復(fù)合改性瀝青密封膠的組成優(yōu)化及性能研究

夏慧蕓 楊浩田 盧昌杰 宋莉芳 牛艷輝

（長安大學 材料科學與工程學院，陜西 西安 710064）

瀝青路面在服役過程中由于材料老化、車輛荷載和氣候環(huán)境等影響，經(jīng)常會出現(xiàn)裂縫病害，如不能得到及時修復(fù)，雨水極有可能侵入基層，降低基層承載力，甚至對道路整體結(jié)構(gòu)造成損壞，極大地縮短道路使用壽命。和其他密封膠相比，改性瀝青類密封膠具有易施工和成本低等優(yōu)點，已被廣泛應(yīng)用于裂縫修補［1-2］。但該材料在修補后長期暴露于自然環(huán)境當中，受到紫外線、高溫和氧氣的交互作用導致其發(fā)生老化現(xiàn)象，如黏結(jié)性、耐老化性和柔韌性變差，從而影響其修補效果。因此，如何提高瀝青類密封膠的黏結(jié)性、柔韌性和耐老化性是裂縫修補材料急需解決的關(guān)鍵問題之一［3-4］。

瀝青改性類密封膠主要由基質(zhì)瀝青、膠粉、各種聚合物、軟化劑、填料等組成［5-6］。廢舊膠粉（CR）改性瀝青具有良好的抗變形和抗裂能力。但CR與瀝青的相容性較差，且CR的耐高溫性不佳，從而縮短了CR改性瀝青的使用壽命［7-9］。此外，由于CR吸收瀝青的輕組分發(fā)生溶脹，因密封膠的流動性降低，實際使用效果受到影響［6］。苯乙烯-丁二烯-苯乙烯（SBS）是目前應(yīng)用較成熟的改性劑，由于SBS在瀝青內(nèi)部交聯(lián)，形成穩(wěn)定的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，使得改性瀝青兼具耐高溫性和高彈性，但仍存在耐久性差的問題［10-12］。

以Si—O—Si形成的硅橡膠材料具有優(yōu)異的耐候性、耐高低溫性能和防水性能［13］，已被用于裂縫修補。如美國Rashed［14］研發(fā)出一種有機硅改性瀝青膠黏劑，應(yīng)用于裂縫防水，大大提高了與瀝青基層的粘結(jié)強度。Al-ani［15］研究了硅橡膠改性瀝青的性能，與對照組相比，硅橡膠的改性不僅增加了馬歇爾穩(wěn)定性、空隙率，而且提高了瀝青混合料的柔韌性。Akbulut等［16］制備并研究了硅橡膠改性瀝青的性能，發(fā)現(xiàn)硅橡膠最佳摻量為3%，且改性瀝青的柔韌性和耐久性都得到大幅提升。熱塑性硫化硅橡膠（TPSiV）是硫化硅橡膠顆粒分散在聚氨酯基體中形成的具有“海-島”結(jié)構(gòu)的有機硅彈性體，皆具聚氨酯和硅橡膠的性能，因此TPSiV具有良好的耐高低溫性、耐磨性、柔韌性、耐紫外光、黏結(jié)性和耐化學品特性，預(yù)期這些特點可以彌補SBS/CR復(fù)合改性瀝青密封膠性能的不足［17-18］。

綜上，本研究通過添加TPSiV、SBS和CR，制備一種具有優(yōu)異高溫穩(wěn)定性和柔韌性的環(huán)保道路瀝青密封膠，在利用廢橡膠制品的同時進一步發(fā)揮TPSiV的優(yōu)異性能。采用軟化點、錐入度、延度和黏度等指標對改性瀝青密封膠的穩(wěn)定性、高低溫性能、黏結(jié)性等方面進行了評價，最后利用掃描電子顯微鏡（SEM）和紅外光譜對密封膠進行了微觀表征。

1 實驗材料

1.1 實驗原材料

基質(zhì)瀝青：海韻牌90#道路石油瀝青由山東京博石油化工有限公司生產(chǎn)，作為路面密封膠的基質(zhì)瀝青。試驗過程參照《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規(guī)程標準試驗方法》（JTG E20—2011）。基質(zhì)瀝青的技術(shù)指標見表1。

