２０１３年１２月 石油学报（石油加工） ＡＣＴＡ ＰＥＴＲ０ＬＥＩ ＳＩＮＩＣＡ（ＰＥＴＲＯＬＥＵＭ ＰＲＯＣＥＳＳＩＮＧ ＳＥＣＴ１０Ｎ） 第２９卷第６期 文章编号：１００１—８７１９（２０１３）０６—１００９—０６ ＳＢＳ改性乳化沥青储存稳定性研究 王 红，王子军，王翠红，余玉成 （中国石化石油化工科学研究院，北京１０００８３） 摘要：ＳＢＳ改性乳化沥青具有环保、节能、高低温性能优良等特性，在高等级路面的维修与养护中发挥很大的作 用。尽管ＳＢＳ改性沥青有这些优点，但仍然存在难以乳化和不能长时间稳定储存的问题。通过考察制备ＳＢＳ改性 乳化沥青的乳化剂和工艺，研究了适于乳化ＳＢＳ改性沥青的乳化剂配方，并分析了ＳＢＳ改性乳化沥青物性与储存 稳定性的关系。结果表明，胶体磨间隙不大于１．０ ＩｎｉＴｌ、胶体磨转速不小于２４００ｒ／ｍｉｎ、乳化剂皂液ｐＨ值在２～４、 改性沥青中ＳＢＳ质量分数在３．０ ～３．５ 时，制备的改性乳化沥青储存稳定性较好。改性沥青颗粒粒径和乳液的 恩氏黏度对改性乳化沥青储存稳定性影响明显，利用改性乳化沥青的物性（粒度、黏度）与储存稳定性的关系，调 节工艺条件，能够得到储存稳定性好的改性乳化沥青。 关键词：ＳＢＳ；改性沥青；乳化；物性；储存稳定性 文献标识码：Ａ ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１—８７１９．２０１３．０６．０１２ 中图分类号：ＴＥ６２６．８＋６ Ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ ｏｎ Ｓｔｏｒａｇｅ Ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ＳＢＳ Ｍｏｄｉｆｉｅｄ Ａｓｐｈａｌｔ Ｅｍｕｌｓｉｏｎ ＷＡＮＧ Ｈｏｎｇ，ＷＡＮＧ Ｚｉｊ ｕｎ，ＷＡＮＧ Ｃｕｉｈｏｎｇ，ＳＨＥ Ｙｕｃｈｅｎｇ （Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ，ＳＩＮＯＰＥＣ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００８３，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｍｏｄｉｆｉｅｄ ａｓｐｈａｌｔ ｅｍｕｌｓｉｏｎ，ｏｎｅ ｋｉｎｄ ｏｆ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｍａｔｅｒｉａｌ ｆｏｒ ｐａｖｅｍｅｎｔ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ａｄｖａｎｔａｇｅｓ ｏｆ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ ｐｒｏｔｅｃｔｉｎｇ，ｅｎｅｒｇｙ ｓａｖｉｎｇ ａｎｄ ｇｏｏｄ ｌｏｗ—ｈｉｇｈ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｄｕｃｔｉｌｉｔｙ，ｉｓ ｗｉｄｅｌｙ ｕｓｅｄ ｔｏ ｍａｉｎｔａｉｎ ａｎｄ ｃｕｒｅ ｒｏａｄ ｓｕｒｆａｃｅ，ｈｏｗｅｖｅｒ，ｔｈｅｒｅ ｓｔｉｌｌ ｅｘｉｓｔ ｓｏｍｅ ｐｒｏｂｌｅｍｓ，ｓｕｃｈ ａｓ ｄｉｆｆｉｃｕｌｔ ｅｍｕｌｓｉｆｙｉｎｇ ａｎｄ ｓｅｇｒｅｇａｔｉｏｎ ｐｈｅｎｏｍｅｎｏｎ ａｆｔｅｒ ｓｔｏｒａｇｅ ｆｏｒ ａ ｐｅｒｉｏｄ ｏｆ ｔｉｍｅ．