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摘 要

為提高以烷基咪唑啉乳化劑為基礎(chǔ)乳化劑的乳化瀝青破乳速度，對(duì)其復(fù)配不同乳化劑和穩(wěn)定劑的乳化瀝青破乳速度、儲(chǔ)存穩(wěn)定性及標(biāo)準(zhǔn)粘度進(jìn)行研究。結(jié)果表明，隨著復(fù)配乳化劑比例的增加，烷基咪唑啉乳化瀝青的破乳速度增加，儲(chǔ)存穩(wěn)定性變差。提高復(fù)配穩(wěn)定劑的比例能夠提高烷基咪唑啉乳化瀝青的穩(wěn)定性與破乳速度，但會(huì)使標(biāo)準(zhǔn)粘度增加過(guò)大瀝青網(wǎng)sinoasphalt.com。以3：1比例復(fù)配烷基咪唑啉與聚氧乙烯醚類乳化劑制備的乳化瀝青能夠滿足噴灑型改性乳化瀝青PCR的技術(shù)要求。

關(guān)鍵詞 陽(yáng)離子乳化瀝青 | 烷基咪唑啉 | 破乳速度 | 儲(chǔ)存穩(wěn)定性

0引言

改性乳化瀝青是通過(guò)機(jī)械剪切、研磨、攪拌等手段，將改性劑、乳化劑、瀝青混合制成的乳狀液，其兼具改性瀝青與乳化瀝青的特性，可以應(yīng)用于粘層、封層、微表處等。根據(jù)乳化瀝青的破乳速度，可分為快裂、中裂、慢裂三種類型。快裂型陽(yáng)離子改性乳化瀝青應(yīng)用于粘層油，具有粘度大、防水性好等特性，對(duì)防止道路基層滲水、加強(qiáng)層間粘度具有很好的應(yīng)用效果。咪唑啉類乳化劑具有較強(qiáng)的水溶性與較低的成本，但其破乳速度較慢，本文采用復(fù)配乳化劑的方式探索了加快烷基咪唑啉乳化瀝青破乳速度可行性。

本文考察了6種復(fù)配劑及其用量對(duì)烷基咪唑啉改性乳化瀝青破乳速度和貯存穩(wěn)定性的影響，為快裂型陽(yáng)離子改性乳化瀝青的生產(chǎn)及應(yīng)用提供參考。

1試驗(yàn)方案

1.1試驗(yàn)原料

試驗(yàn)選取中燃油公司生產(chǎn)的I-C級(jí)改性瀝青作為基質(zhì)瀝青進(jìn)行乳化瀝青的制備；乳化劑以烷基咪唑啉（MSZ）為基礎(chǔ)乳化劑；分別復(fù)配陽(yáng)離子乳化劑A（季銨鹽類）、B（季銨鹽類），非離子乳化劑C（聚氧乙烯醚類）、D（聚氧苯酚醚類），有機(jī)穩(wěn)定劑羥乙基纖維素（HEC），無(wú)機(jī)穩(wěn)定劑氯化鈣（CaCl2）；pH調(diào)節(jié)劑為鹽酸。

1.2試驗(yàn)方法

將一定量的乳化劑溶解于60℃水中充分?jǐn)嚢?，加入適量鹽酸調(diào)節(jié)皂液pH值至2左右。將配制好的皂液倒入的膠體磨中進(jìn)行循環(huán)，最后倒入170℃的改性瀝青進(jìn)行乳化。

在烷基咪唑啉乳化劑MSZ用量為2% 時(shí)，對(duì)I-C改性瀝青進(jìn)行乳化，其結(jié)果如表1所示。

可見(jiàn)單獨(dú)使用MSZ乳化劑時(shí)，改性乳化瀝青為慢裂型，并且標(biāo)準(zhǔn)粘度較高。

2試驗(yàn)結(jié)果與討論

2.1 陽(yáng)離子乳化劑對(duì)烷基咪唑啉乳化瀝青破乳速度的影響

在保持乳化劑用量為2% 條件下，將MSZ分別復(fù)配陽(yáng)離子乳化劑A、B進(jìn)行了改性乳化瀝青的制備，考察了不同配比下乳化瀝青的1d儲(chǔ)存穩(wěn)定性、5d儲(chǔ)存穩(wěn)定性與破乳速度，結(jié)果如表2和表3所示。

由表2和表3可見(jiàn)，陽(yáng)離子乳化劑A和B的加入可將MSZ改性乳化瀝青的破乳速度由慢裂向快裂方向轉(zhuǎn)變。但是制得的改性乳化瀝青會(huì)快速破乳無(wú)法儲(chǔ)存或者穩(wěn)定性顯著降低，難以滿足使用要求。

2.2 非離子乳化劑對(duì)乳化瀝青破乳速度的影響

在乳化劑用量為2% 條件下，分別復(fù)配非離子乳化劑C、D進(jìn)行了改性乳化瀝青的制備，考察了不同配比下乳化瀝青的1d儲(chǔ)存穩(wěn)定性、5d儲(chǔ)存穩(wěn)定性、破乳速度和標(biāo)準(zhǔn)粘度，結(jié)果如表4和表5所示。

