SBS改性瀝青開題報告課件

課題名稱：SBS在改性瀝青中的應(yīng)用研究

中國石油大學(xué)（北京）碩士學(xué)位研究生開題報告課題名稱：SBS在改性瀝青中的應(yīng)用研究中匯報提綱一、選題背景二、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀三、主要研究內(nèi)容四、實驗預(yù)期目標(biāo)五、試驗預(yù)期創(chuàng)新點

六、進(jìn)度安排匯報提綱一、選題背景二、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀三、主要研究內(nèi)容一、選題背景選題背景國內(nèi)市場對SBS改性瀝青需求巨大遼河石化公司研究開發(fā)SBS改性瀝青具有重要意義一、選題背景選題背景國內(nèi)市場對SBS改性遼河石化公司研究開3

隨著公路等級和檔次對瀝青材料提出了更高要求，我國的高速公路建設(shè)越來越多的采用了SBS改性瀝青。國內(nèi)市場巨大一、選題背景性能：高溫穩(wěn)定性、低溫抗裂性，使用壽命長，并保留了普通瀝青的優(yōu)點應(yīng)用范圍：公路建設(shè)、防水材料生產(chǎn)和機(jī)場跑道鋪筑2010年高速公路總里程7.2萬公里2020年總里程12萬公里SBS改性瀝青需求量達(dá)4000萬噸SBS改性瀝青國內(nèi)市場巨大一、選題背景性能：高溫穩(wěn)定性、低溫抗4一、選題背景我國每年有大量的樓房和工廠需要建設(shè)，2010到2020年預(yù)計新增建筑面積300億平方米，每年僅建筑對SBS改性瀝青防水材料的需求就為300萬噸左右?！笆晃濉逼陂g我國新增機(jī)場33個，而根據(jù)《全國民用機(jī)場布局規(guī)劃》到2020年全國民用機(jī)場將達(dá)到244個，新增97個（以2006為基準(zhǔn)），每年機(jī)場的擴(kuò)建、翻新和新增都將用到大量的SBS改性瀝青。國內(nèi)市場巨大一、選題背景我國每年有大量的樓房和工廠需要建設(shè)，2010到25

一、選題背景遼河石化研究SBS改性瀝青的意義遼河石化是全國最大的瀝青生產(chǎn)基地，所生產(chǎn)的普通瀝青性能優(yōu)良，如果以遼河石化瀝青為基質(zhì)瀝青生產(chǎn)的SBS改性瀝青能夠提高普通瀝青的經(jīng)濟(jì)附加值。遼河石化研究院曾經(jīng)對SBS改性瀝青做過深入研究，但所用的改性劑為中國石化生產(chǎn)的SBS，未對中國石油生產(chǎn)的SBS改性劑進(jìn)行研究。利用遼河石化基質(zhì)瀝青和獨(dú)山子石化SBS改性劑開發(fā)出具有市場競爭力的SBS改性瀝青，本課題填補(bǔ)了中國石油在研制生產(chǎn)SBS方面的空白。一、選題背景遼河石化研究SBS改性瀝青的意義遼河石化是全國最6匯報提綱一、選題背景二、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀三、主要研究內(nèi)容四、實驗預(yù)期目標(biāo)五、試驗預(yù)期創(chuàng)新點

六、進(jìn)度安排匯報提綱一、選題背景二、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀三、主要研究內(nèi)容7

二、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀國外研究對加工工藝的研究趨于成熟研究重點為抗老化、相容性和提高儲存穩(wěn)定性方面國外對SBS改性瀝青的研究主要集中在雪弗龍、埃克森、殼牌和日本、加拿大的公司。優(yōu)勢：工藝技術(shù)相對成熟不足：需要購買整個加工工藝流程，價格比較昂貴，加工工藝不適合國內(nèi)生產(chǎn)的SBS

