防水工程用吹制瀝青及其製造方法
2023-10-04 14:46:59 3
專利名稱：防水工程用吹制瀝青及其製造方法
技術領域：
本發明涉及防水工程用吹制瀝青及其製造方法，更詳細地是涉及在將防水工程用吹制瀝青於高溫下加熱熔融時能抑制臭氣和煙產生，且適合作為作業性優異的防水工程用的吹制瀝青。
背景技術：
防水工程用吹制瀝青在日本工業規格(JIS K2207)中按用途分類為第1類到第4類，最常用的是第3類。它們的製造方法沒有特別的規定，但是在其中公開了可以在石油的減壓蒸餾的殘渣油中適當組合減壓蒸餾的蒸餾油作為原料，利用吹制瀝青製造裝置，在200℃～300℃的溫度下吹入空氣而製造。該吹入空氣的工序稱作吹制，在原料中添加催化劑進行吹制時稱作催化劑吹制。如此製造的吹制瀝青顯然符合JIS規格，但是對於使用者來說只滿足規格項目還是不夠的，不僅是規格，而且實用上的性能也是需要重視的(例如，參照特開2000-053866號公報)此外，最近在使用吹制瀝青的防水工程的現場，在使用時，需要有針對加熱熔融過程產生的煙和臭氣問題的對策。
通常，用於防水工程作業的吹制瀝青的粘度主要在60mPa·s～100mPa·s的範圍內，現狀是為了得到該粘度範圍，常常將吹制瀝青加熱到280℃左右，而沒有其它辦法。
如上製造的防水工程用吹制瀝青可以直接以加熱熔融的狀態運送到屋面材料工廠等加工成瀝青屋面材料等，或者充填到紙袋等中並冷卻、固化，在使用時重新加熱熔融。在對吹制瀝青二次加工時，還有必要加熱到適合加工的粘度，但是在溫度上升的同時吹制瀝青中含有的較輕的成分會蒸發，可以感受到煙和臭味。
在具有可以吸附除去這種輕質成分的設備時就沒有問題，例如，在大廈等的屋頂進行瀝青防水工程時，為了粘接瀝青屋面料，要用瀝青加熱保溫鍋等簡易設備將粘接用吹制瀝青加熱到280℃左右，但是在這種狀態下煙和臭味的產生量變大，常常會給住在大廈的居民等帶來煩惱，在都市住宅的過密化的同時，強烈需要針對這種情形的對策。
發明內容
本發明者們為了解決上述進行了反覆認真的研究，結果發現，將特定的減壓蒸餾殘渣油和鏈烷烴類重質礦物油作為原料使用，並通過吹制反應而使軟化點、針入度、弗拉斯脆點(脆點)、粘度為100mPa·s和60mPa·s時的溫度、在250℃下的加熱穩定性實驗後的下垂長度(だれ長さ)具有一定的特性的吹制瀝青能夠成為可以抑制高溫下加熱熔融時產生臭氣和煙，同時具有優良的作業性的防水工程用吹制瀝青，從而了完成本發明。
也就是，本發明涉及一種防水工程用吹制瀝青，其特徵在於該吹制瀝青的軟化點為90℃或以上、在25℃下的針入度(1/10mm)為20～40、著火點為280℃或以上、弗拉斯脆點為-15℃或以下、粘度為100mPa·s的溫度為220℃或以下、粘度為60mPa·s時的溫度為240℃或以下、在250℃下的加熱穩定性實驗後的下垂長度為15mm或以下。
另外，還涉及本發明的防水工程用吹制瀝青的製造方法，其特徵在於將70～83重量％的減壓蒸餾殘渣油和17～30重量％的鏈烷烴類重質礦物油的混合物作為原料，並進行吹制。
如上詳述，本發明的防水工程用吹制瀝青與現有的防水工程用瀝青相比較，具有相等或更高的性能，特別是由於粘度為100mPa·s和60mPa·s時的溫度較低，可以使施工時的加熱熔融溫度比通常使用的溫度進一步降低，從而可以抑制施工時產生的臭氣和煙。
具體實施例方式
以下，對本發明進行詳細說明。
