相容性很差,而且环氧树脂的密度(约1·16~1·20 g/cm3)要比石油沥青的密度(约0·98~1·01 g/cm3)大,容易导致固化不均匀或者环氧树脂的沉降;固化之后会导致分散相的相畴粗大,引起环氧沥青混凝土材料力学性能的下降。所以制备环氧沥青，除了基质沥青和环氧树脂外，还需要加入其他物质改善环氧沥青材料的两相之间的相容性。

2.1.1马来酸酐

用马来酸酐对聚合物改性,在反应性共混过程中,在聚合物界面区域内就地形成接枝共聚物,起到共混物中两组分间的增容作用。通过不同的反应,将马来酸酐或者马来酸等羧酸(酐)基团接枝到石油沥青上,既可以增加石油沥青与环氧树脂、固化剂的相容性,同时,接枝上的酸酐也可以与环氧树脂反应,防止石油沥青游离在环氧沥青固化物中因高温而析出。

2.1.2固化剂

选择与沥青相容性好的固化剂能够提高环氧沥青的储存稳定性和提高固化物的各项性能。目前国内的环氧沥青材料研究,都要选择与沥青相容性好的固化剂。CN 1546571给出了以沥青、脂肪族二元酸、脂肪酸酐、聚异丁烯丁二酸酐、环氧树脂和环氧固化促进剂为B组分,环氧树脂为A组分的环氧沥青组成物。其中B组分中添加少量的环氧树脂可能是用来起增容作用,增强两组分之间的相容

性。CN 1837290提出了一种以带羧基或者酸酐基团的改性沥青、脂肪族二元酸、二聚酸或者醇酸树脂、脂肪酸酐以及环氧固化促进剂为A组分,以环氧树脂为B 组分的环氧沥青组成物。CN 101255276A公开了一种以带羧基或者酸酐基团的改性沥青、脂肪族多元醇、脂肪族二元酸、二聚酸或者醇酸树脂、脂肪酸酐以及环氧固化促进剂为A组分,以环氧树脂为B组分的环氧沥青组成物。CN 101003688A公开了一种以沥青、改性桐酸或者改性蓖麻油酸、消泡剂以及环氧固化促进剂为A组分,以环氧树脂为B组分的环氧沥青组成物。这些专利中所使用的固化剂大都是长链脂肪族的酸或者酸酐,这些固化剂对沥青的相容性好,也容易和环氧树脂混合均匀,便于将环氧树脂带入沥青体系。

2.1.3增容剂

使用增容剂来改善环氧沥青的相容性的方法在世界范围内已有专利文献。早期的日本专利No·9270/64使用煤焦油作为环氧沥青的增容剂,煤焦油含有大量沥青,其他成分是芳烃、杂环有机化合物、含氮碱性杂环化合物和酸性酚类化合物,它和沥青和环氧树脂都有较好的相容性,因而可以用于环氧沥青的增容。但是煤焦油是致癌物,不符合环保要求,不宜采用。Okada将含有4~8个碳原子的烷基取代苯酚的酚醛树脂作为增容剂加入到环氧树脂和沥青中,该酚醛树脂中的取代烷基作为非极性基团和沥青亲和,而酚羟基等极性基团则与环氧树脂亲和,从而对环氧树脂和沥青的共混体系起到了增容作用。Doi将高级脂肪胺和高级脂肪链取代的苯酚添加入环氧树脂和沥青的混合物中,其中高级脂肪链和沥青亲和,氨基或酚羟基与环氧树脂亲和,也能起到一定的增容效果。可是由于这些具有两亲能力的环氧沥青增容剂要么毒性较大,要么价格昂贵,从成本和操作工人的健康方面考虑,都是不利的。黄坤等制备了一种环氧沥青增容剂,可以增加许多强极性固化剂与沥青之间的相容性,得到均匀分散的环氧沥青固化物。增容剂含有极性和非极性的化学基团,分子质量介于环氧树脂和沥青之间,其结构分为两种,其中,一种是含有弱极性的高级脂肪碳链基团和强极性的曼尼期碱基团的化合物,分子结构见式2(a)。

或者是含有弱极性的高级脂肪碳链基团和由环氧树脂与多元醇连接的强极性基团,高级脂肪碳链基团与多元醇基团分别与环氧树脂的两个活性基团相连接,其结构式见式2(b)。

利用这类增容剂一头亲和沥青,一头亲和环氧树脂的特性,在环氧沥青共混体系中起到乳化作用。将沥青分散到环氧树脂和固化剂基体中,形成热固性沥青。

2.1.4聚合物中和剂

一般制备环氧沥青时，先加入顺酐对基质沥青进行改性，而根据工艺条件的不同,顺酐与沥青的反应转化率通常在50%~60%,残留顺酐的存在影响了使用环境,也使得原材料不能充分利用,需要将游离顺酐转化为合适的功能聚合物以实现环氧沥青材料的绿色生产和使用。这就要在顺酐化改性沥青的基础上,加入适量的聚合物中和剂,进行与顺酐的转化反应,得到可以对沥青起到改性作用的酯类聚合物。聚合物中和剂往往选择含有特定官能团的聚合物,如含有环氧基、胺基或羟基的聚合物。实验表明，加入脂肪族多元醇制备的环氧沥青材料综合性能最好。

2.2环氧沥青的生成机理

美国在20 世纪60年代初就开始使用环氧沥青，一个多世纪以来很多研究者对环氧沥青的生成机理展开了研究。有人认为沥青在固化过程中不与环氧树脂或者固化剂发生反应，在环氧树脂、固化剂和其他添加剂是连续相、沥青是分散

相的前提下，沥青以微米级球形颗粒分散在环氧树脂、增容剂和固化剂组成的连续相中。张翔等人认为沥青和环氧树脂界面的形成应该分为两个阶段，第一阶段是环氧树脂与沥青的接触与润湿，吸附和极性基团作用使得沥青和环氧树脂达到均匀分布；第二阶段是环氧树脂固化过程，环氧树脂和固化剂之间通过化学反应，逐步形成空间结构，这两个过程是同步进行的。陈平请等人采用四组分分析法研究了环氧树脂和沥青的反应机理，结果表明：环氧树脂和沥青在一定程度上发生了化学反应，消耗了部分芳香分和饱和分；基质沥青胶质和沥青质含量之和越大且Ic值越大，软化点差就越小，环氧树脂和沥青的相容性越好。

2.3环氧沥青的制备

2.3.1 美国ChemCoSystems公司环氧沥青混合料的制备

美国ChemCoSystems公司的环氧沥青是由双组分组成:组分A是环氧树脂,组分B为由石油沥青和固化剂及其它助剂组成的均质混合物。美国ChemCoSystems公司生产的用作结合料的环氧沥青组分A是由二酚基丙烷和环氧氯丙烷(表氯醇)在碱性催化剂(通常用NaOH)作用下缩聚得到的液态双酚A 型环氧树脂,组分A中不含稀释剂、软化剂或增塑剂,也不含无机填料、色素和其它污染物或不溶物质。组分B是一种由石油沥青、固化剂和其它助剂组成的匀质混合物,不含不溶物质和污染物质。环氧沥青组分A和组分B按照一定比例混合,并且在混合的过程中对时间和温度按规定严格要求。其中A组分混合前要预热到(87±5)℃,B组分混合前应预热到(128±5)℃。A组分和B组分混合后即开始发生化学反应,通常A组分和B组分混合后搅拌5min即制得环氧沥青混合料。制备好的环氧沥青混合料在120℃条件下固化4h后得到环氧沥青混合料。

2.3.2日本大有建设株式会社生产的环氧沥青混合料

日本大有建设株式会社生产的环氧沥青混合料是一种三组分材料,包括基质沥青、环氧树脂(主剂)和固化剂(硬化剂)。日本环氧沥青与美国环氧沥青施工工艺的差别较大,日本环氧沥青的生产过程是先将基质沥青加热到150℃,环氧树脂和固化剂加热到60℃搅拌均匀,然后与基质沥青一起搅拌4min后即制成环氧沥青混合料。养护条件是在150℃烘箱中放置3h,在60℃烘箱中养护4d,再在常温下放置1d后进行性能测试。

