第３ 巷第１期 辽 宁 石 油 化 工 大 学 学 报 Ｖｏ１．３５ Ｎｏ．１ Ｆｅｂ．２０１ ５ ２０１ ５年２ ｛ Ｊ（）ＵＲＮＡＩ，ＯＦ １．１ＡＯＮＩＮＧ ＳＨＩＨＵＡ ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ 文章编号：１ ６７２—６９５２（２Ｏ１ ５）０１—００１ ６－０４ Ｃ９石油树脂改性沥青的研制 丛玉凤，李茂平，徐 磊，黄 玮，张春雪，刘芷君 （辽宁石油化工大学化学化工与环境学部，辽宁抚顺１１３００１） 摘 要： 采用ｃ９石油树脂对辽河ＡＨ ９Ｏ 沥青进行改性，考察了ｃ９石油树脂质量分数对改性沥青性能的影 响，并利用扫描电镜对改性沥青结构进行了分析。实验结果表明，随着ｃ９石油树脂质量分数的增加，改性沥青软化 点逐渐增大，针入度逐渐下降，５℃延度先增大后下降。扫描电镜结果表明，当Ｃ９石油树脂质量分数为４ 时，它与 基质沥青的相客性较好，不会出现离析现象；当Ｃ９石油树脂质量分数为５ 时，它与基质沥青发生离析。 关键词： Ｃ９石油树脂； 基质沥青； 改性沥青； 相容性； 热稳定性 中图分类号：ＴＥ６２６．８６ 文献标志码：Ａ ｄｏｉ：ｌ０．３６９６／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７２—６９５２．２Ｏ１５．０１．００５ Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ ｏｆ Ｃ９ Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ Ｒｅｓｉｎ—Ｍｏｄｉｆｉｅｄ Ａｓｐｈａｌｔ Ｃｏｎｇ Ｙｕｆｅｎｇ，Ｌｉ Ｍａｏｐｉｎｇ，Ｘｕ Ｌｅｉ，Ｈ ｕａｎｇ Ｗｅｉ，Ｚｈａｎｇ Ｃｈｕｎｘｕｅ，Ｌｉｕ Ｚｈｉｊ ＬＩＢ （Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｊ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ａｎｄ Ｅｎｖｉｒｏｎｔｎｅｎｔａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， Ｌｉａｏｎｉｎｇ Ｓｈｉｈｕａ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｆｕｓｈｕｎ Ｌｉａｏｎｉｎｇ １１３００１．Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｃ９ ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ ｒｅｓｉｎ ｗａｓ ｕｓｅｄ ｔｏ ｍｏｄｉｆｙ ｔｈｅ Ｉ ｉａｏｈｅ ９０ ａｓｐｈａｌｔ．Ｔｈｅ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ ｔｈｅ ａｍｏｕｎｔ ｏｆ Ｃ９ ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ ｒｅｓｉｎ ｏｎ ｔｈｅ ｍａｔｒｉｘ ａｓｐｈａｌｔ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｈａｓ ｂｅｅｎ ｓｔｕｄｉｅｄ，ａｎｄ ｔｈｅ ｍｏｄｉｆｉｅｄ ａｓｐｈａｌｔ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｈａｓ ｂｅｅｎ ａｎａｌｙｚｅｄ ｂｙ ｔｈｅ ｓｃａｎｎｉｎｇ ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ（ＳＥＭ）．Ｔｈｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ，ｗｉｔｈ ｔｈｅ ａｄｄｉｔｉｏｎ ｏｆ Ｃ９ ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ ｒｅｓｉｎｓ，ｔｈｅ ｍｏｄｉｆｉｅｄ ａｓｐｈａｌｔ ｓｏｆｔｅｎｉｎｇ ｐｏｉｎｔ ｗａｓ ｇｒａｄｕａｌｌｙ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ，ｗｈｅｒｅａｓ ｔｈｅ ｐｅｎｅｔｒａｔｉｏｎ ｗａｓ ｇｒａｄｕａｌｌｙ ｄｅｃｒｅａｓｅｄ．Ｔｈｅ ＳＥＭ ａｎａｌｙｓｉｓ ｉｎｄｉｃａｔｅｄ ａ ｇｏｏｄ ｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙ ｏｆ Ｃ９ ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ ｒｅｓｉｎ ａｎｄ ｍａｔｒｉｘ ａｓｐｈａｌ ｗｈｅｎ ｔｈｅ ｄｏｓａｇｅ ｏｆ Ｃ９ ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ ｒｅｓｉｎ ｗａｓ ４ ，ｗｈｉｌｅ ｔｈｅ ｓｅｇｒｅｇａｔｉｏｎ ｐｈｅｎｏｍｅｎｏｎ ｏｃｃｕｒｅｄ ｉｆ ｔｈｅ ａｍｏｕｎｔ ｏｆ Ｃ９ ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ ｒｅｓｉｎ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ｔｏ ５ ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ： Ｃ９ ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ ｒｅｓｉｎ；Ｍａｔｒｉｘ ａｓｐｈａｌｔ；Ｍｏｄｉｆｉｅｄ ａｓｐｈａｌｔ；Ｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙ；Ｔｈｅｒｍａｌ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ 石油沥青作为公路建设与养护不可或缺的材 与基质沥青产生离析现象，因此还需要加入助剂，促 进ＳＢＳ与沥青发生化学反应，形成空间网络结构， 使体系更为稳定［】 。综上所述，目前ＳＢＳ改性沥青 的生产加工工艺极为复杂，所以需要研制一种新的 改性剂。 料，其性能直接决定了沥青路面的质量以及结构形 式 ，导致路面容易出现车辙与开裂，因此，沥青改 性成为沥青研究的新方向。目前研究最为广泛的有 橡胶改性沥青 、树脂改性沥青 、热塑性橡胶改 性沥青。热塑性橡胶改性沥青以ＳＢＳ改性沥青为 主，在众多改性剂中ＳＢＳ改性剂改性效果最为显 随着乙烯工业的快速发展，乙烯裂解副产物Ｃ９ 馏分的产量逐年增加，Ｃ９石油树脂是由Ｃ９馏分合 成的一种可塑性烃类树脂，其结构中存在着部分双 键和芳香环，它是一种极具应用前景的功能性聚合 物 。Ｃ９石油树脂作为沥青改性剂既能够提高沥 青的高温性能，又能使Ｃ９石油树脂得到充分利用。 本研究考察了Ｃ９石油树脂对基质沥青基本性能的 影响，并对Ｃ９石油树脂对基质沥青改性机理进行 了探讨。 著，它也是世界上使用最为广泛的沥青改性剂 ，但 是，ＳＢＳ与基质沥青的相容性很差，虽然可以通过机 械剪切把ＳＢＳ均匀分散在沥青中，但是ＳＢＳ与基质 沥青之间并没有发生化学作用 ，仅是物理混溶 。 文献［９２的研究结果表明，芳香分含量高的基质沥青 与ＳＢＳ相容性更好，采用芳香分含量高的基质沥青 或加入芳香油助剂能制得性能更为优异的ＳＢＳ改 性沥青１ ０］。