CN104356588A - 一种高浓度彩色乳化沥青及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种高浓度彩色乳化沥青，由高芳烃油、石油树脂、改性剂、乳化剂、着色剂和水，其中，所述的高芳烃油和石油树脂两者之间的质量比在6﹕4至7﹕3范围内。本发明还公开了该高浓度彩色乳化沥青的制备方法。该彩色乳化沥青具有高浓度的固体含量，可以从生产厂运输到施工现场时根据施工需要加水稀释成不同浓度来使用，大大减少了储存空间和运输成本，提高了经济效益。

Description

一种高浓度彩色乳化沥青及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种乳化沥青，尤其涉及一种高浓度彩色乳化沥青，本发明还涉及该高浓度彩色乳化沥青的制备方法。

背景技术

彩色乳化沥青是一种新型的乳化沥青产品，其不但具有传统乳化沥青的各项性能，而且还有着丰富的色彩，可广泛用于铺设公路的彩色路面、学校公园彩色行人道、各类彩色公路行车标志线，内外墙彩色喷涂层等等用途。由于其突破了传统乳化沥青只有一种黑色的缺点，具有丰富的色彩，美观大方，所以越来越广泛地被推广和应用。

彩色乳化沥青的制备方法通常有两种，一种方法是先制备出无色或浅色胶结料，再与乳化剂、改性剂、各种着色剂等外加剂一起剪切乳化成彩色乳化沥青成品。另一种方法则是先制备出彩色沥青，再将彩色沥青直接乳化成彩色乳化沥青成品。与普通乳化沥青类似，目前市场上的彩色乳化沥青也基本都含有40％以上水，当把彩色乳化沥青产品从生产厂运输到施工现场使用时，如果彩色乳化沥青产品中的水含量越高，那产品中的有效固体成份就越少，当要满足具有相同的有效固体成份的施工要求时，就需要越多的产品，这样就需要较大的储存空间和运输成本。如果能在生产彩色乳化沥青时减少产品中的水含量，制备出一种固含量很高的可稀释型高浓度彩色乳化沥青产品，从生产厂运输到施工现场时再根据施工需要加水稀释产品来使用，这样就可以减少储存空间和运输成本，提高经济效益。不过，如果彩色乳化沥青中的固体浓度越高，乳液中含有的固体微粒就会越多，这样一方面会导致乳液的粘度变大，增加生产时的循环剪切难度，使乳化生产更加困难。另一方面高浓度的固体微粒会更容易出现聚集，结团现象，影响产品的稳定性，所以目前的彩色乳化沥青产品固体浓度一般都不高。例如，专利CN 200510046099.X提出了一种彩色改性乳化沥青，但其产品的固体含量最大值仅能达到65%，而水含量在35%以上，其产品存在需要较大储存空间和运输成本的情况。目前为止尚未见到有关于可以稀释使用的高浓度彩色乳化沥青的报道。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种高浓度彩色乳化沥青，该彩色乳化沥青具有高浓度的固体含量，可以从生产厂运输到施工现场时根据施工需要加水稀释成不同浓度来使用，大大减少了储存空间和运输成本，提高了经济效益。

本发明的目的之二是提供上述高浓度彩色乳化沥青的制备方法。

本发明第一个目的是通过以下技术方案来实现的：一种高浓度彩色乳化沥青，由高芳烃油、石油树脂、改性剂、乳化剂、着色剂和水，其中，进一步地，本发明所述的高芳烃油和石油树脂两者之间的质量比在6﹕4至7﹕3范围内。因为高芳烃油属于软组分，保持其高比例占比能减小两者融合物的粘度和硬度从而降低融合物剪切乳化难度，使其在高浓度的情况下也能顺利乳化。