2.3.3东南大学环氧沥青混合料

先将基质沥青和顺酐进行反应,得到顺酐化沥青,在120~150℃下加入适量的聚合物中和剂,反应时间设定在120~150min;再加入环氧固化剂和助剂进行混合30~60min,冷却至室温得到环氧沥青B组分,A组分为特定型号的环氧树脂,两者按一定比例混合搅拌均匀后在(120±1)℃下固化4h得到环氧沥青混合料。组分A和组分B的技术要求如表1所示。

表1环氧沥青混合料组分A及组分B的技术指标

把国产(东南大学研发)环氧沥青与美国ChemcoSystems公司生产的专利环氧沥青产品进行技术比较,如表2所示。

表2环氧沥青混合料的技术指标比较

从上系列表中数据分析可知,国产环氧沥青混合料和美国环氧沥青混合料及其各组分的主要技术指标基本相同。国产环氧沥青的A,B组分的质量比为1∶2.86。

2.3.4武汉理工大学环氧沥青混合料

武汉理工大学对环氧沥青研究时使用的研究材料分别为:沥青为针入度等级70号的基质沥青,环氧树脂为巴陵石化厂生产的E-51环氧树脂,固化剂为甲基六氢邻苯二甲酸(MTHPA)。在常温下为液态物质。使用时与环氧树脂的质量比例为70~90∶100。相容剂是试验室自制,相容剂为一种混合物,包括表面活性剂和稀释剂,在常温下为液体物质。树脂改性剂为苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三元嵌段共

聚物(SBS)(湖南岳阳石化总厂生产的YH-791型SBS),嵌段比为30/70,拉伸强度为18·6MPa,断裂伸长率为850%。

武汉理工大学所叙环氧树脂与沥青的比例为:环氧树脂与固化剂按一定比例混合的总量再与沥青的比例。由于环氧沥青制备工艺的原因,武汉理工大学把固化剂先加入到沥青中,再加入未固化环氧树脂。

2.4生产工艺及性能分析

2.4.1分散工艺对材料微观形态的影响

研究分散工艺对环氧树脂沥青材料微观形态的影响。首先环氧固化剂与沥青在60~120℃进行混和搅拌在没有高速剪切的情况下制成B组分，然后与A组分混和固化后形成改性沥青材料No1；其次环氧固化剂与沥青在60~120℃先进行混和搅拌5 min，然后在80~120℃用高速剪切分散机选取5 000~7 000 r/min的转速进行剪切分散，剪切10 min后冷却至室温形成B组分，最后与A组分混和固化后形成改性沥青材料No2。不同分散工艺得到的环氧树脂改性沥青材料的SEM 图如图1和图2所示。

图1未经高速剪切而成型试件的SEM图图2经高速剪切而成型试件的SEM图由图1可以看出，分散相颗粒粒径为1~30μm，粒径大小分布不一,且分布不均匀。由图2可以看出，分散颗粒的粒径为1~10μm,颗粒分布明显较图1均匀。通过比较，发现图2的分散相的颗粒粒径及分散均匀情况要好于图1，说明制备过程中采用高速剪切可增进分散体系的分散效果。

2.4.2材料试件的拉伸实验

为了检验研制材料成型后的力学性能，尤其是抗拉强度和断裂延伸率两项指

标，将材料固化并制成6个标准试件，在XLD型拉伸试验机上平行进行了6组拉伸实验。实验温度为(20±1)℃，实验机的拉伸速率为500 mm/min,断裂面面积为19.29mm2；实验结果如表3所示。

表3结合料的拉伸试验结果

由表可见，所研制材料的平均延伸率为241.61%，抗拉强度为1.78 MPa，而国外同类产品测试的延伸率、抗拉强度分别为282%和1.74 MPa。

普通沥青及采用其他方法改性的沥青材料不能在满足延伸率的同时提高强度，以符合桥面铺装的性能要求。由实验结果可看出研制的结合料已基本满足材料设计时所需要的抗拉强度和延伸率，并基本达到国外产品的性能指标。

2.4.3混合料的马歇尔试验

在7 000 r/min的转速下制成B组分，按2∶1(质量比)的比例与A组分混合并保持在130℃，55min后与集料混合搅拌并制成马歇尔试件。试件成型后在130℃条件下继续固化8 h.完全固化后进行测试,测试温度为60℃.实验结果见表4。

表4新材料马歇尔试验结果

试件的马歇尔模数计算为

Ti=Ms/Fl i=1,2,…,5

T1=16.777, T2=17.513, T3=17.988

T4=14.120, T5=12.397

式中，Ti为试件的马歇尔模数，kN/mm;Ms为试件的稳定度，kN;Fl为试件的流值，mm。

油石质量比取6.0%时，马歇尔模数较大，即在受到相同的荷载时变形较小。

图3油石质量比与稳定度曲线图4油石质量比与流值曲线

图5油石质量比与空隙率曲线

由图3可知在油石质量比为6.0%附近稳定度可达到最大值。图4为油石质量比与流值关系曲线，其拐点出现在6.0%附近。从图5中的油石质量比与空隙率关系曲线可得出，要满足空隙率在3.0%~7.0%范围内的规范要求，油石质量比应控制在6.5%以下。由图3~图5曲线所反映的各种关系可看出混合料的配置应选取的油石质量比值为6.0%。

2.4.4新材料双层复合梁疲劳试验

选取油石质量比为6.0%，配制混合料并摊铺在钢板上。复合梁采用双层铺装，铺装总厚度56 mm，宽度10.8 mm，钢板厚度12.5 mm。复合梁在130℃条件下养生8 h成型，之后在稳定度为6kN，频率为10 Hz下进行疲劳试验，测取复合梁的疲劳寿命。实验采用810型MTS伺服液压材料试验系统。与国外材料相同，实验机扰动1 200万次后，复合梁挠度差基本没有变化，复合梁基本没有损伤。而普通沥青及采用其他方法改性的沥青材料进行复合梁疲劳试验时至多只能达到百万次，比本文所述的材料要低一个数量级。说明本文研制的环氧沥青制

得的复合梁在常温下具有极好的抗疲劳性能。

3国内应用研究中存在的问题

通过国内一些实际工程应用分析，与普通沥青相比，可知其存在着如下主要问题：

(1)改性沥青虽然可以提高环氧沥青的性能，但不是一个经济的方法，往往会改变沥青原本的特性，使得沥青黏度升高，可塑性变差。开发与沥青相容性好的羧酸(酐)类固化剂是制备高性能环氧沥青材料的重点发展方向。

(2)由于羧酸(酐)类固化剂与环氧树脂的固化反应具有适用期适中，而且加入促进剂还可以调控固化时间。如果固化剂与沥青相容性好，也不需要额外添加增容剂，避免了增容剂影响最终固化物的性能。而非极性的长链脂肪族多元酸被证明是与沥青相容性较好的一种固化剂，而要减小环氧沥青材料的孔隙率和吸水率，固化剂的黏度要尽可能的低。开发低黏度、长链脂肪族多元酸,是环氧沥青材料固化剂研究的新思路。

(3)环氧沥青混合料配比设计复杂且抗滑性较差

由于环氧沥青的特殊性能，环氧沥青混合料配比时所采用的级配范围缺乏统一性。同时，为了提高环氧沥青混合料的抗渗性能，在环氧沥青混合料配比设计时都选用了密级配类型,空隙率控制在3%以内，这导致了环氧沥青混合料铺装后，铺装层构造深度较小，因此铺装层抗滑性能较差。通过完善其各档料的配比研究,使之适合桥面铺装的各种路用性能,提高铺装层抗滑性能。

(4)室内性能评价时养护工艺与实际应用存在差异

环氧沥青混合料铺装后，环氧沥青需要在环境温度条件下经过一定的时间达到充分固化，使环氧沥青混合料的性能充分发挥。室内试验研究时为了快速研究环氧沥青混合料的性能，一般会升高温度或添加促进剂方式使环氧沥青混凝上在短时间内充分固化。这与实际施工时的情况差异很大，如果未能充分考虑施工时的温度对环氧沥青混合料固化过程的影响，铺装的环氧沥青混合料将不能达到室内试验性能指标。

(5)施工工艺难度大

环氧沥青混合料在制备时，当环氧沥青中环氧树脂与固化剂混合后，固化

反应就随之开始，体系黏度随着时间的增长逐步增加，慢慢形成了一种难熔、不溶的凝胶体。而且固化反应速度受温度影响较大，温度过高或过低都会影响混合料的和易性和压实度。所以环氧沥青在使用时对温度和时间的控制应非常严格。

4结论

环氧沥青多用在桥面铺装上，大多数环氧沥青多采用的是进口的,因此桥面铺装成本较高。因此,结合我国材料的特点和施工工艺,设计出抗滑、抗渗、延展性能强的环氧沥青混合料具有十分迫切的战略意义。

参考文献

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【5】陈平清，张艳银，罗永春.四组分分析法探讨环氧沥青的生成机理[J].中国建筑防水.2012.