國外的加工時間為60min左右，剪切轉(zhuǎn)速4000rpm以上，剪切溫度180℃，以上條件可作為試驗制備的參考。二、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀國外研究對加工工藝的研究趨于成熟8二、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀因此加大對國內(nèi)SBS改性瀝青的研制力度，減少對進(jìn)口SBS改性瀝青的依賴

雖然國外對SBS改性瀝青的制備工藝日趨成熟，但國外制備工藝條件不一定適用于國內(nèi)，并且每種類型的SBS改性劑和基質(zhì)瀝青的配伍性是不同的，國內(nèi)SBS改性瀝青的品質(zhì)仍有上升空間，因此針對不同的SBS需要研制新的制備工藝才能提高SBS改性瀝青的性能。二、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀因此加大對國內(nèi)SBS改性瀝青的研制力度，減9二、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀國內(nèi)對SBS改性瀝青的研究剪切速率為3000～5000rpm，剪切時間40～90min，剪切溫度175℃左右，SBS摻入量3%～6%針對不同種類的SBS，篩選最優(yōu)的制備工藝條件優(yōu)勢：價格低于國外，生產(chǎn)運(yùn)輸方便，利用國內(nèi)開發(fā)的生產(chǎn)流程就能夠生產(chǎn)。不足：1）多數(shù)生產(chǎn)為現(xiàn)場加工，加工質(zhì)量難以保證，工藝開發(fā)不夠成熟。

2）針對性不強(qiáng)，沒有針對單一的基質(zhì)瀝青來選擇最合適的SBS。

3）對相容性的研究較少，對穩(wěn)定劑的研究種類單一，以及SBS改性瀝青穩(wěn)定性問題沒有解決。本課題是利用遼河石化瀝青為基質(zhì)瀝青研究SBS改性瀝青的相容性和穩(wěn)定性。二、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀剪切速率為3000～5000rpm，剪切時10二、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

目前國內(nèi)針對SBS改性瀝青的研究所用的SBS為中國石化公司生產(chǎn)，但本課題所用的SBS為獨(dú)山子石化生產(chǎn)，結(jié)合遼河石化瀝青制備出滿足國內(nèi)市場需求的SBS改性瀝青。因此本課題的研究重點是篩選獨(dú)山子石化適合生產(chǎn)改性瀝青的SBS類型以及針對SBS與瀝青的配伍性、相容性以及穩(wěn)定性的研究。國內(nèi)市場SBS生產(chǎn)廠家中國石化巴陵石化公司中國石化燕山石化公司中國石化茂名石化公司中國石油獨(dú)山子石化SBS中國石油遼河石化瀝青滿足國內(nèi)市場的SBS改性瀝青二、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀目前國內(nèi)針對SBS改性瀝青的研究所11匯報提綱一、課題背景三、主要研究內(nèi)容四、實驗預(yù)期目標(biāo)五、實驗預(yù)期創(chuàng)新點

六、進(jìn)度安排三、主要研究內(nèi)容二、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀匯報提綱一、課題背景三、主要研究內(nèi)容四、實驗預(yù)期目標(biāo)五12三、主要研究內(nèi)容1）實驗材料：基質(zhì)瀝青：遼河石化公司低凝油或進(jìn)口油生產(chǎn)的直餾瀝青。新疆獨(dú)山子石化生產(chǎn)的SBS改性劑為1320系列，牌號為1320-110，1320-111，1320-113，1320-114，1320-115；北京燕山石化SBS共有六個牌號，通用型：SBS1401，SBS4402，SBS4452；專用型：SBS1401-1，SBS1301，SBS4303；湖南岳陽石化SBS常用的牌號為YH-791，YH-792，YH-796，YH-763，YH-788，YH-801，YH-805。廣東茂名石化SBS牌號為F475，F(xiàn)475B，F(xiàn)675。重點研究對象三、主要研究內(nèi)容1）實驗材料：新疆獨(dú)山子石化生產(chǎn)的SBS改性13三、主要研究內(nèi)容2）實驗所用儀器：儀器名稱生產(chǎn)廠家DAK-38C錐針入度專用恒溫器大連澳科分析儀器有限公司DAK-38A針入度測定器大連澳科分析儀器有限公司DAK-96瀝青軟化點測定器大連澳科分析儀器有限公司TC6K電子天平G&GELECTRONICSCALELYS-C瀝青延度測定儀沈陽施博達(dá)儀器儀表有限公司DAK-4石油產(chǎn)品專用加熱器大連澳科分析儀器有限公司BFH-03C超級低溫恒溫器大連北方分析儀器有限公司101-0和101-3型電熱鼓風(fēng)干燥箱北京科偉永興儀器有限公司DK型不沾油取樣桶山東華魯電熱儀器有限公司電子萬用爐天津市泰斯特儀器有限公司KDM型調(diào)溫電熱套山東華魯電熱儀器有限公司TYU-20C落射熒光顯微鏡上海豫光儀器有限公司高速剪切機(jī)WU-DATISKINVENSYS三、主要研究內(nèi)容2）實驗所用儀器：儀器名稱生產(chǎn)廠家DAK-314三、主要研究內(nèi)容3）加工方案：瀝青試樣熱樣，加熱至170℃