線性SBS購自岳陽巴陵石化有限公司，型號為1301-1（YH791H），S/B嵌段比為30/70。CR購自中國陜西宏瑞橡膠有限公司，粒徑分別為20、40、60和80目。TPSiV購自美國道康寧公司，型號為4000-60A，基體為型聚氨酯，技術(shù)指標見表2。穩(wěn)定劑為硫磺，軟化劑為FEO，填料為硬脂酸改性納米重質(zhì)CaCO3。

表2 TPSiV基本技術(shù)指標Table 2 Basic technical specifications of TPSiV

1.2 復(fù)合改性瀝青密封膠的制備

首先用液氮將TPSiV淬冷后通過粉碎機粉碎10 min，再用標準篩篩分，得到最大粒徑為0.16 mm的破碎顆粒，將抽出油加入到粉碎后的TPSiV顆粒，高速剪切并在140 ℃條件下保溫30 min得到TPSiV改性劑。

改性瀝青密封膠的制備工藝如下：①溫度保持140 ℃，將250 g 90#基質(zhì)瀝青加熱至流體狀態(tài)；②加入TPSiV改性劑，溫度保持190 ℃，采用高速剪切機5 000 r/min剪切60 min；③將SBS和膠粉先后加入瀝青中，保持溫度為180 ℃，以5 000 r/min剪切60 min；④加入硫磺穩(wěn)定劑，先高速剪切5 min分散均勻，之后低速攪拌反應(yīng)25 min；⑤向上述樣品中添加CaCO3顆粒，溫度控制在160 ℃，以4 000 r/min的剪切速度剪切60 min；⑥在170～180 ℃烘箱中發(fā)育180 min，制備得到硅橡膠改性瀝青密封膠，制備工藝流程如圖1所示。

圖1 硅橡膠改性瀝青密封膠制備工藝流程Fig.1 Preparation process of silicone rubber modified asphalt sealant

1.3 試驗方案

本研究的改性瀝青密封膠基礎(chǔ)配方SBS∶TPSiV∶CR∶CaCO3∶FEO質(zhì)量比為5∶3∶20∶5∶3，分別研究了SBS摻量、TPSiV摻量、CR粒徑以及CR摻量對改性瀝青密封膠軟化點、錐入度、5 ℃延度、彈性恢復(fù)率和黏度的影響。選取SBS摻量為瀝青質(zhì)量的1%、2%、3%、4%和5%，TPSiV摻量為瀝青質(zhì)量的1%、2%、3%、4%和5%，CR粒徑為20、40、60和80目，CR摻量為瀝青質(zhì)量的16%、18%、20%、22%和24%，通過對比性能與成本確定CR粒徑和SBS、TPSiV以及CR最佳摻量。最終通過全套加熱型密封膠指標驗證，得到TPSiV改性瀝青密封膠配方，具體試驗中各組分摻量配比如表3所示。

表3 密封膠配比方案優(yōu)化Table 3 Optimization of sealant ratio scheme份

本研究共制備單組分硅橡膠改性瀝青、TPSiV/SBS/CR復(fù)合改性瀝青密封膠和抽出油處理TPSiV后的TPSiV/SBS/CR復(fù)合改性瀝青密封膠3種樣品，對離析軟化點進行了測試，并對比研究了3種樣品的熱儲存穩(wěn)定性。

通過SEM和紅外光譜測試TPSiV顆粒和硅橡膠復(fù)合改性瀝青密封膠的微觀結(jié)構(gòu)以及與瀝青的相互作用。

2 實驗方法

2.1 密封膠路用性能

5 ℃延度和軟化點試驗方法參照《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規(guī)程》（JTG E20—2011）測試［19］。5 ℃延度表征的是改性瀝青在低溫條件下的變形能力、軟化點表征的是改性瀝青高溫性能。

