一种硫磺乳化沥青及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种硫磺乳化浙青的制备方法，具体地涉及一种油包水型硫磺乳化浙 青的制备方法。
【背景技术】
[0002] 炼油企业在进行清洁燃料生产的同时，副产了大量的硫磺，使硫磺市场呈现出供 过于求的局面。硫磺是一种易燃易爆的危险化学品，如果深埋又是一种浪费，如何有效的利 用硫磺成为一个亟待解决的问题。目前，硫磺的一种应用途径是作为添加剂加入到浙青中 用于道路的铺筑，来提高浙青混合料路面的抗车辙性能。
[0003] CN201310033455. 9介绍了一种硫磺改性浙青的制备方法，具体是将硫磺与石膏晶 须、烟雾抑制剂加入到基质浙青中。CN200410037665. 6介绍了一种硫磺改性浙青混合料， 其改性颗粒的配方为：硫磺509Γ99. 99%，碳09Γ49%，烟雾抑制剂0. 019Γ1%和增塑剂(Γ3%。 CN201110236016. 9介绍了一种温拌硫磺浙青的制备方法，具体是将硫磺、增塑剂混合1~24 小时形成线性高分子物质，然后将上述线性高分子物质和除味剂、增香剂加入13(T16(TC基 质浙青中混合至少30分钟得到温拌浙青。
[0004] 上述专利中的硫磺改性浙青的制备和使用温度较高，会释放出大量硫化氢、二氧 化硫等有毒气体，对环境和施工人员的健康危害较大，虽然加入烟雾抑制剂、增香剂、除味 剂等可以部分抑制这些有毒气体的散发或掩盖其刺激性气味，但这些方法都不能从根源上 解决硫磺浙青在制备和使用过程中味大、有毒的问题。有效地降低硫磺浙青的制备和使用 温度才是减少硫磺浙青有毒气体的散发的关键。
[0005] 乳化浙青是将浙青热融，经过机械剪切的作用，以细小的微粒状态分散于含有乳 化剂的水溶液中，是一种水包油型的浙青乳液。乳化浙青在使用时无需加热，硫磺通常作为 一种填料与乳化浙青、矿料拌和，可以在常温状态下进行施工，避免了热硫磺浙青施工过程 中可能造成的着火、烫伤、中毒等事故的发生。但是水包油型乳化浙青由于含有大量的水， 其硫磺乳化浙青混合料强度低，抗车辙和抗水损害能力差，即使提高拌和温度也不能达到 热拌浙青混合料的水平。
【发明内容】
[0006] 针对现有技术的不足，本发明提供了一种硫磺乳化浙青及其制备方法，该硫磺乳 化浙青高温稳定性好，硫磺乳化浙青的制备温度及浙青混合料的拌合温度低，混合料抗车 辙性能好，减少了有害气体挥发以及浙青的热老化现象，节能环保。
[0007] 本发明的硫磺乳化浙青是油包水型，以硫磺乳化浙青总重量计，硫磺乳化浙青包 括如下组分：基质浙青309Γ97%，优选669Γ85%，水0. 9%?34%，优选109Γ30%，乳化剂1%?6%， 优选2%?4%，硫磺1%?30%，优选2%?20%。
[0008] 本发明硫磺乳化浙青中，所述的基质浙青为用于道路铺筑的石油浙青和浙青原 料，如普通石油浙青、聚合物改性浙青、重质渣油或煤浙青中的一种或几种，基质浙青的软 化点为30?60°C，针入度为20?200 l/10mm，优选6(Tl70 l/10mm。
[0009] 本发明硫磺乳化浙青中，所述的乳化剂的HLB值在广8之间，选自失水山梨醇三油 酸酯、聚氧乙烯山梨醇蜂蜡衍生物、失水山梨醇三硬脂酸酯、聚氧乙烯山梨醇六硬脂酸酯、 乙二醇脂肪酸酯、丙二醇脂肪酸酯、丙二醇单硬脂酸酯、失水山梨醇倍半油酸酯、聚氧乙烯 山梨醇4. 5油酸酯、甘油单硬脂酸酯、失水山梨醇单油酸酯、丙二醇单月桂酸酯、失水山梨 醇单硬脂酸酯、二乙二醇单油酸酯、二乙二醇单硬脂酸酯、二乙二醇单月桂酸酯、失水山梨 醇单棕榈酸酯、聚氧乙烯二油酸酯、四乙二醇单硬脂酸酯或四乙二醇单油酸酯中的一种或 几种。
[0010] 本发明硫磺乳化浙青中，优选加入炭黑，以硫磺乳化浙青为基准，炭黑加入量为 19Γ6%，硫磺乳化浙青各组分含量之和为100%。炭黑与乳化剂配合，起到助乳化的作用。 [0011] 本发明硫磺乳化浙青中，所述的硫磺为片状、粉末状、颗粒状，优选粉末状硫磺，可 以是市售硫磺，也可以是天然气处理或炼油厂加工石油时所产生的副产物硫磺。
