低温法合成丁苯胶乳通常在5-10℃ 下进行,在此温度下热分解引发剂分解速度太慢,不能满足要求,故通常使用氧化还原型引发剂。低温丁苯胶乳分子链的规整性相对较好,Tg值较低,有很好的低温韧性,常用于改性路面材料,使其更好的延展性。丁苯胶乳在沥青与沥青中芳香分、饱和分相作用,在其中发生溶胀,使得二者相容性良好。丁苯胶乳提高了沥青与基材的粘结力,改善了沥青的低温沥青发生破乳后,橡胶与沥青充分混合,分散均匀,水分从表层快速挥发,可以快速开放交通。SBR胶乳改性乳化沥青的沥青的成膜性、与集料的黏附性增加,使得混合料的路用性能更佳。天津防水丁苯胶乳共同合作
SBR胶乳特别适用于在乳化沥青和冷拌冷铺的稀浆混合料中使用,是主要的改性剂,可以改善乳化沥青的高低温性能。沥青是典型的粘弹性材料,在冬季低温和夏季高温时性能不同。在高温条件下,沥青的抗形变能力大幅下降,路面容易出现车辙、泛油等损害。低温条件下,沥青材料变硬,容易造成路面开裂。SBR乳液可以明显改善离去的低温性能。一般情况下,使用3%的SBR乳液,可以使常规的90号沥青的5℃延度超过100cm。这说明,SBR改性乳化沥青具有比较理想的低温抗裂能力。SBR胶乳对沥青高温指标的改善能力不如热塑性的弹性体SBS,但是改性作用也是很明显的。广东阳离子丁苯胶乳SBR改性乳化沥青在比乳化沥青适用温度低很多的温度范围内,具有较好的抗裂性能,耐疲劳性能明显提高。
在丁苯胶乳中,随苯乙烯含量的变化胶乳呈现不同的物理化学性能,苯乙烯含量较小时,橡胶性能明显,胶乳链结构具有很好的柔顺性,形变能力强;苯乙烯含量较大时,树脂性能明显,材料刚性、硬度明显提升,但同时也会变脆,在受到外力时不能发生大形变,容易发生脆断。可根据实际需要,调控苯乙烯的含量,扩大了丁苯胶乳的应用范围。羧基丁苯胶乳在丁苯胶乳中占有重要地位,在丁苯胶乳合成中引入羧酸类第三单体便可得到性能优异的、具有特殊功能的羧基丁苯胶乳。
根据2004年修订的《公路沥青路面施工技术规范》(JTGF40-2004),微表处必须选用阳离子型聚合物改性的乳化沥青,而且改性乳化沥青必须具有合适的粘度。粘度过高,流动性差,不利于撒布和与集料的均匀拌和,也不利于施工设备的精确计量;粘度太低,与集料拌和时稠度往往不够理想,容易造成离析和乳液流失,施工和易性差。统计发现,绝大多数情况下,微表处的乳化沥青的恩格拉黏度在3-11之间,只有个别情况恩格拉黏度略小于3。可以认为,3-30的恩格拉黏度指标是合理的。SBR胶乳添加量增加,乳化沥青破乳速度加快,沥青和集料的粘附性越好。
在乳化沥青中,SBR胶乳以胶粒形态分散分布,在改性时吸收沥青体系中的油分,并不断发生溶胀。一方面,沥青乳液中SBR颗粒相互吸引形成网状结构,使沥青体系具有更强的柔韧性;另一方面,SBR与沥青结合形成“沥青—胶粒”结构,增加了体系的稳定性。在常温与低温状态下,沥青的刚度较大而SBR处于软弹状态,使沥青体系整体的稠度较大,可在外力作用下具有良好的抵抗变形能力。在高温状态下,沥青逐渐熔融后变软,而SBR橡胶可抵抗高温作用,并处于相对较硬的状态,增强了体系在高温状态下的稳定性。采用SBS+SBR胶乳复配制成微表处用改性乳化沥青,弥补了单用SBS延度小和单用SBR弹性指标差的弊端。天津防水丁苯胶乳共同合作
SBR改性乳化沥青是一种新型沥青路面结合料,比普通的乳化沥青具有更多的优势。天津防水丁苯胶乳共同合作
SBR改性沥青的高温性能存在缺陷,即在高温地区,随着交通荷载增加,路面严重变形,很大程度上限制了SBR改性沥青在不同气候和地区的应用。SBS改性剂对沥青的高、低温性能均具有良好的改善作用,因此在改性沥青中应用较多,但在改性乳化沥青中的应用有所限制。这主要是目前制备SBS改性乳化沥青一般都是采用先改性后乳化得到,而SBS改性沥青粘度比较大,增大了乳化难度,限制了SBS在改性乳化沥青中的应用。因此研制SBS胶乳并将其应用于改性乳化沥青中具有重要意义。天津防水丁苯胶乳共同合作