本發明的防水工程用吹制瀝青(以下，稱作本發明的吹制瀝青)的軟化點必須為90℃或以上，優選為93℃或以上，更優選為95℃或以上，最優選為100℃或以上。如果軟化點過低，則容易產生下垂，成為漏水的原因，使用性和操作性降低，所以不優選。因此，希望軟化點較高，但是如果過高的話，則熔融溫度變高，產生工程難以進行的難點，所以上限優選為120℃或以下。
另外，這裡所述的軟化點是根據JIS K2207「石油瀝青-軟化點實驗方法」所測定的值。
本發明的吹制瀝青在25℃下的針入度(1/10mm)必須為20～40。如果針入度過低，則彈性變差，容易產生龜裂，所以優選為22或以上，更優選為25或以上。另一方面，如果針入度過高，則變得過軟，容易下垂，所以優選為35或以下，更優選為30或以下。
另外，這裡所述的針入度是根據JIS K2207「石油瀝青-針入度實驗方法」所測定的值。
本發明的吹制瀝青的著火點必須為280℃或以上。如果著火點過低，則加熱熔融時容易發生著火的危險，所以優選為300℃或以上，更優選為320℃或以上。
另外，這裡所述的著火點是根據JIS K2265「原油和石油製品-著火點實驗方法-克利夫蘭得開口式著火點實驗方法」測定的值。
本發明的吹制瀝青的弗拉斯脆點必須為-15℃或以下。如果弗拉斯脆點過高，則低溫環境下變脆，耐久性變差，所以優選為-17℃或以下，更優選為-19℃或以下。
另外，這裡所述的弗拉斯脆點是根據JIS K2207「石油瀝青-弗拉斯脆點實驗方法」測定的值。
本發明的吹制瀝青的粘度為100mPa·s時的溫度必須為220℃或以下，粘度為60mPa·s時的溫度必須為240℃或以下。通常，可以認為吹制瀝青的粘度為60～100mPa·s時可以容易地在施工中使用，所以實現該粘度的溫度變得重要。
另外，一般來說，高溫下粘度越低的物質可以在越低溫下使用，結果可以減少產生的煙、臭氣。鑑於上述事實，粘度為100mPa·s時的溫度和粘度為60mPa·s時的溫度如果過高，則施工時的加熱熔融溫度上升，在使用性和操作方面的危險性增加，會擔心所產生的煙和臭氣會對施工作業人員、周邊居民的健康產生影響，所以不太理想。因此，粘度為100mPa·s時的溫度優選為215℃或以下。另外，粘度為60mPa·s時的溫度優選為230℃或以下。
另外，這裡所述的粘度為100mPa·s時的溫度和粘度為60mPa·s時的溫度是指由根據石油學會法JPI-5S-54-99「瀝青-利用旋轉粘度計的粘度實驗方法」測定的不同的2個或更多個溫度的粘度，製作粘度-溫度圖，分別讀取的相當於粘度為100mPa·s和粘度為60mPa·s時的溫度值。
本發明的吹制瀝青在250℃下的加熱穩定性實驗後的下垂長度必須為15mm或以下。如果加熱穩定性實驗後的下垂長度過大，則不僅使用性和操作性變差，而且還會成為漏水的原因，所以不太理想。因此，250℃的加熱穩定性實驗後的下垂長度優選為12或以下。
另外，這裡所述的250℃的加熱穩定性實驗是根據JIS K2207「石油瀝青-加熱穩定性實驗方法」進行的，但是將JIS規格的加熱溫度從300℃改變為接近實際的加熱熔融溫度的250℃，進行實驗。另外，加熱穩定性實驗後的下垂長度是利用JIS K2207「石油瀝青-下垂長度實驗方法」測定上述250℃下的加熱穩定性實驗結束後的吹制瀝青而得到的值。