胶粉改性沥青性能的研究

胶粉改性沥青性能的研究 来源:中国化工信息网 2007 年 9 月 26 日 采用胶粉改性沥青是改善沥青路面性能及实现废橡胶资源化处理的有效措达国家自 20 世纪 60 年代起就进行胶粉改性沥青制备高弹性路面材料的研究，应用技术已基本成熟。我国胶粉改性沥青的研究起步较晚，道路应用还处于试改性沥青也未实现大规模生产。为尽快改变这种状况，近年来我国十分重视胶沥青的研究。本工作探讨胶粉用量和物料混合搅拌条件对改性沥青性能的影响 1 实验 1.1 主要原材料 90#道路石油沥青，昆明公路改造总段机械工程公司沥青拌和厂产品；胶粉125μm，深圳市东部橡胶实业有限公司产品。 1.2 主要设备和仪器 JB90-D 型高速电磁搅拌机，可控温加热器，HDP/VICAT 型软化点测定仪(环SYD-2801 型针入度仪，SYD-0621 型延度仪。 1.3 试验配方 试验配方见表 1。 1.4 将沥青、胶粉、母料(少量沥青与少量胶粉混合而成)和其它助剂在高速搅混合制得改性沥青。 1.5 性能测试 改性沥青软化点按GB/T 0605-1993 测试，升温速率为(5±0.5)℃·min-1。GB/T0604-2000 测定，改性沥青在低于软化点的温度下加热后缓慢注入试样模具模具在15-30℃下自然冷却，其后放入延度仪中进行测试，端模运行速率为5 cm·min-1。针入度按GB/T 0606-2000 测定，改性沥青在120-180℃下脱水并用后注入针入度仪盛样皿内，其后进行测试，试样质量为100 g，标准针自由穿的时间为 5 s。 2 结果与讨论 2.1 胶粉用量的影响 胶粉用量对改性沥青性能的影响见表 2(物料混合搅拌温度、时间和转速分142℃，4 h 和 1 400 r·min-1)。

改性沥青的研究进展

改性沥青的研究进展 黄　彬,马丽萍,许文娟 (昆明理工大学环境科学与工程学院,昆明650093) 摘要 为了得到性能更优良的改性沥青,越来越多的材料被用作改性沥青改性剂,同时新的评价标准和方法及其他领域的新化学分析方法也被用来更完整准确地评价改性沥青的性能。总结了国内外改性沥青的研究现状及进展,从改性机理、性能影响因素及评价方法等方面来介绍各种改性沥青的概况,并概述了改性沥青的发展方向。 关键词 改性沥青　改性剂　机理　发展Rsearch Development of Modif ied Asphalt HUAN G Bin ,MA Liping ,XU Wenjuan (Faculty of Environmental Science and Engineering ,Kunming University of Science and Technology ,Kunming 650093) Abstract More materials ,as modifier ,are used to improve the properties of modified asphalt.Besides ,the new evaluation standards and methods ,new chemical analysis methods are used to evaluate the properties more com 2pletely and accurately.The situation and development of modified asphalt research at home and abroad are summa 2rized.From the aspcts of modification mechanism ,influencing factors and evaluation methods ,various modified as 2phalts are introduced ,and the development trend of modified asphalt technology is illustrated in the paper. K ey w ords modified asphalt ,modifier ,mechanism ,development 　黄彬:女,1986年生,硕士研究生,主要研究方向为固体废物资源化　E 2mail :binbin_huang @https://www.wendangku.net/doc/5a774378.html, 马丽萍:女,1966年生,教 授,主要研究方向为工业废气污染控制、固废综合开发利用　E 2mail :lipingma22@https://www.wendangku.net/doc/5a774378.html, 0　前言 普通道路沥青由于自身的组成和结构决定了其感温性能差,弹性和抗老化性能差,高温易流淌,低温易脆裂。而且在过去的10年中,车轴负荷增加、车流量增加、气候条件恶劣,难以满足高级公路的使用要求,必须对其改性以改善使用性能。在沥青或沥青混合料中加入天然或合成的有机或无机材料,熔融或分散在沥青中与沥青发生反应或裹覆在沥青集料表面,可以改善或提高沥青路面性能。 1　改性沥青的分类 在沥青的改性材料中,高分子聚合物是应用最广泛、研究最集中的一种。其他改性材料还有两大类:矿物质填料和添加剂。矿物质填料,如硅藻土、石灰、水泥、炭黑、硫磺、木质素、石棉和炭棉等,对沥青进行物理改性,可提高沥青抗磨耗性、内聚力和耐候性。添加剂,包括抗氧化剂和抗剥落剂,如有机酸皂、胺型或酚型抗氧化剂或阴、阳离子型或非离子型表面活性剂,可提高沥青粘附性、耐老化或抗氧化能力。聚合物改性沥青(PMA 、PMB ),按照改性剂的不同一般可分为3类:①热塑性橡胶类,即热塑性弹性体,主要是嵌段共聚物,如SBS 、SIS 、SE/BS ,是目前世界上最为普遍使用的道路沥青改性剂,并以SBS 最多;②橡胶类,如NR 、SBR 、CR 、BR 、IR 、EP 2DM 、IIR 、SIR 及SR 等,以胶乳形式使用,其中SBR 应用最为广泛;③树脂类,如EVA 、PE 、PVC 、PP 及PS 。 2　各种改性沥青及其发展现状 通过SCI 和EI 分别检索近15年来改性沥青在交通、建筑、材料、能源及环境等学科方面研究的文献情况,检索结果如图1、图2及表1、表2所示。根据表1、表2数据和图1、图2情况可以看出,近几年国内外对改性沥青的研究越来越多,尤其以SBS 和胶粉最为突出,出现了多种新型改性剂。下面 将分别介绍各种改性沥青及其发展现状。 图1　SCI 检索统计表 Fig.1　SCI search results 2.1　矿物质材料改性沥青 矿物质材料作改性剂的研究较少,主要为硅藻土、纳米 碳酸钙、矿渣粉、白炭黑等,可与基质沥青形成均匀、稳定的 共混体系以改善沥青性能[1] 。

