一種半固態乳化瀝青的製作方法
2023-07-01 01:58:06 2
專利名稱：一種半固態乳化瀝青的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種乳化瀝青，特別是一種瀝青濃度高、呈凍膠狀半固態的乳化瀝青。
背景技術：
在公路的鋪築、維修及養護過程中，乳化瀝青是常用的材料之一。但以往的乳化瀝青產品中瀝青濃度較低，瀝青含量一般為50wt％～60wt％。比如CN1060665A提出了一種乳化瀝青，該乳化瀝青是採用陰、陽離子表面活性劑複合體系製備的。該乳化瀝青產品中瀝青含量為60wt％。CN1034563A提出了一種以鹼法造紙廢液為主復配石油或脂肪酸等物質為乳化劑的瀝青乳液。該瀝青乳液中瀝青含量為30～70wt％，但從其實施例來看，實際所製備的乳化瀝青中瀝青含量最高也只有60wt％。上述專利所提到的乳化瀝青產品中有一半左右是水，致使儲存和運輸極不方便，一般需用鐵桶或儲罐儲存，槽車或鐵桶運輸，成本很高，而且在生產乳化瀝青時多數用鹽酸調節乳化劑水溶液的酸鹼度，使其pH值為2～3，其中的酸很容易對鐵桶及儲罐、槽車等儲運設備造成腐蝕。
到目前為止，還未見到使用時可任意稀釋且不破乳的高濃度乳化瀝青的報導。
發明內容
本發明的目的就是克服上述缺點，提供一種瀝青濃度高、呈凍膠狀半固態、便於儲存和運輸且運輸成本低、使用時可任意稀釋且不破乳的乳化瀝青，該乳化瀝青可用塑膠袋包裝，避免了對儲運設備的腐蝕。
本發明的乳化瀝青組成為 (按重量計，以下同。)瀝青 76.0％～90.0％，最好為77.0％～85.0％；陽離子表面活性劑 1.0％～4.0％，最好為1.1％～3.8％；非離子表面活性劑 0.1％～1.0％，最好為0.2％～0.9％；水餘量。
另外，還可以加入穩定劑、添加劑，其中穩定劑加入量(按重量計)為0.01％～1.0％，最好0.1％～0.8％；添加劑加入量為0.01％～2.0％，最好0.1％～1.8％。
其中的瀝青來源較廣，包括用各種原油及不同工藝生產的瀝青，最好是直餾瀝青、半氧化瀝青、氧化瀝青等，其針入度為60～300(1/10mm)，最好為70～280(1/10mm)。
本發明所用的陽離子型表面活性劑包括烷基二胺類、烷基多胺類、醯胺類和季胺鹽類中的一種或多種。烷基二胺類如硬脂基丙撐二胺、牛脂基丙撐二胺、氫化牛脂基丙撐二胺、豬脂基丙撐二胺等。烷基多胺類如十八烷基二丙撐三胺、牛脂基丙撐三胺、豬脂基三丙烯四胺等。醯胺類如N-氨乙基醯胺、十八烷基醯胺基三胺等。季胺鹽類如十八烷基三甲基氯化胺、十八烷基三甲基溴化胺、十六烷基三甲基氯化胺、十六烷基三甲基溴化胺、十八烷基三甲基苄基氯化胺、十八烷基三甲基苄基溴化胺等。
本發明所用的非離子表面活性劑包括聚氧乙烯山梨醇脂肪酸酯類、壬基酚聚氧乙烯醚類、烷基酚聚氧乙烯醚類和油醇聚氧乙烯醚類中的一種或多種。其中聚氧乙烯山梨醇脂肪酸酯類包括聚氧乙烯山梨醇單月桂酸酯如T-20、聚氧乙烯山梨醇單棕櫚酸酯如T-40、聚氧乙烯山梨醇單油酸酯如T-80、聚氧乙烯山梨醇三油酸酯、聚氧乙烯山梨醇單硬脂酸酯如T-60、聚氧乙烯山梨醇三硬脂酸酯等；壬基酚聚氧乙烯醚類、烷基酚聚氧乙烯醚類和油醇聚氧乙烯醚類中的聚氧乙烯基是由聚合單體環氧乙烷聚合後形成的，環氧乙烷分子的的聚合數為7～18。壬基酚聚氧乙烯醚類如壬基酚聚氧乙烯(18)醚、壬基酚聚氧乙烯(12)醚、壬基酚聚氧乙烯(10)醚、壬基酚聚氧乙烯(7)醚等；烷基酚聚氧乙烯醚類如烷基酚聚氧乙烯(12)醚、烷基酚聚氧乙烯(10)醚、烷基酚聚氧乙烯(8)醚、烷基酚聚氧乙烯(7)醚等；油醇聚氧乙烯醚類如油醇聚氧乙烯(9)醚等。