作为本发明的一个实施方式，本发明提供的高浓度彩色乳化沥青，由以下质量百分比的组分组成：

高芳烃油              39%～48%；

石油树脂              26%～32%；

改性剂                2%～4%；

乳化剂                1%～3%； 

着色剂                0.2%～5%；

水                    余量。

作为本发明的一个实施方式，所述的组分的质量百分比为：

高芳烃油              40.8%～46.2%；

石油树脂              27.2%～30.8%；

改性剂                2.5%～3.5%；

乳化剂                1.5%～2.5%； 

着色剂                0.5%～4%；

水                    余量。

作为本发明的另一个实施方式，所述的组分的质量百分比还为：

高芳烃油              42.6%～44.4%；

石油树脂              28.4%～29.6%；

改性剂                2.8%～3.2%；

乳化剂                1.8%～2%； 

着色剂                0.7%～3%；

水                    余量。

本发明所述的高芳烃油作为该彩色乳化沥青的基础原料，采用富含芳烃的减压侧线糠醛精制抽出油，其主要是作为相溶剂调整彩色乳化沥青固化物的塑性。

本发明所述的减压侧线糠醛精制抽出油的芳烃含量>40%，色度<5。

本发明所述的石油树脂作为该彩色乳化沥青的基础原料，采用C9石油树脂（一种热塑性树脂），软化点100~120℃，分子量介于300~3000。它具有酸值低，混溶性好，耐水、耐乙醇和耐化学品等特性，对酸碱具有化学稳定，并有调节粘性和热稳定性好的特点。在本发明中其主要对彩色乳化沥青固化物起到增粘、补强的作用。

本发明所述的改性剂选用高浓度的SBR胶乳，其固含量浓度为40%～60%，其主要作用是改善彩色乳化沥青固化物的塑性和延伸性，同时可以增加产品生产时的液相占比，以降低循环剪切难度。

本发明所述的乳化剂采用低粘度乳化沥青用的阳离子沥青乳化剂。所述阳离子沥青乳化剂为JY-R4阳离子沥青乳化剂、JY-R4H阳离子沥青乳化剂、PW-12阳离子沥青乳化剂和PW-07阳离子沥青乳化剂中的一种或者两种以上复配。其中JY-R4和JY-R4H是金阳材料科技公司生产的两种不同牌号的乳化剂，PW-12和 PW-07是博华化工科技公司生产的两种不同牌号的乳化剂。

本发明所述的着色剂为氧化铁红（红色）、钴篮（蓝色）、氧化铬绿（绿色）、氧化铁黄（黄色）、钛白粉（白色）中的一种，根据不同颜色要求来选用。

本发明所述的水要求清澈透明、无杂质，以中性水为宜。

本发明的第二个目的是通过以下技术措施来实现的：一种高浓度彩色乳化沥青的制备方法，包括以下步骤：

(1) 按上述配比称取高芳烃油、石油树脂、改性剂、乳化剂、着色剂以及水；

(2) 所述乳化剂和改性剂加入水中搅拌均匀配成皂液并加热至55℃～80℃待用；

(3) 所述高芳烃油加热至125℃～150℃后再加入石油树脂和着色剂混合搅拌10~20分钟，使之均匀融合成高芳烃油和石油树脂融合物，然后保持在125℃～150℃的温度待用；

(4) 将所述步骤(2)中的皂液加入乳化设备中循环起来后，再加入所述步骤(3)高芳烃油和石油树脂融合物进行循环剪切，剪切循环5~8分钟后即制得高浓度彩色乳化沥青。

所述步骤(4)中，高芳烃油和石油树脂的融合物加入速度不能过快，应控制在能保持乳化设备中的乳液正常剪切循环为宜。融合物的加入速度根据乳化设备中的乳液循环情况进行调节，如果乳液出现难以循环情况，需暂时减慢或停止融合物的加入，等乳液循环正常后再继续加入剩余的融合物。

步骤(4)所述的乳化设备为循环剪切机或胶体磨等。

本发明与现有技术相比具有以下显著效果：

(1) 本发明提供的彩色乳化沥青中的有效固体含量均高于65%，最高可达到80％以上。多余水份少，占用的储运空间小，便于储存，且运输成本低。

(2) 本发明将高芳烃油和石油树脂之间的使用比例保持在6﹕4至7﹕3之间。这是因为高芳烃油属于软组分，保持其高比例占比能减小两者融合物的粘度和硬度从而降低融合物剪切乳化难度，使其在高浓度的情况下也能顺利乳化。

(3) 在本发明中选用的是高浓度的SBR胶乳，其有效SBR固体组分高达40%～60%，一方面能起到增加彩色乳化沥青中固体含量的作用，另一方面由于其本身呈现液态，能与水和乳化剂互溶配成皂液，间接增大了连续相皂液的占比，变相使得乳液中的沥青微粒密度水平下降，从而进一步降低了乳化剪切的难度和减少了产品因固体微粒浓度过高而出现的聚集，结团现象，改善了产品的稳定性。