Ａ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ｅｍｕｌｓｉｆｉｅｒ ｆｏｒ ＳＢＳ ｍｏｄｉｆｉｅｄ ａｓｐｈａｌｔ ｅｍｕｌｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｗａｓ ｐｒｏｐｏｓｅｄ．Ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｐｒｏｃｅｓｓ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ｏｆ ｅｍｕｌｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｏｎ ｔｈｅ ｓｔｏｒａｇｅ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ＳＢＳ ｍｏｄｉｆｉｅｄ ａｓｐｈａｌｔ ｅｍｕｌｓｉｏｎ ｗｅｒｅ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ ｂｙ ｕｓｉｎｇ ＳＢＳ ｍｏｄｉｆｉｅｄ ａｓｐｈａｌｔ ａｎｄ ＲＭＥ ｅｍｕｌｓｉｆｉｅｒ．Ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｐｒｏｐｅｒ ｅｍｕｌｓｉｆｙｉｎｇ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ｗｅｒｅ ｔｈｅ ｃｏｌｌｏｉｄ ｍｉｌｌ ｒｏｔａｔｅ ｓｐｅｅｄ ｏｆ≥２４００ ｒ／ｍｉｎ，ｃｏｌｌｏｉｄ ｍｉｌｌ ｇａｐ ｏｆ≤１．０ ｍｍ，ｅｍｕｌｓｉｆｉｅｒ’Ｓ ｐＨ ｖａｌｕｅ ｉｎ ｔｈｅ ｒａｎｇｅ ｏｆ ２—４，ＳＢＳ ｍａｓｓ ｆｒａｃｔｉｏｎ ａｂｏｕｔ ３．０％一３．５％．Ｔｈｅ ｓｔｏｒａｇｅ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ＳＢＳ ｍｏｄｉｆｉｅｄ ａｓｐｈａｌｔ ｅｍｕｌｓｉｏｎ ｗａｓ ｉｍｐｒｏｖｅｄ ｗｈｅｎ ｔｈｅ ｖｉｓｃｏｓｉｔｙ ｏｆ ＳＢＳ ｍｏｄｉｆｉｅｄ ａｓｐｈａｌｔ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ａｎｄ ｔｈｅ ｐａｒｔｉｃｌｅ ｓｉｚｅ ｏｆ ｍｏｄｉｆｉｅｄ ａｓｐｈａｌｔ ｅｍｕｌｓｉｏｎ ｄｅｃｒｅａｓｅｄ．Ｉｔ ｉｓ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ａｓｐｈａｌｔ ｅｍｕｌｓｉｏｎ ｗｉｔｈ ｇｏｏｄ ｓｔｏｒａｇｅ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｃｏｕｌｄ ｂｅ ｏｂｔａｉｎｅｄ ｂｙ ａｄｊ ｕｓｔｉｎｇ ｔｈｅ ｅｍｕｌｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ｂｅｔｗｅｅｎ ｐｈｙｓｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ａｎｄ ｓｔｏｒａｇｅ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ＳＢＳ；ｍｏｄｉｆｉｅｄ ａｓｐｈａｌｔ；ｅｍｕｌｓｉｆｙ；ｐｈｙｓｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｙ；ｓｔｏｒａｇｅ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ 截至２０１２年底，全国公路通车里程突破４．１× 改性乳化沥青进行施工的路面维修和养护技术 。 １０ ｋｍ，其中，高速公路里程９．