CN1609166A - 一种半固态乳化沥青 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种乳化沥青，特别是一种沥青浓度高、呈冻胶状半固态的乳化沥青，其组分包括沥青、表面活性剂、水等。本发明的特点是通过阳离子表面活性剂与非离子表面活性剂的复配，增加了乳化剂在油水界面的胶束浓度，提高了表面活性剂的乳化能力和乳液的稳定性。该产品稳定性好，沥青浓度高，呈冻胶状半固态，可用塑料袋包装，避免对储运设备的腐蚀，便于储存和运输，运输成本低，使用时可根据需要任意稀释且不破乳。本发明之产品除用于道路的铺筑、维修及养护外，还可作为液态地膜、土壤改良剂以及用于防风固沙、种植草坪、防治水土流失、建筑物和灌溉水渠防渗漏等。
Description
技术领域
本发明涉及一种乳化沥青，特别是一种沥青浓度高、呈冻胶状半固态的乳化沥青。
背景技术
在公路的铺筑、维修及养护过程中，乳化沥青是常用的材料之一。但以往的乳化沥青产品中沥青浓度较低，沥青含量一般为50wt％～60wt％。比如CN1060665A提出了一种乳化沥青，该乳化沥青是采用阴、阳离子表面活性剂复合体系制备的。该乳化沥青产品中沥青含量为60wt％。CN1034563A提出了一种以碱法造纸废液为主复配石油或脂肪酸等物质为乳化剂的沥青乳液。该沥青乳液中沥青含量为30～70wt％，但从其实施例来看，实际所制备的乳化沥青中沥青含量最高也只有60wt％。上述专利所提到的乳化沥青产品中有一半左右是水，致使储存和运输极不方便，一般需用铁桶或储罐储存，槽车或铁桶运输，成本很高，而且在生产乳化沥青时多数用盐酸调节乳化剂水溶液的酸碱度，使其pH值为2～3，其中的酸很容易对铁桶及储罐、槽车等储运设备造成腐蚀。
到目前为止，还未见到使用时可任意稀释且不破乳的高浓度乳化沥青的报道。
发明内容
本发明的目的就是克服上述缺点，提供一种沥青浓度高、呈冻胶状半固态、便于储存和运输且运输成本低、使用时可任意稀释且不破乳的乳化沥青，该乳化沥青可用塑料袋包装，避免了对储运设备的腐蚀。
本发明的乳化沥青组成为： (按重量计，以下同。)
沥青 76.0％～90.0％，最好为77.0％～85.0％；
阳离子表面活性剂 1.0％～4.0％，最好为1.1％～3.8％；
非离子表面活性剂 0.1％～1.0％，最好为0.2％～0.9％；
水 余量。
另外，还可以加入稳定剂、添加剂，其中稳定剂加入量(按重量计)为：0.01％～1.0％，最好0.1％～0.8％；添加剂加入量为0.01％～2.0％，最好0.1％～1.8％。
其中的沥青来源较广，包括用各种原油及不同工艺生产的沥青，最好是直馏沥青、半氧化沥青、氧化沥青等，其针入度为60～300(1/10mm)，最好为70～280(1/10mm)。
本发明所用的阳离子型表面活性剂包括烷基二胺类、烷基多胺类、酰胺类和季胺盐类中的一种或多种。烷基二胺类如硬脂基丙撑二胺、牛脂基丙撑二胺、氢化牛脂基丙撑二胺、猪脂基丙撑二胺等。烷基多胺类如十八烷基二丙撑三胺、牛脂基丙撑三胺、猪脂基三丙烯四胺等。酰胺类如N-氨乙基酰胺、十八烷基酰胺基三胺等。季胺盐类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。
本发明所用的非离子表面活性剂包括聚氧乙烯山梨醇脂肪酸酯类、壬基酚聚氧乙烯醚类、烷基酚聚氧乙烯醚类和油醇聚氧乙烯醚类中的一种或多种。其中聚氧乙烯山梨醇脂肪酸酯类包括聚氧乙烯山梨醇单月桂酸酯如T-20、聚氧乙烯山梨醇单棕榈酸酯如T-40、聚氧乙烯山梨醇单油酸酯如T-80、聚氧乙烯山梨醇三油酸酯、聚氧乙烯山梨醇单硬脂酸酯如T-60、聚氧乙烯山梨醇三硬脂酸酯等；壬基酚聚氧乙烯醚类、烷基酚聚氧乙烯醚类和油醇聚氧乙烯醚类中的聚氧乙烯基是由聚合单体环氧乙烷聚合后形成的，环氧乙烷分子的的聚合数为7～18。壬基酚聚氧乙烯醚类如壬基酚聚氧乙烯(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；烷基酚聚氧乙烯醚类如烷基酚聚氧乙烯(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；油醇聚氧乙烯醚类如油醇聚氧乙烯(9)醚等。