ＳＢＳ改性沥青高温储存稳定性较差，易 收稿日期：２Ｏ１ ４ ０９ １ ２ 修回日期：２０１４ １Ｏ １５ 基金项目：抚顺市科技攻关项目（ＦＳＫＪＨＴ２０１３７８）。 作者简介：丛玉凤（１ ９６５一），女，博士，教授，从事石油化工产品的研究与开发；Ｅ—ｍａｉｌ：ｙｕｆｅｎｇｃｏｎｇ ＠１６３．ｃ（）ＨＩ。 第１期 丛玉凤等．Ｃ９石油树脂改性沥青的研制 １７ ｌ 实验部分 １．１ 实验材料 １．１．１基质沥青 选择盘锦北方沥青厂生产的辽 河９Ｏ 沥青作为基质沥青，其部分性质见表１。 表１ 辽河９Ｏ 沥青的部分性质 分析项目 分析结果 分析标准 １．１．２ 改性剂 选择抚顺石油二厂生产的Ｃ９石油 树脂作为改性剂，其软化点为９０℃，Ｃ９石油树脂是 一种功能性树脂，其结构式如下： 十 一ＣＨ厂ＣＨ一 Ｈ ２ 其中，Ｒ、Ｒ 代表Ｈ或烷基。 １．２ 实验仪器 ＳＹＤ一２８０１Ｄ型针入度试验器，上海昌吉地质仪 器有限公司；ＳＹＤ一２８０６Ｅ型全自动沥青软化点试验 器，上海昌吉地质仪器有限公司；ＳＹＤ一４５０８Ｅ型沥 青延度试验器，上海昌吉地质仪器有限公司； ＢＭＥ２００Ｉ 型高剪切混合乳化机，上海威广机械制 造有限公司。 ２ 改性沥青制备方法 剪切工艺对改性沥青的性能影响很大［１ ，本文 经过多次实验得出最佳的剪切工艺条件为：基质沥 青与改性剂在１６０。Ｃ条件下进行混溶３０ ｍｉｎ，并不 断搅拌使之充分融合；利用高速剪切机在１６０℃、速 率３ ０００ ｒ／ｍｉｎ下剪切４０ ｍｉｎ左右，使改性剂以更 细小的颗粒分散在沥青中；将剪切好的改性沥青放 在１６０℃条件下搅拌发育３０ ｍｉｎ。 ３ 基本性能的测定 ３．１针入度的测试方法 参照ＧＢ／Ｔ ４５０９—２０１０石油沥青针入度测定 法进行测定，具体ｉ贝０定方法为：调整好针入度仪，将 试样放置在针人度仪水浴的三脚架上进行测定，用 手按动按钮，使标准针自由下落插人试样中，标准针 自动停止移动，拉下活杆使之与针连杆顶端相接触， 此时数字显示板上的读数即为试样的针入度。 ３．２软化点的测试方法 ・ 参照ＧＢ／Ｔ ４５０７—１９９９沥青软化点测定法进 行测定，具体测定步骤如下：调整好软化点仪，将制 备好的试样放在环架上，套上固定钢球的铜环后，将 钢球放在试样中间，组装好后开始实验，分别记下试 样软化不能拖住钢球时和钢球下落至刚刚接触支撑 板时的温度显示器的读数，取两个数据的平均值即 为试样的软化点。 ３．３延度的测试方法 参照ＧＢ／Ｔ ４５０８—２０１０沥青延度测定法进行 测定，具体测定步骤如下：组装好延度模具，将制备 好的试样放入试验温度的水浴锅中恒温１ ｈ。将延 度仪水槽的温度调节到试验温度，去掉支撑板，将模 具安装在沥青延度仪上，拿走侧模。开动延度仪，观 察试样的拉伸状况，试样拉断时所显示的数值即为 试样的延度值。 ４ 结果与讨论 ４．１ Ｃ９石油树脂质量分数对改性沥青性能的影响 ４．１．１对针人度的影响 沥青的针入度是沥青稠 度即沥青软硬程度的一种表示方法，针入度较大说 明沥青较软，考察了Ｃ９石油树脂质量分数对改性 沥青针人度的影响，结果如图１所示。 ｌ 量 邑 （Ｃ９石油树腊）／％ 图１ Ｃ９石油树脂质量分数对改性沥青针入度的影响 由图１可知，Ｃ９石油树脂的加入使改性沥青的 针入度下降，随着Ｃ９石油树脂质量分数的增加，改 性沥青的针入度的下降趋势逐渐变缓。这是因为 Ｃ９石油树脂中存在含有双键、芳香环等结构的大分 子共聚物，随着Ｃ９石油树脂质量分数的增加，大分 子共聚物的含量也随着增加，即交联作用增大，使得 改性沥青变硬。 ４．１．２对软化点的影响 软化点是评价沥青高温 性能的一个重要指标，软化点较高说明改性沥青的 耐高温性能较好，考察了Ｃ９石油树脂质量分数对