錐入度、彈性恢復(fù)率、流動值和低溫拉伸根據(jù)路面加熱型密封膠（JT/T 740—2015）標準測試［20-21］。錐入度表征密封膠抗異物嵌入能力，彈性恢復(fù)率表征密封膠彈性性能，流動性表征密封膠的高溫性能，低溫拉伸同時表征密封膠低溫柔性和粘結(jié)性。

180 ℃黏度采用上海盛世慧科公司生產(chǎn)NDJ-1型旋轉(zhuǎn)黏度計，取適量瀝青放入試管中，試樣在180 ℃下進行黏度測試。采用3號轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)速為50 r/min。180 ℃黏度表征改性瀝青施工和易性。

2.2 密封膠熱儲存穩(wěn)定性

熱儲存穩(wěn)定性依據(jù)《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規(guī)程》（JTG E20—2019）中離析軟化點差進行測試，將熔融的瀝青倒入離析試管中，在163 ℃下放置48 h，然后立即置于-10 ℃條件下的冰箱中，保持溫度靜置4 h，設(shè)置溫度要求在（-6±5） ℃，將離析管剪成3等分，取頂部和底部的試樣測試軟化點［22］。

2.3 密封膠微觀結(jié)構(gòu)表征

為了分析硅橡膠與瀝青的相容性，本研究選用掃描電鏡（SEM）對淬冷破碎TPSiV顆粒進行微觀表征，分析TPSiV整體形狀與表面形貌。掃描電鏡設(shè)備為日本天美公司的日立SU8000。

采用德國 Zeiss 公司生產(chǎn)的 Axiovert 200型熒光顯微鏡對TPSiV單組分改性瀝青以及硅橡膠復(fù)合改性瀝青的微觀形貌進行觀察，以藍光為激發(fā)光源。通過加熱法制備樣品，先將瀝青加熱至流動狀態(tài)，滴加一滴改性瀝青到載玻片，加載蓋玻片，在160 ℃下加熱3 min，室溫冷卻至固態(tài)。

利用傅里葉紅外光譜儀（FTIR）探究TPSiV改性前后瀝青中官能團的變化，根據(jù)FTIR實測結(jié)果，對比官能團區(qū)和指紋區(qū)特征官能團變化，分析改性材料與瀝青有無新化學鍵形成。

3 結(jié)果與討論

3.1 TPSiV/CR/SBS復(fù)合改性瀝青密封膠性能的影響因素

3.1.1 SBS摻量

保持TPSiV、CR、FEO和CaCO3摻量分別為3%、20%、3%和5%，改變SBS 添加量為1%、2%、3%、4%和5%時制備得到5種密封膠材料，并依據(jù)JT/T 740—2015規(guī)范測試其各項性能指標。

由圖2和圖3可知（圖3中m表示質(zhì)量比），軟化點、5 ℃延度、彈性恢復(fù)率和黏度均隨SBS含量增加而增大，僅有錐入度呈現(xiàn)先增大后減小的變化規(guī)律。當SBS摻量為1%，軟化點為63 ℃，錐入度為45.3（0.01 mm），5 ℃延度只有7.5 cm，彈性恢復(fù)率為43.8%，黏度為602 mPa·s。當SBS摻量增大至2%時，軟化點提高了9.8%，5 ℃延度為17.5 cm，增大了233.3%，黏度和彈性恢復(fù)率分別提高18.9%和12.1%。摻量從2%增大至5%時，軟化點、5 ℃延度、彈性恢復(fù)率和黏度隨摻量增加而增加，錐入度減小，當SBS摻量為5%時，軟化點、5 ℃延度、黏度、彈性恢復(fù)率達到最大值，錐入度較小，具有較好的抗變形能力。