由表4可見(jiàn)，少量非離子乳化劑C的加入即可將MSZ改性乳化瀝青的破乳速度由慢裂向快裂轉(zhuǎn)變，且乳液的標(biāo)準(zhǔn)粘度呈現(xiàn)減小的趨勢(shì)。這是由于非離子乳化劑所形成的瀝青微粒不帶電荷，減弱了陽(yáng)離子乳化劑MSZ形成的帶電荷瀝青微粒的排斥做用，這也導(dǎo)致乳化瀝青儲(chǔ)存穩(wěn)定性降低。當(dāng)C與MSZ采用合適的復(fù)配比時(shí)，改性乳化瀝青的破乳速度和穩(wěn)定性可以達(dá)到快裂型乳化瀝青的要求。

由表5可見(jiàn)，非離子乳化劑D的加入可將MSZ改性乳化瀝青的破乳速度由慢裂向快裂轉(zhuǎn)變，但是D的加入不利于改性乳化瀝青的穩(wěn)定性，所測(cè)試的三個(gè)配方的1d和5d穩(wěn)定性均不滿足PCR乳化瀝青的要求。

2.3 穩(wěn)定劑對(duì)乳化瀝青破乳速度的影響

在乳化劑用量為2% 條件下，分別復(fù)配穩(wěn)定劑HEC、CaCl2進(jìn)行了陽(yáng)離子改性乳化瀝青的制備，考察了不同配比下乳化瀝青的1d儲(chǔ)存穩(wěn)定性、5d儲(chǔ)存穩(wěn)定性、破乳速度和標(biāo)準(zhǔn)粘度，結(jié)果如表6和表7所示。

由表6和表7可見(jiàn)，穩(wěn)定劑的加入可將MSZ改性乳化瀝青的破乳速度由慢裂向快裂轉(zhuǎn)變，且隨著添加量提高，改性乳化瀝青的儲(chǔ)存穩(wěn)定性提高。但穩(wěn)定劑的加入導(dǎo)致乳化瀝青標(biāo)準(zhǔn)粘度顯著提高。其原因是助劑HEC的加入使水相粘度增大，導(dǎo)致乳液標(biāo)準(zhǔn)粘度值逐漸增大。同時(shí)HEC能夠在改性瀝青顆粒表面形成水化膜，隨著添加量的增加水化膜的強(qiáng)度會(huì)逐漸增大，從而阻礙改性瀝青顆粒之間的聚沉，改善了乳液體系的穩(wěn)定性。而隨著CaCl2摻量的增加，導(dǎo)致乳液顆粒的雙電層效應(yīng)增大，電位增強(qiáng)，進(jìn)而增加顆粒間的排斥力，減緩顆粒凝聚的速度，乳液穩(wěn)定性變好，粘度升高。

綜上，陽(yáng)離子乳化劑不適合與MSZ進(jìn)行復(fù)配來(lái)調(diào)節(jié)改性乳化瀝青的破乳速度。當(dāng)非離子乳化劑C與MSZ采用合適的復(fù)配比時(shí)，改性乳化瀝青的破乳速度和穩(wěn)定性均滿足交通部規(guī)范《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》中PCR技術(shù)要求。而采用有機(jī)穩(wěn)定劑HEC或無(wú)機(jī)穩(wěn)定劑CaCl2與MSZ復(fù)配能調(diào)節(jié)改性乳化瀝青的破乳速度，但會(huì)導(dǎo)致乳液粘度升高過(guò)大。

2.4 優(yōu)化的復(fù)配烷基咪唑林乳化瀝青性能

采用聚氧乙烯醚類非離子乳化劑C與MSZ復(fù)配制備出滿足交通部《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》中PCR級(jí)改性乳化瀝青要求的產(chǎn)品，優(yōu)化后的皂液配方為MSZ與非離子乳化劑C以3:1的比例進(jìn)行復(fù)配（乳化劑摻量2.0wt%）。其性質(zhì)如表8所示。

3 結(jié)論

（1）隨著復(fù)配的陽(yáng)離子乳化劑比例的提高，改性乳化瀝青的破乳速度加快，但儲(chǔ)存穩(wěn)定性較差，或直接破乳，無(wú)法滿足使用需求。

（2）隨著復(fù)配的聚氧乙烯醚類非離子乳化劑比例的提高，改性乳化瀝青破乳速度加快，粘度降低，存穩(wěn)定性逐漸變差。當(dāng)采用3：1比例復(fù)配烷基咪唑啉與聚氧乙烯醚類乳化劑，乳化劑摻量2.0wt%時(shí)，改性乳化瀝青能夠滿足《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》（F40-2004）中噴灑型改性乳化瀝青PCR的技術(shù)要求。

（3）穩(wěn)定劑與MSZ復(fù)配時(shí)，隨著穩(wěn)定劑比例的提高，改性乳化瀝青的破乳速度加快，且儲(chǔ)存穩(wěn)定性提高，但粘度增加過(guò)大。

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