從防止屋面材料的貼合施工後的上翹部分容易下垂而引起漏水的觀點出發，本發明的吹制瀝青的下垂長度優選為15mm或以下，更優選為12mm或以下，進一步優選為10mm或以下。
另外，這裡所述的下垂長度是利用JIS K2207「石油瀝青-下垂長度實驗方法」測定的值。
本發明的吹制瀝青優選以70～83重量％的減壓蒸餾殘渣油和17～30重量％的鏈烷烴類重質礦物油的混合物作為原料，進行吹制而製造。
本發明中使用的減壓蒸餾殘渣油沒有特別的限制，優選使用阿拉伯重質油、阿拉伯中質油、カフジ(Khafji)、科威特、伊朗重質油等中東的重質、中質油或將它們混合形成的原油、瑪雅原油等環烷類原油的減壓蒸餾殘渣油。其中，優選使用阿拉伯重質原油、カフジ原油的減壓蒸餾殘渣油。另外，從容易地實現上述本發明的吹制瀝青的各性質的觀點出發，減壓蒸餾殘渣油的針入度優選為150或以上，其混合比例優選為70～83重量％，更優選為74～80重量％。
另外，這裡所述的針入度是通過JIS K2207「石油瀝青-針入度實驗方法」測定的值。
本發明的吹制瀝青的製造中使用的重質礦物油優選鏈烷烴類重質礦物油。重質礦物油表現出如下趨勢鏈烷烴類重質礦物油、環烷類重質礦物油、芳香類重質礦物油依次更容易在吹制反應中與氧等結合發生縮聚反應，並且反應後的吹制瀝青顯示出高粘度化的趨勢。因此，為了防止本發明的吹制瀝青的高粘度化，不優選使用芳香類重質礦物油、環烷類重質礦物油。
本發明中使用的鏈烷烴類重質礦物油是指以鏈烷烴成分為主體的重質礦物油。例如，由所謂的n-d-M分析法得到的％CP通常為50～90、優選為60～75、更優選為65～70的這種重質礦物油符合這種情形。在這種情況下，環烷成分和芳香族成分等其它成分的含有比例是任意的，作為合適的例子可以列舉出例如％CN通常為10～40、優選為15～35、更優選為20～30，％CA通常為1～20、優選為3～15、更優選為6～9這樣的重質礦物油。
另外，本發明中所述的n-d-M分析法是根據ASTM-D-3238-90中規定的「使用n-d-M分析法對石油潤滑油進行碳分布計算和結構基團分析的標準測試方法(Standard Test Method for Calculation of CarbonDistribution and Structural Group Analysis of Petroleum Oils by the n-d-MMethod)」測定的值。
本發明中使用的鏈烷烴類重質礦物油的製備方法沒有特別的限定，例如，可以使用通過適當組合脫溶劑、溶劑萃取、氫化分解、溶劑脫臘、接觸脫臘、氫化精製、硫酸洗滌、白土處理等精製處理等對常壓蒸餾和減壓蒸餾原油得到的潤滑油餾分進行精製得到的鏈烷烴類的油，特別是優選使用通過組合糠醛萃取等溶劑萃取、氫化精製和MEK脫臘等溶劑脫臘對減壓蒸餾常壓殘渣油得到的潤滑油餾分進行處理而得到的高粘度精製潤滑油。
鏈烷烴類重質礦物油的粘度特性也沒有特別的限制，優選為100℃的運動粘度通常為10～50mm2/s的，從容易實現本發明的吹制瀝青的各特性方面來說，更優選為20～50mm2/s，進一步優選為30～35mm2/s。同樣地，粘度指數通常希望在90或以上，優選為95或以上。
另外，這裡所述的100℃的運動粘度和粘度指數是通過JIS K2283「原油和石油製品-運動粘度實驗方法和粘度指數計算方法」測定的值。
另外，為了滿足上述吹制瀝青的特性，鏈烷烴類重質礦物油的混合比例優選為17～30重量％，更優選為20～26重量％。