(4) 本发明选用的乳化剂是属于低粘度乳化沥青用的乳化剂，所以在制备高浓度彩色乳化沥青时，虽然乳液中的固体浓度很高，但乳液粘度并不高，因此可以顺利进行剪切循环制备出高浓度彩色乳化沥青。

(5) 本发明提供的高浓度彩色乳化沥青能根据各种施工需要直接加水稀释成不同浓度的彩色乳化沥青在建筑工程、公路工程等领域使用，有广泛的使用用途和较高的使用效率。本发明在使用时，只需要根据各种施工的要求在产品中直接加入合适的水量并适当搅拌后就可稀释成低浓度的彩色乳化沥青产品使用。

具体实施方式

以下通过实施例更加详细地阐述本发明内容，但是下述实施例只是用于对本发明的内容进行阐述，而不是限制，因此在与本发明相当的含义和范围内的任何改变，都应认为是包括在本发明的保护范围内。

以下实施例中，40型SBR胶乳、60型SBR胶乳由显元化工科技公司生产；SBR-40胶乳、SBR-60胶乳由淄博桥隆公司生产； JY-R4阳离子沥青乳化剂、JY-R4H阳离子沥青乳化剂由金阳材料科技公司生产；PW-12阳离子沥青乳化剂、PW-07阳离子沥青乳化剂由博华化工科技公司生产。减压侧线糠醛精制抽出油的芳烃含量>40%，色度<5。

实施例一

(1)原料及其配比为：

高芳烃油：426克，  茂名石化的减压四线糠醛精制抽出油

石油树脂：284克，  华科C9石油树脂

改性剂：  28克，   40型SBR胶乳，其固含量为40%

乳化剂：  18克，   JY-R4阳离子沥青乳化剂

着色剂：   5克，   氧化铁红

水：      240克，  清澈透明、无杂质的自来水

(2) 将乳化剂和SBR胶乳一起加入水中搅拌均匀配成皂液并加热至60℃待用，

(3) 将高芳烃油加热至140℃，然后再加入石油树脂和着色剂一起混合搅拌15分钟，使之均匀融合并保持在140℃的温度待用。

(4) 将热皂液加入乳化设备中循环起来后，再缓慢加入待用的高芳烃油和石油树脂融合物进行循环剪切，高芳烃油和石油树脂的融合物加入速度根据乳化设备中的乳液循环情况进行调节，如果乳液出现难以循环情况，需暂时减慢或停止融合物的加入，等乳液循环正常后再继续加入剩余的融合物。加完高芳烃油和石油树脂融合物后，再剪切循环5分钟后即制得高浓度红色乳化沥青产品。经检测该成品的固体含量浓度为73.5％，质量良好，能正常加水稀释成不同浓度的红色乳化沥青使用。

实施例二

(1) 原料及其配比为：

高芳烃油：455克，  茂名石化的减压三线糠醛精制抽出油

石油树脂：293克，  华科C9石油树脂

改性剂：  32克，   60型SBR胶乳，其固含量为60%

乳化剂：  20克，   JY-R4阳离子沥青乳化剂

着色剂：   6克，   氧化铬绿

水：      194克，  清澈透明、无杂质的自来水

(2) 将乳化剂和SBR胶乳一起加入水中搅拌均匀配成皂液并加热至60℃待用，

(3) 将高芳烃油加热至145℃，然后再加入石油树脂和着色剂一起混合搅拌15分钟，使之均匀融合并保持在145℃的温度待用。

(4) 将热皂液加入乳化设备中循环起来后，再缓慢加入待用的高芳烃油和石油树脂融合物进行循环剪切，高芳烃油和石油树脂的融合物加入速度根据乳化设备中的乳液循环情况进行调节，如果乳液出现难以循环情况，需暂时减慢或停止融合物的加入，等乳液循环正常后再继续加入剩余的融合物。加完高芳烃油和石油树脂融合物后，再剪切循环6分钟后即制得高浓度绿色乳化沥青产品。经检测该成品的固体含量浓度为77.5％，质量良好，能正常加水稀释成不同浓度的绿色乳化沥青使用。

