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N-椰油基-1,3-丙二胺(DACO) 和 N-油基-1,3-丙二胺(DAO V) :沥青乳化对比

时间:2026-01-16    阅读:
 N-椰油基-1,3-丙二胺(DACO) 和 N-油基-1,3-丙二胺(DAO V) 在沥青乳化剂中的应用进行详细对比。这两种乳化剂均属于阳离子烷基丙二胺类,但因疏水链的来源和结构迥异,其性能和应用场景有显著区别。

一、核心化学结构差异与来源

 
 
特性 DACO (椰油基) DAO V (油基)
原料来源 椰子油(可再生植物来源) 油酸(通常来自棕榈油、菜籽油等,可再生植物来源)
疏水链组成 混合中短链,以C12(月桂基)和C14(肉豆蔻基)为主,含少量C8、C10、C16。 单一长链,主要为C18:1(油酸基),含一个顺式双键。
链结构特征 饱和度高,碳链较短、直。 含一个不饱和双键,链中部有弯曲。
分子量 相对较低(~270-300) 相对较高(~330-350)

关键依据:疏水链的长度、饱和度及支化度是决定表面活性剂临界胶束浓度、界面吸附形态、膜强度及溶解性的根本因素。DACO的C12/C14链与DAO V的C18:1链在物理化学性质上存在本质差异。


二、沥青乳化性能与应用对比

1. 乳化效率与界面行为

  • DACO

    • 优势:较短的碳链使其具有更好的水溶性和更快的扩散迁移速率,能迅速吸附到沥青-水界面。其高饱和度使得分子在界面上排列紧密,能快速降低界面张力。

    • 依据:研究表明,以DACO为主乳化剂时,在常温或稍低温度下即可快速形成乳化沥青,所需搅拌剪切能量较低,适用于快速乳化生产工艺。其CMC值通常高于DAO V,意味着在较低浓度下即可开始有效乳化,但达到最佳效果所需浓度可能与长链品种相当。

  • DAO V

    • 优势:较长的C18疏水链与沥青(主要由C20+的长链烃组成)具有更好的相似相容性,吸附能更高,形成的界面膜更厚、机械强度通常更好。双键带来的柔性使其在界面上的排列适应性更强。

    • 依据:实验显示,在乳化高粘度或高芳烃含量的沥青时,DAO V因其更强的疏水作用,能形成更稳定的乳液,乳液颗粒的粒径分布更均一(D50常在2-5μm),储存稳定性更优。

2. 破乳与粘结特性

  • DACO

    • 倾向于快裂或中裂。短链与沥青组分的范德华力作用较弱,且水溶性相对更好,破乳时水分更容易分离和蒸发。

    • 依据:常用于制备快裂型阳离子乳化沥青,适用于表面处治、粘层油、雾封层等需要快速破乳成型、开放交通快的场合。与石料的初始粘结速度快。

    • 潜在劣势:由于链较短,最终形成的沥青膜与石料间的长期粘结力(粘附性)和耐水损害能力可能弱于长链乳化剂,尤其是在对酸性石料(如花岗岩)的粘附方面。

  • DAO V

    • 易于调控为中裂或慢裂。长链与沥青的强相互作用延缓了破乳过程,形成的沥青膜更坚韧。

    • 依据:广泛用于制备中慢裂型乳化沥青,适用于稀浆封层、微表处、冷再生等需要一定拌和与摊铺时间的工艺。其优异的粘附性能和抗剥离能力是其核心优势,特别适用于高等级公路和重交通路面。

3. 相容性与配伍性

  • DACO

    • 与其它添加剂配伍性更好。因其水溶性佳,不易自聚集,在复配体系中(如与胺类、醇类、无机盐稳定剂等)相容性更优。

    • 依据:常作为复合乳化剂体系中的主剂或辅剂,用于调节破乳速度和改善乳液整体性能,尤其在需要高活性、快速反应的配方中。

  • DAO V

    • 与沥青本体相容性更佳。其长链结构能更深地“锚定”在沥青相中,对改性沥青(如SBS、橡胶沥青)的乳化有更好的适应性。

    • 依据:在乳化高聚合物含量的改性沥青时,DAO V能更好地包裹改性剂颗粒,防止其在乳化过程中离析,保持改性效果。


三、应用场景与选择建议

 
 
应用场景/要求 推荐选择与理由 不适用或需注意的方面
快速施工、开放交通(如粘层、表面处治) 首选DACO。快裂特性满足快速成型要求,施工效率高。 DAO V可能需要额外添加破乳调节剂才能达到同等快裂速度。
高性能冷拌混合料(微表处、冷再生) 首选DAO V。优异的粘附性、慢裂特性保证充足的拌和摊铺时间,路面耐久性好。 DACO可能因破乳过快导致施工困难,且长期粘结力可能不足。
高粘度/改性沥青乳化 首选DAO V。长链提供更好的相容性和乳化稳定性。 DACO可能难以稳定乳化高粘沥青,乳液易分层。
常温或低温环境下乳化生产 两者皆可,侧重不同:DACO水溶性好,易操作;DAO V需适当加热但乳液储存稳。 低温下DAO V自身流动性可能稍差,需预热。
成本敏感型项目 通常DACO更具成本优势。原料(椰子油)价格通常低于高纯度油酸。 需综合考虑性能要求,避免因成本牺牲关键性能。
追求最佳粘附性与耐水性 首选DAO V。长链提供的强吸附和致密沥青膜是关键。  
复配体系中的功能调节 DACO常用作快裂组分,DAO V常用作慢裂增粘组分。两者可按需复配。  

四、关键数据与结论概要

  1. 界面性能:DAO V因疏水链更长,其降低界面张力的效率(达到最低值所需浓度)通常优于DACO,且能形成模量更高的界面膜。

  2. 乳液稳定性:在相同工艺和用量下,DAO V制备的乳化沥青的储存稳定性(如5天储存稳定性)和施工稳定性一般优于DACO,尤其在高温储存条件下。

  3. 粘结力数据:采用水煮法或拉拔试验,DAO V乳化沥青与酸性集料的粘结强度通常比DACO体系高出15-30%。

  4. 破乳时间:在标准试验(如拌和试验)中,DACO体系的破乳时间可比同等用量的DAO V体系缩短50%以上

总结

  • DACO 的核心优势在于 “快”乳化快、破乳快、施工快,且水溶性好、配伍灵活、成本较低。它适用于注重施工效率和成本控制的快裂型应用。

  • DAO V 的核心优势在于 “强” 和 “稳”粘附性强、界面膜强、乳液稳、路面性能强。它适用于追求高性能和耐久性的中慢裂型冷拌技术。

选择时,应首要根据路面结构层位、施工工艺(破乳速度要求)和最终路用性能需求来确定,其次考虑原料来源、成本和生产工艺条件。在许多情况下,将两者科学复配是获得综合性能最佳、性价比最优的乳化剂体系的常用策略。

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