我国乳化沥青的制备技术及应用发展方向可研报告

第一节 乳化沥青的概述

乳化沥青是沥青和乳化剂在一定工艺作用下，生成水包油或油包水（具体谁包谁要看乳化剂的种类）的液态沥青。 乳化沥青是将通常高温使用的道路沥青，经过机械搅拌和化学稳定的方法（乳化），扩散到水中而液化成常温下粘度很低、流动性很好的一种道路建筑材料。可以常温使用，也可以和冷、潮湿的石料一起使用。（可研报告）

第二节 乳化沥青的制备技术

沥青乳液的主要成分是沥青、水、乳化剂和稳定剂。几乎各种标号的石油沥青，都可用于制备沥青乳液。国际上制备沥青乳液的方法主要有两种：

1、胶体磨或均匀机法

胶体磨主要包括转子和定子两部分，转子在定子中高速旋转，两者的间隙约为0.035~0.05cm。乳化效果主要视液体剪力的大小而异，而这种剪力是由于沥青颗粒在乳化剂溶液中受到转子旋转表面切割而产生的。制备沥青乳液时，将热沥青（110~120度）和热的乳化剂水溶液（60~90度）以固定的比列分别进入转子已经在高速旋转（3000~8000 r/min）的胶体磨中，沥青通过转子切割成粒子并与乳化剂水溶液混合后即可连续制备沥青乳液。需要注意的是加料要适量和均衡，这是保证产品均匀的重要因素。水的硬度必须控制，必要时应使用软化设备。

2、搅拌器法

这是一种间歇式生产沥青乳液的方法。搅拌器上装有桨叶，其位置需偏离搅拌器的中心，以免形成旋涡。制备乳液时，先将定量的热乳化剂水溶液倾入搅拌器中，然后将热沥青在搅拌状态下逐渐注入搅拌器，并继续搅拌（100~800 r/min）。采用此法制备的沥青乳液不如上法均匀。国内过去没有沥青乳化的机械设备。近年来，各单位在沥青乳液研制工作中，也研制出不少种用于乳化的设备。除胶体磨或均匀机外，较为简便的乳化设备为齿轮泵加喷嘴，喷嘴的形式有螺旋式、注塞式、旋转式和喷雾式等，其中以喷雾式的乳化效果较好。

第三节 乳化沥青的应用

乳化沥青是随着沥青用表面活性剂的开发应用而发展的。除了加工工艺外，对于确定的基质沥青，乳化剂的种类、结构和组成决定了乳化沥青的基本性质及使用范围。

从结构来看，乳化剂是由非极性的疏水基和极性的亲水基组成的两亲性分子，这种结构使乳化剂在溶液表(界)面形成定向紧密排列，改变了体系的表(界)面化学性质。当乳化剂的浓度超过其临界胶束浓度CMC(critical micelle concentration)，表(界)面张力降至最低，从而具有乳化、消泡、分散等功能，在建材化工、石油开采、日用品、纺织印染等领域有广泛的用途。

根据乳化剂亲水亲油平衡值（HLB）的大小可初步确定其应用的范围，沥青用乳化剂一般在10 ~ 18之间。由于沥青乳液中沥青的比表面积很大，所以乳化剂的浓度要远大于CMC，才能达到充分乳化的目的，乳化剂用量一般控制在乳液的0.13% ~ 3%（质量分数）。

第四节 乳化沥青的应用发展方向

随着能源危机的加剧和人们环保意识的增强，以及人们对乳化沥青认识的深入，乳化沥青的用量逐年增加，使用的范围进一步扩大。

国内沥青用乳化剂品种单一、种类不全，有效成分较低，产品质量不稳定，对各种沥青的适应性较差，应该在对现有乳化剂复配改性的基础上，努力开发多品种多系列的乳化剂以满足不同的需要。与此相比，国外沥青乳化剂的品种多、质量较好，针对不同的用途（或地区）均有多种相应的产品。如Westvaco、Akzo Nobel等公司都有几十种乳化剂可供选择。

对于乳化沥青的发展，主要集中在如何控制沥青乳液的破乳时间，制备均一稳定的精细乳液等方面。一般乳液中沥青的含量在65%以下，但法国等国家研制出沥青浓度高于70%，甚至高达80%的O/W型乳液。

如何进一步拓宽乳化沥青的应用范围，实现乳化沥青的高性能化，是世界各国共同关注的热点之一。例如，对基质沥青进行改性，较好地解决沥青高温易流淌泛油、低温硬脆开裂等不足。另外，阻燃沥青乳液的出现不仅解决了防水问题，而且增大了阻燃效果。

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