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1、课题名称：SBS在改性沥青中的应用研究汇汇 报报 提提 纲纲一、选题背景一、选题背景二、国内外研究现状二、国内外研究现状三、主要研究内容三、主要研究内容四、实验预期目标四、实验预期目标五、试验预期创新点五、试验预期创新点 六、进度安排六、进度安排一、选题背景一、选题背景选题背景国内市场对SBS改性沥青需求巨大辽河石化公司研究开发SBS改性沥青具有重要意义 随着公路等级和档次对沥青材料提出了更高要求，我国的高速公路建随着公路等级和档次对沥青材料提出了更高要求，我国的高速公路建设越来越多的采用了设越来越多的采用了SBS改性沥青。改性沥青。国内市场巨大一、选题背景一、选题背景性能：性能：高温稳定性、
2、低温抗裂性，使用寿命长，高温稳定性、低温抗裂性，使用寿命长，并保留了普通沥青的优点并保留了普通沥青的优点应用范围：应用范围：公路建设、防水材料生产和机场公路建设、防水材料生产和机场跑道铺筑跑道铺筑2010年高速公路总里程7.2万公里2020年总里程12万公里SBS改性沥青需求量达4000万吨SBSSBS改性沥改性沥青青一、选题背景一、选题背景我国每年有大量的楼房和工厂需要建设，我国每年有大量的楼房和工厂需要建设，20102010到到20202020年预计新增建年预计新增建筑面积筑面积300300亿平方米，亿平方米，每年仅建筑对每年仅建筑对SBSSBS改性沥青防水材料的需求就为改性沥青防水材料的
3、需求就为300300万吨左右。万吨左右。“十一五十一五”期间我国新增机场期间我国新增机场3333个，而根据个，而根据全国民用机场布局规全国民用机场布局规划划到到20202020年全国民用机场将达到年全国民用机场将达到244244个，新增个，新增9797个（以个（以20062006为基为基准），每年机场的扩建、翻新和新增都将用到大量的准），每年机场的扩建、翻新和新增都将用到大量的SBSSBS改性沥青。改性沥青。国内市场巨大 一、选题背景一、选题背景辽河石化研究SBS改性沥青的意义u辽河石化是全国最大的沥青生产基地，所生产的普通沥青性能优良，如果以辽河石化是全国最大的沥青生产基地，所生产的普通沥青
4、性能优良，如果以辽河石化沥青为基质沥青生产的辽河石化沥青为基质沥青生产的SBSSBS改性沥青能够提高普通沥青的经济附加值。改性沥青能够提高普通沥青的经济附加值。u辽河石化研究院曾经对辽河石化研究院曾经对SBSSBS改性沥青做过深入研究，但所用的改性剂为中国改性沥青做过深入研究，但所用的改性剂为中国石化生产的石化生产的SBSSBS，未对中国石油生产的，未对中国石油生产的SBSSBS改性剂进行研究。改性剂进行研究。u利用辽河石化基质沥青和独山子石化利用辽河石化基质沥青和独山子石化SBSSBS改性剂开发出具有市场竞争力的改性剂开发出具有市场竞争力的SBSSBS改性沥青，本课题填补了中国石油在研制生产
5、改性沥青，本课题填补了中国石油在研制生产SBSSBS方面的空白。方面的空白。汇汇 报报 提提 纲纲一、选题背景一、选题背景二、国内外研究现状二、国内外研究现状三、主要研究内容三、主要研究内容四、实验预期目标四、实验预期目标五、试验预期创新点五、试验预期创新点 六、进度安排六、进度安排 二、国内外研究现状二、国内外研究现状国外研究对加工工艺的研究趋于成熟研究重点为抗老化、相容性和提高储存稳定性方面 国外对SBS改性沥青的研究主要集中在雪弗龙、埃克森、壳牌和日本、加拿大的公司。n优势：工艺技术相对成熟n不足：需要购买整个加工工艺流程，价格比较昂贵，加工工艺不适合国内生产的SBS 国外的加工时间为国
6、外的加工时间为60min60min左右，剪切转速左右，剪切转速4000rpm4000rpm以上，剪切温度以上，剪切温度180180，以上条件可作为试验制备的参考。以上条件可作为试验制备的参考。二、国内外研究现状二、国内外研究现状因此加大对国内SBS改性沥青的研制力度，减少对进口SBS改性沥青的依赖 虽然国外对虽然国外对SBSSBS改性沥青的制备工艺日趋成熟，但改性沥青的制备工艺日趋成熟，但国外制备工艺条件不一国外制备工艺条件不一定适用于国内定适用于国内，并且每种类型的，并且每种类型的SBSSBS改性剂和基质沥青的配伍性是不同的，改性剂和基质沥青的配伍性是不同的，国内国内SBSSBS改性沥青的品