７×１０ ｋｍ。在对 道路施工环保节能的要求日益高涨的情况下，采用 收稿日期：２０１３－０４—０８ （稀浆封层、微表处、碎石封层等）得到了越来越广 泛的应用。改性乳化沥青是一种ｏ／ｗ乳状液，具 基金项目：中国石油化工股份有限公司项目（１０８０８０）资助 通讯联系人：王红，女，工程师，硕士，从事溶剂脱沥青工艺、沥青产品研发及重油加工基础研究；Ｅ－ｍａｉｌ：ｗａｎｇ—ｈｏｎｇ．ｒｉｐｐ＠ｓｉｎｏｐｅｃ．ｃｏｍ １Ｏ１０ 石油学报（石油加工） 第２９卷 有能够冷施工、增强沥青与集料的黏附性及拌合均 匀性、节约沥青原料、延长施工季节、减少环境污 产商难以提供ＳＢＳ质量分数大于３．０ 且性能满足 储存稳定性要求的改性乳化沥青。鉴于这种现状， 笔者提出了一种新的乳化剂配方，能够乳化ＳＢＳ质 染等优点ｌ＿３ ］。改性乳化沥青可以均匀地分布在集料 表面，提高普通乳化沥青的高、低温性能 ］，在比 普通乳化沥青低得多的温度范围内，改性乳化沥青 具有较好的抗裂性能和耐疲劳性。 改性乳化沥青包括对乳化沥青改性和将改性沥 量分数相对较高的改性沥青。在此基础上，考察了 影响改性乳化沥青储存稳定性的生产工艺，并分析 了改性乳化沥青的物性（黏度、密度、颗粒粒径）对 储存稳定性的影响。 青乳化２种方式。改性沥青乳化一般指ＳＢＳ改性沥 青的乳化。由于ＳＢＳ平均相对分子质量较高，其中 线型ＳＢＳ平均相对分子质量在（８～１２）×１０ ，星型 １实验部分 １．１原料及设备 ＳＢＳ平均相对分子质量在（１４￣３０）×１０ ，而沥青平 均相对分子质量一般约为１０００。二者的平均相对分 原料为基质沥青ＭＭ７０Ａ，其性质见表１。在没 有特指的情况下，文中所述的改性沥青为基质沥青 ＭＭ７０Ａ＋改性剂ＳＢＳ（Ｆ５０１）＋稳定剂ＲＡＳ－４，其 中ＭＭ７０Ａ质量分数为９６．３ ，ＳＢＳ质量分数为 ３．５ ，ＲＡＳ一４质量分数为０．２ 。改性沥青离析软 子质量存在很大差异，这使得制备ＳＢＳ改性乳化沥 青时除了要求ＳＢＳ改性沥青性能稳定以外，对乳化 剂配方和乳化工艺都有较高的要求；同时，随着 ＳＢＳ质量分数的不断增加，ＳＢＳ改性沥青的乳化难 度增加。 化点为０．４￣Ｃ。改性沥青的加热温度为１４０℃，乳化 剂皂液的加热温度为６０￣Ｃ。乳化剂为中国石化石油 衡量改性乳化沥青产品质量的一个重要标准就 是其储存稳定性，这是其能否应用到实际工程中的 关键，也是制约ＳＢＳ改性乳化沥青应用推广的重要 原因。目前，国内道路用改性乳化沥青主要由国外 化工科学研究院研发的ＲＭＥ系列乳化剂，乳化剂 Ａ、Ｂ，Ａ与Ｂ的区别在于Ｂ中添加了助剂ＲＡ；乳 化剂Ｃ为市售的专用沥青乳化剂。 Ｗ４型胶体磨；ＰＢ－１０ Ｓａｒｔｏｒｉｕｓ普及型ｐＨ计； ＭＡＬＶＥＲＮ ＭＡＳＴＥＲＳＩＺＥＲ一５激光粒度仪。 公司或者其代理机构提供，因为国内的乳化沥青生 表１基质沥青性质 Ｔａｂｌｅ １ Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ａｓｐｈａｌｔ １．２ ＳＢＳ改性乳化沥青的制备 验。按照聚合物改性沥青技术要求ＳＢＳ类（Ｉ类） Ｔ ０６６１标准进行改性沥青离析实验［７］。分别按照 Ｔ ０６５３、Ｔ ０６５２、Ｔ ０６２２、Ｔ ０６５５标准测定改性乳 化沥青粒子电荷口］、筛上剩余量、恩格拉黏度Ｅ 、 改性乳化沥青的制备采用先制备改性沥青再乳 化的方式。在高温下将基质沥青与ＳＢＳ机械剪切、 搅拌、发育，高分子聚合物以细小的微粒均匀地分 散在沥青中，以各种形式交联后形成网状结构 ］。 在此基础上，将性能稳定的改性沥青热熔后与乳化 储存稳定性（储存稳定性测定结果数值越小，储存稳 定性越好）。依据米氏理论和弗朗霍夫理论测定改性 乳化沥青中改性沥青颗粒粒径，Ｄ（４，３）表示体积平 均粒径。 