SBS改性沥青防水卷材原材料性能的探讨

SBS改性沥青防水卷材原材料性能的探讨 贾春芳 张胜远 江培科 杨香华 　　SBS改性沥青防水卷材的涂层材料，是以沥青为基料，在一定温度下添加SBS、增塑剂、填充料等经高温混熔而成。对SBS改性沥青防水卷材涂层材料的深化研究具有重要意义。 1　SBS的选择 1.1　SBS的结构 SBS分子由聚***链段－聚丁二烯链段－聚***链段镶嵌而成，SBS的结构嵌段比对涂层材料质量影响较大，按分子结构的不同，可分为线型和星型两大类型；根据组成的不同可划为充油胶和非充油胶两种。 1.2　SBS的性质 从微观形态看，SBS分子呈两相分离体系，互不相容，其中聚***链段（PS）为硬段，聚集成结晶相，构成微区，均匀分布在聚丁二烯链段（PB）为软段组成的连续相中；PB段微区为不连续相，由各分子的PS段聚集而成，使SBS具有物理交联作用。常温下PS自补效果好，材料强度高；PB段柔性优良，材料耐低温，橡胶性表现充分。 SBS分子微观上的两相分离和物理交联网状结构正是SBS呈现热塑性能的内在原因，也是生产控制和正确使用该产品的理论基础。因此选择SBS应掌握如下原则： (1)设备能力强、胶体磨性能好的生产厂家可选择星型结构、分子量较大的SBS。一般情况下线型、星型混合用，也不失是一种较好的选择。 (2)PS/PB塑性段与橡胶段的比例不同，SBS与沥青混溶的难易程度不一样。PS/PB为30∶70的比40∶60的要容易混溶，但是加工成型后的卷材偏软，外观硬度受一定影响。因此，夏季宜选择PS/PB嵌段比为40∶60的SBS；冬季宜选择PS/PB嵌段比为30∶70的SBS。 (3)熔体流动速率是决定加工难易程度的主要指标，一般卷材生产厂家不具备检测该项指标的仪器，应对供货厂家的质量保证单认真确认或提出要求。正常情况下，在规定的熔体流动速率指标范围内，应选中上限。 (4)无论选用哪一种结构、嵌段比的SBS，都应选择非充油型的。 2　沥青的选择 沥青是由一些极其复杂的高分子碳氢化合物及其氧、氮、硫的衍生物组成的混合物。按其来源可分天然沥青、石油沥青和焦油沥青。目前我们使用的一般为石油沥青，根据***成分不同，石油沥青可分为石蜡基沥青、环***沥青和混合基沥青。石油沥青的基本特征组分为沥青质、饱和份、芳香份、胶质和蜡。其基本特征见表1。 表1 石油沥青各组分的基本特征 序号 组份名称 外观特征 相对密度 平均分子量 对性能的影响 1 油份 饱和份 无色粘稠液体 ＜1.0 300～1000 赋予沥青流动性 芳香份 苯色粘稠液体 2 胶质(树脂) 红褐色至黑褐色粘稠半固体 ≈1.0 500～1000 赋予稳定性 ，提高粘附性及可塑性 3 沥青质 深棕色至黑色固体粉末 ＞1.0 2000～10000 提高热稳定性和粘 滞性 4 蜡 白色结晶 ＜1.0 300～1000 ***结构的均匀性，降低塑性 5 碳沥青似碳物 黑色固体微粒 ＞1.0 ＞10000 增加脆性，降低粘附性 6 地沥青酸酐 与胶质大致相同 　　如何选择用于SBS改性的沥青，根据试验和有关资料介绍，应考虑以下两点： (1)从***组分上考虑，***好选用环***石油沥青，其次选用混合基石油沥青。SBS与沥青的配伍很重要，主要是沥青组分影响较大，环烷油等非芳香族油，可使改性后的沥青低温柔性提高，延伸率增加。 (2)在实际生产过程中，沥青的质量是通过检验针入度、软化点、延度来控制的，因此在油源不变的情况下，如发现针入度、软化点、延度、脆点变化较大时，应考虑表1所提示的组分发生了变化。例如当软化点变大时，应考虑油分是否变小，氧化成分增大；针入度变小，同样预示着油分变小，氧化成分增大。在制作涂盖料时应进行配方试验，适当调整SBS和增塑剂的用量。 3　增塑剂的选择 根据撓嗨葡嗳輸的原理，选择与SBS相容性好的增塑剂是生产过程中首要的技术问题。SBS二相结构各有自己的溶解参数，PS段为9.1，易溶于芳烃和极性溶剂中；PB 段为8.1易溶于脂肪烃溶剂中。在生产过程中,应选用环烷油等非芳烃类油,改善低温挠曲性,增加弹性。尽量少用芳烃含量高的增塑剂，因它们能软化聚***，损坏抗拉性能，降低使用温度上限，而非芳烃油类增塑剂，对聚***几乎没有影响。 4　温度与时间的控制 在原材料确定之后，SBS改性沥青涂层材料的质量优劣，与整个工艺过程控制至关重要。 (1)有关资料介绍，SBS由于存在两相结构，故显示2个玻璃化温度，PB段Tg1为－80～－90 ℃，PS段Tg2为90 ℃左右。温度高于Tg2时，SBS开始软化，随着温度的升高逐步熔化，200 ℃开始交联、塑化变质。在实际生产过程中，曾用过一种熔融指数过低的SBS，因熔化效果不理想而提高温度，结果出现了交联塑化问题，使整个过程难以控制。因此，温度应严格控制在195 ℃以下。 (2)在温度控制范围确定后，时间就是一个不可忽略的因素。试验过程中，随着时间的推移，分时取样，在100倍的显微镜下观察其变化，SBS熔融状态在发生变化，由椭圆状变成类似蝌蚪状，再是网状，***后网状消失。根据试验结果，较好的时间是SBS在沥青中呈现网状结构。 5　结　语 (1)通过试验，优化配方，挖掘材料的性能，是提***水卷材质量的合理途径。 (2)沥青、增塑剂***好的基体是环***，撓嗨葡嗳輸保证了它们与SBS的相容性，以达到良好的改性效果。 (3)在材料合理配伍的基础上，选择适宜的工艺参数，提高劳动生产率，是SBS防水卷材生产厂家值得认真探讨的课题。