实施例三

(1) 原料及其配比为：

高芳烃油：445克，  茂名石化的减压四线糠醛精制抽出油

石油树脂：280克，  华科C9石油树脂

改性剂：  30克，   SBR-60胶乳，其固含量为60%

乳化剂：  18克，   JY-R4H阳离子沥青乳化剂

着色剂：  5克，    氧化铁黄

水：      222克，  清澈透明、无杂质的自来水。

(2) 将乳化剂和SBR胶乳一起加入水中搅拌均匀配成皂液并加热至60℃待用。

(3) 将高芳烃油加热至140℃，然后再加入石油树脂和着色剂一起混合搅拌15分钟，使之均匀融合并保持在140℃的温度待用。

(4) 将热皂液加入乳化设备中循环起来后，再缓慢加入待用的高芳烃油和石油树脂融合物进行循环剪切，高芳烃油和石油树脂的融合物加入速度根据乳化设备中的乳液循环情况进行调节，如果乳液出现难以循环情况，需暂时减慢或停止融合物的加入，等乳液循环正常后再继续加入剩余的融合物。加完高芳烃油和石油树脂融合物后，再剪切循环6分钟后即制得高浓度黄色乳化沥青产品。经检测该成品的固体含量浓度为75.2％，质量良好，能正常加水稀释成不同浓度的黄色乳化沥青使用。

实施例四

(1) 原料及其配比为：

高芳烃油：390克，  茂名石化的减压四线糠醛精制抽出油

石油树脂：260克，  齐隆化工C9石油树脂

改性剂：  20克，   SBR-40胶乳，其固含量为40%

乳化剂：  12克，   PW-12阳离子沥青乳化剂

着色剂：  4克，    钴篮

水：      314克，  清澈透明、无杂质的自来水。

(2) 将乳化剂和SBR胶乳一起加入水中搅拌均匀配成皂液并加热至60℃待用。

(3) 将高芳烃油加热至125℃，然后再加入石油树脂和着色剂一起混合搅拌20分钟，使之均匀融合并保持在125℃的温度待用。

(4) 将热皂液加入乳化设备中循环起来后，再缓慢加入待用的高芳烃油和石油树脂融合物进行循环剪切，高芳烃油和石油树脂的融合物加入速度根据乳化设备中的乳液循环情况进行调节，如果乳液出现难以循环情况，需暂时减慢或停止融合物的加入，等乳液循环正常后再继续加入剩余的融合物。加完高芳烃油和石油树脂融合物后，再剪切循环5分钟后即制得高浓度篮色乳化沥青产品。经检测该成品的固体含量浓度为67.2％，质量良好，能正常加水稀释成不同浓度的篮色乳化沥青使用。

实施例五

(1) 原料及其配比为：

高芳烃油：480克，  茂名石化的减压三线糠醛精制抽出油

石油树脂：295克，  华科C9石油树脂

改性剂：  32克，   40型SBR胶乳，其固含量为40%

乳化剂：  24克，   JY-R4阳离子沥青乳化剂

着色剂：  7克，    氧化铁黄

水：      162克，  清澈透明、无杂质的自来水。

(2) 将乳化剂和SBR胶乳一起加入水中搅拌均匀配成皂液并加热至65℃待用。

(3) 将高芳烃油加热至150℃，然后再加入石油树脂和着色剂一起混合搅拌10分钟，使之均匀融合并保持在150℃的温度待用。

(4) 将热皂液加入乳化设备中循环起来后，再缓慢加入待用的高芳烃油和石油树脂融合物进行循环剪切，高芳烃油和石油树脂的融合物加入速度根据乳化设备中的乳液循环情况进行调节，如果乳液出现难以循环情况，需暂时减慢或停止融合物的加入，等乳液循环正常后再继续加入剩余的融合物。加完高芳烃油和石油树脂融合物后，再剪切循环8分钟后即制得高浓度黄色乳化沥青产品。经检测该成品的固体含量浓度为81.8％，质量良好，能正常加水稀释成不同浓度的黄色乳化沥青使用。