剂及助剂一起通过胶体磨，经过机械分散，改性沥 青以细小的微滴状态分散于含有乳化剂的水溶液中， 形成水包油（Ｏ／Ｗ）乳液，即为改性乳化沥青。 １．３ ＳＢＳ改性乳化沥青的分析 分别按照ＧＢ／Ｔ４５０９、ＧＢ／Ｔ４５０７、ＧＢ／Ｔ４５０８、 ２结果与讨论 ２．１ 乳化剂对改性乳化沥青储存稳定性的影响 ２．１＿１乳化剂配方的影响 ＧＢ／Ｔ２６７标准方法测定沥青的针入度、软化点、延 度、闪点 ］，按照ＧＢ／Ｔ５３０４方法进行薄膜烘箱实 ＳＢＳ改性沥青具有高黏度和难乳化的特点，尤 第６期 ＳＢＳ改性乳化沥青储存稳定性研究 １０１１ 其当ＳＢＳ添加质量分数大于３．０ 时，要将ＳＢＳ改 乳化剂皂液加热温度６Ｏ℃、乳化剂皂液ｐＨ值 性沥青均匀、稳定地分散在水相中，形成稳定的 ２．０、胶体磨间隙０．２ ｆｉｌｍ、转速３６００ｒ／ｍｉｎ，制备 乳状液比较困难。采用相同工艺条件，即改性沥 ＳＢＳ改性乳化沥青，测定其各项性质，结果列于 青加热温度１４０℃、改性沥青质量分数６５．０％、 表２。 表２不同乳化剂制备的ＳＢＳ改性乳化沥青的性能 Ｔａｂｌｅ ２ Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ＳＢＳ ｍｏｄｉｆｉｅｄ ａｓｐｈａｌｔ ｅｍｕｌｓｉｏｎ ｐｒｅｐａｒｅｄ ｗｉｔｈ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｅｍｕｌｓｉｆｉｅｒｓ 由表２可见，采用乳化剂Ｂ制备的改性乳化沥 性的影响。采用阳离子型乳化剂，利用盐酸调节乳化 青的性能完全能满足改性乳化沥青技术要求，与采 剂皂液的ｐＨ值，乳化剂皂液ｐＨ值对ＳＢＳ改性乳化 用乳化剂Ａ制备的改性乳化沥青相比，筛上剩余物 沥青储存稳定性的影响列于表３。由表３可见，乳化 减少，１ ｄ和５ ｄ储存稳定性数值明显下降，储存稳 剂皂液ｐＨ值对改性乳化沥青储存稳定性影响较大。 定性提高，且改性沥青颗粒粒径减小。采用乳化剂 当乳化剂皂液ｐＨ一７．０时，改性乳化沥青的１ ｄ和 ｃ制备乳化沥青时，乳化剂使用量较大，成本高， ５ ｄ储存稳定性均不满足标准要求，改性沥青颗粒粒 且所得改性乳化沥青的储存稳定性低于采用乳化剂 径较大；当乳化剂皂液ｐＨ一６．０时，改性乳化沥青 Ｂ制备的改性乳化沥青，改性沥青颗粒粒径较大。 的１ ｄ储存稳定性达标，但５ ｄ储存稳定性不合格； 这主要是由于助剂ＲＡ特殊的化学结构增强了乳化 当乳化剂皂液ｐＨ≤５．０时，制备的改性乳化沥青满 剂分子的亲水、亲油特性，增加了改性沥青在乳化 足改性乳化沥青技术要求，且随着乳化剂皂液ｐＨ值 剂水溶液的分散程度，在一定程度上降低了ＳＢＳ改 不断降低，储存稳定性数值下降，储存稳定性提高； 性沥青乳化的难度，从而降低了改性沥青颗粒的大 乳化剂皂液ｐＨ一１．０与ｐＨ＝＝＝２．０相比，制备的改性 小，增加改性乳化沥青体系的稳定性。 乳化沥青储存稳定性略有下降。乳化剂皂液ｐＨ值减 ２．１．２乳化剂皂液ｐＨ值的影响 小，直接减小了改性沥青颗粒粒径，从而提高了ＳＢＳ 采用配方Ｂ制备ＳＢＳ改性乳化沥青，考察乳化 改性乳化沥青的储存稳定性。从改性乳化沥青的性能 剂皂液ｐＨ值对所制备的ＳＢＳ改性乳化沥青储存稳定 及酸对设备造成的影响来看，ｐＨ值范围在２～４为宜。 表３ 乳化剂皂液ｐＨ值对所制备改性乳化沥青性质的影响 Ｔａｂｌｅ ３ Ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｐＨ ｖａｌｕｅ ｏｆ ｅｍｕｌｓｉｆｉｅｒ ｓｏｌｕｔｉｏｎ ｏｎ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｍｏｄｉｆｉｅｄ ａｓｐｈａｌｔ ｅｍｕｌｓｉｏｎ Ｗｓ／ Ｇａｐ—Ｏ．