[0012] 本发明硫磺乳化浙青中，可以根据需要添加其它常用的添加剂，如抗老化剂、增 粘齐?、增韧剂、增延剂或增塑剂中的一种或几种，添加剂加入量占硫磺乳化浙青重量的 0· 5%?3%。
[0013] 本发明的硫磺乳化浙青的制备方法，包括如下内容：将乳化剂加入到熔融态的基 质浙青中混合均匀，将一定量的水以滴加或喷洒的方式加入到混有乳化剂的基质浙青并混 合均匀，水以细小的微珠状态分散于含有乳化剂的浙青中，即形成油包水型乳化浙青，再将 硫磺加入到乳化浙青中混合反应，得到硫磺乳化浙青。
[0014] 本发明方法中，硫磺与油包水型乳化浙青混合温度为9(Tl05°C，混合反应时间为 ΚΓ80分钟。
[0015] 本发明方法中，优选将炭黑与乳化剂一起加入到基质浙青中。
[0016] 本发明方法中，所述的滴加速度为3(Γ6000滴/分钟，优选6(Γ4000滴/分钟。根 据水被浙青包裹速度调整，若水被浙青包裹速度快则滴加速度相应要快，若水被浙青包裹 速度慢则滴加速度相应调慢。本发明方法中也可以根据加入水的量对滴加速度进行调变， 以水总加入量为基准，滴加初期速度为3(Γ100滴/分钟，当水量加入至39Γ10%时，滴加速 度调变为1〇(Γ6〇〇〇滴/分钟。
[0017] 本发明方法中，喷洒过程采用具有喷洒功能的设备进行，如带有喷头的喷洒机，带 有喷嘴的喷雾器等，喷洒时，喷头或喷嘴需浸没到基质浙青中；喷洒次数为1~1〇次，每次喷 入量为109Γ100%，间隔时间为5~20分钟，所述的喷入量、喷入次数和间隔时间根据水被浙 青包裹情况调整，水被浙青包裹速度快则皂液喷入量大或间隔时间短，水被浙青包裹速度 慢则要减小喷入量或间隔时间长。
[0018] 本发明方法中，混合过程采用一般的机械搅拌，如搅拌机、剪切机等，搅拌速度为 100?2000转/分。
[0019] 本发明将硫磺与油包水型的乳化浙青混合反应，降低了硫磺浙青的制备温度， 将硫磺乳化浙青加热到100°c以上时，乳化浙青内部包裹的细小水珠吸热汽化使浙青体 积发生膨胀，硫磺浙青的粘度随之显著降低，浙青混合料的拌和温度比传统热拌浙青低 2(T60°C，大大减少了升华硫、硫化氢、二氧化硫等刺激性有毒气体的散发和浙青的热老化， 又使浙青混合料的性能与热拌浙青混合料相当，高温稳定性和抗车辙能力甚至比热拌浙青 混合料还有所提高，节能环保，本发明硫磺乳化浙青是一种清洁环保型绿色硫磺浙青材料。
【具体实施方式】
[0020] 下面将通过实施例对本发明进行进一步说明，但并不因此而限制本发明，其中的 百分含量为质量百分含量。
[0021] 实施例1 500g某道路浙青、石油渣油和煤浙青混合的130号B级浙青，针入度138 (0. 1mm)，软 化点41°C，在IKTC的烘箱中加热4小时，然后移到同样温度的、带搅拌装置的加热套中加 热并以搅拌；将5. 4g甘油单硬脂酸酯、3. 2g乙二醇脂肪酸酯和2. 2g碳黑混合物加入到基 质浙青中搅拌均匀，采用滴定方法将27g的水以80(Γ4000滴/分钟的速度加入到混有乳化 剂的基质浙青中并搅拌均匀，即形成油包水型乳化浙青。再将20g硫磺粉加入到90°C的油 包水型乳化浙青中混合反应20分钟，即形成硫磺乳化浙青。以上过程中所述的搅拌速度为 500转/分钟，硫磺乳化浙青性质见表1。
[0022] 实施例2 500g某道路浙青、石油渣油和煤浙青混合的130号B级浙青，针入度138 (0. 1mm)，软 化点41°C，在IKTC的烘箱中加热4小时，然后移到同样温度的、带搅拌装置的加热套中加 热并搅拌，将5. 4g失水山梨醇三油酸酯、3. 2g丙二醇脂肪酸酯和2. 2g碳黑混合物加入到基 质浙青中搅拌均匀，通过一根伸入基质浙青中的带喷头的管子将27g水以细小的微滴状态 间歇喷入到混有乳化剂的基质浙青中并搅拌均匀，平均分2次喷完，每次间隔10分钟，经充 分