一種乳化瀝青及其制備方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種乳化瀝青及其制備方法。所述乳化瀝青以重量份計，其中含有：瀝青30~65份，水20~45份，乳化劑0.1~1.5份，潤濕劑0.01~0.5份。所述潤濕劑的制備過程包括：1）將瀝青基材料加入到氧化劑中，超聲分散；2）將步驟1）分散之后的溶液進行微波消解；3）將步驟2）經(jīng)微波消解后產(chǎn)物過濾、干燥得固體物質(zhì)；4）向步驟3）所得固體物質(zhì)中加入水溶性胺類，加熱反應(yīng)得潤濕劑。本發(fā)明專利技術(shù)采用特定的潤濕劑與乳化劑配合使用，降低乳化劑用量，節(jié)約經(jīng)濟成本；并且增強瀝青乳液的儲存穩(wěn)定性；所添加的潤濕劑結(jié)構(gòu)與瀝青相似，不會對瀝青使用性能帶來毒副作用。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
一種乳化瀝青及其制備方法
本專利技術(shù)涉及改性瀝青
，特別是涉及一種乳化瀝青及其制備方法。
技術(shù)介紹
乳化瀝青是瀝青和乳化劑在一定工藝作用下，生成水包油或油包水的液態(tài)瀝青，與其它瀝青相比，乳化瀝青節(jié)約能源40%~50%、改善施工條件、降低工程造價20%~30%以上，并能有效地減少高溫加熱時引起的瀝青過度老化，以及致癌物苯并吡的大量揮發(fā)。特別是隨著基礎(chǔ)設(shè)施防水要求的逐步提高，以及道路稀漿封層的迅速發(fā)展，極大地促進了乳化瀝青的發(fā)展。乳化劑是一種能顯著降低液體表面張力的表面活性劑，同時具有親水基和親油基。乳化劑存在于油、水界面間，親油基伸入油相，親水基伸向水相，降低了油水之間的界面能，并且在分散微粒表面形成穩(wěn)定的單分子界面以及空間位阻柵欄，當(dāng)乳化劑為離子型時，處于水相的極性基團使瀝青微粒表面帶有電荷，當(dāng)帶有同種電荷的微粒接近時，同性相斥的排斥力將克服微粒間的范德華吸引力，使微粒分開，防止瀝青微粒聚結(jié)。但目前乳化瀝青也存在一定問題，乳化瀝青屬于乳狀液，熱力學(xué)不穩(wěn)定，在乳化劑作用下，瀝青相和水相暫時混溶，隨著時間增長，兩相分離趨勢愈加明顯，分層后的乳化瀝青容易造成施工噴灑不均等問題，儲存穩(wěn)定性也就成為制約乳化瀝青生產(chǎn)、儲存及應(yīng)用的關(guān)鍵條件。乳化劑的種類、乳化劑的濃度以及影響乳化劑乳化作用的各種因素都會影響乳化瀝青的穩(wěn)定性。乳化劑本身就有快裂、中裂、慢裂三種類型。制備的乳化瀝青也相應(yīng)的分為快裂、中裂、慢裂三種。它們的穩(wěn)定性逐次增強。用相同的乳化劑制備乳化瀝青，由于所用乳化劑用量的不同，在一定程度上也影響乳化瀝青的穩(wěn)定性。隨著乳化劑用量的增加，瀝青微粒變小，沉降速度減慢，瀝青微粒間的電位值增加，乳液的粘度升高，貯存的沉降值降低，進而乳液的質(zhì)量和穩(wěn)定性提高。但是，當(dāng)乳化劑增加到一定量后，其穩(wěn)定性不再發(fā)生明顯的變化，而且一味地增加乳化劑用量也會提高乳化瀝青的經(jīng)濟成本。如何通過少量添加乳化劑，而大幅提高乳化瀝青儲存穩(wěn)定性尤為重要。
技術(shù)實現(xiàn)思路
為解決上述技術(shù)問題，本專利技術(shù)目的在于提供一種乳化瀝青及其制備方法。該乳化瀝青可以減少乳化劑用量，并能夠提高乳化瀝青儲存穩(wěn)定性。本專利技術(shù)提供一種乳化瀝青，以重量份計，其中含有：瀝青30~65份；水20~45份；乳化劑0.1~1.5份，優(yōu)選0.3~1份；潤濕劑0.01~0.5份，優(yōu)選0.05~0.2份。其中瀝青為基質(zhì)瀝青或改性瀝青，如工業(yè)瀝青、脫油瀝青、氧化瀝青、石油焦中一種或幾種。乳化劑為陽離子乳化劑、非離子乳化劑或幾種復(fù)配。優(yōu)選為陽離子乳化劑烷基銨鹽、季銨鹽類以及非離子乳化劑脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、聚醚類的一種或多種。所述潤濕劑為瀝青基材料與水溶性胺類的反應(yīng)產(chǎn)物。所述瀝青基材料與水溶性胺類的反應(yīng)過程包括：1）將瀝青基材料加入到氧化劑中，超聲分散；2）將步驟1）分散之后的溶液進行微波消解；3）將步驟2）經(jīng)微波消解后產(chǎn)物過濾、干燥得固體物質(zhì)；4）向步驟3）所得固體物質(zhì)中加入水溶性胺類，加熱反應(yīng)得潤濕劑。其中步驟1）中所述的氧化劑優(yōu)選強氧化劑，所述強氧化劑優(yōu)選為硝酸、高氯酸、雙氧水等的一種或幾種。