冷湖90号沥青在防水材料应用的研究

蔡汉泉 郭立森 陈新志

摘 要：本文介绍了加拿大冷湖原油评价数据和實验室用冷湖原油直馏90号沥青评价。为了挖掘加拿大冷湖原油的减压渣油利用价值，通过实验室研究，将冷湖原油直馏90号沥青和软组分油按一定比例调合制备防水卷材用沥青（F400）。进行防水卷材用沥青（F400）性能评价和制备防水卷材性能评价，确定冷湖原油直馏90号沥青可以制备合格优质的防水卷材。

关键词：冷湖原油;90号沥青;防水卷材用沥青（F400）;防水卷材

0 前言

20世纪80年代以来，随着经济建设的发展，建筑业的迅速崛起，对防水材料的要求也进一步提升，带动了防水材料工业的迅速发展。特别是“十四五”期间高铁建设、公路基建和轨道交通等系统会有新的增长，从而带动防水材料市场需求。建筑防水行业还将受益于海绵城市建设带来的基建防水需求增长。地下管网建设预计将带来4000-5000亿元的投资，为防水材料需求带来新的增量。此外，行业还将受益于存量房屋翻修所带来的防水需求。存量房屋现已超过500亿㎡，其中80%是5年以前建成的，随之而来的房屋翻修堵漏将迎来爆发式的增长。国内各大防水企业纷纷在各地开设生产基地，利用区域地理优势降低物流成本以建立整体优势。沥青作为防水产品主要原材料，其需求量将逐年加大，市场前景较为广阔。

近年来，由于国际形势的不断变化，世界的重质原油资源不断紧张，特别是南美的委内瑞拉的重油断供。导致用于直馏方式生产A级沥青的原油配额不断减少，不得不重新引进加拿大冷湖原油。为了挖掘加拿大冷湖原油的减压渣油利用价值，在实验室开展冷湖原油90号沥青在防水卷材应用的研究。

1 冷湖原油的基本性质评价

加拿大冷湖原油密度比较大，硫含量高，酸值高，蜡含量较低，第一、第二关键馏分比重指数分别为32.3和18.2，该原油属于高硫含酸低蜡环烷基中质原油，可以生产出合格的道路沥青。冷湖原油基本性质实验数据见表1。

2 加拿大冷湖原油直馏90号沥青评价

在实验室采用原油实沸点蒸馏仪，对冷湖原油进行常压、减压蒸馏，控制切割温度，得到90号沥青，经分析检验各项指标满足《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F40-2004）中90号A级沥青的指标。

3 防水卷材用沥青（F400）试验

目前，国内多家大型一线防水卷材生产企业，生产时将防水卷材用沥青（F400）当做软化油，与90号沥青按一定比例调和后，加入所需的聚合物改性，再加入胶粉等填料后，碾压成型制备成弹性体防水卷材和自粘防水卷材等产品。

传统的防水卷材生产企业，生产时使用70#、90#道路石油沥青、减压渣油和10号沥青为主要原料，添加废机油或橡胶油进行SBS改性，最后加入废轮胎胶粉和填充料（石粉）制备成涂盖料，在生产线上碾压成卷材产品。

相比之下，使用防水卷材用沥青（F400）在生产工艺上更简便、容易调合;同时减少储罐、减少能耗、减少人工，大大降低生产成本;在安全和环保方面，减少了使用废机油或橡胶油带来火灾、爆炸的危险和污染环境的不良因素。

由于燃油消费税的改革、生产方式的改变、生产成本的竞争和安全环保的严控，防水卷材用沥青（F400）越来越受防水卷材生产厂家的认可。在实验室采用将冷湖90号沥青和软组分油进行调合方法得到防水卷材用沥青（F400），并进行了性能评价。实验数据见表2。

从表2试验数据分析，冷湖原油制备出来的防水卷材用沥青（F400），各项指标符合《防水材料用沥青》（SH/T0981-2019）中F400的要求，具有优良的高、低温性能，特别低温柔性好。

4 冷湖90号沥青制备防水卷材

SBS改性沥青卷材作为防水卷材主导产品，近年来自粘聚合物改性沥青防水卷材的使用不断增加。自粘防水卷材是在弹性体防水卷材的基础上迅速发展起来的产品，因其避免了热施工，不仅可以避免因施工控制不好损坏防水性能，还能应用于严禁明火施工的各类场所，因而得到广泛的应用。实验室按自粘卷材的配方制备防水卷材，将冷湖90号沥青和F400按一定比例调合、添加SBS、SBR改性剂在185℃剪切0.5h，再添加胶粉搅拌0.5h，然后加入石粉搅拌0.5h，最后碾压成型制备成自粘防水卷材。对防水卷材的基本性质进行了测试，实验数据见表3。

从表3实验数据分析，使用冷湖90号沥青按自粘防水卷材配方制备的卷材，耐热性、低温柔性和剥离指标符合要求，特别是低温柔性好、剥离强度高、热老化后低温柔性好。

5 结论

①在实验室将加拿大冷湖原油90号沥青和软组分油进行调合方法得到防水卷材用沥青（F400）符合《防水材料用沥青》（SH/T0981-2019）中F400的要求;

②通过制备防水卷材的验证，冷湖90号沥青和冷湖防水材料用沥青（F400）适用于生产合格的防水卷材;

③防水卷材生产企业使用防水卷材用沥青（F400），可以改良生产工艺、减少生产成本、降低安全风险。

参考文献：

[1]柴志杰，任满年.沥青生产与应用技术问答[M].北京：中国石化出版社，2015.

[2] GB23441-2009.自粘聚合物改性沥青防水卷材[S].中国国家标准化管理委员会，2010.

[3]张得勤.石油沥青的生产及应用[M].北京：中国石化出版社，2001.