加入SBS，人工攪拌5min～10min放到烘箱中170℃下溶脹30min剪切速率為4000rpm，溫度175～180℃。剪切時間為30～60min30min開始做片觀察，做片間隔為10min

烘箱中在170℃溫度下發(fā)育30～40min澆注試樣進(jìn)行指標(biāo)分析三、主要研究內(nèi)容3）加工方案：瀝青試樣熱樣，加入SBS，人工三、主要研究內(nèi)容改進(jìn)方案

170℃烘箱溶脹30min在170℃條件下，1200rpm，攪拌10min三、主要研究內(nèi)容改進(jìn)方案170℃烘箱在170℃條4）評價方法：三、主要研究內(nèi)容SBS微觀結(jié)構(gòu)常規(guī)試驗特殊實驗SHRP光學(xué)顯微鏡彈性恢復(fù)測力延度離析試驗135℃粘度針入度延度軟化點直接拉伸彎曲梁實驗旋轉(zhuǎn)薄膜烘熒光顯微鏡瀝青4）評價方法：三、主要研究內(nèi)容SBS微觀結(jié)構(gòu)常規(guī)試驗特殊實驗175）SBS改性瀝青的評價指標(biāo)：三、主要研究內(nèi)容技術(shù)指標(biāo)單位I-AI-BI-CI-D針入度25℃，100g，5s0.1mm>10080-10060-8030-60針入度指數(shù)PI不小于-1.2-0.8-0.40延度5℃，5cm/min不小于cm50403020軟化點T不小于℃45505560運(yùn)動粘度135℃不大于Pa·s3閃點不小于℃230溶解度（%）不小于%99離析，軟化點差不小于℃2.5彈性恢復(fù)25℃不小于%55606570粘韌性不小于N·m

---------韌性不小于N·m---------RTFOT后殘留物質(zhì)量損失不大于%1.0針入度比25℃不小于%50556065延度5℃不小于cm302520155）SBS改性瀝青的評價指標(biāo)：三、主要研究內(nèi)容技術(shù)指標(biāo)單位186）對SBS改性瀝青配伍性的研究：本實驗利用正交實驗方法確定最優(yōu)加工工藝，正交水平如下表：三、主要研究內(nèi)容

水平因素剪切溫度/℃剪切速率/rpm剪切時間/min1165300040218040005031955000606）對SBS改性瀝青配伍性的研究：三、主要研究內(nèi)容因素剪19三、主要研究內(nèi)容試驗號因素試驗結(jié)果剪切溫度剪切速率剪切時間111121223133421252236231731383219332正交實驗表：三、主要研究內(nèi)容試驗號因素試驗結(jié)果剪切溫度剪切速率剪20

