道路石油瀝青種類(lèi)對(duì)橡膠瀝青性能的研究

陸秀云 浦曉東

摘 要：工業(yè)生產(chǎn)中，60℃布氏粘度和10℃延度是道路石油瀝青影響橡膠瀝青性能的兩個(gè)主要的技術(shù)指標(biāo)，可以作為橡膠瀝青工業(yè)生產(chǎn)調(diào)整配方的依據(jù)。

關(guān)鍵詞：橡膠瀝青、橡膠粉、道路石油瀝青

1 前言

2014年，我國(guó)汽車(chē)銷(xiāo)量將達(dá)到2500萬(wàn)輛，而廢舊輪胎的生產(chǎn)量也將超過(guò)了1100萬(wàn)噸。廢舊輪胎的主要成分是橡膠和炭黑，將廢舊輪胎制成橡膠粉，作為改性劑加入瀝青中，可以制成橡膠瀝青，應(yīng)用于道路建設(shè)，可以成為大量處理廢舊輪胎的有效途徑之一。

與改性瀝青相比，橡膠瀝青具有抗裂、抗滑、抗?jié)B、抗水損、降低噪音和延長(zhǎng)使用壽命等優(yōu)點(diǎn)。

影響橡膠瀝青性能的因素很多，可以分為兩類(lèi)：一是材料因素，主要是不同目數(shù)和來(lái)源的橡膠粉；不同型號(hào)和品牌的道路石油瀝青；二是加工工藝，主要是溫度和發(fā)育時(shí)間。

本文用工業(yè)生產(chǎn)裝置，以5種不同的道路石油瀝青為主要原料，經(jīng)過(guò)不同的發(fā)育時(shí)間，研究橡膠瀝青性能的差異性及其內(nèi)在規(guī)律。

2 實(shí)驗(yàn)

2.1 原料

（1）道路石油瀝青：5種不同型號(hào)和品牌的道路石油瀝青，主要技術(shù)指標(biāo)見(jiàn)表1。

（2）橡膠粉：大車(chē)輪胎30目橡膠粉。橡膠粉的物理、化學(xué)和顆粒組成技術(shù)指標(biāo)見(jiàn)表2。

2.2 檢測(cè)儀器

橡膠瀝青各項(xiàng)指標(biāo)檢測(cè)過(guò)程中所用儀器如表3。

2.2 橡膠瀝青的生產(chǎn)流程

橡膠瀝青工業(yè)生產(chǎn)流程，如圖1，生產(chǎn)過(guò)程中溫度的控制是關(guān)鍵。道路石油瀝青以適當(dāng)?shù)臏囟葘?dǎo)入反應(yīng)釜，通過(guò)上料機(jī)加入一定比例的橡膠粉，攪拌與自循環(huán)同時(shí)進(jìn)行，一段時(shí)間后，泵送至成品罐，繼續(xù)攪拌發(fā)育。從原輔料進(jìn)入反應(yīng)釜攪拌、膠體磨自循環(huán)的溫度；生產(chǎn)的半成品瀝青泵送至成品罐之間的溫度，控制在200℃ - 220℃之間；成品罐的溫度控制，一批次橡膠瀝青生產(chǎn)完畢后，成品罐的發(fā)育溫度不低于200℃。

2.3 工藝生產(chǎn)配比

以不同的道路石油瀝青為主要原料，以相同的配比，生產(chǎn)不同批次的橡膠瀝青。配比是：道路石油瀝青79.9%+橡膠粉20%+助劑0.1%。

3 試驗(yàn)結(jié)果分析

3.1 不同道路石油瀝青的基本性質(zhì)

采用了五種具有代表性的道路石油瀝青，其技術(shù)指標(biāo)見(jiàn)表1。

兩種是國(guó)產(chǎn)50#瀝青，兩種是國(guó)產(chǎn)70#瀝青，一種是進(jìn)口70#瀝青，其中有同一來(lái)源的國(guó)產(chǎn)XN瀝青，分別是50#和70#瀝青。從五種瀝青來(lái)看，10℃延度和60℃粘度是最具明顯區(qū)別的。從表中可以看出，60℃粘度數(shù)值越大，10℃延度就越小。

3.2 30目大車(chē)輪胎橡膠粉

橡膠粉的粒度一般在20～40目為好，橡膠粉的質(zhì)量應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)，見(jiàn)表2。在高溫狀態(tài)下，橡膠粉顆粒越細(xì)，越易在瀝青中混合、分散、溶脹，反應(yīng)時(shí)間縮短，但過(guò)細(xì)的橡膠粉在高溫瀝青中容易被消化或油化，可能使生產(chǎn)出的橡膠瀝青177℃粘度不大，隨發(fā)育時(shí)間加長(zhǎng)，粘度快速下降，不符合規(guī)范要求；同時(shí)細(xì)膠粉的生產(chǎn)成本比較高。