7、质仍有上升空间，因此针对不同的改性沥青的品质仍有上升空间，因此针对不同的SBSSBS需要研制新的需要研制新的制备工艺才能提高制备工艺才能提高SBSSBS改性沥青的性能。改性沥青的性能。二、国内外研究现状二、国内外研究现状国内对SBS改性沥青的研究剪切速率为30005000rpm，剪切时间4090min，剪切温度175左右，SBS掺入量3%6%针对不同种类的SBS，筛选最优的制备工艺条件n优势：价格低于国外，生产运输方便，利用国内开发的生产流程就能够生产。n不足： 1）多数生产为现场加工，加工质量难以保证，工艺开发不够成熟 。 2）针对性不强，没有针对单一的基质沥青来选择最合适的SBS。 3）对
8、相容性的研究较少，对稳定剂的研究种类单一，以及SBS改性沥青稳定性问题没有解决。本课题是利用辽河石化沥青为基质沥青研究本课题是利用辽河石化沥青为基质沥青研究SBSSBS改性沥青的相容性和改性沥青的相容性和稳定性。稳定性。二、国内外研究现状二、国内外研究现状 目前国内针对目前国内针对SBSSBS改性沥青的研究所用的改性沥青的研究所用的SBSSBS为中国石化公司生产，但本课题所为中国石化公司生产，但本课题所用的用的SBSSBS为独山子石化生产，结合辽河石化沥青制备出满足国内市场需求的为独山子石化生产，结合辽河石化沥青制备出满足国内市场需求的SBSSBS改改性沥青。性沥青。因此本课题的因此本课题的研
9、究重点是筛选独山子石化适合生产改性沥青的研究重点是筛选独山子石化适合生产改性沥青的SBSSBS类型以类型以及针对及针对SBSSBS与沥青的配伍性、相容性以及稳定性的研究。与沥青的配伍性、相容性以及稳定性的研究。国内市场SBS生产厂家中国石化巴陵石化公司中国石化燕山石化公司中国石化茂名石化公司中国石油独山子石化SBS中国石油辽河石化沥青满足国内市场的SBS改性沥青汇汇 报报 提提 纲纲一、课题背景一、课题背景三、主要研究内容三、主要研究内容四、实验预期目标四、实验预期目标五、实验预期创新点五、实验预期创新点 六、进度安排六、进度安排三、主要研究内容三、主要研究内容二、国内外研究现状二、国内外研究
10、现状三、主要研究内容三、主要研究内容1 1）实验材料：）实验材料：n基质沥青：辽河石化公司低凝油或进口油生产的直馏沥青。基质沥青：辽河石化公司低凝油或进口油生产的直馏沥青。n新疆独山子石化生产的新疆独山子石化生产的SBSSBS改性剂为改性剂为13201320系列，牌号为系列，牌号为1320-1101320-110，1320-1111320-111，1320-1131320-113，1320-1141320-114，1320-1151320-115；n北京燕山石化北京燕山石化SBSSBS共有六个牌号，通用型：共有六个牌号，通用型：SBS1401SBS1401，SBS4402SBS4402，SBS
11、4452SBS4452；专用型：；专用型：SBS1401-1SBS1401-1，SBS1301SBS1301，SBS4303SBS4303；n湖南岳阳石化湖南岳阳石化SBSSBS常用的牌号为常用的牌号为YH-791YH-791，YH-792YH-792，YH-796YH-796，YH-763YH-763，YH-788YH-788，YH-YH-801801，YH-805YH-805。n广东茂名石化广东茂名石化SBSSBS牌号为牌号为F475F475，F475BF475B，F675F675。重点研究对象三、主要研究内容三、主要研究内容2 2）实验所用仪器：）实验所用仪器：仪器名称生产厂家DAK-3
