２０１１．ＮＯ．５ 董诚春．活化鞋边胶粉替代ＳＢＳ在耐寒型沥青防水卷材中的应用 ７ 活化鞋边胶粉替代ＳＢＳ 在耐寒型沥青防水卷材中的应用 董诚春 （北京橡胶工业研究设计院，北京 １０００３９） 摘要：经试验证明，６０目废鞋边胶粉与８０目废轮胎胶粉混合经活化处理后，可以替代ＳＢＳ 对沥青进行改性生产耐寒型防水卷材，其性能达到了国家标准ＩＩ型防水卷材的技术指标。因此， 既可降低成本，又可大量消耗废橡胶，有利于环境保护，同时可节约世界上紧缺的生产ＳＢＳ的石 油资源。 关键词：活化剂； 活化胶粉； 防水卷材；低温柔性 一．概述 性达不到ＩＩ型（耐热１０５℃，低温柔性一２５℃）防 防水材料用来防止水的渗漏，其品种繁多， 水卷材的标准，不能用于我国寒冷地区（需要用 共分为高、中、低三档，建筑工程一般常用的是 ＩＩ型的防水卷材）。防水卷材厂为降低成本，减少 低档的沥青防水卷材，量大面广，纯沥青防水卷 ＳＢＳ原料用量，要求某胶粉公司供应能替代ＳＢＳ 材耐高温和低温性能很差，高温６Ｏ℃流淌，低温 的价廉的ＩＩ型防水卷材沥青改性剂，为此，该公 ０℃脆裂、折断。二十世纪八十年代初我国研发成 司聘请国内知名专家到公司指导开发研制活化胶 功ＳＢＳ（苯乙烯一丁二烯．苯乙烯聚合物）改性沥青 粉替代ＳＢＳ的ＩＩ型防水卷材沥青改性剂，该专家 防水卷材，ＳＢＳ改性的沥青防水卷材具有低温屈 根据理论并结合实践经验，２０１０年底用了不到一 挠性能好、耐久性能好、抗高温流动、耐老化、 个月的时间，研制成功８０目活化废轮胎胶粉添加 热稳定性能好以及耐冲击等特点，可以大大提高 ２０％废ＳＢＳ替代ＳＢＳ的ＩＩ型防水卷材沥青改性 沥青防水卷材的综合性能，延长其使用寿命，可 剂，达到了耐热１２５℃，低温柔性一２７℃，但由于 满足建筑物和地下铁道及隧道工程的需要，在防 成本较高，今年５月开始研究低成本的改性剂， 水工程中应用广泛。由于生产ＳＢＳ的生产原料是 完全不用废ＳＢＳ，而且少用废轮胎胶粉，多用废 石油，而石油是世界上的紧缺原料，因此ＳＢＳ价 鞋边胶粉，达到了国家标准ＩＩ型防水卷材的各项 格高昂。目前未经活化处理的６Ｏ目废橡胶粉已经 技术指标。现将试验情况简介如下。 基本可以替代ＳＢＳ生产符合国家标准（ＧＢ １８２４２．２００８弹性体改性沥青防水卷材）Ｉ型（耐 二．试验 热９０℃，低温柔性．２０℃）的防水卷材，但低温柔 １．活化剂筛选 我们选用３种国内生产的活化剂，作了对比 作者简介：董诚春（１９３６一），男，武汉市人，北京橡 胶工业研究设计院高级工程师（已退休），从事轮胎、胶 试验。经多次试验，确定活化剂８５０最适宜生产 管、胶带、橡胶密封制品及废橡胶综合利用的研究开发工 活化胶粉，其活化时间短、质优价廉、生产的沥 作，在橡胶专业期刊上发表论文六十余篇，参加合编了六 青改性剂可达到ＩＩ型防水卷材的各项技术指标。 本橡胶专业书籍的有关章节，独自编著《废橡胶资源综合 利用》及《废轮胎回收加工利用》。 ２．活化胶粉配方 配方 １ ８ 《橡塑资源利用》 ２０１１．ＮＯ．５ ８０目废轮胎胶粉活化剂８５０ １００， 废ＳＢＳ 适量， 耐寒剂Ａ ２０， 适量。 ５．改性沥青的性能检测结果 （１）配方 配方．２（不用废ＳＢＳ） ６０目废鞋边胶粉 ７０， ８０目废轮胎胶粉３０， 配方一Ａ（生产配方）即配方１，使用未经活化处 理的８０目轮胎胶粉， 配方－Ｂ（试验配方）在配方１中使用经过活化处 理的８０目轮胎胶粉， 配方一Ｃ（生产配方）即配方２，使用未经活化处 理的６０目鞋边胶粉， 活化剂８５０ 适量， 耐寒剂Ａ 适量。 ３．胶粉活化工艺设备 采用自制的试验室高速搅拌机，其特点为： Ａ．电机（７５ｏｗ）安装在搅拌罐外的底部， Ｂ．搅拌浆叶安装在搅拌罐内的底部， Ｃ．在搅拌罐外的项部安装可移动的远红外灯， Ｄ．底边部开口安装阀门。 