环氧树脂的改性研究发展

环氧树脂的改性研究发展 付东升 1 朱光明 1 韩娟妮2 （1西北工业大学化工系，2西北核技术研究所） 1、前言 近年来，科研工作者对环氧树脂进行了大量的改性研究，以克服其性脆，冲击性、耐热性差等缺点并取得了丰硕的成果。过去，人们对环氧树脂的改性一直局限于橡胶方面，如端羧基丁脂橡胶、端羟基丁腊橡胶、聚琉橡胶等[1—4]。近年来，对环氧树脂的改性不断深入，改性方法日新月异，如互穿网络法、化学共聚法等，尤其是液晶增韧法和纳米粒子增韧法更是近年来研究的热点。综述了近年来国内外对环氧树脂的改性研究进展。2、丙烯酸增韧改性环氧树脂 利用丙烯酸类物质增韧环氧树脂可以在丙烯酸酯共聚物上引入活性基团，利用活性基团与环氧树脂的环氧基团或经基反应，形成接技共聚物，增加两相间的相容性。另一种方法是利用丙烯酸酯弹性粒子作增韧剂来降低环氧树脂的内应力。还可以将丙烯酸酯交联成网络结构后与环氧树脂组成互穿网络(IPN)结构来达到增韧的目的。张海燕[5]等人利用环氧树脂与甲基丙烯酸加成聚合得到环氧-甲基丙烯酸树脂(EAM)，其工艺性与不饱和聚酯相似，化学结构又与环氧树脂相似，得到的改性树脂体系经固化后不仅具有优异的粘合性和化学稳定性，而且具有耐热性好、较高的延伸率，固化工艺简单等优点。同时由于共聚链段甲基丙烯酸酯的引入，体系固化时的交联密度降低，侧基的引入又为主链分子的运动提供更多的自由体积，因此改性体系的冲击性能得以提高。 韦亚兵[6]利用IPN法研究了聚丙烯酸酯对环氧树脂的增韧改性。他将线性聚丙烯丁酯交联成网状结构后与环氧树脂及固化剂固化，形成互穿网络结构。该方法增加了丙烯酸丁酯与环氧树脂的相容性。该互穿网络体系具有较高的粘接强度和优异的抗湿热老化能力。 李已明[7]通过乳液聚合法首先制备出丙烯酸丁酯(PBA)种子乳液，在引发剂作用下合成出核乳液，然后在该种子上引入聚甲基丙烯酸甲酯壳层得到核壳粒子。利用该粒子来增韧环氧村脂时，由于聚甲基丙烯酸甲酯的溶解度参数与环氧树脂的溶解度参数相近，因此两者的界面相容性非常好。用SEM对其进行观察时可发现核壳粒子的壳层与环氧树脂溶为一体，而核芯PBA则在环氧基体中呈颗粒状的分散相。M.Okut[8]对PBA/PMMA核壳粒子增韧环氧基体体系进行了动态力学分析，在动态力学图谱上高温区可以发现没有与PMMA对应的玻璃化转化峰，只有与环氧树脂对应的玻璃化转变峰，这同时也证明了环氧树脂与PM MA的相容性。改性体系的缺口冲击强度显著提高，断口特征形貌由环氧树脂的脆性断裂转化为韧性断裂。 3、聚氨酯增韧环氧树脂 利用聚氨酯改性环氧树脂主要是为了改善其脆性，提高其柔韧性，增加剥离强度。聚氨酯粘接性能好，分子链柔顺，在常温下表现出高弹性。施利毅等[9]利用高分子合金的思想，采用熔体共混法制备出了PU／EP共混体系。他以异氰酸根封端的聚氨酯预聚体与环氧树脂在熔融条件下加入固化剂固化后得到共混改性体系：由于异氰酸根本身能与环氧基团反应，因此得到的改性体系两相间有良好的相容性，利用DMA分析，可发现其谱图上在m(PU)：m(EP)＝20：80时只有单一的宽的玻璃化转变蜂，这进一步证明了两相间的相容性。改性体系比环氧树脂的冲击强度有了大幅度提高。 目前研究最多的聚氨酯增韧环氧树脂体系是以聚氨酯与环氧树脂形成SIPN和IPN结构，这两种结构可起“强迫互容”和“协同效应”作用，使聚氨酯的高弹性与环氧树脂的良好的耐热性、粘接性有机地结合在一起，取得满意的增韧效果。 Y．Li[10]等利用双酚A环氧树脂与末端为异氰酸酯的聚醚聚氨酯低聚物进行改性接枝，二者在四氢呋喃溶液中形成均相溶液，然后在DDM固化剂作用下形成线性聚氨酯贯穿于环氧网络的半互穿网络结构。两者在用量比为

改性沥青现状及发展前景

改性沥青现状及发展前景 1、改性沥青应用现状 普通道路石油沥青，由于原油成分及炼制：工艺等原因，其含蜡量较高，导致其具有温度敏感性强，与石料的粘附性差，低温延度小等缺点。用其铺筑的沥青路面，夏季较软，易出现明显车辙壅包等病害；冬季较脆，易出现低温开裂等病害；混合料的抗疲劳性能，抗老化性能较差。同时，由于经济的快速发展，普通沥肯混合料已不能满足高等级道路和特殊地点的重交通，大轴载，快速安全运输的需要。 1．1 改性沥青的应用背景和现状 据相关资料，20世纪60年代以前，沥青路面仅用于城市道路和专用公路，沥青材料主要是煤沥青和用进口原油提炼的石油沥青。20世纪70年代前后，在全国范围内曾采用渣油吹氧稠化，掺配特立尼达(TLA)或阿尔巴尼亚稠沥青等改性的方法，提高结合料稠度，配制成200号沥青铺筑以表面处治为主的沥青面层。1985年国内开展 了沥青中掺丁苯，氯丁橡胶，废轮胎粉等改性沥青和掺金属皂等改善混合料性能的研究试验工作，取得了成功的经验。1992年NovophaltPE现场改性技术的引入，对改性沥青的推广应用起到了促进作用，使改性沥青从研究试验逐步发展到生产应用。 1．2影响改性沥青应用的因素 生产施工工艺在聚合物改性沥青的大规模应用中起到了关

键性的作用。无论是聚合物改性，物理改性还是采用不同的沥青加工工艺都会增加较大的工程成本，在国内经济不发达地区的应用会受到一定的制约。 2、改性沥青的研究现状 目前国内的研究重点在新的改性剂和沥青改性剂的加工工艺上还有一部分研究是面向工程应用的，即研究在沥青集料改性剂确定的情况下，找出合适的级配，最佳沥青用量和改性剂用量以满足实际工程的要求。我国研究改性沥青已有多年的历史，也取得了丰富的成果，但至今仍有两个问题没有很好地解决： (1)没有形成对改性沥青和改性性能统一的评价标准； (2)国内没有形成统一的研究体系。 改性沥青的研究是一项长期的复杂的系统工作，要想取得突破性成果必须综合各研究机构的优势，形成统一的研究体系，比如美国l987年～l992年的大型系统工程SHRP计划等等。而相对于国内，研究工作往往由各高等院校，科研院所独立完成，没有统一的研究规划，配套工作滞后。另外由于各部门的利益关系，沥青改性的关键技术往往是秘而不宣的，在一定程度上造成人财物的巨大浪费。 3、改性沥青的应用前景 由于普通沥青已不能适应现代化路面的要求，性能良好的改性沥青必将在高等级路面中起到越来越重要的作用 3．1 SBS改性沥青将获得更广泛的应用 研究表明，SBS改性的优越性突出表现在具有双向改性作用，

水性环氧树脂——乳化沥青抗滑表层养护技术

水性环氧树脂——乳化沥青抗滑表层养护技术 摘要：随着我国经济飞速发展的带动下，道路桥梁行业也获得较好的发展，近 年来道路工程的施工质量不断被提高重视程度。其中，路面抗滑工作是道路施工 和养护的重中之重，因为其在公路行车安全中占有重要地位。现阶段混凝土路面 在长期超负荷运行下，路面抗滑能力下降，导致安全事故常有发生。如果采取往 常的办法，加铺沥青混凝土路面，则有成本较高、施工周期长的缺陷，尤其在隧 道中施工，加铺后有可能影响隧道净高，反而带来更多不利影响。本文主要介绍 了在通车情况下如何快速对路面抗滑能力的修复处理，重点分析了当前水泥路面 抗滑能力下降的原因和水性环氧-乳化沥青超薄抗滑层用于修复公路路面的优点，希望能为相关人员带来参考价值。 关键词：水环氧；路面；抗滑；养护 引言 水性环氧-乳化沥青超薄抗滑层（以下简称水环氧沥青超薄抗滑层）具有粘结 力高、抗水损坏能力强、温度敏感性低、长期抗滑性能优异等技术特点，克服了 传统微表处界面粘结力不足、内聚强度低、耐久性差等弱点，是一项包括了新材料、新工艺的预防性养护技术。该技术主要针对交通流量大、路面性能要求的高 等级路面使用，主要用于高等级沥青或混凝土路面预防性养护，也可作为新建道 路的表面磨耗层。 一、水泥路面抗滑能力下降的原因 路面抗滑能力是行车安全的基本保障，但前期建设的大部分隧道多为混凝土 路面，经过多年通车运行，抗滑能力已经严重下降。有的是因为设计与施工未达标，有的情况是因为车辆负载过重导致的路面磨损严重，从而减弱了路面的抗滑 能力。当前的路面维修养护较为困难，如采用沥青混凝土路维修成本较高，施工 周期长，也导致了当前的水泥路面得不到及时的修补，难以保持良好的抗滑能力。 二、水泥路面界面处理 水泥路面界面处理方法有三种：机械刻槽、精铣刨、抛丸凿毛。经过试验比较，隧道内不适合机械刻槽、精铣刨方法施工，主要原因是扬尘、污染严重、在 不封闭交通条件下无施工可行性。最终采用抛丸凿毛方法进行界面处理，该施工 方法几乎无扬尘，易于清扫。经抛丸凿毛处理后的界面清洁、粗糙，可提高界面 抗剪能力。 三、水泥路面裂缝原因及病害处理 （一）裂缝原因 无论沥青路面还是混凝土路面通过行车运行都不可避免的产生裂缝，裂缝的 产生会影响路面的使用寿命及行车的舒适度，引起混凝土路面裂缝的原因主要有 以下几点： 1.设计原因：即路面结构和路面混凝土的厚度、抗折能力不符合设计要求， 在车流量及车荷载逐年增加的状况下，路面强度无法满足实际要求，路面裂缝随 之产生。 2.施工原因：施工时材料选择时，原材不满足规范要求，混凝土摊铺过程塌 落度控制不严出现离析等问题，混凝土的振捣后期的养生跟不上，也有可能导致 混凝土路面出现裂缝及抗滑槽的磨损。 3.超载原因：近年来我国道路运输能力提高跟多，同时超载车辆也就增加了 不少，超载会造成拉应力超出材料的抗拉能力，引起路面裂缝的出现。此外，大

