基質(zhì)瀝青對(duì)自粘聚合物改性瀝青防水卷材耐老化性能的影響研究

自粘聚合物改性瀝青防水卷材具有施工便利、粘結(jié)強(qiáng)度高、耐熱、耐寒、耐腐蝕、性價(jià)比高等優(yōu)點(diǎn)，近年來廣泛應(yīng)用于機(jī)場(chǎng)、隧道、地下室以及特種工程防水領(lǐng)域中?；|(zhì)瀝青是瀝青類防水卷材最重要的原材料，直接影響卷材的各項(xiàng)性能，而基質(zhì)瀝青性能的穩(wěn)定性非常容易受到上游原油產(chǎn)地、煉化工藝等因素的影響而波動(dòng)。本文依據(jù)GB23441—2009《自粘聚合物改性瀝青防水卷材》，重點(diǎn)研究了基質(zhì)瀝青對(duì)自粘聚合物改性瀝青防水卷材熱氧老化后低溫柔性的影響，重點(diǎn)討論分析了基質(zhì)瀝青性能指標(biāo)和制得的自粘聚合物改性瀝青防水卷材耐老化性能之間的相關(guān)性保持其他原材料來源、用量和工藝不變，分別稱取4種不同的基質(zhì)瀝青（性能指標(biāo)見表1）置于4個(gè)涂金圓罐中，同時(shí)加入配方量的200#瀝青，升溫至190℃攪拌，讓瀝青充分熔融；繼續(xù)加入配方量的SBS、SBR和增黏樹脂等改性劑，保持190℃攪拌60min，然后往涂金圓罐中加入輪胎膠粉，保持190℃攪拌180min；最后往涂金圓罐中加入重鈣，保持190℃攪拌120min，制得4種改性瀝青涂蓋料，并以此成型制成4種自粘聚合物改性瀝青防水卷材，分別命名為A1、A2、A3、A4，卷材類型為“自粘卷材NIPE2.020GB23441—2009”。

表1

4種基質(zhì)瀝青主要性能指標(biāo)

4種不同基質(zhì)瀝青制成的自粘聚合物改性瀝青防水卷材的主要性能指標(biāo)見表2。由表2可知，4種卷材的軟化點(diǎn)、165℃下黏度、耐熱性、滲油性均無明顯的差異；但卷材A4的持粘性卻僅有12min，不滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，顯然由基質(zhì)瀝青4制得的卷材A4內(nèi)聚力比較小。

表2

4種自粘聚合物改性瀝青防水卷材的性能測(cè)試結(jié)果

圖1是4種不同基質(zhì)瀝青制成的自粘聚合物改性瀝青防水卷材老化前后低溫柔性的對(duì)比。卷材A1、A2和A3老化前的低溫柔性比較接近，約為-26℃；在經(jīng)過熱氧老化10d后，卷材A1衰減幅度最小，衰減了5℃，而卷材A3則衰減幅度最大，為7℃；另外，卷材A4老化前的低溫柔性最差，僅為-21℃，而老化10d后低溫柔性僅-16℃，衰減了5℃。這主要是由于基質(zhì)瀝青4在制備自粘聚合物改性瀝青防水卷材的過程中，存在不溶SBS顆粒物（如圖2所示），即SBS未能完全溶脹并分散于瀝青涂蓋料中，導(dǎo)致最終制成的卷材A4低溫柔性最差。

圖1

4種卷材老化前后低溫柔性對(duì)比

圖2

基質(zhì)瀝青4制成的卷材外觀防水用的基質(zhì)瀝青一般由瀝青渣經(jīng)調(diào)和后制得，通常用三大指標(biāo)（軟化點(diǎn)、針入度和延度）來衡量其性能，但調(diào)和過程所用的減線油或?yàn)r青軟化油各有差異，最終會(huì)導(dǎo)致基質(zhì)瀝青的四組分含量或酸堿性組分含量有顯著差異，這種差異不經(jīng)人工氣候加速老化放大不容易進(jìn)行區(qū)分。也就是說，用常規(guī)的三大指標(biāo)調(diào)和出來的基質(zhì)瀝青，無法再用三大指標(biāo)對(duì)其性能進(jìn)行分級(jí)；如果需要對(duì)基質(zhì)瀝青進(jìn)行更準(zhǔn)確的定性，應(yīng)采用更先進(jìn)的表征方法，如四組分分析等。4種基質(zhì)瀝青的四組分含量結(jié)果，如表3所示。

表3

4種基質(zhì)瀝青的四組分含量

由表3可以看出，瀝青4中含有大量的膠質(zhì)和瀝青質(zhì)，兩者占比高達(dá)43.20%。測(cè)試結(jié)果與瀝青4軟化點(diǎn)偏高一致。同時(shí)由于瀝青4中含有較多的強(qiáng)極性膠質(zhì)和瀝青質(zhì)，其與SBS相容性較差，制成卷材時(shí)出現(xiàn)顆粒物不溶的情形。

瀝青1膠體指數(shù)（CI指數(shù)）較低，最終制得的卷材具有更好的耐老化性能。而瀝青2和3的CI指數(shù)遠(yuǎn)高于瀝青1（分別為1.3004和1.3657），制得的自粘聚合物改性瀝青防水卷材整體體系的穩(wěn)定性也差于瀝青1制得的自粘聚合物改性瀝青防水卷材。因此在經(jīng)過熱氧老化之后，卷材的低溫柔性出現(xiàn)了更顯著的衰減。這說明相同牌號(hào)瀝青在進(jìn)行平行對(duì)比分析時(shí)，采用CI指數(shù)可對(duì)由其制得的自粘聚合物改性瀝青防水卷材的耐老化性能進(jìn)行衡量和評(píng)估，基質(zhì)瀝青的CI指數(shù)越低，由其制備的自粘聚合物改性瀝青防水卷材具有更優(yōu)異的耐老化性能。

研究了基質(zhì)瀝青對(duì)自粘聚合物改性瀝青防水卷材熱氧老化后低溫柔性的影響，分析了基質(zhì)瀝青性能指標(biāo)和制得的自粘聚合物改性瀝青防水卷材耐老化性能之間的相關(guān)性，得出如下結(jié)論。1）自粘聚合物改性瀝青防水卷材性能容易受到不同品質(zhì)基質(zhì)瀝青的影響，尤其在經(jīng)過熱氧老化之后，低溫柔性的差異會(huì)被放大。2）基質(zhì)瀝青的常規(guī)三大指標(biāo)軟化點(diǎn)、針入度和延度與制得的自粘聚合物改性瀝青防水卷材的耐老化性能無