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脱油沥青(DOA)是溶剂脱沥青工艺的萃余物,其软化点高、针入度小、脆性大。油浆是炼厂催化装置底层的重组分,其软化点低、针入度高。DOA和油浆均因性能较差而限制了其应用。以DOA与油浆为原料,通过调和法生产防水材料用沥青原料,不仅可以更好地利用DOA与油浆资源,而且有利于降低聚合物改性沥青防水材料的成本,对于石化和防水行业的发展均具有重要意义。本文以DOA、油浆为原料制备了DOA/油浆调和沥青,并建立了DOA/油浆调和沥青四组分与物理性能的关联关系。进而采用熔融共混的方法制备了SBS、胶粉及SBS/胶粉复合改性DOA/油浆调和沥青,研究了改性剂掺量对调和沥青物理性能、微观结构的影响;通过热氧老化和紫外老化试验,研究了不同改性调和沥青的抗老化性能,并采用傅里叶变换红外光谱仪、荧光显微镜等研究了老化前后改性调和沥青的化学结构和微观形貌的变化。主要研究结论如下:(1)以DOA、油浆为原料,通过调和法可制备出防水材料用的沥青原料。当DOA/油浆比例为3:7时,调和沥青的针入度为68dmm,软化点为43°C。(2)调和沥青的物理性能与其组分含量密切相关。研究表明,针入度、延度与饱和分、芳香分以及软化点、粘度与胶质、沥青质均呈正相关关系。灰色关联度分析进一步表明,饱和分、芳香分对调和沥青低温性能影响较大,而胶质、沥青对高温性能的影响更为明显。(3)通过SBS、胶粉及SBS/胶粉复合改性,DOA/油浆调和沥青的高低温性能均得到了改善。SBS掺量为12%时,改性调和沥青软化点、低温柔度分别为105°C、-25°C;胶粉掺量为24%时,改性调和沥青的软化点、低温柔度分别为70°C、-16°C;12%SBS和24%胶粉复合改性时,调和沥青软化点、低温柔度分别可达116°C、-33°C。(4)荧光显微图像显示,当SBS掺量增加至12%时,DOA/油浆调和沥青中的SBS由分散相转变为具有网络结构的连续相结构,使SBS改性调和沥青的性能得到显著提升;胶粉在改性调和沥青中主要发生溶胀,由紧密的颗粒结构变成了相对疏松的絮状结构,提高了DOA/油浆调和沥青的性能。(5)DOA/油浆调和沥青在长期热氧老化后针入度、延度下降,软化点、粘度升高,低温柔性明显变差。通过SBS、胶粉改性,能够抑制调和沥青的老化,且SBS与胶粉复合改性对沥青抗老化性能改善效果更为明显。(6)在紫外老化后,DOA/油浆调和沥青的性能显著降低。紫外老化7天时,调和沥青的残留针入度比、延度保留率分别为36.4%、13.5%。SBS、胶粉可抑制调和沥青性能的劣化,明显改善了调和沥青的抗紫外老化能力;SBS/胶粉复合改性,进一步提高了调和沥青的抗紫外老化能力,紫外老化7天时,残留针入度比、延度保留率分别为65.7%、27.3%。(7)荧光显微图像显示,老化使SBS改性调和沥青中的聚合物发生了降解,网络结构受到了破坏,导致了改性调和沥青的性能显著降低。红外光谱分析表明,调和沥青在老化过程中发生了氧化反应,羰基和亚砜基官能团指数显著增加,而SBS、胶粉的加入使羰基和亚砜基的官能团指数明显降低,进一步表明SBS、胶粉能够抑制沥青老化,提高改性调和沥青的耐老化性能。