改性沥青混合料

改性沥青混合料 改性沥青是在沥青中掺加橡胶、树脂、高分子聚合物、磨细的橡胶粉或其他填料等外掺剂（改性剂），或采取对沥青轻度氧化加工等措施，使沥青或沥青混合料某一方面的性能得以改善的沥青结合料。 沥青作为现代公路路面的主要材料之一，具有很广泛的使用用途，随着社会发展对路面的要求不断提升，普通沥青由于其自身性能的局限性在使用上受到一定的限制，改性沥青正是为了满足这些需要而诞生。改性沥青混合料相比普通沥青混合料具有较高的抗流动性，良好的路面柔性和弹性，较高的耐磨耗能力和更长使用寿命。 改性沥青的分类 根据改性沥青添加的改性材料不同可以分为以下几类：一是橡胶及热塑性弹性体改性沥青，包括：天然橡胶改性沥青、SBS改性沥青(使用最广)、丁苯橡胶改性沥青、氯丁橡胶改性沥青、顺丁橡胶改性沥青、丁基橡胶改性沥青、废橡胶和再生橡胶改性沥青、其他橡胶类改性沥青等。二是塑料与合成树脂类改性沥青，包括：聚乙烯改性沥青、乙烯-乙酸乙烯聚合物改性沥青、聚苯乙烯改性沥青、环氧树脂改性沥青、α-烯烃类无规聚合物改性沥青等。三是共混型高分子聚合物改性沥青，即用两种或两种以上聚合物同时加入到沥青中对沥青进行改性。这里所说的两种以上的聚合物可以是两种单独的高分子聚合物，也可以是事先经过共混形成高分子互穿网络的所谓高分子合金。 改性沥青的用途 改性沥青的用途和普通沥青用途相似，主要是公路路面和防水工程上。在公路路面工程中，由于现代公路发生许多变化：交通流量和行驶频度急剧增长，货运车的轴重不断增加，普遍实行分车道单向行驶，要求进一步提高路面抗流动性，即高温下抗车辙的能力；提高柔性和弹性，即低温下抗开裂的能力；提高耐磨耗能力和延长使用寿命。现代建筑物普遍采用大跨度预应力屋面板，要求屋面防水材料适应大位移，更耐受严酷的高低温气候条件，耐久性更好，有自粘性，方便施工，减少维修工作量。使用环境发生的这些变化对石油沥青的性能提出了严峻

胶粉改性沥青知识

废橡胶粉改性沥青应用与设计 作者：发布于：2012-6-27 12:35:59 点击量：15 一、名词解释 1、胶粉沥青——国际材料与测试协会标准ASTM D8-88 中定义为采用15%以上橡胶粉粒的沥青改性材料，在美国一般比例为 18~22%，橡胶粉粒能全部通过10#筛，180~200℃温度下至少反应45min分钟；在沥青与橡胶充分熔胀，同时硫化橡胶粉粒还没有大面积降解前使用，改性后的胶结料还能显著体现硫化橡胶的特性。 2、橡胶粉(CRM)——指轮胎橡胶经过粉碎形成的粉末，用于沥青改性的材料。 3、小汽车轮胎——小汽车、敞篷小车和轻型卡车的外直径小于660毫米的轮胎。 4、卡车轮胎—卡车和公交车上用的外径大于660mm、小于1520mm的轮胎。 5、常温粉碎法——将废橡胶轮胎在室温下或略高于室温的环境下进行粉碎的方法。常温粉碎法一般能够产生形状不规则的、表面积较大的颗粒，有利于和沥青的相 互作用。 6、冷冻粉碎法——使用液氮来冷冻废橡胶轮胎，使得废轮胎变得易碎，然后用锤磨机来打碎这些冷冻橡胶的方法，这种方法能够生成表面积较小的光滑颗粒。 7、脱硫橡胶——粉碎后经过加温加压，或者掺加软化剂改变了橡胶材料性质。 8、稀释剂——轻质石油产品，做碎石封层时，在喷洒之前添加到橡胶沥青中，使橡胶沥青容易喷洒均匀，在没有引起橡胶沥青的性质较大改变之前挥发掉。因为轻质成分要挥发，所以稀释剂不用于拌制混合料的橡胶沥青中，也不推荐用于90天内铺筑罩面的夹层中。 9、废轮胎橡胶——用过的汽车、卡车或者公交车的轮胎经加工得到的橡胶。生产过程中应排除不当轮胎料源，如实心轮胎、铲车轮胎、飞机轮胎和挖土机轮胎以及其他非汽车轮胎，这些材料的成分不适合橡胶沥青反应。 10、应力吸收层(SAMI)——一种碎石封层，用热橡胶沥青喷洒在现有的路表面，然后立即撒布单一粒级的封层集料，再进行碾压，将集料嵌入沥青膜。其厚度通常介于5到15毫米之间，取决于覆盖骨料的尺寸。应力吸收层是一种表面处治，主要是用于恢复表层抗滑性能，封住裂缝，形成防水膜来减少表层的水渗入路面结构中。应力吸收层可用于路面保存、养护和局部维修。胶粉改性沥青应力吸收层可以有效防止下层开裂的路基或路面的反射裂缝扩展至表面层，对于新建或改建的路面大大延长路面使用性能。 11、粘度——流体或者半流体抵抗流动的性质(剪切力)，是橡胶沥青现场质量控制 的指标。 二、废胶粉改性沥青综述 1、废胶粉改性沥青的发展 废胶粉改性沥青从19世纪30年代就开始用作接缝填缝料、补丁和薄膜。在19世纪50年代，美国的刘易斯和博恩等进行了大规模的实验室研究评估。一些研究成果与雷克斯和帕克合作的“橡胶沥青材料试验室研究”一起发表在1954年10月的“公路”刊物上。1960年三月，在芝加哥举办了首届橡胶沥青研讨 会。60年代和70年代，亚利桑那州查尔斯·麦克唐纳在橡胶和沥青材料上做了大量的工作，开发了胶粉沥青的“湿法”生产(也称为麦克唐纳法)，开始将胶粉改性沥青用于填补坑洞和表面处冶等，并作为常用养护方法，特别是胶粉沥青碎石封层作为凤凰城道路的主要养护方案有效地使用了将近20年，直到交通量过大才改为薄层沥青混凝土罩面，后来又开发了胶粉沥青断级配混合料成功地替代了碎石封层。1975年加州运输部开始进行胶粉沥青碎石封层试验，取得很好的效果。1980年在加州斯托贝城用“湿法”生产的胶粉沥青和密级配集料建设的路面建成，该项目是对一条极差的路面进行紧急维修，采用了路面加筋网和60毫米的密级配沥青混凝土以恢复结构承载力，其上为薄层(30mm)橡胶沥青混合料磨耗层。最早的三个项目都位于在冬天使用轮胎防滑链的高海拔的“冰冻区”，证明胶粉改性沥青混凝土路面有很好的抗磨耗和抗低温开裂性能。1983年瑞文多城建成的项目大大推动了应用粉胶改性沥青的进程，因采用沥青混凝土改造成本太高不能接受，所以采用了薄层橡胶沥青路面，这个项目设计了一系列13个试验段。试验段一直在进行跟踪监测，清楚地