２ ｒａｍ； 一３６００ ｒ／ｍｉｎ；ｗ（Ｍｏｄｉｆｉｅｄ ａｓｐｈａｌｔ）一６５ Ａｏ；ｗ（Ｓｏａｐ）一３５ １０１２ 石油学报（石油加工） １ ８ １ ４ ｌ Ｏ Ｏ ６ Ｏ ２ 第２９卷 ２ ２ ２ ３０ Ｏ ０ ４ Ｏ Ｏ ８ Ｏ ０ ２ＯＯ２．２ 乳化设备对改性乳化沥青储存稳定性影响 小，制备的改性乳化沥青的筛上剩余物减小，尤其 是胶体磨间隙小于１．０ ｍｍ时，筛上剩余物均为０； １ ｄ和５ ｄ的储存稳定性数值下降，储存稳定性有所 提高，但是提高幅度不大，其中５ ｄ储存稳定性仅 ＋ ＋２．２．１胶体磨间隙的影响 调整胶体磨的间隙［ｇ］，其他条件不变，考察胶 体磨间隙对ＳＢＳ改性乳化沥青储存稳定性的影响， 结果列于表４。由表４可见，制备的改性乳化沥青 均满足改性乳化沥青技术要求。随着胶体磨间隙减 ＋ ＋提高约０．３百分点；改性沥青颗粒粒径减小，减小 ＋ ＋ ＋ ＋ ＋粒径能够提高ＳＢＳ改性乳化沥青的储存稳定性。 表４胶体磨间隙对制备的ＳＢＳ改性乳化沥青性质的影响 Ｏ Ｏ Ｏ ０ ０ ０ ０ ０ Ｏ ５ Ｔａｂｌｅ ４ Ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｔｈｅ ｇａｐ ｏｆ ｃｏｌｌｏｉｄ ｍｉｌｌ ｏｎ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｍｏｄｉｆｉｅｄ ａｓｐｈａｌｔ ｅｍｕｌｓｉｏｎ ５ ３ Ｏ ０ ０Ｇａｐ／ｍｍ Ｐａｒｔｉｃｌｅ ｃｈａｒｇｅ ｗＲ／％—Ｗｓ／％ —Ｅｎｇｌｅｒ ｖｉｓｃｏｓｉｔｙ Ｄ（４，３）／ｕｍ Ｏ ４ ７ ０ ４ ６ ０ ３ ｌ Ｏ ３ ｏｏ Ｏ ２ ７ １ ２ ０ ９ ０ ６ ０５２ ８ ３ ４：３６００ ｒ／ｍｉｎ；ｐＨ＝２．０；ｗ（Ｍｏｄｉｆｉｅｄ ａｓｐｈａｌｔ）一６５ ；ｗ（Ｓｏａｐ）＝３５ ２ ３ ０ ４ ７ ５ １ １ １ Ｏ ９ ４ Ｏ ９ ２ ７ ２ ４ ５ ２ ８ １６４ ４ ６ ７２．２．２胶体磨转速的影响 其他条件不变，在２０００～３６００ ｒ／ｍｉｎ范围内调 整胶体磨的转速（ ），考察其对所制备的乳化改性 沥青的性质，结果列于表５。由表５可见， ≥ ２４００ ｒ／ｍｉｎ时，制备的改性乳化沥青满足改性乳化 沥青的技术要求。随着胶体磨转速不断增大，改性 乳化沥青的恩氏黏度增加，颗粒粒径减小，１ ｄ和 ５ ｄ储存稳定性数值下降，储存稳定性提高。 表５胶体磨转速对ＳＢＳ改性乳化沥青性质的影响 Ｔａｂｌｅ ５ Ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｃｏｌｌｏｉｄ ｍｉｌｌ ｓｐｅｅｄ ｏｎ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｍｏｄｉｆｉｅｄ ａｓｐｈａｌｔ ｅｍｕｌｓｉｏｎ ｓ／ Ｇａｐ一０．２ ｍｍ；ｐＨ＝２．０；ｗ（Ｍｏｄｉｆｉｅｄ ａｓｐｈａｌｔ）一６５ ； （Ｓｏａｐ）一３５ ２．３ ＳＢＳ改性沥青对改性乳化沥青储存稳定性的 影响 ４．０ 时，制备的改性乳化沥青均满足改性乳化沥青 的技术要求。当Ｗ ≤３．５ 时，随着叫 的增 加，恩氏黏度不断增大，储存稳定性数值下降， 稳定性提高，乳液中改性沥青颗粒粒径变化没有 ２．３．１ ＳＢＳ质量分数的影响 以基质沥青为原料，以Ｆ５０１为改性剂，ＲＡＳ一４ 为稳定剂，制备ＳＢＳ质量分数分别为２．０ ～４．０ 的改性沥青，将不同的ＳＢＳ改性沥青分别进行乳 化，得到改性乳化沥青，其性质列于表６。 由表６可见，当ＳＢＳ质量分数（础 ｓＢｓ ）在２．０ ～ 明显规律。Ｗ 一４．