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防水涂料
液体卷材专用乳化沥青
 
 
非离子型与离子型乳化剂复配
离子型乳化沥青中的粒子,由于静电斥力而产生一定的张力,使沥青乳液的稳定性降低。而与非离子型乳化剂复合使用时,二者将交替吸附在颗粒表面,大大降低了颗粒之间的静电张力,另外非离子乳化剂水化作用形成的水化层,对乳液的稳定性也有一定的协同效应。在十二烷基硫酸钠(SDS)中加入少量的十二烷基聚氧乙烯醚(C12E5),能使CMCSDS及γSDS大大降低:当C12E5的摩尔分数达到0.02时,CMCSDS由8×10-3mol/L降到1×10-3mol/L。例如季铵盐类中裂型乳化剂加入烷基聚氧乙烯醚,调节非离子乳化剂的用量,可得到稀浆封层用慢裂快凝型的乳化剂。由于非离子乳化剂的浊点Cp和离子型乳化剂的三相点KP对温度的响应不同,所以复合使用过程中应注意温度的控制。
阴阳离子乳化剂的复配
一般阴、阳离子乳化剂在水溶液中不能混合,否则会生成沉淀或发生絮凝,活性降低甚至消失。研究发现在一定条件下,使阴/阳离子乳化剂的复配体系有很高的活性,显示出极大的增效作用。例如,以物质的量比1:1混合的C8H17N+Me3Br-(CMC=0.26 mol/L,γcmc=41 m N/L)与C8H17SO4Na(CMC=0.13 mol/L,γcmc=42.5 m N/L)体系,CMC、
γcmc分别降至7.5×10-3mol/L、23 m N/L。其增效作用来源于正负离子间强烈的相互作用,它使乳液内的乳化剂分子更容易形成胶束,表面吸附层中阴、阳离子的交替排列更为紧密使吸附量增加。
尽管阴/阳复配乳化剂体系具有强烈的增效作用,但乳化剂浓度超过体系的CMC后,阴、阳离子由于强烈的静电引力可能发生絮凝或沉淀,现有多种方法来提高复配体系的溶解性:
(1)非等摩尔配比复配,以价格较低的阴离子乳化剂为主,配以少量高活性的阳离子乳化剂;(2)降低疏水链的对称性;(3)增大极性亲水基的体积,空间位阻的增加,减少阴、阳离子间的静电引力,使复合体系的溶解性增加;(4)引入聚氧乙烯基,即在离子型乳化剂中引入聚氧乙烯基形成混合型的乳化剂。这有利于降低分子间的电荷密度、减弱阴/阳离子间的引力,同时聚氧乙烯链的弱亲水性也增大了复配体系的溶解度;(5)加入第三活性组分,非离子型乳化剂、两性离子乳化剂和离子型乳化剂有较好的配伍性,所以常用来改善阴/阳离子复配体系的溶解性,并可能获得稀浆封层用的慢裂型乳化沥青。另外,发现用烷基磺酸盐代替烷基硫酸盐也能提高复配体系的溶解能力。并非直接混合就能得到活性很高的复配体系,其制造过程、包裹方法、阴/阳离子乳化剂以及第三活性剂的种类选择都很重要。一般先将阳离子表面活性剂经适当处理后再与阴离子表面活性剂复配使用。利用复合乳化剂的沥青乳液,与石料等基体的粘附性、抗剥落性等有明显的改善。 

乳化剂的选择


制备性能优良的乳液,乳化剂的选择很重要。HLB适合的乳化剂不一定是最佳的乳化剂,还要考虑乳化能力、乳化成本及乳化后的性能是否满足要求等。一般常根据经验遵循以下原则:(1)优先选择离子型乳化剂;(2)选择与沥青组分中有相近结构的乳化剂;(3)复合乳化剂的使用往往能达到更好的乳化效果。另外可以根据乳化剂的其它参数进行选择。乳化剂的用量可试用“黄金分割点法”或者“轴线平衡法”结合乳化效果来确定。

助剂及其作用


乳状液是高度分散的体系,比表面的增加不是自发的,分散相有自动聚结的趋势,它属于热力学的不稳定体系   。为了提高乳化剂的乳化效果、沥青乳液的稳定性等,常添加HCl、Na OH、Mg Cl2、Ca Cl2、Na2Si O3、EVA、淀粉、酰胺、长链醇等。由Stokes公式可知,减小两相间的密度差小、增加连续相的粘度,可提高乳液的稳定性。例如3%的甲基纤维素可将水的粘度提高近一万倍   。为了提高乳化沥青与基体材料的粘结性,常加入2%的消石灰或者0.05%的金属皂作为抗剥离剂。研究表明,碱性氮是抗剥落剂中的重要活性组分。从40年代开始,抗剥落剂主要是以油脂为原料,合成的胺类、酰胺类、季铵盐类含氮阳离子表面活性剂。例如西安公路交通大学的AST液态抗剥落剂等   。
添加不同助剂得到的沥青乳液,在改善乳液稳定性、粘度满足施工需要的同时,会对沥青乳液蒸发残留物的物理力学性能有不同程度的影响,所以应该严格控制其加入量。


 
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