圖2 SBS摻量對密封膠各項性能的影響Fig.2 Effect of SBS dosages on properties of sealant

圖3 SBS摻量對密封膠黏度的影響Fig.3 Effect of SBS dosages on sealant viscosity

SBS摻量由1%增加至2%時，改性瀝青各項指標均有改善。可能是由于SBS用量較小時，交聯(lián)點較少無法形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，隨著SBS摻量繼續(xù)增加，交聯(lián)點增加，三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)越來越致密，增加了瀝青分子間的黏聚力，分子在受熱時相對運動受阻，使得改性瀝青的黏度和硬度越來越大；同時SBS分子中的聚丁二烯（PB）作為柔性分子鏈，使得改性瀝青獲得良好的低溫韌性。根據(jù)JT/T 798—2019（路用廢胎膠粉橡膠瀝青規(guī)范）［23］，一種合格的橡膠復(fù)合改性瀝青，黏度需要控制在1 500～4 000 mPa·s之間，滿足要求的僅有5%SBS的復(fù)合改性瀝青，綜合性能和成本選擇5%SBS作為最佳摻量。

3.1.2 TPSiV摻量

TPSiV作為一種硅橡膠，加入到復(fù)合改性瀝青中，預(yù)期能夠提高其高低溫性能、黏結(jié)性和耐老化性。保持SBS、CR、FEO和CaCO3摻量分別為5%、20%、3%和5%，通過在復(fù)合改性瀝青中添加1%、2%、3%、4%和5%的TPSiV，測試相應(yīng)的路用性能，研究硅橡膠對性能的影響以及最合適的摻量。

由圖4和圖5可知，軟化點、錐入度和黏度總體呈先減小后增大的趨勢，而5 ℃延度和彈性恢復(fù)率變化規(guī)律相反，先增大后減小。軟化點浮動范圍為87～92 ℃，表明TPSiV對高溫性能的影響較小。當硅橡膠含量為3%時，軟化點和黏度最小，5 ℃延度、錐入度和彈性恢復(fù)率達到最大值。這是由于硅橡膠在3%時形成最佳的交聯(lián)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，柔韌性和低溫性能達到最優(yōu)，高溫性能良好，表現(xiàn)為錐入度、5 ℃延度和彈性恢復(fù)率最高。TPSiV組分中的聚氨酯可能與基質(zhì)瀝青和CR中的活性物質(zhì)產(chǎn)生物理和化學作用，含量較低時提高了TPSiV、CR與瀝青的相容性；如摻量過高，TPSiV發(fā)生團聚，造成應(yīng)力集中，使得瀝青柔韌性下降，而且TPSiV自身為大分子聚合物，阻礙瀝青分子運動，提高了瀝青的黏度［25］。綜合成本和性能，3%為較合適的硅橡膠摻量。

圖4 TPSiV摻量對密封膠各項性能的影響Fig.4 Effect of TPSiV dosages on properties of sealant

圖5 TPSiV摻量對密封膠黏度的影響Fig.5 Effect of TPSiV dosages on sealant viscosity

3.1.3 CR粒徑

按照橡膠改性瀝青制備工藝，制備CR單組分改性瀝青，選擇的膠粉粒徑分別是20、40、60和80目，摻量為16%，測試其相關(guān)性能。

由圖6可知，隨著膠粉目數(shù)增加（粒徑減?。尸F(xiàn)密封膠軟化點升高、而錐入度和5 ℃延度下降的規(guī)律。膠粉目數(shù)由20目提高到40、60和80目，軟化點增量分別為10.6%、13.7%和19.6%，80目軟化點最高，為61 ℃，錐入度減量分別為2.3%、5.7%和11.1%，80目錐入度最小，為65.3（0.01 mm），5 ℃延度減量分別為0.6%、19.8%和20.5%，20目5 ℃延度最好，為15.1 cm；可以看出，20目和40目5 ℃延度基本相等，60和80目5 ℃延度基本相等。這是由于隨著目數(shù)增加（粒徑減?。?，膠粉顆粒比表面積增加，膠粉更容易吸收輕質(zhì)組分，并與瀝青其他組分產(chǎn)生相互作用，因此軟化點上升，錐入度下降，但同時強的相互作用限制瀝青分子運動，分子塑性降低，使得延度發(fā)生下降［26］。

圖6 CR粒徑對密封膠各項性能的影響Fig.6 Effect of the particle size of CR on the properties of sealant