12、8C 锥针入度专用恒温器 大连澳科分析仪器有限公司 DAK-38A 针入度测定器 大连澳科分析仪器有限公司 DAK-96 沥青软化点测定器 大连澳科分析仪器有限公司 TC6K 电子天平 G&G ELECTRONIC SCALE LYS-C 沥青延度测定仪 沈阳施博达仪器仪表有限公司 DAK-4 石油产品专用加热器 大连澳科分析仪器有限公司 BFH-03C 超级低温恒温器 大连北方分析仪器有限公司 101-0和101-3型电热鼓风干燥箱 北京科伟永兴仪器有限公司 DK型不沾油取样桶 山东华鲁电热仪器有限公司 电子万用炉 天津市泰斯特仪器有限公司 KDM型调温电热套 山东华鲁电热仪器有限公司 TY
13、U-20C落射荧光显微镜 上海豫光仪器有限公司 高速剪切机 WU-DATISK INVENSYS 三、主要研究内容三、主要研究内容3 3）加工方案：）加工方案：沥青试样热样，加热至170 加入SBS，人工搅拌5min10min 放到烘箱中170 下溶胀30min 剪切速率为4000rpm，温度175180。剪切时间为3060min30min开始做片观察，做片间隔为10min 烘箱中在170温度下发育3040min 浇注试样进行指标分析 三、主要研究内容三、主要研究内容改进方案 170 烘箱溶胀30min在170 条件下，1200rpm，搅拌10min4）评价方法：）评价方法：三、主要研究内容三
14、、主要研究内容SBS微观结构常规试验特殊实验SHRP光学显微镜弹性恢复测力延度离析试验135粘度针入度延度软化点直接拉伸弯曲梁实验旋转薄膜烘荧光显微镜沥青5）SBS改性沥青的评价指标：改性沥青的评价指标：三、主要研究内容三、主要研究内容技术指标 单位 I-A I-B I-C I-D 针入度25，100g，5s 0.1mm10080-10060-8030-60针入度指数PI 不小于 -1.2-0.8-0.40延度5，5cm/min 不小于 cm50403020软化点 T 不小于 45505560运动粘度135 不大于Pas 3闪点 不小于 230溶解度（%） 不小于%99离析，软化点差 不小于
15、2.5弹性恢复25 不小于%55606570粘韧性 不小于Nm -韧性 不小于Nm- RTFOT后残留物质量损失 不大于 %1.0针入度比25 不小于 %50556065延度5 不小于 cm302520156）对）对SBS改性沥青配伍性的研究：改性沥青配伍性的研究：本实验利用正交实验方法确定最优加工工艺，正交水平如下表：三、主要研究内容三、主要研究内容 水平因素剪切温度/ 剪切速率/rpm 剪切时间/min 116530004021804000503195500060三、主要研究内容三、主要研究内容 试验号因素试验结果剪切温度 剪切速率 剪切时间 11112122313342125223623
16、1731383219332 正交实验表：正交实验表： 本课题的重点研究对象为独山子石化生产的本课题的重点研究对象为独山子石化生产的SBSSBS，因此需要将中，因此需要将中国石油独山子石化国石油独山子石化SBSSBS的改性结果和中国石化公司生产的的改性结果和中国石化公司生产的SBSSBS的改性效的改性效果进行对比。从而探索独山子石化果进行对比。从而探索独山子石化SBSSBS的市场前景。的市场前景。三、主要研究内容三、主要研究内容改性效果最好的独山子石化SBS改性效果最好的中国石化SBS性能对比分析三、主要研究内容三、主要研究内容 在制备在制备SBSSBS改性沥青过程中，根据加工时间的长短取样制片
17、观察，加工时间改性沥青过程中，根据加工时间的长短取样制片观察，加工时间3030、4040、5050和和60min60min，然后对比评价结果，找出分散程度和改性效果的联系。，然后对比评价结果，找出分散程度和改性效果的联系。 SBSSBS分散于沥青中并形成网状结构后才有明显的改性效果，通过对比分散于沥青中并形成网状结构后才有明显的改性效果，通过对比SBSSBS在基质沥青中的分散程度和改性效果来确定剪切时间的长短。在基质沥青中的分散程度和改性效果来确定剪切时间的长短。制取试样30min制取试样40min制取试样50min制取试样60min取片观察取片观察取片观察取片观察30min指标分析40min