如果使用大粒徑的橡膠粉，存在顆粒過(guò)大導(dǎo)致在瀝青中難以溶脹分散的現(xiàn)象，在生產(chǎn)過(guò)程中，就可能由于粘度過(guò)大，無(wú)法泵送至成品罐，延長(zhǎng)生產(chǎn)的時(shí)間；也可能由于管道溫度過(guò)高使橡膠瀝青部分碳化，堵塞管道，使生產(chǎn)無(wú)法進(jìn)行。

3.3 橡膠瀝青的性能影響

分別以5種道路石油瀝青中加入同比例20%的橡膠粉，生產(chǎn)5批次橡膠瀝青。研究加入橡膠粉后，對(duì)5種不同的道路石油瀝青的改性的效果；橡膠瀝青性能之間的差異與道路石油瀝青的性質(zhì)是否有聯(lián)系。5組橡膠瀝青的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表4。

3.3.1 對(duì)不同道路石油瀝青的改性的效果

從表4的數(shù)據(jù)中可以看出，1#和2#的高溫性能最佳，軟化點(diǎn)高，177℃粘度相對(duì)較大；4#和5#相對(duì)而言，低溫性能比較好，5℃延度數(shù)值較大；而3#兩者兼顧?？梢詽M(mǎn)足不同區(qū)域，不同等級(jí)公路的需求。

3.3.2橡膠瀝青性能之間的差異與道路石油瀝青的性質(zhì)的聯(lián)系

從表4的橡膠瀝青A組數(shù)據(jù)，與對(duì)應(yīng)的道路石油瀝青相比，可以看出，軟化點(diǎn)升高，針入度變小。由B組數(shù)據(jù)可以看出，隨著發(fā)育時(shí)間的延長(zhǎng)，各組橡膠瀝青的25℃針入度變大，5℃延度延長(zhǎng)，177℃粘度減小，軟化點(diǎn)降低（第一組除外）。

5批次橡膠瀝青A、B兩組數(shù)據(jù)中，各指標(biāo)數(shù)據(jù)的對(duì)比，有一定的差異。A組對(duì)比：軟化點(diǎn)最高與最低，相差15℃；針入度最大與最小，相差29個(gè)單位；5℃延度最大和最小，相差9個(gè)單位。

B組對(duì)比：軟化點(diǎn)最高與最低，相差20℃；針入度最大與最小，相差32個(gè)單位；5℃延度最大和最小，相差10個(gè)單位。

同一工藝生產(chǎn)裝置，相同的配方，相同的工藝生產(chǎn)條件，不同的是原料瀝青，生產(chǎn)出5批次不同性能的橡膠瀝青。

結(jié)合表1和表4，可以看出一定的規(guī)律。道路石油瀝青指標(biāo)60℃越大，10℃延度越小，對(duì)應(yīng)生產(chǎn)的橡膠瀝青的軟化點(diǎn)越高，5℃延度較?。环粗嗳?。

結(jié)合表1和表4，同一配方：道路石油瀝青79.9%+橡膠粉20%+助劑0.1%，對(duì)于1#、2#和3#橡膠瀝青產(chǎn)品而言，是比較合適的配方；而對(duì)于4#和5#橡膠瀝青產(chǎn)品來(lái)說(shuō)，就有些不合適了，主要指標(biāo)軟化點(diǎn)比較低，長(zhǎng)時(shí)間發(fā)育25℃針入度比較大。根據(jù)不同道路石油瀝青的性質(zhì)，結(jié)合對(duì)應(yīng)橡膠瀝青性能的數(shù)據(jù)，調(diào)整生產(chǎn)配方，生產(chǎn)出適用客戶(hù)要求的產(chǎn)品。

4. 結(jié)論

4.1 同一工藝配方，60℃布氏粘度大和10℃延度較長(zhǎng)的道路石油瀝青，相應(yīng)生產(chǎn)出的橡膠瀝青的軟化點(diǎn)就高，5℃延度的數(shù)值較大。

4.2在一定溫度下，成品罐中橡膠瀝青，發(fā)育時(shí)間越長(zhǎng)，軟化點(diǎn)就降低，25℃針入度增大，5℃延度增大，177℃粘度減小。

4.3 道路石油瀝青的60℃布氏粘度和10℃延度是影響橡膠瀝青性能的兩個(gè)主要指標(biāo)，可以作為調(diào)整橡膠瀝青配方的依據(jù)。

參考文獻(xiàn)

[1]張宗輝.橡膠/SBS復(fù)合改性瀝青生產(chǎn)工藝分析[J].石油瀝青，2008，22（1）：39 – 44

[2]方屈，王金華，羅雪坤，薛明.橡膠瀝青性能影響因素研究[J].公路交通技術(shù)，2011，12