上述減壓蒸餾殘渣油和鏈烷烴類重質礦物油的混合物的吹制方法沒有特別的限定，可以使用公知的方法。例如，可以優選使用的是吹制溫度為170～300℃、空氣吹入量為20～40L/hr/Kg、吹制時間(根據吹制溫度、空氣吹入量確定)為10～15小時。
實施例接著，通過實施例和比較例對本發明進行更加具體的說明。另外，本發明並不是通過這些例子進行限定。表1表示實施例1～4和比較例1～6中使用的原料油的特性。另外，表2表示實施例和比較例的原料油的混和比例、吹制瀝青的特性和評價結果。
在表1所示的特性中，減壓蒸餾殘渣油的密度、針入度、軟化點根據JIS K2207測定，著火點根據JIS K2265測定，鏈烷烴類重質礦物油的密度根據JIS K2249測定，運動粘度和粘度指數根據JIS K2283測定，n-d-M分析根據ASTM D-3238-90測定。
在表2所示的特性中，軟化點、針入度、針入度指數、弗拉斯脆點、下垂長度、加熱穩定性實驗都是採用JIS K2207或如上述那樣基於JISK2207的方法測定的。著火點根據JIS K2265的方法測定，粘度根據JPI-5S-54-99的方法測定，與特定的粘度相當的溫度根據JPI-5S-54-99的方法測定。
表2記載的吹制瀝青的評價方法如後所述。
(實施例1)將由80重量％的原油的減壓蒸餾殘渣油(2)(針入度150～200)和20重量％的鏈烷烴類重質礦物油(2)形成的混合物在反應溫度為180～240℃、空氣吹入量為24L/hr/Kg的條件下吹制11小時，得到吹制瀝青。其特性如表2所示。
(實施例2)將由76重量％的原油的減壓蒸餾殘渣油(2)(針入度150～200)和24重量％的鏈烷烴類重質礦物油(2)形成的混合物在反應溫度為180～240℃、空氣吹入量為24L/hr/Kg的條件下吹制11.5小時，得到吹制瀝青。其特性如表2所示。
(實施例3)將由75重量％的原油的減壓蒸餾殘渣油(2)(針入度150～200)和25重量％的鏈烷烴類重質礦物油(2)形成的混合物在反應溫度為185～250℃、空氣吹入量為24L/hr/Kg的條件下吹制13小時，得到吹制瀝青。其特性如表2所示。
(實施例4)將由75重量％的原油的減壓蒸餾殘渣油(3)(針入度200～300)和25重量％的鏈烷烴類重質礦物油(2)形成的混合物在反應溫度為175～240℃、空氣吹入量為30L/hr/Kg的條件下吹制12小時，得到吹制瀝青。其特性如表2所示。
(比較例1)將由65重量％的原油的減壓蒸餾殘渣油(2)(針入度150～200)和35重量％的鏈烷烴類重質礦物油(2)形成的混合物在反應溫度為170～230℃、空氣吹入量為30L/hr/Kg的條件下吹制8小時，得到吹制瀝青。其特性如表2所示。
(比較例2)將由85重量％的原油的減壓蒸餾殘渣油(2)(針入度150～200)和15重量％的鏈烷烴類重質礦物油(2)形成的混合物在反應溫度為170～240℃、空氣吹入量為30L/hr/Kg的條件下吹制14小時，得到吹制瀝青。其特性如表2所示。
(比較例3)將由75重量％的原油的減壓蒸餾殘渣油(2)(針入度150～200)和25重量％的芳香類重質礦物油形成的混合物在反應溫度為170～240℃、空氣吹入量為24L/hr/Kg的條件下吹制11小時，得到吹制瀝青。其特性如表2所示。