步驟1）所述的瀝青基材料為工業(yè)瀝青、脫油瀝青、氧化瀝青、石油焦中一種或幾種；步驟1）所述瀝青基材料與氧化劑質(zhì)量體積比為1g：10~50ml。步驟1）中所述超聲分散時間為10~40min。步驟2）中微波消解的條件為：溫度100~250℃、壓力40~60bar、時間20~45min。步驟3）中過濾前向微波消解后產(chǎn)物中加入去離子水稀釋，使用微孔濾膜過濾殘渣，濾液經(jīng)旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去揮發(fā)物質(zhì)，干燥得到固體；去離子水與微波消解產(chǎn)物的體積比為0.1~10；所述微孔濾膜規(guī)格0.1~0.8微米；旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)操作溫度為50-75℃，操作壓力為-0.09~-0.1MPa。步驟4）中所述水溶性胺類優(yōu)選為二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、五乙烯六胺中一種或幾種；所述固體物質(zhì)與水溶性胺類的質(zhì)量比為1:2~1:8；步驟4）中優(yōu)選加入足量溶劑，所述的溶劑為環(huán)己烷、氯仿、四氯化碳、甲苯、二甲苯等中的一種或幾種。步驟4）中加熱反應(yīng)優(yōu)選在加熱回流條件下反應(yīng)，所述回流時間為0.5~24h。步驟4）加熱反應(yīng)結(jié)束后，優(yōu)選將所得初產(chǎn)物進減壓蒸餾裝置除去溶劑，剩余物質(zhì)過濾，去離子水沖洗，去除剩余胺類，干燥得到潤濕劑。所述減壓蒸餾溫度為40~100℃，真空度0.08~0.09MPa。本專利技術(shù)同時提供了一種乳化瀝青的制備方法，包括：1）制備乳化劑水溶液；2）向步驟1所制備水溶液中添加潤濕劑，并混合均勻；3）將混合均勻后的乳化劑水溶液與瀝青剪切乳化得乳化瀝青。其中步驟1）中所述的乳化劑水溶液濃度為1wt%~3wt%；步驟1）中制備溫度為55~65℃。步驟2）中制備溫度為60~70℃。步驟3）中混合時乳化劑水溶液溫度60~70℃；步驟3）中混合時瀝青溫度為130~140℃；步驟3）中剪切速率為2000~3000rpm；步驟3）中剪切時間為15~45s。本專利技術(shù)所制備的乳化瀝青具備如下優(yōu)點：1.本專利技術(shù)采用特定的潤濕劑與乳化劑配合使用，降低乳化劑用量，節(jié)約經(jīng)濟成本；2.本專利技術(shù)添加的潤濕劑能夠在界面聚集，形成一層穩(wěn)固的保護層，穩(wěn)固瀝青和水相的界面，增強瀝青乳液的儲存穩(wěn)定性；3.本專利技術(shù)所添加的潤濕劑結(jié)構(gòu)與瀝青相似，不會對瀝青使用性能帶來毒副作用。具體實施方式下面結(jié)合具體實施例對本專利技術(shù)進行詳細闡述，但應(yīng)當(dāng)理解具體實施方式僅為更好地解釋
技術(shù)實現(xiàn)思路
，并不構(gòu)成對保護范圍的限制。實施例1：稱取6g脫油瀝青置于微波消解罐中，保證罐口密封處清潔干凈，加入80ml濃硝酸，蓋緊罐塞混勻，置于超聲波分散儀中分散20min。分散完畢，消解罐置于微波消解儀中，反應(yīng)時間25min，溫度220℃，壓力60bar，升壓速率0.5bar/s。結(jié)束后，降溫至室溫，加40ml去離子水稀釋，使用0.2微米的微孔濾膜抽濾過濾殘渣，收集濾液，操作條件：50℃、-0.09MPa下，旋轉(zhuǎn)蒸餾將濾液中水分和硝酸除去，干燥得到固體。稱取3g上述固體置于三口燒瓶中，加入6.04g四乙烯五胺，加入35ml二甲苯混勻，安裝分水器和冷凝管，加熱回流2h，停止加熱冷卻至室溫。拆下分水器和冷凝管，連接減壓裝置，逐步升溫，將二甲苯蒸出，待溶劑蒸干，剩余物質(zhì)過濾，去離子水沖洗，洗凈胺類，干燥后得到潤濕劑1。實施例2：稱取6g脫油瀝青置于微波消解罐中，保證罐口密封處清潔干凈，加入240ml雙氧水，蓋緊罐塞混勻，置于超聲波分散儀中分散20min。分散完畢，消解罐置于微波消解儀中，反應(yīng)時間25min，溫度160℃，壓力50bar，升壓速率0.5bar/s。結(jié)束后，降溫至室溫，加40ml去離子水稀釋，使用0.2微米的微孔濾膜抽濾過濾殘渣，收集濾液，旋轉(zhuǎn)蒸餾將濾液中易揮發(fā)物質(zhì)除去，干燥得到固體。稱取3g上述固體置于三口燒瓶中，加入18.03g二乙烯本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
1.一種乳化瀝青，其特征在于，以重量份計，其中含有：/n瀝青 30~65份；/n水20~45份；/n乳化劑0.1~1.5份，優(yōu)選0.3~1份；/n潤濕劑0. 01~0.5份，優(yōu)選0.05~0.2份。/n