本发明的乳化沥青还可根据实际情况，若需提高其储存稳定性，可加入稳定剂和添加剂。其中稳定剂为制备乳化沥青常用的无机盐，如铵盐、钙盐、镁盐和铁盐中的一种或多种；添加剂为玉米淀粉、可溶性淀粉、羧甲基淀粉、羧甲基纤维素、羟乙基纤维素、聚乙二醇、聚马来酸酐和聚乙烯吡咯烷酮中的一种或多种。
本发明产品性能符合下列要求：(即交通部道路用乳化石油沥青技术要求M0674-93)
筛上余量 不大于 0.3％
电荷 正电(+)
储存稳定性(5天) 不大于 5％
粘附性 不小于 70％
蒸发残留物含量 不小于 50％
蒸发残留物性质
针入度(25℃) 60～300 1/10mm
延度比 不小于 80％
软化点 不小于 35℃
本发明产品的制备方法是采用常规的制备乳化沥青的方法，即：取规定重量的沥青，加热至110℃～180℃，将按规定重量称好的表面活性剂溶于30℃～80℃的水中，形成水溶液，使沥青和该水溶液一同通过乳化设备即可制得本发明之产品。还可根据需要将稳定剂、添加剂同表面活性剂一起溶于水中。
本发明是通过阳离子表面活性剂与非离子表面活性剂的复配，显著增加乳化剂在油水界面的胶束浓度，提高表面活性剂的乳化能力和乳液的稳定性。同时加入稳定剂和添加剂，可提高油水界面膜的强度，添加剂还可以起到增粘和辅助乳化的作用，从而进一步提高乳化沥青的稳定性。本发明的乳化沥青产品稳定性好，沥青浓度高，呈冻胶状半固态，可用塑料袋包装，不但避免对储运设备的腐蚀，还便于储存和运输且运输成本低。在使用本发明产品时可根据需要任意比例稀释且不破乳。
此外，本发明之产品除用于道路的铺筑、维修及养护外，还可作为液态地膜、土壤改良剂以及用于防风固沙、种植草坪、防治水土流失、建筑物和灌溉水渠防渗漏等。
本发明所述的任意稀释是指用水将本发明的高浓度沥青稀释至通常所用乳化沥青的浓度，一般为含沥青40wt％以上。
具体实施方式
实施例1
取锦西90号氧化沥青(针入度为93 1/10mm)770份(按重量计，以下同)，阳离子表面活性剂“十八烷基三甲基氯化胺”8份，非离子表面活性剂“聚氧乙烯(20)山梨醇单油酸酯(T-80)”4份，稳定剂“氯化钙”2份，水216份。将上述的沥青，加热至150℃，再将上述的表面活性剂溶于40℃的水中，形成水溶液，然后使沥青和该水溶液一同通过乳化设备即可制得乳化沥青产品，具体组成见表1，产品性质见表2。
实施例2
取盘锦130号直馏沥青(针入度为138 1/10mm)810份，阳离子表面活性剂“牛脂基丙撑二胺”15份，非离子表面活性剂“壬基酚聚氧乙烯(10)醚”4份，稳定剂“氯化钙”2份，添加剂“羟乙基纤维素”2份，水167份。按实施例1的方法制备成乳化沥青产品，具体组成见表1，产品性质见表2。
实施例3
取大庆丙烷脱油沥青(针入度为70 1/10mm)890份，阳离子表面活性剂“猪脂基三丙烯四胺”16份、“十八烷基三甲基溴化胺”3份，非离子表面活性剂“烷基酚聚氧乙烯醚(OP-12)”(大连油脂化学厂生产)4份，添加剂“羧甲基淀粉”1份，水86份。按实施例1的方法制备成乳化沥青产品，具体组成见表1，产品性质见表2。
实施例4
取胜利100号沥青(针入度为105 1/10mm)850份，阳离子表面活性剂“N-氨乙基酰胺”20份、“氢化牛脂基丙撑二胺”5份，非离子表面活性剂“油醇聚氧乙烯(9)醚”8份，稳定剂“氯化胺”1份，添加剂“聚乙烯吡咯烷酮”5份，水111份。按实施例1的方法制备成乳化沥青产品，具体组成见表1，产品性质见表2。
实施例5
取胜利100号沥青(针入度为105 1/10mm)850份，阳离子表面活性剂“N-氨乙基酰胺”20份、“氢化牛脂基丙撑二胺”5份，非离子表面活性剂“油醇聚氧乙烯(9)醚”8份，水117份。按实施例1的方法制备成乳化沥青产品，具体组成见表1，产品性质见表2。
表1实施例1～5乳化沥青产品的组成
| 组成 wt％ | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 |
| 沥青 | 77.0 | 81.0 | 89.0 | 85.0 | 85.0 |
| 阳离子表面活性剂 | 0.8 | 1.5 | 1.9 | 2.5 | 2.5 |
| 非离子表面活性剂 | 0.4 | 0.6 | 0.3 | 0.8 | 0.8 |