０ 时，改性乳化沥青的性能 下降，是由于此时改性沥青黏度较大，乳化时分 散难度增加，需要提高改性沥青乳化时的加热 温度。 ４ ８ ５ ３ ４ ５ ８ ２ ６ ３ １ 第６期 ＳＢＳ改性乳化沥青储存稳定性研究 ５ １０１３ ＋ ＋ 十 ＋ Ｏ Ｏ Ｏ Ｏ Ｇａｐ—Ｏ．２ ｍｍ； 一３６００ ｒ／ｍｉｎ；ｐＨ一２．０；ｗ（Ｍｏｄｉｆｉｅｄ ａｓｐｈａｌｔ）一６５ ；ｗ（Ｓｏａｐ）一３５％ １）ＳＢＳ ｍｏｄｉｆｉｅｄ ａｓｐｈａｌｔ ０ ０ ６ ９ ０ ５ ８ Ｏ ２ ７ ２．３．２沥青质量分数的影响 以ＳＢＳ质量分数为３．５ 的改性沥青为原料， 考察了沥青质量分数对改性乳化沥青的影响，结果 ８ ７ 列于表７。 表７ 沥青质量分数对改性乳化沥青性质的影响 ４ ３ｔ ｅｍｕｌ ２ ｓｉ０ Ｔａｂｌｅ ７ Ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ａｓｐｈａｌｔ ｍａｓｓ ｆｒａｃｔｉｏｎ ｏｎ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｍｏｄｉｆｉｅｄ ａｓｐｈａｌｏｎ ６ ２ ３ ９ ９ ４ １ ２ ｗ（Ａｓｐｈａｌｔ）／０Ａ Ｐａｒｔｉｃｌｅ ｃｈａｒｇｅ ＷＲ／ —１ ｄ Ｗｓ／ —５ ｄ Ｅｎｇｌｅｒ ｖｉｓｃｏｓｉｔｙ Ｄ（４，３）／￣ｍ ４ ２ ９ ５ ３ ９ ６ ８７ ８ ５ ８ Ｇａｐ一０．２ ｍｍ； 一３６００ ｒ／ｒａｉｎ；ｐＨ＝２．０； （Ｍｏｄｉｆｉｅｄ ａｓｐｈａｌｔ）一 （Ａｓｐｈａｌｔ）／９６．３％；ｗ（Ｓｏａｐ）＝１００一ｗ（Ｍｏｄｉｆｉｅｄ ａｓｐｈａｌｔ） 由表７可见，制备的ＳＢＳ改性乳化沥青均满足 改性乳化沥青的技术要求。随着沥青质量分数的不 断增加，改性乳化沥青的恩氏黏度增加，颗粒粒径 有减小趋势，储存稳定性不断提高。这是由于随着 ＲＡ含有特殊的化学结构，形成的双电层电位较高， ６ ６ ５ ４ 利于体系的稳定。从分散相和连续相的密度来看， 改性乳化沥青中的连续相为水，分散相为ＳＢＳ改性 沥青，分散相的密度即为改性沥青的密度。考察改 ４ ７ ２ ８ ６ ０ ８ ６ 改性乳化沥青中沥青质量分数的增加，体系的恩氏 黏度明显增大，从而增强了改性乳化沥青的储存稳 定性。 ２．４ ＳＢＳ改性乳化沥青物性与储存稳定性关联 性乳化沥青的沉降时，体系的密度差为Ｉ Ｐ分散相一 ｐ莲续相Ｉ，ＳＢＳ改性剂的密度一般在９２０￣９５０ ｋｇ／ｍａ， 小于沥青密度和水的密度，因此，ＳＢＳ改性沥青的 密度低于基质沥青的密度，研究中改性剂ＳＢＳ的掺 加质量分数较低，会略微降低分散相的密度，但不 会对储存稳定性造成太大的影响。 由以上结果可知，ＳＢＳ改性乳化沥青中改性沥 ＳＢＳ改性乳化沥青不宜储存的原因是由于它是 一个热力学不稳定体系。从分散相颗粒在体系中的 沉降来看，乳状液体系的稳定性与其物性密切相 关Ｌ１ 。从粒子电荷来看，赵国玺口 在ＤＬＶＯ（带电 胶体稳定）理论中提出，带电胶体粒子通过布朗运动 相互接近时，它们之间存在着斥力势能，同时也存 在着引力势能。大部分稳定的乳状液均带有电荷， 以离子型表面活性剂为乳化剂时，界面电荷密度与 表面活性剂分子在界面上的吸附量成正比，界面电 荷密度越大，界面膜分子排列越紧密，越利于体系 青颗粒粒径、乳液黏度对其储存稳定性有很大的影 响。将实验室积累的１００多组数据关联，改性沥青 颗粒粒径与改性乳化沥青储存稳定性的关系如图１ 所示，乳液恩氏黏度与改性乳化沥青储存稳定性的 关系如图２所示。由图１可知，随着改性沥青颗粒 粒径的减小，改性乳化沥青的储存稳定性提高，二 者具有较好的相关性。由图２可知，恩氏黏度与 的稳定。