綜上，20目與40目相比，兩者成本相同，選擇高溫性能較優(yōu)的40目；60目和80目相比，盡管80目高溫性能較好，但考慮成本選擇60目；40目與60目相比，成本相同，40目低溫性能較優(yōu)，60目高溫性能較優(yōu)，由于密封膠對于低溫性能要求較高，因此選擇低溫性能較好的40目。

3.1.4 CR摻量

保持SBS、TPSiV、FEO和CaCO3摻量分別為5%、3%、3%和5%，在改性瀝青中分別加入16%、18%、20%、22%和24%的廢舊膠粉，測試軟化點、錐入度、5 ℃延度、彈性恢復(fù)率和黏度，確定其合適摻量。

由圖7和圖8可知，軟化點、錐入度、5 ℃延度和彈性恢復(fù)率呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢，黏度隨著摻量增大而增大，且各摻量均滿足旋轉(zhuǎn)黏度指標要求，在22%膠粉摻量時軟化點達到最大值，在20%時5 ℃延度、錐入度和彈性恢復(fù)率達到最大值。

圖7 CR摻量對密封膠各項性能的影響Fig.7 Effect of CR dosages on the properties of sealant

圖8 CR摻量對密封膠黏度的影響Fig.8 Effect of CR dosages on sealant viscosity

CR摻量在16%～22%范圍內(nèi)時，隨CR摻量增加交聯(lián)點增加，使得膠粉網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)更加致密，各項性能都有所改善。CR摻量在22%時，由于CR、TPSiV和SBS協(xié)同作用，使軟化點達到最高，為93 ℃，錐入度較小，為59.1（0.01 mm），5 ℃延度和彈性恢復(fù)率較好，分別為32.9 cm和68.4%。摻量繼續(xù)增加，瀝青中輕質(zhì)組分不足，膠粉無法充分吸油溶脹，以團聚形式存在，使得交聯(lián)網(wǎng)狀存在更多的薄弱點，阻礙瀝青分子運動，造成體系黏度過大不能充分分散，導致軟化點、5 ℃延度和彈性恢復(fù)率下降，錐入度和黏度增加［27］。因此選擇22%作為最佳摻量。

3.2 TPSiV/CR/SBS改性瀝青密封膠配方的確定

根據(jù)硅橡膠復(fù)合改性瀝青各主組分對密封膠性能的影響規(guī)律，以密封膠的軟化點指標要求≥80 ℃為標準，選出9組密封膠的初配方。為了探究硅橡膠對黏結(jié)性的影響，將SBS/CR復(fù)合改性瀝青作為對照組，共計10組配方。

依據(jù)JT/T 740—2015路面加熱型密封膠規(guī)范，對上述10組密封膠各項性能進行測試，測試結(jié)果如表4所示。

表4 密封膠指標及10種初配方的路用性能Table 4 Sealant index and 10 kinds of initial formula road performance

由表4可知，與對照組相比，在加入TPSiV后低溫拉伸通過，說明TPSiV提高了密封膠的黏結(jié)性和柔韌性。對比各項路用指標，滿足規(guī)范要求的硅橡膠復(fù)合改性密封膠共7組配方，其中高溫型3種，普通型6種。密封膠配方SBS∶TPSiV∶CR∶CaCO3∶FEO質(zhì)量比為5∶3∶22∶5∶3時，與其他6組密封膠相比，其柔韌性、黏結(jié)性和高低溫性能最為優(yōu)異，同時滿足高溫型和低溫型指標要求，因此作為最佳配方。

3.3 TPSiV/SBS/CR改性瀝青密封膠的儲存穩(wěn)定性

硅橡膠表面能較低，與瀝青相容性較差，因此非常有必要對TPSiV改性瀝青的穩(wěn)定性進行研究。采用離析軟化點對硅橡膠改性瀝青密封膠的儲存穩(wěn)定性進行了研究。

表5示出了TPSiV預(yù)先經(jīng)抽出油處理（樣品1）和未處理（樣品2）時制得的密封膠樣品的離析軟化點，并將其與單組分硅橡膠改性瀝青（樣品3）進行了對比。根據(jù)《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規(guī)程》（JTG E20—2019）規(guī)范，各樣品頂部軟化點（Bt）、底部軟化點（Bb）、頂部和底部軟化點差值絕對值（ΔB），均滿足小于3 ℃的要求。

