摘  要：介绍了道桥用弹性体改性沥青防水卷材的研制过程及产品的性能特点；

关键词：道桥；弹性体改性沥青；防水卷材


近年来，随着我国道桥防水技术的迅速发展，大量的道桥专用防水材料得到了应用。其中塑性体（APP）改性沥青防水卷材就以优异的道桥防水性能成为道桥防水的首选材料，但塑性体（APP）改性沥青防水卷材的低温性能限制了其在严寒地区的推广应用。针对这种情况我们研制开发了道桥用弹性体（SBS）改性沥青防水卷材。该防水卷材除具有普通SBS改性沥青防水卷材的特点外，还具有高耐热、耐碾压、抗剪切及粘结性好等特点，特别适合我国北部气候严寒地区的道桥防水使用。

1 产品开发

SBS的特性决定了SBS改性沥青很难达到道桥用改性沥青防水卷材的耐热及抗碾压等性能要求，但这一点可通过SBS复合共混改性技术得以改变。添加的辅助改性剂必须具备以下四个条件：

l）与聚苯乙烯相相容性好，可使聚苯乙烯相的体积分率增加，适当增加产品硬度，但其玻璃化转变温度接近或高于聚苯乙烯的玻璃化转变温度，这样才能提高改性沥青的耐热性能；

2）与聚丁二烯相相容性差，使聚苯乙烯相的体积分率降低，改性沥青更加柔软，进而影响改性沥青的耐热性、低温柔韧性及粘结性；

3）加工性能好，能有效降低改性沥青的高温粘度，增加改性沥青的高温流动性，同时又能提高改性沥青的硬度，使卷材具有耐碾压性；

4）辅助改性剂的用量必须达到形成连续相，这样才能使共混物具有第三相聚合物的性质，但也不能过量，否则最终会影响改性沥青的弹性和低温柔韧性。

通过优选，我们采用两种聚合物组成辅助改性剂，达到了上述条件。

SBS按结构分线型和星型两种，两种结构的SBS对改性沥青的性能影响很大。由于星型结构有以下优点：1）耐热性和弹性模量较线型的高；2嵌段排列规整，物理交联区域大，高温下抗张强度下降趋势较线型的弱；3）分子结构的多臂化使熔体的流动性较线型的好，因此我们选用星型SBS作为主改性剂。

同时，如果改性剂与沥青的相容性不好，随着时间的推移，SBS和沥青会逐渐发生相转移，影响卷材的性能。因此我们选择了芳香分适中、沥青质含量较低、环烷成分较高、与SBS改性剂相容性较好的沥青，以取得最佳改性效果。

1．1 主要原材料及产地

基质沥青：AH－90，中海沥青股份有限公司，其性能见表1；

表1 基质沥青的性能

改性剂：SBS YH802，岳阳石化；

辅助改性剂：由两种聚合物复配而成；

助溶剂：环烷油，北京；

填料：180目，山东莱州；

胎基：250 g／m2，上海佳斯迈威。

1．2 配方设计

  配方设计的关键是突出耐热性能，它主要决定于SBS和辅助改性剂的添加量。对此我们采用正交试验的方法，经过反复的性能对比试验、工艺可行性研究，并对试验数据进行系统分析，最终确定了最佳工艺配方的范围，见表2。

表2 参考配方

 

1．3 生产工艺        

生产道桥用弹性体（SBS）改性沥青防水卷材与普通SBS改性沥青防水卷材的生产工艺基本一致，主要区别在于工艺温度参数均有相应的调整。

1．3．1 改性沥青的制备

改性沥青的具体制备工艺如下：

1）AH－90＃重交道路沥青熔融脱水后计量、加入，升温至170～180℃；

2）依次加入配方量的增塑剂、SBS、辅助改性剂，投料时间控制在1 h左右；

3）控制温度在185±10℃范围内溶胀l～2 h，之后启动胶体磨进行倒罐研磨2～3遍，直到无肉眼可见小颗粒为止；

4）最后加入填料，高速搅拌30 mm以上，打入储存罐准备上线生产。

1．3．2 卷材成型工艺

道桥用弹性体（SBS）改性沥青防水卷材的成型生产按下列工艺流程和参数进行。

1）卷材成型工艺流程，见图1。



 

2）成型线主要工艺参数：

烘干机温度：140～180℃；

浸渍温度：190～200℃，

涂油温度：180～I90℃。

2 产品性能和特点

2．1 产品性能

依据道桥用改性沥青防水卷材标准JC／T974—2005对上述工艺生产的卷材进行性能检测，有关数据见表3。



 

表3数据说明：按以上工艺生产道桥用弹性体（SBS）改性沥青防水卷材的性能符合道桥用改性沥青防水卷材标准JC／T 974—2005的性能指标要求。

2．2 特点

道桥用弹性体（SBS）改性沥青防水卷材性能除具有普通SBS改性沥青防水卷材的特点外，还具有以下特点：

1）高耐热性能。由于采用SBS复合共混改性技术，卷材的耐热性能显著提高，能完全满足摊铺沥青混凝土时的高温要求。

2）优良的耐碾压性能。辅助改性剂的加入使卷材具有很好的硬度，进而提高了卷材的抗碾压性能，可承受震动载荷与水平载荷等碾压而不被破坏。这一点是普通SBS改性沥青防水卷材不具有的。

3）优异的抗剪切和粘结性能。辅助改性剂的引入使卷材具有更好的抗剪切和粘结性能，保证摊铺沥青混凝土时防水层不位移分层，杜绝高温下（摊铺沥青混凝土时）普通SBS改性沥青卷材易与基层粘结不牢的现象。

3 结语

1）我们开发的道桥用弹性体（SBS）改性沥青防水卷材具有优异的综合性能，且低温柔性及低温抗裂性较道桥APP改性沥青防水卷材更优，特别适合我国北部气候严寒地区的道桥防水使用。

2）道桥用弹性体（SBS）改性沥青防水卷材的应用尚属试验阶段，其产品的耐盐、耐碾压及抗剪切等道桥应用性能有待进一步试验证实。