【技術(shù)特征摘要】
1.一種乳化瀝青，其特征在于，以重量份計，其中含有：
瀝青30~65份；
水20~45份；
乳化劑0.1~1.5份，優(yōu)選0.3~1份；
潤濕劑0.01~0.5份，優(yōu)選0.05~0.2份。


2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的乳化瀝青，其特征在于，所述乳化劑為陽離子乳化劑、非離子乳化劑或幾種復(fù)配。


3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的乳化瀝青，其特征在于，所述乳化劑為陽離子乳化劑烷基銨鹽、季銨鹽類以及非離子乳化劑脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、聚醚類中的一種或多種。


4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的乳化瀝青，其特征在于，所述潤濕劑為瀝青基材料與水溶性胺類的反應(yīng)產(chǎn)物。


5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的乳化瀝青，其特征在于，所述潤濕劑的制備過程包括：
1）將瀝青基材料加入到氧化劑中，超聲分散；
2）將步驟1）分散之后的溶液進行微波消解；
3）將步驟2）經(jīng)微波消解后產(chǎn)物過濾、干燥得固體物質(zhì)；
4）向步驟3）所得固體物質(zhì)中加入水溶性胺類，加熱反應(yīng)得潤濕劑。


6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的乳化瀝青，其特征在于，其中步驟1）中所述的氧化劑為強氧化劑，所述強氧化劑優(yōu)選為硝酸、高氯酸、雙氧水等的一種或幾種。


7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的乳化瀝青，其特征在于，步驟1）所述瀝青基材料與氧化劑質(zhì)量體積比為1g：10~50ml。


8.根據(jù)...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：李臣澤，宋樂春，陳保蓮，范思遠，陳杰，李志軍，寧愛民，程國香，
申請(專利權(quán))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大連石油化工研究院，
類型：發(fā)明
國別省市：北京;11