表5 離析實驗結(jié)果Table 5 Segregation test results

其中，樣品3（單組分硅橡膠改性瀝青）的ΔB僅為0.1 ℃，表明TPSiV單組分改性瀝青熱儲存穩(wěn)定性較好。對比樣品1和樣品2，TPSiV經(jīng)預(yù)處理后離析軟化點差，從2.6 ℃下降至2.0 ℃，表明復(fù)合改性瀝青的熱儲存穩(wěn)定性得到提高。這是由于TPSiV充分吸收抽出油后，橡膠大分子發(fā)生溶脹，體積增大，與瀝青的相容性增大，形成了有效的高分子網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，穩(wěn)定性提高。

3.4 TPSiV/SBS/CR改性瀝青密封膠的微觀表征

圖9為TPSiV顆粒冷凍破碎后的SEM照片。9（a）和9（b）分別為放大250倍和1 000倍的照片，可以看出，破碎后的TPSiV顆粒平均粒徑約為60 μm，顆粒表面粗糙多孔，有利于后期改性瀝青制備過程中與瀝青的粘附。當放大2 000倍（見圖9（c））和5 000倍（見圖9（d））時，發(fā)現(xiàn)TPSiV顆粒表面附著有大量粒徑約為60 μm的規(guī)則球形粒子，據(jù)文獻報道球形粒子組成主要為硅橡膠顆粒［24］。

圖9 淬冷破碎后TPSiV顆粒SEM照片F(xiàn)ig.9 SEM images of quenched and broken TPSiV particles

通過熒光顯微鏡進一步觀察硅橡膠在瀝青中的分散狀態(tài)和表觀形態(tài)，如圖10所示。圖10（a）和10（b）分別為單組分硅橡膠與復(fù)合改性硅橡膠瀝青放大2 000倍時的熒光顯微照片。

圖10 瀝青密封膠的熒光顯微結(jié)構(gòu)圖Fig.10 Fluorescence micrograph of asphalt sealant

通過觀察熒光顯微照片，可以發(fā)現(xiàn)TPSiV在瀝青中分散均勻，且自身與其他組分無團聚現(xiàn)象，這與離析軟化穩(wěn)定性結(jié)果相一致，證明TPSiV與瀝青熔融共混后相容性較好。綜上所述，TPSiV顆?？梢耘c瀝青進行熔融共混，且改性后分散性較好。

通過FTIR測試了基質(zhì)瀝青、TPSiV改性劑、CR/SBS改性瀝青和TPSiV/CR/SBS改性瀝青密封膠紅外光譜，如圖11所示。

圖11 紅外光譜結(jié)果Fig.11 Infrared spectral results

通過分析TPSiV改性劑特征峰，發(fā)現(xiàn)在1 717 cm-1附近出現(xiàn)較強的酯基C= = O特征吸收峰，3 330 cm-1和1 532 cm-1出現(xiàn)—NH基團特征吸收峰，1 270 cm-1為Si—C的吸收峰，1 104 cm-1為C—O—C特征吸收峰，對比發(fā)現(xiàn)1 104 cm-1的C—O—C吸收峰的強度明顯強于1 717 cm-1處C= = O吸收峰，可以推斷該聚氨酯為聚醚型聚氨酯［24］。1 604 cm-1出現(xiàn)苯環(huán)吸收峰，879、816、770、720 cm-1均出現(xiàn)了取代苯環(huán)的吸收峰，推測聚氨酯預(yù)聚體為芳香族異氰酸酯［28］。