笔者采用的乳化剂为阳离子乳化剂，助剂 ＳＢＳ改性乳化沥青储存稳定性也具有较好的相关性， １０１４ ＼童ｌＩｑ墨∞０ ｜石油学报（石油加工）０ｌｓ 、茸苦Ｄ蛊∞０磬＿第２９卷 Ｉｏ１∽ 但是其相关系数小于前者的相关系数，恩氏黏度大 的改性乳化沥青储存稳定性普遍较好。由此得出， 对于不同的改性乳化沥青，可以通过调整其物性， 即减小改性沥青颗粒的粒径和增加乳液的黏度来改 善储存稳定性，而改性沥青颗粒的大小和乳液的黏 度能够通过调节配方、优化工艺条件等方法来实现。 Ｄ（４．３）／ ｍ 图１ ＳＢＳ改性乳化沥青的Ｄ（４，３）与储存稳定性的关系 Ｆｉｇ．１ Ｄ（４，３）ＶＳ ｓｔｏｒａｇｅ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ＳＢＳ ｍｏｄｉｆｉｅｄ ａｓｐｈａｌｔ ｅｍｕｌｓｉｏｎ ●一１ ｄ；・ ５ ｄ；一－１ ｄ Ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ ｃｕｒｖｅ； ５ ｄ Ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ ｃｕｒｖｅ Ｇａｐ＝０．２ ｍｉｔｔ； ３６００ ｒ／ｍｉｎ： ｗ（Ｍｏｄｉｆｉｅｄ ａｓｐｈａｌｔ）一６５ ；ｗ（Ｓｏａｐ）一３５ Ｅｎｇｌｅｒ ｖｉｓｃｏｓｉｔｙ 图２ ＳＢＳ改性乳化沥青的恩氏黏度与储存稳定性的关系 Ｆｉｇ．２ Ｅｎｇｌｅｒ ｖｉｓｃｏｓｉｔｙ ＶＳ ｓｔｏｒａｇｅ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ＳＢＳ ｍｏｄｉｆｉｅｄ ａｓｐｈａｌｔ ｅｍｕｌｓｉｏｎ －一１ ｄ；・ ５ ｄ；一１ ｄ Ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ ｃｕｒｖｅ： ５ ｄ Ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ ｃｕｒｖｅ Ｇａｐ一０．２ １ＴＵＴＩ； 一３６００ ｒ／ｒａｉｎ； （Ｍｏｄｉｆｉｅｄ ａｓｐｈａｌｔ）一６５ ；ｗ（Ｓｏａｐ）一３５ ３ 结 论 （１）添加助剂ＲＡ的乳化剂配方Ｂ制备的ＳＢＳ 改性乳化沥青的１ ｄ和５ ｄ储存稳定性好，其他各项 指标也均满足公路沥青路面施工技术规范的道路用 改性乳化沥青技术要求，综合比较优于市售沥青乳 化剂Ｃ。 （２）乳化工艺条件影响ＳＢＳ改性乳化沥青的物 性。在乳化剂配方、设备、乳化温度等条件一定的 情况下，胶体磨转速、皂液ｐＨ值对乳液中改性沥 青颗粒粒径影响明显，沥青质量分数对ＳＢＳ改性乳 化沥青的恩氏黏度影响明显。制备ＳＢＳ改性乳化沥 青适宜的条件为胶体磨间隙不大于１．０ ｍｌＴｌ、胶体磨 转速不小于２４００ ｒ／ｒｎｉｎ、乳化剂皂液ｐＨ值在２～４、 改性沥青中ＳＢＳ质量分数在３．０ ～３．５ 。 （３）ＳＢＳ改性乳化沥青的储存稳定性与其物性 密切相关。ＳＢＳ改性乳化沥青中的改性沥青颗粒粒 径小，乳液的恩氏黏度高，其储存稳定性好。 参 考 文 献 ［１］Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｓｌｕｒｒｙ Ｓｕｒｆａｃｉｎｇ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ．Ｒｅｃｏｍｍｅｎｄｅｄ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ Ｇｕｉｄｅｌｉｎｅ ｆｏｒ Ｍｏｄｉｆｉｅｄ Ａｓｐｈａｌｔ Ｅｍｕｌｓｉｏｎ Ｓｌｕｒｒｙ Ｓｅａｌ［Ｍ］．