配方 Ｄ（试验配方）在配方２中使用经过活化处 理的６０目鞋边胶粉。 （２）检测结果 ４．胶粉活化工艺 Ａ．将轮胎胶粉、８５０活化剂和耐寒剂按配方比例 称量，投入高速搅拌机内，开机搅拌，搅拌５分 改性沥青的工艺 将配方Ａ、配方Ｂ、配方Ｃ、配方Ｄ的胶粉 分别加入到特制的基质沥青配方中，经过高温 （１８０℃）搅拌一定时间后，改性沥青在１６０℃以 上倒进特制的模具中，在玻璃纤维布上拉片，厚 度为２ｍｍ，冷却后按照国标ＧＢ １８２４２ ２００８进行 钟后，再开远红外灯照射。 Ｂ．搅拌一定时间，等轮胎胶粉活化达到一定程度 后，关闭远红外灯。 Ｃ．加入补强增粘剂，搅拌２０分钟，搅拌均匀， 等物料冷却至常温，打开底边部阀门排料，活化 处理完成。 检测。 用未经活化与经过活化处理的胶粉生产改性 沥青防水卷材的性能对比，数据见下表。 表 未经活化与经过活化处理的改性沥青防水卷材的性能对比 注：配方Ａ和Ｂ用的是同一个基质沥青配方，配方Ｃ和Ｄ用的是另一个基质沥青的配方。 由以上数据可以看出：试验配方Ｂ的软化点 和表面光洁度比生产配方Ａ有较大的提高，尤其 是低温柔性的温度降低了１２￣Ｃ，达到了一２７￣Ｃ，超 过了ＩＩ型防水卷材的一２５℃指标。试验配方Ｄ的软 是低温柔性的温度降低了５℃，达到了 ２５￣Ｃ，因 此，达到了ＩＩ型防水卷材的．２５￣Ｃ指标。原鞋边胶 粉生产配方的低温柔性是．２０℃，达到防水卷材 ＧＢ １８２４２．２００８ Ｉ型的指标，现在使用活化剂８５０ 在远红外灯辐射作用下，鞋边胶粉经活化处理， 化点和表面光洁度比生产配方Ｃ有所提高，尤其 ２０１１．ＮＯ．５ 董诚春．活化鞋边胶粉替代ＳＢＳ在耐寒型沥青防水卷材中的应用 ９ 达到了国家标准（ＧＢ １８２４２—２００８）ＩＩ型防水卷材 的指标。防水卷材的关键性技术指标是耐热性 （１０５℃）和低温（一２５℃）柔性指标。配方Ｄ不 添加废ＳＢＳ组分，耐热性能达到１２５℃，低温柔 性达到一２５℃。另外，活化鞋边胶粉的成本大大低 境保护，符合国家的产业政策。 ３．可减少ＳＢＳ的消耗，有利于节约有限的 石油资源。 ４．防水卷材厂家可以降低生产成本，胶粉厂 家可以增加新的活化胶粉品种，两个行业都有利 于活化轮胎胶粉，６Ｏ目鞋边胶粉价２０００元／吨， 可图，实现双盈。 ８０目轮胎胶粉价３４００元／吨，废ＳＢＳ价１８０００元 ５．试验证明，活化剂８５０是一种强力活化剂， ／吨，故配方Ｄ的成本大大低于配方Ｂ，可以显 无毒、无污染，活化效果优良，而且价廉质优 著降低成本。 总之，用活化废鞋边胶粉替代ＳＢＳ生产耐寒 型沥青防水卷材，既可满足使用要求，又可降低 三．结语 成本，经济效益明显，值得推广应用。 １．将６０目活化鞋边胶粉和８０目废轮胎胶粉 按７：３混合替代ＳＢＳ生产改性沥青防水卷材， 参考文献： 各项性能达到国标ＩＩ型防水卷材的指标，这是一 【ｌ】董诚春。《废轮胎回收加工利用》，化学工业出版社，北 项技术上的突破。 京，２００８。 ２．防水卷材胶粉用量大，扩大了胶粉的应用 收稿日期：２０１１－９—５ 领域，可间接处理大量废橡胶；因此，有利于环 该项目预计将利用酶水解过程，使约３０万吨 美国能源部１．３２亿美元 ／年农业作物残余物，包括谷物秸秆（秸秆和叶子） 贷款担保支持阿文戈亚 转化为约２３００万加仑乙醇。该项目将最大限度地 纤维素乙醇项目 利用农作物残留物，且不与饲料用粮原料相竞争。 该项目有望每年取代超过１５５０万加仑汽油，这将 美国能源部于２０１１年９月３０日宣布，以１．３２ 可减排超过１３．９万吨的二氧化碳。该设施使能源 亿美元贷款担保支持堪萨斯卅Ｉ Ｎ文戈亚生物能源 自给自足，使用未转化的生物质用于发电２０兆瓦， 生物质（Ａｂｅｎｇｏａ Ｂｉｏｅｎｅｒｇｙ Ｂｉｏｍａｓｓ，ＡＢＢ）公 为纤维素乙醇工厂供电。 司商业化规模纤维素乙醇项目的开发。 （钱伯章供稿）