對比CR/SBS復(fù)合改性瀝青和基質(zhì)瀝青，2 926 cm-1和2 860 cm-1處吸收峰為芳香環(huán)的C—H鍵的對稱和不對稱伸縮振動峰，1 600 cm-1處為環(huán)的伸縮振動吸收峰，1 456 cm-1和1 378 cm-1處為C—CH3和—CH2—中C—H鍵面內(nèi)伸縮振動吸收峰；在961 cm-1和698 cm-1出現(xiàn)SBS的特征吸收峰，其中698 cm-1為聚苯乙烯段苯環(huán)取代C—H鍵彎曲振動峰，而961 cm-1為苯乙烯和丁二烯中RCH= = CH2上C—H鍵的彎曲振動峰，表明SBS和CR成功引入。對比TPSiV改性劑、TPSiV/SBS/CR改性瀝青密封膠和SBS/CR復(fù)合改性瀝青的紅外光譜，發(fā)現(xiàn)官能團區(qū)的2 926、2 860和1 456 cm-1等吸收峰以及指紋區(qū)698 cm-1和961 cm-1等振動吸收峰明顯變?nèi)?；同時TPSiV改性劑在1 717 cm-1的C= = O特征吸收峰在改性后消失，說明TPSiV改性劑中聚氨酯的氨基甲酸酯基團可能與改性瀝青中的活性物質(zhì)發(fā)生加成反應(yīng)［28-29］。綜上，TPSiV/CR/SBS改性瀝青密封膠中化學改性與物理改性同時存在。

4 結(jié)語

本研究通過高速剪切法制備TPSiV/SBS/CR復(fù)合改性瀝青密封膠，分析了其路用性能、熱存儲穩(wěn)定性和微觀結(jié)構(gòu)，得出結(jié)論如下：

（1） SBS溶脹形成的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，使得改性瀝青的高溫性能顯著提高，同時提高了低溫性能和彈性恢復(fù)率，SBS含量增加交聯(lián)點增加，瀝青分子運動阻力增大，高溫黏度也隨著含量的增加而增加，考慮成本和性能確定SBS最佳摻量為5%。

（2） TPSiV可以提高瀝青高低溫性能和柔韌性，且TPSiV最佳摻量為3%，此時柔韌性最佳，黏度最小。而180 ℃黏度有先減小后增大的變化規(guī)律，推測TPSiV含有的聚氨酯能夠與瀝青中的活性成分反應(yīng)，提高了各組分硅橡膠復(fù)合改性瀝青密封膠的相容性，但自身為大分子聚合物，含量較高時黏度增加。

（3） 綜合考慮成本性能，粒徑可以選擇40目或60目，40目低溫性能較好，60目高溫性能較好，但由于密封膠對低溫性能要求較高，所以選擇低溫性能較好的40目。

（4） 廢舊膠粉主要影響密封膠高溫性能，而低溫性能影響較小，高溫黏度隨含量增加而增加，摻量過大時，廢舊膠粉無法充分溶脹，存在游離的團聚膠粉顆粒，且存在應(yīng)力集中，造成整體性能下降。CR最佳摻量為22%。

（5） 通過加熱型密封膠規(guī)范指標驗證，最終得到7種密封膠配方，得到加熱型密封膠最佳配方為SBS∶TPSiV∶CR∶CaCO3∶FEO質(zhì)量比5∶3∶22∶5∶3，且發(fā)現(xiàn)TPSiV提高了密封膠的高低溫穩(wěn)定性、黏結(jié)性和柔韌性。

（6） TPSiV、SBS、CR對密封膠性能具有協(xié)同作用，制備出的硅橡膠復(fù)合改性瀝青，綜合了各組分的優(yōu)異性能，使得密封膠具有優(yōu)異的高低溫性能、黏結(jié)性和柔韌性，可滿足路面裂縫修補要求。

（7） 淬冷破碎后的TPSiV顆粒具有粗糙的表面結(jié)構(gòu)，有利于瀝青粘附；TPSiV顆粒預(yù)溶脹處理后，提高了密封膠的熱儲存穩(wěn)定性，通過熒光顯微鏡觀測，發(fā)現(xiàn)TPSiV與瀝青具有良好的相容性。FTIR結(jié)果表明，TPSiV中的聚氨酯類型是聚醚型，且TPSiV/CR/SBS改性瀝青密封膠中化學改性與物理改性同時存在。