(比較例4)將由75重量％的原油的減壓蒸餾殘渣油(2)(針入度150～200)和25重量％的鏈烷烴類重質礦物油(1)形成的混合物在反應溫度為170～235℃、空氣吹入量為30L/hr/Kg的條件下吹制14小時，得到吹制瀝青。其特性如表2所示。
(比較例5)將由75重量％的原油的減壓蒸餾殘渣油(3)(針入度200～300)和25重量％的鏈烷烴類重質礦物油(1)形成的混合物在反應溫度為180～240℃、空氣吹入量為30L/hr/Kg的條件下吹制11小時，得到吹制瀝青。其特性如表2所示。
(比較例6)將由75重量％的原油的減壓蒸餾殘渣油(1)(針入度80～100)和25重量％的鏈烷烴類重質礦物油(2)形成的混合物在反應溫度為175～240℃、空氣吹入量為30L/hr/Kg的條件下吹制15小時，得到吹制瀝青。其特性如表2所示。
(熔融時產生的煙的評價)將2kg吹制瀝青加熱到250℃使其熔融，目視此時產生的煙的量，根據下述判斷基準進行煙產生程度的評價，結果如表2所示。
幾乎未發現有煙產生○稍微有點菸產生△煙產生的程度是看不見背景×(臭氣評價)將1g吹制瀝青樣品放置在加熱到250℃的不鏽鋼製的板上，通過氣味傳感器(New Cosmos Electric株式會社製造的ポ一タブルニオイセンサXP-329型)對從該樣品產生的臭味測定1分鐘，對期間得到的數據的最大值進行比較。以比較例6作為基準求得臭氣的改善效果，結果如表2所示。正的值是指相對比較例6臭氣有改善效果，負的值是指沒有改善的效果。另外，氣味傳感器的基線是將實驗室的氣氛調節為200。
表1原料油的特性
※減壓蒸餾殘渣油(1)～(3)是由以阿拉伯重油為主要成分的混合原油製造的。
表2吹制瀝青的特性
由表2表明，實施例1～4得到的本發明的吹制瀝青與比較例1～6得到的吹制瀝青相比較，可以知道由於所規定的特性全部滿足，所以加熱熔融時產生的煙量和臭氣變少。
本發明的防水工程用吹制瀝青可以將加工時的加熱熔融溫度降低到通常使用的溫度以下，結果是具有如下特徵與現有的防水工程用吹制瀝青相比較，可以抑制施工時產生的臭氣和煙，且作業性優異。
權利要求
1.一種防水工程用吹制瀝青，其特徵在於該吹制瀝青的軟化點為90℃或以上，在25℃下的針入度(1/10mm)為20～40，著火點為280℃或以上，弗拉斯脆點為-15℃或以下，粘度為100mPa·s時的溫度為220℃或以下，粘度為60mPa·s時的溫度為240℃或以下，在250℃下的加熱穩定性實驗後的下垂長度為15mm或以下。
2.權利要求1所記載的防水工程用吹制瀝青的製造方法，其包括將70～83重量％的減壓蒸餾殘渣油和17～30重量％的鏈烷烴類重質礦物油的混合物作為原料，並進行吹制。
全文摘要
本發明提供在將防水工程用吹制瀝青於高溫下加熱熔融時能抑制臭氣和煙產生，且適合作為作業性優異的防水工程用的吹制瀝青。該防水工程用吹制瀝青的特徵在於軟化點為90℃或以上，在25℃下的針入度(1/10mm)為20～40，著火點為280℃或以上，弗拉斯脆點為－15℃或以下，粘度為100mPa·s時的溫度為220℃或以下，粘度為60mPa·s時的溫度為240℃或以下，在250℃下的加熱穩定性實驗後的下垂長度為15mm或以下。
文檔編號C08L95/00GK1791660SQ200480013620
公開日2006年6月21日 申請日期2004年5月18日 優先權日2003年5月19日
發明者塚越徹, 山下勇 申請人:新日本石油株式會社, 三共油化工業株式會社