炭材料用改性煤沥青的结构及性能研究

第30卷 第2期2007年4月 煤炭转化 COA L CON V ERSION V ol.30 N o.2A pr.2007 *国家自然科学基金资助项目(50472081)和江西省自然科学基金资助项目.1)讲师;2)教授;3)副教授,九江学院,332009 江西九江;4)教授、博士生导师,西北工业大学材料科学与工程学院,710072 西安收稿日期:2006 12 22;修回日期:2007 01 13 炭材料用改性煤沥青的结构及性能研究 * 宋士华1) 马明亮2) 魏健宁3) 李世斌3) 李铁虎4) 摘 要 进行了对甲基苯甲醛(4 MB)改性煤沥青(CTP)的中间相微观结构研究.采用偏光显微镜研究4 MB 改性煤沥青的光学结构;采用扫描电镜(SEM )观察改性后煤沥青的形貌.研究结果表明,改性煤沥青的光学组织结构显著改善,随交联剂4 M B 用量的不同,可得到超镶嵌(SM )、广域(D)和小域(SD)三种光学结构;改性后煤沥青出现纤维结构,煤沥青的残碳率显著提高.因此,改性后的煤沥青有望作为优质的炭材料基体前驱体. 关键词 4 M B,煤沥青,改性,中间相,微观结构 中图分类号 T Q522 65 0 引 言 炭/炭复合材料(以下简称C/C)是新材料领域中重点研究和开发的一种新型超高温材料,它不仅具有炭石墨材料的固有性能,还兼有炭纤维复合材料的良好性能,具有比重轻、模量高、比强度大、热膨胀系数低、耐高温、耐热冲击、耐腐蚀、吸振性好和摩擦性好等一系列优异性能,已经在汽车工业、医疗卫生、体育、渔业、航天航空等多种领域广泛应用,其中在航天航空领域尤为重要.但是,C/C 制造工艺复杂、设备操作困难,导致周期长、成本高和产品性能稳定性差,大大限制了其进一步发展.因此,研究低成本、高性能的C/C 已受到世界各国的普遍关注. 由于煤沥青具有资源丰富、价格低廉和含碳量高等优点,常被用来作为C/C 用基体前驱体,这就要求煤沥青不仅要有良好的工艺性,而且要有优良的耐热性,同时残碳的各向异性也是追求的目标.李铁虎等曾用三聚甲醛改性煤沥青.本文采用对甲基苯甲醛改性煤沥青,既大大提高了沥青的残碳率,又有望生成易石墨化碳. 1 实验部分 1.1 原料 煤沥青:工业品,武钢焦化厂生产,其性能指标见表1;4 M B:化学纯,西安化学试剂厂生产;对甲苯磺酸:分析纯,中国五联化工厂生产.表1 煤沥青的性能指标T able 1 Pro per ties of coa l tar pitch M C/H SP/ BI/%QI/% /(g cm -3) 470 1.56 82.0 12.16 9.56 1.30 Note: M !!!Average m olecu lar w eight;SP !!!S oftening point. 1.2 对甲基苯甲醛改性煤沥青 将中温煤沥青粉碎至0 1m m 以下,然后与对甲苯磺酸按一定比例混合装入三口烧瓶,100 之前自由升温,从升温开始通入Ar,流量为50mL/min,100 之后以5 /m in 的速度升温至指定温度,开始滴加4 MB 等,并在指定温度下反应1h~6h,取出后快速冷却,即为改性沥青.1.3 改性煤沥青的热解 把改性后的煤沥青分别放入直径25m m,长200m m 的石英管中,盐浴,通氮气保护,分别以2 /min 的速率升温至预定温度(200 ,250 ,300 ,350 ,400 ,450 ,500 ),冷却后取样.1.4 性能测试 光学结构分析.仪器型号:OLYPUM S -B061型光学显微镜.热解产物用硫磺包埋后,经磨片、抛光后制得样片. 扫描电镜分析(SEM ).仪器型号:AMRY 公司AM RY-1000B 型扫描电镜. 热重分析(TGA ).仪器型号:PERKIN EL M ER 型热解重量分析仪.在N 2的保护下分析改性

橡胶粉改性沥青的工艺研究

随着我国汽车工业的迅速发展，每年的轮胎产量超过１亿条，仅次于美国和日本，每年生成的废旧轮胎达到５０００多万条，约合重量１４００ｋＴ，而每年的处理量只有２００ｋＴ，大量的废旧轮胎未得到充分的再生利用。近几年我国在北京、上海、江西、浙江、广东等部分省市引用橡胶粉改性沥青技术，铺筑了上千公里的高速路面，取得了良好的应用效果，用橡胶粉改性沥青铺筑路面既节省了资源，又减少了环境污染，具有非常重要的意义，也有光明的前景。 橡胶粉改性沥青材料具有高温稳定性好、水稳定性强、低温抗裂性明显改善等优点，可以延长道路的使用寿命，减少路面行驶噪音，防止打滑，提高了安全系数，尤其价格低廉。橡胶粉改性沥青材料可以用来拌制沥青混合料，铺筑沥青路面上面层，也可以用单层表处的施工方法铺在路面上基层与下面层之间，或上面层与中面层之间，作为一种应力吸收层，以抑制路面基层裂缝向上的反射。 １胶粉改性沥青的生产工艺 在道路工程中橡胶粉改性沥青的生产方法多采用以沥青为加热载体，将胶粉混入沥青材料中直接进行再生脱硫，常用的生产方法有高温脱硫法、吹风氧化法、专用脱硫机法和塑炼混炼法。其中以脱硫机法效果最好。该生产方法综合了工业上生产橡胶的水油法的高压（ ０．９８ＭＰａ）、快速脱硫法的高温（１８０℃）、机械处理法的的高速剪切作用等功能，脱硫速度快、产品质量好，是理想的橡胶粉改性沥青生产方法。 脱硫机法所用的设备是由沥青熔融釜、齿轮泵、喷射分散器、搅拌器和加热系统组成。在生产时先将熔融沥青用齿轮泵注入脱硫机的熔融釜内，加入胶粉和再生剂，开动搅拌器使混合物在搅拌器的作用下，分散均匀，再开动齿轮泵循环系统，通过喷射分散器和齿轮泵进行再生循环，胶粉和沥青在脱硫机内由于机械作用和流体力学作用，高温高压的作用，胶粉吸收了沥青中的油份而溶胀和溶解，经过齿轮泵和喷射分散器的剪切作用，加快胶粉的脱硫速度，缩短了脱硫时间，提高胶粉与沥青的混合均匀性，胶粉的溶解度和添加量，形成均匀、细腻而又具有柔性的再生橡胶粉改性沥青。 ２材料的选择 ２．１橡胶粉２．１．１橡胶粉粒径 橡胶粉又称硫化橡胶粉（ＶＲＰ），它是由硫化橡胶制品经 过粉碎加工而成的弹性粉状物，常用的有废旧轮胎、橡胶鞋等。按照胶粉的粒度大小不同可分为粗胶粉、细胶粉、微细胶粉和超微细胶粉。道路工程中，从应用和经济角度综合考虑，采用微细胶粉中橡胶粉粒径为６０、８０和１００目为宜。２．１．２胶粉的加量 对胶粉合理加量的选择应从三个方面考虑：①路面的使用性能；②加工、运输、摊铺性能；③成本。有关资料显示，一般情况下低于１０％的胶粉用量对沥青的改性作用不大。佘玉成等人采用橡胶粉粒径８０目，胶粉加量在１０％、１５％、２０％三个比例下改性沥青的性能及加工性能进行了试验。从改性性能方面看，加量１０％的胶粉对基质沥青改善幅度无明显变化当加量２０％时，沥青的性能有较大提高，但粘度太大，不宜加工。当胶粉的加量为１５％时的沥青性能，加工性能都较好。应该注意的是胶粉的加量１５％不是对任何粒径的胶粉都合适，随着胶粉粒径的变细，改性沥青的性能提高，粘度也随之提高，需要根据试验来确定胶粉的添加量。２．２再生剂 顾名思义是使胶粉再生的物质，通过再生剂的加入，把硫化橡胶高分子弹性体的弹性转变为塑性恢复其粘性，并使之具有再生硫化的能力。借助渗透作用，再生剂被吸附在橡胶分子上，缩短再生时间， 增加产量，改善再生橡胶的性能．使硫化胶粉中的三维交联网状分子结构松弛和展开，产生溶胀或部分溶胀，以利于同沥青的共混。再生剂的掺量一般为胶粉重量的１％￣２％。 ３加工温度 加工温度严重影响橡胶粉改性沥青的性能，加工温度一般为１６０℃￣１８０℃。胶粉的品种不同，加工的温度略有区别。当温度低于１６０℃时，胶粉颗粒不能充分溶胀和脱硫，当温度高于２００℃时，易导致胶粉炭化，随着分解温度和时间的增长可导致胶粉完全破坏而生成低沸点的烃类，在这种情况下，胶粉中的碳黑和无机组分起着沥青填充剂的作用，而胶粉分解的低分子产物则起着对沥青的稀释作用，从而造成沥青性能的恶化，沥青的三大指标的变化也说明了这一点，随着温度的升高，沥青的延度、针入度呈现上升趋势，软化点则是先上升而后下降。 ４搅拌时间 在加工温度一定的情况下，搅拌时间越长，胶粉被剪切的细度越细，改性沥青的延度和软化点明显上升，但长时间加热对沥青性能影响也较大，因此，应结合不同的加工温度， 橡胶粉改性沥青的工艺研究 马献忠 安阳市政建设维护管理处（４５５０００） 摘要：对废旧轮胎胶粉的材料选择、胶粉的添加量、再生剂的用量、加热温度、搅拌时间、生产方法等详细论述。关键词：橡胶粉改性沥青工艺 试验研究 Ｓｈｉｙａｎｙａｎｊｉｕ