| 稳定剂 | 0.2 | 0.2 | 0.1 | 0.1 | - |
| 添加剂 | 0.2 | 0.2 | 0.1 | 0.5 | - |
| 水 | 21.4 | 16.5 | 8.6 | 11.1 | 11.7 |
表2实施例1～5乳化沥青产品的性质
| 性质 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 | 性能指标 | |
| 筛上剩余量，wt％ | 0.03 | 0.01 | 0.04 | 0.02 | 0.03 | 不大于0.3 | |
| 电荷 | + | + | + | + | + | + | |
| 储存稳定性，(5天)％ | 0.44 | 0.31 | 0.12 | 0.08 | 1.42 | 不大于5 | |
| 粘附性，％ | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 不小于70 | |
| 蒸发残留物含量，wt％ | 77 | 81 | 89 | 85 | 85 | 不小于50 | |
| 蒸发残留物性质 | 针入度(25℃)，1/10mm | 91 | 136 | 69 | 103 | 102 | 60～300 |
| 延度比，％ | 89 | 92 | 96 | 84 | 85 | 不小于80 | |
| 软化点，℃ | 47.3 | 47.1 | 51.2 | 48.3 | 48.1 | 不小于35 | |
Claims (10)
1.一种乳化沥青，包括沥青、表面活性剂和水，其特征在于所述的表面活性剂是阳离子表面活性剂和非离子表面活性剂，按乳化沥青的重量计，其组成为：
沥青 76.0％～90.0％；
阳离子表面活性剂 1.0％～4.0％；
非离子表面活性剂 0.1％～1.0％；
水 余量。
2.按照权利要求1所述的乳化沥青，其特征在于按乳化沥青的重量计，所述乳化沥青的组成如下：
沥青 77.0％～85.0％；
阳离子表面活性剂 1.0％～4.0％；
非离子表面活性剂 0.2％～1.0％；
水 余量。
3、按照权利要求1或2所述的乳化沥青，其特征在于所述的沥青为直馏沥青、半氧化沥青、氧化沥青，其针入度为60～300(1/10mm)。
4、按照权利要求3所述的乳化沥青，其特征在于所述的沥青的针入度为70～280(1/10mm)。
5、按照权利要求1所述的乳化沥青，其特征在于所用的阳离子型表面活性剂为烷基二胺类、烷基多胺类、酰胺类和季胺盐类中的一种或多种；所述的非离子表面活性剂选自聚氧乙烯山梨醇脂肪酸酯类、壬基酚聚氧乙烯醚类、烷基酚聚氧乙烯醚类和油醇聚氧乙烯醚类中的一种或多种。
6、按照权利要求5所述的乳化沥青，其特征在于所用的烷基二胺类为硬脂基丙撑二胺、牛脂基丙撑二胺、氢化牛脂基丙撑二胺和猪脂基丙撑二胺中的一种或多种；所述的烷基多胺类为十八烷基二丙撑三胺、牛脂基丙撑三胺和猪脂基三丙烯四胺中的一种或多种；所述的酰胺类为N-氨乙基酰胺和/或十八烷基酰胺基三胺；所述的季胺盐类为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种或多种。
7、按照权利要求5所述的乳化沥青，其特征在于所述的聚氧乙烯山梨醇脂肪酸酯类为聚氧乙烯山梨醇单月桂酸酯、聚氧乙烯山梨醇单棕榈酸酯、聚氧乙烯山梨醇单油酸酯、聚氧乙烯山梨醇三油酸酯、聚氧乙烯山梨醇单硬脂酸酯和聚氧乙烯山梨醇三硬脂酸酯中的一种或多种；壬基酚聚氧乙烯醚类、烷基酚聚氧乙烯醚类和油醇聚氧乙烯醚类中的氧化乙烯基的聚合数为7～18。
8、按照权利要求1所述的乳化沥青，其特征在于所述的乳化沥青中含有稳定剂和/或添加剂，按重量计，稳定剂的加入量为0.01％～1.0％，添加剂加入量为0.01％～2.0％。
9、按照权利要求8所述的乳化沥青，其特征在于按重量计，所述的稳定剂的加入量为0.1％～0.8％，添加剂加入量为0.03％～1.8％。
10、按照权利要求8或9所述的乳化沥青，其特征在于所述的稳定剂为铵盐、钙盐、镁盐和铁盐中的一种或多种；添加剂为玉米淀粉、可溶性淀粉、羧甲基淀粉、羧甲基纤维素、羟乙基纤维素、聚乙二醇、聚马来酸酐和聚乙烯吡咯烷酮中的一种或多种。
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