冷湖90號瀝青在防水材料應(yīng)用的研究

蔡漢泉 郭立森 陳新志

摘 要：本文介紹了加拿大冷湖原油評價數(shù)據(jù)和實驗室用冷湖原油直餾90號瀝青評價。為了挖掘加拿大冷湖原油的減壓渣油利用價值，通過實驗室研究，將冷湖原油直餾90號瀝青和軟組分油按一定比例調(diào)合制備防水卷材用瀝青（F400）。進(jìn)行防水卷材用瀝青（F400）性能評價和制備防水卷材性能評價，確定冷湖原油直餾90號瀝青可以制備合格優(yōu)質(zhì)的防水卷材。

關(guān)鍵詞：冷湖原油;90號瀝青;防水卷材用瀝青（F400）;防水卷材

0 前言

20世紀(jì)80年代以來，隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展，建筑業(yè)的迅速崛起，對防水材料的要求也進(jìn)一步提升，帶動了防水材料工業(yè)的迅速發(fā)展。特別是“十四五”期間高鐵建設(shè)、公路基建和軌道交通等系統(tǒng)會有新的增長，從而帶動防水材料市場需求。建筑防水行業(yè)還將受益于海綿城市建設(shè)帶來的基建防水需求增長。地下管網(wǎng)建設(shè)預(yù)計將帶來4000-5000億元的投資，為防水材料需求帶來新的增量。此外，行業(yè)還將受益于存量房屋翻修所帶來的防水需求。存量房屋現(xiàn)已超過500億㎡，其中80%是5年以前建成的，隨之而來的房屋翻修堵漏將迎來爆發(fā)式的增長。國內(nèi)各大防水企業(yè)紛紛在各地開設(shè)生產(chǎn)基地，利用區(qū)域地理優(yōu)勢降低物流成本以建立整體優(yōu)勢。瀝青作為防水產(chǎn)品主要原材料，其需求量將逐年加大，市場前景較為廣闊。

近年來，由于國際形勢的不斷變化，世界的重質(zhì)原油資源不斷緊張，特別是南美的委內(nèi)瑞拉的重油斷供。導(dǎo)致用于直餾方式生產(chǎn)A級瀝青的原油配額不斷減少，不得不重新引進(jìn)加拿大冷湖原油。為了挖掘加拿大冷湖原油的減壓渣油利用價值，在實驗室開展冷湖原油90號瀝青在防水卷材應(yīng)用的研究。

1 冷湖原油的基本性質(zhì)評價

加拿大冷湖原油密度比較大，硫含量高，酸值高，蠟含量較低，第一、第二關(guān)鍵餾分比重指數(shù)分別為32.3和18.2，該原油屬于高硫含酸低蠟環(huán)烷基中質(zhì)原油，可以生產(chǎn)出合格的道路瀝青。冷湖原油基本性質(zhì)實驗數(shù)據(jù)見表1。

2 加拿大冷湖原油直餾90號瀝青評價

在實驗室采用原油實沸點蒸餾儀，對冷湖原油進(jìn)行常壓、減壓蒸餾，控制切割溫度，得到90號瀝青，經(jīng)分析檢驗各項指標(biāo)滿足《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》（JTG F40-2004）中90號A級瀝青的指標(biāo)。

3 防水卷材用瀝青（F400）試驗

目前，國內(nèi)多家大型一線防水卷材生產(chǎn)企業(yè)，生產(chǎn)時將防水卷材用瀝青（F400）當(dāng)做軟化油，與90號瀝青按一定比例調(diào)和后，加入所需的聚合物改性，再加入膠粉等填料后，碾壓成型制備成彈性體防水卷材和自粘防水卷材等產(chǎn)品。

傳統(tǒng)的防水卷材生產(chǎn)企業(yè)，生產(chǎn)時使用70#、90#道路石油瀝青、減壓渣油和10號瀝青為主要原料，添加廢機(jī)油或橡膠油進(jìn)行SBS改性，最后加入廢輪胎膠粉和填充料（石粉）制備成涂蓋料，在生產(chǎn)線上碾壓成卷材產(chǎn)品。

相比之下，使用防水卷材用瀝青（F400）在生產(chǎn)工藝上更簡便、容易調(diào)合;同時減少儲罐、減少能耗、減少人工，大大降低生產(chǎn)成本;在安全和環(huán)保方面，減少了使用廢機(jī)油或橡膠油帶來火災(zāi)、爆炸的危險和污染環(huán)境的不良因素。

由于燃油消費稅的改革、生產(chǎn)方式的改變、生產(chǎn)成本的競爭和安全環(huán)保的嚴(yán)控，防水卷材用瀝青（F400）越來越受防水卷材生產(chǎn)廠家的認(rèn)可。在實驗室采用將冷湖90號瀝青和軟組分油進(jìn)行調(diào)合方法得到防水卷材用瀝青（F400），并進(jìn)行了性能評價。實驗數(shù)據(jù)見表2。

從表2試驗數(shù)據(jù)分析，冷湖原油制備出來的防水卷材用瀝青（F400），各項指標(biāo)符合《防水材料用瀝青》（SH/T0981-2019）中F400的要求，具有優(yōu)良的高、低溫性能，特別低溫柔性好。

4 冷湖90號瀝青制備防水卷材

SBS改性瀝青卷材作為防水卷材主導(dǎo)產(chǎn)品，近年來自粘聚合物改性瀝青防水卷材的使用不斷增加。自粘防水卷材是在彈性體防水卷材的基礎(chǔ)上迅速發(fā)展起來的產(chǎn)品，因其避免了熱施工，不僅可以避免因施工控制不好損壞防水性能，還能應(yīng)用于嚴(yán)禁明火施工的各類場所，因而得到廣泛的應(yīng)用。實驗室按自粘卷材的配方制備防水卷材，將冷湖90號瀝青和F400按一定比例調(diào)合、添加SBS、SBR改性劑在185℃剪切0.5h，再添加膠粉攪拌0.5h，然后加入石粉攪拌0.5h，最后碾壓成型制備成自粘防水卷材。對防水卷材的基本性質(zhì)進(jìn)行了測試，實驗數(shù)據(jù)見表3。

從表3實驗數(shù)據(jù)分析，使用冷湖90號瀝青按自粘防水卷材配方制備的卷材，耐熱性、低溫柔性和剝離指標(biāo)符合要求，特別是低溫柔性好、剝離強度高、熱老化后低溫柔性好。

5 結(jié)論

①在實驗室將加拿大冷湖原油90號瀝青和軟組分油進(jìn)行調(diào)合方法得到防水卷材用瀝青（F400）符合《防水材料用瀝青》（SH/T0981-2019）中F400的要求;

②通過制備防水卷材的驗證，冷湖90號瀝青和冷湖防水材料用瀝青（F400）適用于生產(chǎn)合格的防水卷材;

③防水卷材生產(chǎn)企業(yè)使用防水卷材用瀝青（F400），可以改良生產(chǎn)工藝、減少生產(chǎn)成本、降低安全風(fēng)險。

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