改性沥青知识

1、我国改性沥青概述 根据《公路改性沥青路面施工技术规范》（JTJ036-98），所谓的改性沥青是指通过往沥青中掺加”橡胶、树脂、高分子聚合物、磨细的橡胶粉或其它填料等外掺剂（改性剂）”或采取“对沥青轻度氧化加工”等措施，“使沥青或沥青混合料的性能得到改善”而制成的沥青结合料。改性剂则指的是“在沥青或沥青混合料中加入的天然或人工的有机或无机材料”，它应“可熔融、分散在沥青中”、能够“改善或提高沥青路面材料性能”、“与沥青发生反应或裹复在集料表面上”。从上面的叙述可以看出，沥青改性可以分为物理改性与化学改性两大类。本文仅涉及狭义的改性沥青，即化学改性沥青中的聚合物改性沥青。 我国对沥青及沥青混合料改性的技术研究已有近二十年的历史，范围基本上涉及到路面使用性能改善的每一方面，并且在许多方面取得了有较大实用价值的成果，主要表现为： (1) 广泛应用于工程实际的SBR橡胶改性产品，如重庆交通科研所研制的湿法SBR； (2) SBS等热塑性弹性体改性技术及PE等树脂类复合改性技术，如国创一号、二号； (3) 作为“八五”攻关项目的土工格栅、土工布等改善沥青路面结构力学性能的物理改性技术； (4) SMA（Stone Mastic Asphalt）及相应桥面铺装的研究；

(5) 成套沥青改性设备开发研制，如北京国创改性沥青有限责任公司的LG-8型炼磨式设备等； 总结我国改性沥青的研究与应用情况，主要呈现这几个特点：我国关于改性沥青的研究工作起步较早，基本上是与国际同步的；我国的改性沥青研究工作主要停留在实验室与试验路上，而且各研究工作几乎是由各高等院校、科研院所独立完成的，缺乏象美国SHRP那样的大型系统工程；我国改性沥青的应用规模很小，或者说根本谈不上应用规模，相应的沥青改性设备与成套生产-施工-管理工艺的研究工作显得滞后。也正是由于此，改性沥青的成本与国外相应改性沥青的成本而言，无多少竞争优势。 2、国内改性沥青的技术水平 2.1沥青改性的关键技术 沥青作为一种复杂的高分子碳氢化合物，在一定温度与荷载作用下表现为典型的弹-粘-塑性，并且在高温与紫外线照射下会产生老化现象。因此加入改性剂的主要目的就是要改善沥青混合料在高温下的路用性能，提高其抗车辙、抗疲劳、抗老化及抵抗低温开裂等方面的性能。沥青改性效果的关键在于解决改性剂与沥青的相容性问题[1]。所谓相容性，在热力学上的含义是指明两种或两种以上物质按任意比例形成均相体系（或物质）的能力。但实际生活中能够完全互溶的物质几乎是不存在的，因此道路工程上

煤沥青的改性及其机理研究进展

煤沥青的改性及其机理研究进展* 张文娟,李铁虎,赵廷凯,侯翠岭,党阿磊 (西北工业大学材料科学与工程学院,西安710072) 摘要 煤沥青具有资源丰富、价格低廉等优点,但其残炭率低,可以通过改性来提高其残炭率。简要介绍了改性煤沥青的制备方法及近几年来国内外改性煤沥青的发展状况,并探讨了其机理。由于煤沥青组成复杂,并不能知道其确切的反应机理,只能根据测试结果提出其可能的改性机理。关键词 煤沥青 改性 机理 Research Advances in Modification of Coal Tar Pitch and Its Mechanism ZHAN G Wenjuan,LI T iehu,ZH AO Tingkai,HOU Cuiling,DANG Alei (Schoo l of M aterials Science and Engineering ,N o rthwester n P olytechnical U niver sity,Xi an 710072)Abstract Coal ta r pitch is abundant and cheap,but it s car bo n y ield is low.T he carbon y ield can be impr oved by modificat ion of coal tar pitch.T he pr epar atio n met ho d and the pro gr ess o f modificat ion of coal tar pitch in r ecent year s are summar ized.Further mo re,the mechanism of the modificatio n of co al tar pitch is discussed.A ltho ug h the exact mechanism o f modification can not be kno wn fo r its com plex co mpo sitio n,the po tential mechanism can be o b tained thro ug h the test r esults. Key words co al tar pitch,modificatio n,mechanism *西北工业大学研究生创业种子基金资助项目(Z2010008) 张文娟:女,1981年生,博士生,主要从事沥青改性及炭材料研究 T el:029 ******** E mail:zhangw j_312@https://www.wendangku.net/doc/5a774378.html, 炭材料是指选用石墨或者无定型碳作为主要固体原料,辅以其他原料通过特定生产工艺而制得的无机非金属材料。现代炭材料品种繁多,其综合性能非常优异,被广泛应用在 冶金、机械、航空航天和半导体等工业领域[1] 。但由于炭材料制造工艺复杂、设备操作困难,导致周期长、成本高、产品的性能稳定性差,大大限制了其进一步发展。因此,研究低成本、高性能的炭材料,已受到世界各国的普遍关注。然而,研制综合性能优良的基体前驱体是研制低成本、高性能炭材料的关键所在[2]。煤沥青是一种组成与结构非常复杂的混合物,它的确切成分尚不清楚,但其基本组成单元是多环(三环以上)、稠环芳烃及其衍生物。与其它物质相比,煤沥青具有资源丰富、价格低廉、含碳量高、流动性好、易石墨化等优点[3] ,因此,煤沥青常用来作为炭材料用基体前驱体。但是,由于未经改性的煤沥青残炭率较低,炭化时产生较多的挥发 性组分,致使炭材料出现大量的孔隙[4] ,必然对炭材料的性能产生很大影响,使炭材料的密度下降、机械强度降低、电阻率增大、导电性变差、耐氧化能力降低。为了消除这些孔隙,获得一定密度要求的炭材料,需要经过多次浸渍/炭化工艺,势必耗费大量的时间、物力和财力。如果提高煤沥青的残炭率和高温流变等性能,则能减少浸渍/炭化次数,降低炭材料的制造成本。为此,有必要对煤沥青进行改性。 本文简要介绍了煤沥青的性质、组成及其种类,概述了改性煤沥青的制备方法及近几年来国内外改性煤沥青的发展状况,并对其机理进行了探讨。 1 煤沥青 1.1 煤沥青的性质 煤沥青,全称煤焦油沥青(Coal t ar pit ch,CT P),是煤焦油蒸馏提取馏分(如轻油、酚油、萘油、洗油和蒽油等)后的残留物。煤焦油是生产炼铁用冶金焦或生产民用煤气时作为煤高温干馏的副产物得到的。煤沥青是煤焦油加工过程中分离出的大宗产品,随蒸馏条件的不同,其产率一般为50%~60%。煤沥青常温下为黑色固体,无固定的熔点,呈玻璃相,受热后软化继而熔化,密度为1.25~ 1.35g/cm 3。煤沥青具有稳定的性能,在炼钢、炼铝、耐火材料、炭素工业、筑路及建材等行业有着广泛的应用。 1.2 煤沥青的组成 煤沥青的组成极为复杂,是多种组成的共熔混合物。已查明的化合物有70余种,大多数为三环以上的多环芳烃,还含有O 、N 、S 等元素的杂环化合物和少量高分子炭素物质。这些化合物中,约1/2带有基团,有甲基、羰基、酚羟基、亚氨基、巯基和苯基等。沥青组成既与炼焦煤性质及其杂原子含量有关,又受到炼焦工艺制度和煤焦油蒸馏条件的影响[5]。与其它物质相比,煤沥青具有资源丰富、价格低廉、含碳量高、流动性好、易石墨化等优点,因此,煤沥青常常用来作为炭材料的基体前驱体。 鉴于煤沥青化学组成的复杂性,常用溶剂组分分析法来 表征它的特性[5] ,即将煤沥青分离为若干具有相似化学、物

