摘 要

为提高以烷基咪唑啉乳化剂为基础乳化剂的乳化沥青破乳速度，对其复配不同乳化剂和稳定剂的乳化沥青破乳速度、储存稳定性及标准粘度进行研究。结果表明，随着复配乳化剂比例的增加，烷基咪唑啉乳化沥青的破乳速度增加，储存稳定性变差。提高复配稳定剂的比例能够提高烷基咪唑啉乳化沥青的稳定性与破乳速度，但会使标准粘度增加过大沥青网sinoasphalt.com。以3：1比例复配烷基咪唑啉与聚氧乙烯醚类乳化剂制备的乳化沥青能够满足喷洒型改性乳化沥青PCR的技术要求。

关键词 阳离子乳化沥青 | 烷基咪唑啉 | 破乳速度 | 储存稳定性

0引言

改性乳化沥青是通过机械剪切、研磨、搅拌等手段，将改性剂、乳化剂、沥青混合制成的乳状液，其兼具改性沥青与乳化沥青的特性，可以应用于粘层、封层、微表处等。根据乳化沥青的破乳速度，可分为快裂、中裂、慢裂三种类型。快裂型阳离子改性乳化沥青应用于粘层油，具有粘度大、防水性好等特性，对防止道路基层渗水、加强层间粘度具有很好的应用效果。咪唑啉类乳化剂具有较强的水溶性与较低的成本，但其破乳速度较慢，本文采用复配乳化剂的方式探索了加快烷基咪唑啉乳化沥青破乳速度可行性。

本文考察了6种复配剂及其用量对烷基咪唑啉改性乳化沥青破乳速度和贮存稳定性的影响，为快裂型阳离子改性乳化沥青的生产及应用提供参考。

1试验方案

1.1试验原料

试验选取中燃油公司生产的I-C级改性沥青作为基质沥青进行乳化沥青的制备；乳化剂以烷基咪唑啉（MSZ）为基础乳化剂；分别复配阳离子乳化剂A（季铵盐类）、B（季铵盐类），非离子乳化剂C（聚氧乙烯醚类）、D（聚氧苯酚醚类），有机稳定剂羟乙基纤维素（HEC），无机稳定剂氯化钙（CaCl2）；pH调节剂为盐酸。

1.2试验方法

将一定量的乳化剂溶解于60℃水中充分搅拌，加入适量盐酸调节皂液pH值至2左右。将配制好的皂液倒入的胶体磨中进行循环，最后倒入170℃的改性沥青进行乳化。

在烷基咪唑啉乳化剂MSZ用量为2% 时，对I-C改性沥青进行乳化，其结果如表1所示。

可见单独使用MSZ乳化剂时，改性乳化沥青为慢裂型，并且标准粘度较高。

2试验结果与讨论

2.1 阳离子乳化剂对烷基咪唑啉乳化沥青破乳速度的影响

在保持乳化剂用量为2% 条件下，将MSZ分别复配阳离子乳化剂A、B进行了改性乳化沥青的制备，考察了不同配比下乳化沥青的1d储存稳定性、5d储存稳定性与破乳速度，结果如表2和表3所示。

由表2和表3可见，阳离子乳化剂A和B的加入可将MSZ改性乳化沥青的破乳速度由慢裂向快裂方向转变。但是制得的改性乳化沥青会快速破乳无法储存或者稳定性显著降低，难以满足使用要求。

2.2 非离子乳化剂对乳化沥青破乳速度的影响

在乳化剂用量为2% 条件下，分别复配非离子乳化剂C、D进行了改性乳化沥青的制备，考察了不同配比下乳化沥青的1d储存稳定性、5d储存稳定性、破乳速度和标准粘度，结果如表4和表5所示。

由表4可见，少量非离子乳化剂C的加入即可将MSZ改性乳化沥青的破乳速度由慢裂向快裂转变，且乳液的标准粘度呈现减小的趋势。这是由于非离子乳化剂所形成的沥青微粒不带电荷，减弱了阳离子乳化剂MSZ形成的带电荷沥青微粒的排斥做用，这也导致乳化沥青储存稳定性降低。当C与MSZ采用合适的复配比时，改性乳化沥青的破乳速度和稳定性可以达到快裂型乳化沥青的要求。

由表5可见，非离子乳化剂D的加入可将MSZ改性乳化沥青的破乳速度由慢裂向快裂转变，但是D的加入不利于改性乳化沥青的稳定性，所测试的三个配方的1d和5d稳定性均不满足PCR乳化沥青的要求。

2.3 稳定剂对乳化沥青破乳速度的影响

在乳化剂用量为2% 条件下，分别复配稳定剂HEC、CaCl2进行了阳离子改性乳化沥青的制备，考察了不同配比下乳化沥青的1d储存稳定性、5d储存稳定性、破乳速度和标准粘度，结果如表6和表7所示。

由表6和表7可见，稳定剂的加入可将MSZ改性乳化沥青的破乳速度由慢裂向快裂转变，且随着添加量提高，改性乳化沥青的储存稳定性提高。但稳定剂的加入导致乳化沥青标准粘度显著提高。其原因是助剂HEC的加入使水相粘度增大，导致乳液标准粘度值逐渐增大。同时HEC能够在改性沥青颗粒表面形成水化膜，随着添加量的增加水化膜的强度会逐渐增大，从而阻碍改性沥青颗粒之间的聚沉，改善了乳液体系的稳定性。而随着CaCl2掺量的增加，导致乳液颗粒的双电层效应增大，电位增强，进而增加颗粒间的排斥力，减缓颗粒凝聚的速度，乳液稳定性变好，粘度升高。

综上，阳离子乳化剂不适合与MSZ进行复配来调节改性乳化沥青的破乳速度。当非离子乳化剂C与MSZ采用合适的复配比时，改性乳化沥青的破乳速度和稳定性均满足交通部规范《公路沥青路面施工技术规范》中PCR技术要求。而采用有机稳定剂HEC或无机稳定剂CaCl2与MSZ复配能调节改性乳化沥青的破乳速度，但会导致乳液粘度升高过大。

2.4 优化的复配烷基咪唑林乳化沥青性能

采用聚氧乙烯醚类非离子乳化剂C与MSZ复配制备出满足交通部《公路沥青路面施工技术规范》中PCR级改性乳化沥青要求的产品，优化后的皂液配方为MSZ与非离子乳化剂C以3:1的比例进行复配（乳化剂掺量2.0wt%）。其性质如表8所示。

3 结论

（1）随着复配的阳离子乳化剂比例的提高，改性乳化沥青的破乳速度加快，但储存稳定性较差，或直接破乳，无法满足使用需求。

（2）随着复配的聚氧乙烯醚类非离子乳化剂比例的提高，改性乳化沥青破乳速度加快，粘度降低，存稳定性逐渐变差。当采用3：1比例复配烷基咪唑啉与聚氧乙烯醚类乳化剂，乳化剂掺量2.0wt%时，改性乳化沥青能够满足《公路沥青路面施工技术规范》（F40-2004）中喷洒型改性乳化沥青PCR的技术要求。

（3）稳定剂与MSZ复配时，随着稳定剂比例的提高，改性乳化沥青的破乳速度加快，且储存稳定性提高，但粘度增加过大。

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