本發明的乳化瀝青還可根據實際情況，若需提高其儲存穩定性，可加入穩定劑和添加劑。其中穩定劑為製備乳化瀝青常用的無機鹽，如銨鹽、鈣鹽、鎂鹽和鐵鹽中的一種或多種；添加劑為玉米澱粉、可溶性澱粉、羧甲基澱粉、羧甲基纖維素、羥乙基纖維素、聚乙二醇、聚馬來酸酐和聚乙烯吡咯烷酮中的一種或多種。
本發明產品性能符合下列要求(即交通部道路用乳化石油瀝青技術要求M0674-93)篩上餘量 不大於 0.3％電荷 正電(+)儲存穩定性(5天) 不大於 5％粘附性 不小於 70％
蒸發殘留物含量 不小於50％蒸發殘留物性質針入度(25℃) 60～300 1/10mm延度比 不小於80％軟化點 不小於35℃本發明產品的製備方法是採用常規的製備乳化瀝青的方法，即取規定重量的瀝青，加熱至110℃～180℃，將按規定重量稱好的表面活性劑溶於30℃～80℃的水中，形成水溶液，使瀝青和該水溶液一同通過乳化設備即可製得本發明之產品。還可根據需要將穩定劑、添加劑同表面活性劑一起溶於水中。
本發明是通過陽離子表面活性劑與非離子表面活性劑的復配，顯著增加乳化劑在油水界面的膠束濃度，提高表面活性劑的乳化能力和乳液的穩定性。同時加入穩定劑和添加劑，可提高油水界面膜的強度，添加劑還可以起到增粘和輔助乳化的作用，從而進一步提高乳化瀝青的穩定性。本發明的乳化瀝青產品穩定性好，瀝青濃度高，呈凍膠狀半固態，可用塑膠袋包裝，不但避免對儲運設備的腐蝕，還便於儲存和運輸且運輸成本低。在使用本發明產品時可根據需要任意比例稀釋且不破乳。
此外，本發明之產品除用於道路的鋪築、維修及養護外，還可作為液態地膜、土壤改良劑以及用於防風固沙、種植草坪、防治水土流失、建築物和灌溉水渠防滲漏等。
本發明所述的任意稀釋是指用水將本發明的高濃度瀝青稀釋至通常所用乳化瀝青的濃度，一般為含瀝青40wt％以上。
具體實施例方式
實施例1取錦西90號氧化瀝青(針入度為93 1/10mm)770份(按重量計，以下同)，陽離子表面活性劑「十八烷基三甲基氯化胺」8份，非離子表面活性劑「聚氧乙烯(20)山梨醇單油酸酯(T-80)」4份，穩定劑「氯化鈣」2份，水216份。將上述的瀝青，加熱至150℃，再將上述的表面活性劑溶於40℃的水中，形成水溶液，然後使瀝青和該水溶液一同通過乳化設備即可製得乳化瀝青產品，具體組成見表1，產品性質見表2。
實施例2取盤錦130號直餾瀝青(針入度為138 1/10mm)810份，陽離子表面活性劑「牛脂基丙撐二胺」15份，非離子表面活性劑「壬基酚聚氧乙烯(10)醚」4份，穩定劑「氯化鈣」2份，添加劑「羥乙基纖維素」2份，水167份。按實施例1的方法製備成乳化瀝青產品，具體組成見表1，產品性質見表2。
實施例3取大慶丙烷脫油瀝青(針入度為70 1/10mm)890份，陽離子表面活性劑「豬脂基三丙烯四胺」16份、「十八烷基三甲基溴化胺」3份，非離子表面活性劑「烷基酚聚氧乙烯醚(OP-12)」(大連油脂化學廠生產)4份，添加劑「羧甲基澱粉」1份，水86份。按實施例1的方法製備成乳化瀝青產品，具體組成見表1，產品性質見表2。
實施例4取勝利100號瀝青(針入度為105 1/10mm)850份，陽離子表面活性劑「N-氨乙基醯胺」20份、「氫化牛脂基丙撐二胺」5份，非離子表面活性劑「油醇聚氧乙烯(9)醚」8份，穩定劑「氯化胺」1份，添加劑「聚乙烯吡咯烷酮」5份，水111份。按實施例1的方法製備成乳化瀝青產品，具體組成見表1，產品性質見表2。
實施例5取勝利100號瀝青(針入度為105 1/10mm)850份，陽離子表面活性劑「N-氨乙基醯胺」20份、「氫化牛脂基丙撐二胺」5份，非離子表面活性劑「油醇聚氧乙烯(9)醚」8份，水117份。按實施例1的方法製備成乳化瀝青產品，具體組成見表1，產品性質見表2。
表1實施例1～5乳化瀝青產品的組成
表2實施例1～5乳化瀝青產品的性質