Ａｎｎａｐｏｌｉｓ：ＩＳＳＡ，１９９６：１４３—１４４． ［２］Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｓｌｕｒｒｒｙ Ｓｕｒｆａｃｉｎｇ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ．Ｒｅｃｏｍｍｅｎｄｅｄ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ Ｇｕｉｄｅｌｉｎｅ ｆｏｒ Ａｓｐｈａｌｔ Ｅｍｕｌｓｉｏｎ ｒ Ｍ］． Ａｎｎａｐｏｌｉｓ：ＩＳＳＡ，ｌ９９１：１０５—１０６． ［３］宋哲玉，徐培华．改性乳化沥青生产工艺的优化ＥＪ］． 石油沥青，２００４，１８（５）：３５—３７．（ＳＯＮＧ Ｚｈｅｙｕ，ＸＵ Ｐｅｉｈｕａ．Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ ｆｏｒ ｍｏｄｉｆｉｅｄ ｅｍｕｌｓｉｆｉｅｄ ａｓｐｈａｌｔ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎＶＪ］．Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ Ａｓｐｈａｌｔ，２００４，１８（５）：３５— ３７．） ［４２罗立峰．乳化沥青改性剂及其掺配工艺ＥＪ］．国外公路， １９９８，１８（３）：５３—５５．（ＬＵＯ Ｌｉｆｅｎｇ．Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ ａｎｄ ｍｏｄｉｆｉｅｒ ｏｆ ａｓｐｈａｌｔ ｅｍｕｌｓｉｏｎ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｆｏｒｅｉｇｎ Ｈｉｇｈｗａｙ，１９９８，１８（３）：５３ ５５．） Ｅ６］Ｙ０ＵＳＥＦＩ Ａ Ａ，ＡＩＴ—ＫＡＤＩ Ａ，Ｒ０Ｙ Ｃ．Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｕｓｅｄ— ｔｉｒｅ—ｄｅｒｉｖｅｄ ｐｙｒｏｌｙｔｉｃ ｏｉｌ ｒｅｓｉｄｕｅ ｏｎ ｔｈｅ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｐｏｌｙｍｅｒ—ｍｏｄｉｆｉｅｄ ａｓｐｈａｓｌｔｓ［Ｊ］． Ｆｕｅｌ，２０００，７９： ９７５—９８６． ［６］ＷＡＲＤＬＡＷ Ｋ Ｒ，ＳＣＯＴＴ Ｓ．Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｍｏｄｉｆｉｅｄ Ａｓｐｈａｌｔ Ｂｉｎｄｅｒｓ［Ｍ］．Ｐｈｉｌａｄｅｌｐｈｉａ：ＡＳＴＭ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ， １９９２：２２４—３４１． ［７２ ＪＴＧ Ｆ４０—２００４，中华人民共和国行业标准．公路沥青 路面施工技术规范Ｉｓ］． ［８］ＧＢ／Ｔ １５１８０ ２０１０，石油和石油产品试验方法行业标 准．重交通道路石油沥青Ｉｓ］． ［９］王红．乳化沥青的储存稳定性研究［Ｄ］．北京：石油化 工科学研究院，２００７． ［１０］ＬＹＫＩ ＥＭＡ Ｊ．Ｆｕｎｄａｍｅｎｔａｌｓ ｏｆ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ ａｎｄ Ｃｏｌｌｏｉｄ Ｓｃｉｅｎｃｅ：Ｌｉｑｕｉｄ—Ｆｌｕｉｄ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅｓ［Ｍ］．Ｂｏｄｍｉｎ：ＭＰＧ Ｂｏｏｋｓ Ｌｔｄ，２０００：４３０—４７０． ［１１］赵国玺．表面活性剂物理化学［Ｍ］．北京：北京大学出 版社，１９９１：２３１－２７０．
