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乳化剂的复配
发布人:网站管理员 分布时间:2013/7/12 点击:6958
 

                      乳化剂的复配

单一的乳化剂在使用过程中可能不能很好地满足乳化沥青生产和使用的需要,如乳化沥青的储存稳定性不理想,乳化沥青的生产成本太高,乳化沥青的破乳、成型情况不能满足要求等。因此,经常需要不同的乳化剂配合使用,或者掺加其他的助剂,以起到改善乳化沥青的加工性能、经济性、路用性能等作用。

1)乳化剂的乳化能力。乳化沥青中的沥青颗粒之所以不会迅速出现聚并,很重要的一个原因就是乳化剂在沥青微粒表面形成了界面膜。界面膜强度越大,乳化沥青就越稳定。人们在生产过程中发现,混合乳化剂形成的复合膜比单一乳化剂形成的界面膜的强度更高,不易破裂,形成的乳化液更加稳定。

2)降低乳化沥青的生产成本。乳化剂的复配使用,降低了沥青与水之间的界面张力,了乳化剂在界面上的吸附量,了界面膜的强度,从而可以在使用更少的乳化剂的情况下获得稳定的沥青乳液,降低了乳化沥青的生产成本。如果使用如无机盐等非表面活性剂类型的助剂,由于价格低廉,乳化沥青生产成本可进一步降低。

3)改善乳化沥青的路用性能。乳化剂是影响乳化沥青破乳速度、成型快慢和裹附情况的主要因素。因此。可以将不同类型的乳化剂掺配使用,以获得满足路用要求的乳化沥青。

乳化剂之间的复配可以有不同的形式,如阳离子乳化剂与阳离子乳化剂间的复配,阳离子乳化剂与阴离子乳化剂间的复配,阳离子乳化剂与非离子乳化剂之间复配,阴离子乳化剂与阴离子乳化剂间的复配,阴离子乳化剂与非离子乳化剂之间的复配等。常用的是相同离子乳化剂之间或者离子型与非离子型乳化剂之间的复配。不同电性的离子型乳化剂复配,常常会造成乳化剂的失效。

1. 复合乳化剂

(1) 阳离子乳化剂与阳离子乳化剂的复配

 选择合适的阳离子乳化剂与阳离子乳化剂复配,可以起到降低乳化剂用量,满足乳化沥青使用要求的作用。例如,单一使用烷基三甲基氯化铵(NOT)乳化剂制备乳化沥青,其用量需要在0.5%~0.6%方能得到合格的乳液,如果将其与C16烷基三甲基溴化铵(1631)复合制备乳化沥青,可以降低30%~40%的乳化剂用量;将伯胺与二胺两种乳化剂复配,制得的乳化沥青可以满足贯入式路面的需要,并可以降低乳化剂用量17%~38%;木质素胺乳化剂电性极弱,用于乳化沥青稀浆封层时的成型速度很慢,将其与N–3–十八胺基2羟基)丙基三甲基氯化铵复配使用,乳化沥青的微粒电荷明显,破乳速度也可以进行调整。再如,将十八胺、十八胺基丙撑二胺和十八胺基二丙撑三胺以一定比例复配使用,在0.3%的乳化剂用量下就可以制得具有良好低温储存稳定性的乳化沥青;将十六烷基乙撑二胺和十八烷基乙撑二胺复配使用,可以显著改善乳化沥青的。

(2) 阳离子与非离子乳化剂的复配

 非离子乳化剂具有乳化力强、价格相对较阳离子乳化剂便宜、破乳速度慢等特点,可以

起到控制破乳速度、稀浆混合料和易性等作用;但是由于不带电荷,单独使用非离子乳化剂制作的乳化沥青,其储存稳定性往往不理想,且与石料的黏附不好。将非离子乳化剂与阳离子乳化剂复配使用,则可以起到取长补短的效果。有文献报道,OT(季铵盐)与OP10(非离子)按照0.1%OT)、0.7%OP10)对沥青进行乳化,制得的乳化沥青可以达到稀浆封层的要求。再如,将高级脂肪酸、高级醇聚乙二醇醚、高级脂肪二胺、淀粉复配,将制备的乳化沥青用于稀浆封层,其拌和性能、破乳速度、黏附性、抗剥离能力等性能均表现良好。

(3) 阴离子乳化剂与阴离子乳化剂的复配

    阴离子乳化剂之间的复配在我国广西等阴离子乳化沥青应用较多的地区使用较多。有些用废料与木质素磺酸盐以及皂角生产的乳化剂实际上都是多种阴离子乳化剂的混合物。用于稀浆封层时,采用脂肪酸钠(肥皂)同植物皂复配,既克服了肥皂破乳偏快又克服了植物皂破乳偏慢的不足,满足了稀浆封层的施工要求。

(4) 阴离子乳化剂与非离子乳化剂的复配

 阴离子乳化剂与非离子乳化剂的复配,常用的是木质素磺酸盐与非离子OP10的复配。1990年前后,河南新乡公路局就使用这种方法铺筑了打面积的稀浆封层。此外,硫酸酯盐同非离子乳化剂复配也可以得到良好的乳化剂。

2. 助剂的掺加

1)无机盐类助剂的掺加

对于阳离子乳化剂,一般可以掺加CaCL2MgCL2NH4CLFeCL3等强酸弱碱盐,一方面,它们在水中电离,可以水溶液的离子强度,从而可以限制沥青微粒的运动;另一方面,它们还可以增加水相密度,减少沥青微粒的沉降。

 对于阴离子乳化剂,可以掺加Na2SO4Na2CO3Na2SiO3等。无机类助剂与乳化剂复合使用可以减少乳化剂用量20%~40%

   (2)类增稠剂的掺加

根据斯托克斯公式,分散质的沉降速度和分散相的黏度成反比,与密度差成正比,所以可以通过提高水相的黏度来达到提高乳化沥青储存稳定性的目的。这些增稠剂包括聚乙烯醇、羟甲基纤维素、改性淀粉、甲基纤维素、聚丙烯酸盐、醇类等。增稠剂的加入还可以提高乳化沥青的黏度,从而起到乳化沥青流淌、改善乳化沥青稀浆混合料和易性等作用。

   (3)调节溶液酸碱度的助剂

多数的阳离子乳化剂需要与酸生成盐后方可溶于水中,发挥乳化剂的作用;多数阴离子乳化剂则需要调节至碱性。调酸可以使用盐酸、醋酸、硝酸、磷酸、乙二酸、柠檬酸等。效果好、经济可靠、在实际生产中应用多的是盐酸。调碱可以使用烧碱、纯碱、水玻璃等。

酸和碱必然会对乳化沥青生产设备造成腐蚀,要求在生产过程中注意防腐蚀保护。国内不少单位由于设备较落后,不愿意使用需要调酸碱的乳化剂,而使用像季铵盐这样不需要添加调酸碱助剂的乳化剂。

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