实施例六

(1) 原料及其配比为：

高芳烃油：408克，  减压四线糠醛精制抽出油

石油树脂：272克，  齐隆化工C9石油树脂

改性剂：  25克，   60型SBR胶乳，其固含量为60%

乳化剂：  16克，   PW-07阳离子沥青乳化剂

着色剂：  4克，    氧化铬绿

水：      275克，  清澈透明、无杂质的自来水。

(2) 将乳化剂和SBR胶乳一起加入水中搅拌均匀配成皂液并加热至60℃待用。

(3) 将高芳烃油加热至130℃，然后再加入石油树脂和着色剂一起混合搅拌18分钟，使之均匀融合并保持在130℃的温度待用。

(4) 将热皂液加入乳化设备中循环起来后，再缓慢加入待用的高芳烃油和石油树脂融合物进行循环剪切，高芳烃油和石油树脂的融合物加入速度根据乳化设备中的乳液循环情况进行调节，如果乳液出现难以循环情况，需暂时减慢或停止融合物的加入，等乳液循环正常后再继续加入剩余的融合物。加完高芳烃油和石油树脂融合物后，再剪切循环5分钟后即制得高浓度绿色乳化沥青产品。经检测该成品的固体含量浓度为70.5％，质量良好，能正常加水稀释成不同浓度的绿色乳化沥青使用。

各实施例的样品性能测定结果见表1：

从表1的结果可见，各实施例的蒸发残留物含量都在65%以上，说明本发明产品的有效固含量高。各实施例的5d储存稳定性指标都小于5%，且从外观分析可看到产品质量稳定，无破乳结团现象，说明本发明产品的储存稳定性好。 

Claims (10)

1.一种高浓度彩色乳化沥青，其特征在于，由高芳烃油、石油树脂、改性剂、乳化剂、着色剂和水，其中，所述的高芳烃油和石油树脂两者之间的质量比在6﹕4至7﹕3范围内。

2.根据权利要求1所述的高浓度彩色乳化沥青，其特征在于，由以下质量百分比的组分组成：

高芳烃油              39%～48%

石油树脂              26%～32%

改性剂                2%～4%

乳化剂                1%～3%

着色剂                0.2%～5%

水                    余量。

3.根据权利要求1所述的高浓度彩色乳化沥青，其特征在于，所述的组分的质量百分比为：

高芳烃油              40.8%～46.2%

石油树脂              27.2%～30.8%

改性剂                2.5%～3.5%

乳化剂                1.5%～2.5%

着色剂                0.5%～4%

水                    余量。

4.根据权利要求1所述的高浓度彩色乳化沥青，其特征在于，所述的组分的质量百分比还为：

高芳烃油              42.6%～44.4%

石油树脂              28.4%～29.6%

改性剂                2.8%～3.2%

乳化剂                1.8%～2%

着色剂                0.5%～3%

水                    余量。

5.根据权利要求1或2或3或4所述的高浓度彩色乳化沥青，其特征在于，所述的高芳烃油为富含芳烃的减压侧线糠醛精制抽出油。

6.根据权利要求5所述的高浓度彩色乳化沥青，其特征在于，所述的减压侧线糠醛精制抽出油的芳烃含量>40%，色度<5。

7.根据权利要求5所述的高浓度彩色乳化沥青，其特征在于，所述的石油树脂为C9石油树脂，其软化点100~120℃，分子量介于300~3000之间。

8.根据权利要求5所述的高浓度彩色乳化沥青，其特征在于，所述的改性剂为SBR胶乳，其固含量浓度为40%～60%。

9.根据权利要求5所述的高浓度彩色乳化沥青，其特征在于，所述的乳化剂采用低粘度阳离子沥青乳化剂。

10.一种权利要求1~9任一项权利要求所述的高浓度彩色乳化沥青的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)按配比称取高芳烃油、石油树脂、改性剂、乳化剂、着色剂以及水；

(2) 所述乳化剂和改性剂加入水中搅拌均匀配成皂液并加热至55℃～80℃待用；

(3) 所述高芳烃油加热至125℃～150℃后再加入石油树脂和着色剂混合搅拌10~20分钟，使之均匀融合成高芳烃油和石油树脂融合物，然后保持在125℃～150℃的温度待用；

(4) 将所述步骤(2)中的皂液加入乳化设备中循环起来后，再加入所述步骤(3)高芳烃油和石油树脂融合物进行循环剪切，剪切循环5~8分钟后即制得高浓度彩色乳化沥青。