非固化橡胶沥青防水涂料施工后可保持一定的蠕变性,与混凝土基面形成皮肤式防水,既具有高蠕变可修复性,又在涂卷复合防水层中起着承上启下的作用,保证了防水层的长期耐久性[1]。但非固化橡胶沥青防水涂料在实际施工过程中需要高温加热,且在使用过程中会产生沥青烟雾,对环境和人体造成伤害。喷涂速凝型水性非固化橡胶沥青防水涂料既可保证涂料的粘结性及环保性,又能缩短涂料成膜时间、提高施工效率。有研究结果表明,采用高分子脂肪族烷烃与70#石油沥青制备改性乳化沥青,再与丁苯胶乳复配得到的水性非固化橡胶沥青防水涂料,性能符合T/CWA211—2022的要求,在此基础上制得的喷涂速凝型水性非固化橡胶沥青防水涂料性能良好,施工效率高。改性乳化沥青可用作微表处的粘结材料,也可用在粘层、透层、表面处治或贯入式路面。北京微表处丁苯胶乳共同合作
丁苯胶乳性能优异,应用领域广,道路工程和电池为其新兴应用领域。在道路工程领域,丁苯胶乳可用作沥青改性剂重要原材料,主要用于制备各种喷洒型、拌合型用的改性乳化沥青,同时也用于桥面、屋面防水涂料等工程;在电池领域,以丁苯胶乳为基材制备的SBR粘结剂,应用于锂离子二次电池负极水性粘结材料,具有高粘结强度、解决膨胀、改善循环性能、降低内阻等特点,占据了锂离子电池主要生产成本。在下游需求拉动下,我国丁苯胶乳市场规模不断扩大。天津丁苯胶乳生产丁苯胶乳的耐热和耐老化性能比天然胶乳高,但其物理机械性能次于天然胶乳。
作为一种橡胶类改性剂,SBR可制备成胶乳状,且制备工艺简单,将其应用于乳化沥青时便于乳化操作,也是目前乳化沥青常用的改性材料。SBR胶乳改性乳化沥青的各项指标均好于普通乳化沥青,其中低温性能的提升比较明显。并且SBR在改性过程中主要为物理改性,与其他改性剂配合使用时具有较佳的相容性,比如纳米高分子材料、各类树脂类材料、非高分子类材料等,经试验证明具有良好的复合改性效果。在选择改性剂时需要充分考虑到该类型改性剂是否便于乳化操作、在较低温度下能否分散并稳定存在于沥青乳液体系中。综合各类改性剂的特点,以便获得性能更加良好的改性乳化沥青。
普通乳化沥青存在一些不足之处,如:温度敏感、易老化等。为了改善这些不足,需要对沥青进行改性。改性乳化沥青既可在常温下喷洒使用,用于粘结层、封层和透层,不仅能节省沥青的用量,还拥有很好的耐疲劳性、抗湿滑和低温抗裂性能;又可以和石料相拌合,用在稀浆封层、碎石封层和微表处等养护工艺,能够明显的改善路面的松散、开裂、车徹、老化等常见损害;还可以用于表面处处治、冷再生和尘土处理,改善道路状况。改性乳化沥青在各种等级路面建造、维修、养护中的应用能够快速提高修建速度、降低劳动强度、降低工程成本、较少污染、保护环境、节约能源。根据聚合温度的不同,丁苯胶乳可以分为高温聚合(50℃)和低温(5℃)聚合两种。
SBR是以丁二烯和苯乙烯为单体且通过共聚反应合成的聚合物材料,其中中存在一个C=C不饱和双键,致使SBR能够进行加成或取代反应,通过使用交联剂,使得SBR分子中的不饱和双键发生反应而形成交联的网状结构,使得橡胶有足够好的强度和弹性。因此,可利用交联剂对SBR改性沥青进行交联改性,从而达到提升改性沥青粘韧性的目的。随着交联剂加入量增加, 改性沥青软化点升高,可以满足SBR II-A改性沥青软化点指标的技术要求。改性沥青体系中添加交联剂,针入度降低和延度增加,但是,交联剂加入量的增加对针入度和延度性质影响不明显,有试验表明,随着交联剂加入量增加,改性沥青粘韧性和韧性增加幅度逐渐变缓。高固含量的阳离子SBR胶乳是目前微表处技术中改性乳化沥青应用较普遍的一种改性剂。微表处丁苯胶乳共同合作
加入SBR胶乳后,沥青的温度敏感性下降,克服了沥青冷脆热流的缺点,使沥青性能得到明显改善。北京微表处丁苯胶乳共同合作
相容性在热力学上是指两种或多种物质按任意比例形成均相体系的能力。但实际能够完全互溶的两种或两种以上的物质极少,因此其在道路工程上只要聚合物改性剂微粒不产生分层、凝聚就可以认为相容性良好。改性剂与基质沥青的配伍性决定了与基质沥青的相容性。沥青组成不同,其胶体结构也就不同,基质沥青中油分和芳香分的含量愈高,那么聚合物由于相似相容原理就愈容易在沥青中溶胀和分散,相反,如果沥青质含量高,溶胀分散就会很困难。当改性剂的溶胀程度愈高时,改性剂的溶胀网络就越容易形成,就能有效地限制了基质沥青的流动。北京微表处丁苯胶乳共同合作