水性环氧树脂乳化沥青超薄抗滑表层技术分析

龙源期刊网 https://www.wendangku.net/doc/5a774378.html, 水性环氧树脂乳化沥青超薄抗滑表层技术分析 作者：宋桂成孙祥蒋峰 来源：《科学导报·学术》2020年第17期 摘;要：水性环氧树脂乳化沥青超薄抗滑表层技术具有突出价值，故而应扩大推广范围。在此之上，本文简要分析了水性环氧树脂乳化沥青超薄抗滑表层技术的优势，并分别从增强山区公路养护效果、合理设计道路横坡方案、强化路面抗滑安全性能等方面，对水性环氧树脂乳化沥青超薄抗滑表层技术的关键点展开讨论。 关键词：水性环氧树脂;乳化沥青;超薄抗滑表层技术 前言： 我国一直以来都致力于道路养护工作。随着科技的进步，水性环氧树脂乳化沥青超薄抗滑表层技术作为新型技术，由于它所采用的原材料粘结度较强且抗水损效果较好。所以在道路养护工程中发挥着重要作用。为了降低道路湿滑事故发生率，应结合道路具体情况科学采取措施，促使城市道路质量得到有效提升。 一、水性环氧树脂乳化沥青超薄抗滑表层技术的优势 超薄抗滑表层技术主要是以水性环氧树脂乳化沥青作为具体原材料而形成的一种高效优质操作技术。它不但适用于桥梁、山区公路、水泥砼路面等改造工程项目中，而且相比其它养护施工手段具有突出的优势：超薄抗滑表层能够形成较强的抗压力，杜绝车辙、保证道路平整度。同时，因其厚度可达到10mm或15mm，故而并不会对桥梁隧道等结构的净高带来较大干扰，甚至它还具有较强的环保性，符合新时代节能减排理念。另外，在具体操作过程中所借助的施工设备较少，可实现半封闭施工，进而提高了施工效益。 二、水性环氧树脂乳化沥青超薄抗滑表层技术的关键点 （一）增强山区公路养护效果 由于山区公路上下坡路较长，最长超过10km，且整个道路较为狭窄，故而增加了山区公路养护难度。比如我国青藏公路、西兰公路等，因其地势险要，所以针对此区域的养护工作一直都是重要难题。而水性环氧树脂乳化沥青超薄抗滑表层技术的出现无疑为山区公路的养护工作带来了新的希望[1]。

橡胶粉改性沥青

橡胶粉改性沥青定义及特点橡胶粉改性沥青定义 橡胶粉改性沥青（Asphalt Rubber,简称AR）是一种新型的优质复合材料。他在重交沥青与废旧轮胎橡胶粉和外加剂的共同作用下，橡胶粉通过吸收沥青中的树脂，烃类等多种有机质，经过一系列的物理和化学变化，是胶粉湿润，膨胀，粘度增大，软化点提高，并兼顾了橡胶和沥青的粘性，韧性，弹性，从而提高了橡胶沥青的路用性能。 “橡胶粉改性沥青”是指把废旧轮胎制成的胶粉，作为改性剂添加到基质沥青中，在一个专门的特殊设备中，经高温、添加剂和剪切混合等一系列作用制成的黏合材料。 橡胶粉改性沥青的改性原理是轮胎橡胶粉粒在充分拌合的高温条件下与基质沥青充分熔胀反应形成的改性沥青胶结材料。橡胶粉改性沥青对基质沥青的使用性能有很大的改善，且优于目前常用的改性剂SBS、SBR、EV A等制成的改性沥青。鉴于它优良的使用性能和对环保的巨大贡献，有专家预言：橡胶粉改性沥青有望取代SBS改性沥青。橡胶粉改性沥青的特点 用于改性沥青的橡胶是具有高弹性的高聚物,在基质沥青中加入硫化胶粉,能达到甚至超过苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物改性沥青同样的效果。胶粉改性沥青的特点包括: 2.1、针入度减小,软化点提高,黏度增大,说明沥青高温稳定性提高,对夏季行车的路面车辙、推挤现象有改善。 2.2、温度敏感性降低。在温度较低时,沥青变脆使路面发生应力开裂;在温度较高时,路面变软,受承载车辆作用而变形。而用胶粉改性后,沥青的感温性得到改善,抗流动性提高,橡胶粉改性沥青的黏度系数大于基质沥青,说明改性后的沥青有较高的抗流动变形能力。 2.3、低温性能得到改善。胶粉可提高沥青的低温延度,增加沥青的柔韧性。 2.4、黏附性增强。由于石料表面黏附的橡胶沥青膜厚度增加,可提高沥青路面抗水侵害能力,延长路用寿命。 2.5、降低噪声污染。 2.6、增加车辆轮胎与路面的抓着性,提高行驶安全。 2橡胶粉改性沥青设备介绍配备进口高速剪切胶体磨（与美国壳牌公司使用的胶体磨相同）， 胶体磨沿径向有多层刀齿，转子和定子相互咬合，从而使聚合物在刀齿周围平面部位被高速研磨，在刀齿侧棱处被高速剪切。 具有独特的“内齿型”结构，专利设计，适合加工各种聚合物改性沥青、改性乳化沥青和普通乳化沥青。与同类产品相比，效率更高。其具有的“一次剪切研磨合格”功能，保证了超强的生产能力，被誉为“超级磨”。 胶体磨工作原理 原理图 （1）独特内齿型设计胶体磨，转盘与定盘相互咬合，沥青混合物通过胶体磨的转盘与定盘的高速运转实现研磨和剪切。 （2）磨盘按径向分布有多层刀齿，可形成环流和径向流实现多次剪切和研磨。 （3）转盘磨齿顶端平面与定盘磨齿底平面，及4个磨齿侧交汇面完成高速研磨。转盘与定盘8条磨齿侧棱完成高速剪切。 （4）胶体磨以3000转/分的速度高速旋转，研磨区内流体的方向和瞬间速度不断改变，导致流体在受高速剪切的同时被高速研磨。 （5）沥青混合物在从中心甩向磨盘边缘的过程中，按螺旋S型路径运动，加大了进行路径的长度，增加了剪切和研磨时间及次数，被多次的重复剪切和研磨。分子间剧烈摩擦、挤压、揉搓和撕裂，使分子链断裂，并使沥青混合物分子很好地重新分布并结合。从而使改性剂在稳定剂的化学作用下在沥青中形成稳定的网络结构。 胶体磨性能优势 （1）专利设计，内齿结构，体积小，耗能低；电机功率仅55KW。 （2）进口部件，独特抗腐蚀抗磨耗材料，保证寿命20万吨以上。 （3）胶体磨电机采用变频器控制，电流冲击小，转速可调。 （4）胶体磨间隙可在0.1~5mm范围内调整。 （5）可使浓度高达20%的SBS、SBR、EV A、PE及废橡胶粉等各种聚合物沥青一次过磨成功。 （6）一次性剪切研磨后聚合物最小粒径可达0.1um，剪切研磨能力是普通胶体磨的4-10倍，大大缩短沥青在高温状