權利要求
1.一種乳化瀝青，包括瀝青、表面活性劑和水，其特徵在於所述的表面活性劑是陽離子表面活性劑和非離子表面活性劑，按乳化瀝青的重量計，其組成為瀝青 76.0％～90.0％；陽離子表面活性劑 1.0％～4.0％；非離子表面活性劑 0.1％～1.0％；水餘量。
2.按照權利要求1所述的乳化瀝青，其特徵在於按乳化瀝青的重量計，所述乳化瀝青的組成如下瀝青 77.0％～85.0％；陽離子表面活性劑 1.0％～4.0％；非離子表面活性劑 0.2％～1.0％；水餘量。
3.按照權利要求1或2所述的乳化瀝青，其特徵在於所述的瀝青為直餾瀝青、半氧化瀝青、氧化瀝青，其針入度為60～300(1/10mm)。
4.按照權利要求3所述的乳化瀝青，其特徵在於所述的瀝青的針入度為70～280(1/10mm)。
5.按照權利要求1所述的乳化瀝青，其特徵在於所用的陽離子型表面活性劑為烷基二胺類、烷基多胺類、醯胺類和季胺鹽類中的一種或多種；所述的非離子表面活性劑選自聚氧乙烯山梨醇脂肪酸酯類、壬基酚聚氧乙烯醚類、烷基酚聚氧乙烯醚類和油醇聚氧乙烯醚類中的一種或多種。
6.按照權利要求5所述的乳化瀝青，其特徵在於所用的烷基二胺類為硬脂基丙撐二胺、牛脂基丙撐二胺、氫化牛脂基丙撐二胺和豬脂基丙撐二胺中的一種或多種；所述的烷基多胺類為十八烷基二丙撐三胺、牛脂基丙撐三胺和豬脂基三丙烯四胺中的一種或多種；所述的醯胺類為N-氨乙基醯胺和/或十八烷基醯胺基三胺；所述的季胺鹽類為十八烷基三甲基氯化胺、十八烷基三甲基溴化胺、十六烷基三甲基氯化胺、十六烷基三甲基溴化胺、十八烷基三甲基苄基氯化胺和十八烷基三甲基苄基溴化胺中的一種或多種。
7.按照權利要求5所述的乳化瀝青，其特徵在於所述的聚氧乙烯山梨醇脂肪酸酯類為聚氧乙烯山梨醇單月桂酸酯、聚氧乙烯山梨醇單棕櫚酸酯、聚氧乙烯山梨醇單油酸酯、聚氧乙烯山梨醇三油酸酯、聚氧乙烯山梨醇單硬脂酸酯和聚氧乙烯山梨醇三硬脂酸酯中的一種或多種；壬基酚聚氧乙烯醚類、烷基酚聚氧乙烯醚類和油醇聚氧乙烯醚類中的氧化乙烯基的聚合數為7～18。
8.按照權利要求1所述的乳化瀝青，其特徵在於所述的乳化瀝青中含有穩定劑和/或添加劑，按重量計，穩定劑的加入量為0.01％～1.0％，添加劑加入量為0.01％～2.0％。
9.按照權利要求8所述的乳化瀝青，其特徵在於按重量計，所述的穩定劑的加入量為0.1％～0.8％，添加劑加入量為0.03％～1.8％。
10.按照權利要求8或9所述的乳化瀝青，其特徵在於所述的穩定劑為銨鹽、鈣鹽、鎂鹽和鐵鹽中的一種或多種；添加劑為玉米澱粉、可溶性澱粉、羧甲基澱粉、羧甲基纖維素、羥乙基纖維素、聚乙二醇、聚馬來酸酐和聚乙烯吡咯烷酮中的一種或多種。
全文摘要
本發明涉及一種乳化瀝青，特別是一種瀝青濃度高、呈凍膠狀半固態的乳化瀝青，其組分包括瀝青、表面活性劑、水等。本發明的特點是通過陽離子表面活性劑與非離子表面活性劑的復配，增加了乳化劑在油水界面的膠束濃度，提高了表面活性劑的乳化能力和乳液的穩定性。該產品穩定性好，瀝青濃度高，呈凍膠狀半固態，可用塑膠袋包裝，避免對儲運設備的腐蝕，便於儲存和運輸，運輸成本低，使用時可根據需要任意稀釋且不破乳。本發明之產品除用於道路的鋪築、維修及養護外，還可作為液態地膜、土壤改良劑以及用於防風固沙、種植草坪、防治水土流失、建築物和灌溉水渠防滲漏等。
文檔編號C10C3/00GK1609166SQ20031010491
公開日2005年4月27日 申請日期2003年10月24日 優先權日2003年10月24日
發明者陳保蓮, 劉樹華, 李志軍, 張靜 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司撫順石油化工研究院