18、指标分析50min指标分析60min指标分析结果对比分析7 7）对）对SBSSBS和沥青相容性的研究：和沥青相容性的研究： 8）对SBS改性剂的掺入量研究： 独山子石化的独山子石化的SBSSBS处于开发过程中，如果其改性效果不低于国内处于开发过程中，如果其改性效果不低于国内其他厂家生产的其他厂家生产的SBSSBS条件下，降低条件下，降低SBSSBS掺量就能降低掺量就能降低SBSSBS改性沥青的成改性沥青的成本，将会利于独山子石化本，将会利于独山子石化SBSSBS的推广应用。的推广应用。 国内文献中公布的国内文献中公布的SBSSBS掺加量为掺加量为3%3%6%6%，没有针对单一基质沥青，没有针对
19、单一基质沥青所用所用SBSSBS的具体掺加量，因此需要通过实验确定。的具体掺加量，因此需要通过实验确定。 对对SBSSBS掺入量的研究，分析不同掺入量条件下的改性结果：掺入量的研究，分析不同掺入量条件下的改性结果：三、主要研究内容三、主要研究内容SBS掺入量3.0%3.4%3.8%4.2%4.6%5.0%分析结果9）对稳定剂的研究：三、主要研究内容三、主要研究内容稳定剂包括物理稳定剂和化学稳定剂：稳定剂包括物理稳定剂和化学稳定剂：u物理稳定剂：物理稳定剂：白炭黑（白炭黑（SiOSiO2 2）u化学稳定剂：单质硫、交联二烯烃、化学稳定剂：单质硫、交联二烯烃、 酚醛树脂、马来酸酐、磷酸、多聚磷酸、
20、酚醛树脂、马来酸酐、磷酸、多聚磷酸、 高磷酸高磷酸 以前对物理稳定剂的研究较多，由于化学稳定剂的效果比较好，因此化学稳定以前对物理稳定剂的研究较多，由于化学稳定剂的效果比较好，因此化学稳定剂逐渐被研究和应用。剂逐渐被研究和应用。n由于稳定剂加入由于稳定剂加入SBSSBS改性沥青的时间改性沥青的时间不同，稳定剂的稳定效果就不相同。不同，稳定剂的稳定效果就不相同。稳定剂的加入时间分别为溶胀前加入稳定剂的加入时间分别为溶胀前加入、溶胀后加入和发育前加入。、溶胀后加入和发育前加入。n将物理稳定剂和化学稳定剂按一定比将物理稳定剂和化学稳定剂按一定比例加入试样，考察例加入试样，考察SBSSBS改性沥青的稳
21、改性沥青的稳定效果。定效果。n针对独山子石化的针对独山子石化的SBSSBS筛选合适的稳筛选合适的稳定剂。定剂。三、主要研究内容三、主要研究内容溶胀后发育前溶胀前 稳定剂汇汇 报报 提提 纲纲一、课题背景一、课题背景三、主要研究内容三、主要研究内容四、实验预期目标四、实验预期目标五、创新点五、创新点 六、进度安排六、进度安排四、实验预期目标四、实验预期目标二、国内外研究现状二、国内外研究现状u 筛选出对辽河石化基质沥青改性效果最明显的筛选出对辽河石化基质沥青改性效果最明显的SBSSBS改性剂改性剂u 选出独山子石化公司所生产的选出独山子石化公司所生产的SBSSBS中适合生产改性沥青的类型，并对其
22、进中适合生产改性沥青的类型，并对其进行优化行优化u 生产出符合交通部生产出符合交通部JTG F04-2004JTG F04-2004标准的标准的SBSSBS改性沥青改性沥青u 筛选出适合辽河石化筛选出适合辽河石化SBSSBS改性沥青的稳定剂改性沥青的稳定剂 四、实验预期目标四、实验预期目标汇汇 报报 提提 纲纲一、课题背景一、课题背景二、国内外研究现状二、国内外研究现状三、主要研究内容三、主要研究内容四、实验预期目标四、实验预期目标五、创新点五、创新点 六、进度安排六、进度安排五、创新点五、创新点五、创新点五、创新点试验内容创新，试验内容创新，本试验是首次对独山子石化本试验是首次对独山子石化S
23、BSSBS改性剂进行研究的课题。改性剂进行研究的课题。实验方法的创新，对加工工艺的改进，将溶胀过程改为低速搅拌，促进实验方法的创新，对加工工艺的改进，将溶胀过程改为低速搅拌，促进SBSSBS溶胀。溶胀。开发复合稳定剂，降低稳定剂用量，提高开发复合稳定剂，降低稳定剂用量，提高SBSSBS改性沥青的储存时间改性沥青的储存时间 时间研究内容2010.8-10进行文献查阅2010.11撰写开题报告2010.12对基质沥清的性能进行评价2011.1-2进行正交试验，筛选加工工艺条件2011.3-5对SBS掺入量进行考察，确定最优条件2011.6-8对稳定剂进行考察2012.1-6撰写毕业论文及开题答辩六、进度安排六、进度安排