本課題的重點研究對象為獨(dú)山子石化生產(chǎn)的SBS，因此需要將中國石油獨(dú)山子石化SBS的改性結(jié)果和中國石化公司生產(chǎn)的SBS的改性效果進(jìn)行對比。從而探索獨(dú)山子石化SBS的市場前景。三、主要研究內(nèi)容改性效果最好的獨(dú)山子石化SBS改性效果最好的中國石化SBS性能對比分析本課題的重點研究對象為獨(dú)山子石化生產(chǎn)的SBS，因此21三、主要研究內(nèi)容在制備SBS改性瀝青過程中，根據(jù)加工時間的長短取樣制片觀察，加工時間30、40、50和60min，然后對比評價結(jié)果，找出分散程度和改性效果的聯(lián)系。

SBS分散于瀝青中并形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)后才有明顯的改性效果，通過對比SBS在基質(zhì)瀝青中的分散程度和改性效果來確定剪切時間的長短。制取試樣30min制取試樣40min制取試樣50min制取試樣60min取片觀察取片觀察取片觀察取片觀察30min指標(biāo)分析40min指標(biāo)分析50min指標(biāo)分析60min指標(biāo)分析結(jié)果對比分析7）對SBS和瀝青相容性的研究：三、主要研究內(nèi)容在制備SBS改性瀝青過程中，根據(jù)加工時22

8）對SBS改性劑的摻入量研究：

獨(dú)山子石化的SBS處于開發(fā)過程中，如果其改性效果不低于國內(nèi)其他廠家生產(chǎn)的SBS條件下，降低SBS摻量就能降低SBS改性瀝青的成本，將會利于獨(dú)山子石化SBS的推廣應(yīng)用。國內(nèi)文獻(xiàn)中公布的SBS摻加量為3%～6%，沒有針對單一基質(zhì)瀝青所用SBS的具體摻加量，因此需要通過實驗確定。對SBS摻入量的研究，分析不同摻入量條件下的改性結(jié)果：三、主要研究內(nèi)容SBS摻入量3.0%3.4%3.8%4.2%4.6%5.0%分析結(jié)果8）對SBS改性劑的摻入量研究：三、主要研究內(nèi)容SBS摻入239）對穩(wěn)定劑的研究：三、主要研究內(nèi)容穩(wěn)定劑包括物理穩(wěn)定劑和化學(xué)穩(wěn)定劑：物理穩(wěn)定劑：白炭黑（SiO2）化學(xué)穩(wěn)定劑：單質(zhì)硫、交聯(lián)二烯烴、酚醛樹脂、馬來酸酐、磷酸、多聚磷酸、高磷酸以前對物理穩(wěn)定劑的研究較多，由于化學(xué)穩(wěn)定劑的效果比較好，因此化學(xué)穩(wěn)定劑逐漸被研究和應(yīng)用。9）對穩(wěn)定劑的研究：三、主要研究內(nèi)容穩(wěn)定劑包括物理穩(wěn)定劑和化24由于穩(wěn)定劑加入SBS改性瀝青的時間不同，穩(wěn)定劑的穩(wěn)定效果就不相同。穩(wěn)定劑的加入時間分別為溶脹前加入、溶脹后加入和發(fā)育前加入。將物理穩(wěn)定劑和化學(xué)穩(wěn)定劑按一定比例加入試樣，考察SBS改性瀝青的穩(wěn)定效果。針對獨(dú)山子石化的SBS篩選合適的穩(wěn)定劑。三、主要研究內(nèi)容溶脹后發(fā)育前溶脹前

穩(wěn)定劑由于穩(wěn)定劑加入SBS改性瀝青的時間不同，穩(wěn)定劑的穩(wěn)定效果就不25匯報提綱一、課題背景三、主要研究內(nèi)容四、實驗預(yù)期目標(biāo)五、創(chuàng)新點

六、進(jìn)度安排四、實驗預(yù)期目標(biāo)二、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀匯報提綱一、課題背景三、主要研究內(nèi)容四、實驗預(yù)期目標(biāo)五26篩選出對遼河石化基質(zhì)瀝青改性效果最明顯的SB