一種硫磺瀝青及混合料的制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種硫磺浙青及混合料的制備方法，具體地涉及一種油包水型溫拌硫 磺乳化浙青及混合料的制備方法。
【背景技術】
[0002] 煉油企業在進行清潔燃料生產的同時，副產了大量的硫磺，使硫磺市場呈現出供 過于求的局面。硫磺是一種易燃易爆的危險化學品，如果深埋又是一種浪費，如何有效地利 用硫磺成為一個亟待解決的問題。目前，硫磺的一種應用途徑是作為添加劑加入到浙青中 用于道路的鋪筑，用來提高浙青混合料路面的抗車轍性能。
[0003] CN201310033455. 9介紹了一種硫磺改性浙青的制備方法，具體是將硫磺與石膏晶 須、煙霧抑制劑加入到基質浙青中制備硫磺浙青。CN200410037665. 6介紹了一種硫磺改性 浙青混合料，具體是將509Γ99. 99%的硫磺，09Γ49%的碳，0. 019Γ1%的煙霧抑制劑和(Γ3%增 塑劑混合造粒，然后在混合料拌和時加入上述顆粒。CN201110236016. 9介紹了一種溫拌硫 磺浙青的制備方法，具體是將硫磺、增塑劑混合1~24小時形成線性高分子物質，然后將上 述線性高分子物質和除味劑、增香劑加入13(T160°C基質浙青中混合至少30分鐘即得到溫 拌浙青。
[0004] 上述專利中的硫磺改性浙青沒有有效地降低制備和使用溫度的手段，在制備和使 用過程中釋放出大量硫化氫、二氧化硫等有毒氣體，對環境和施工人員的健康危害較大，雖 然加入煙霧抑制劑、增香劑、除味劑等可以部分抑制這些有毒氣體的散發或掩蓋其刺激性 氣味，但這些方法都不能從根源上解決硫磺浙青在制備和使用過程中味大、有毒的問題。有 效地降低硫磺浙青的制備和使用溫度才是減少硫磺浙青有毒氣體散發的關鍵。
【發明內容】
[0005] 針對現有技術的不足，本發明提供了一種硫磺浙青及混合料的制備方法，該硫磺 浙青的制備溫度及浙青混合料的拌合溫度低，減少了有害氣體揮發以及浙青的熱老化現 象，節能環保，浙青混合料高溫穩定性和抗車轍性能好，尤其適用于重交通量或我國南方高 溫地區容易發生車轍的浙青公路的鋪筑。
[0006] 本發明的硫磺浙青是油包水型乳化浙青，硫磺分散于水相中，以硫磺浙青總重量 計，包括如下組分：基質浙青309Γ97%，優選669Γ85%，水0. 9%?34%，優選109Γ30%，乳化劑 1%?6%，優選2%?4%，硫磺1%?30%，優選2%?20%。
[0007] 本發明硫磺浙青中，所述的基質浙青為用于道路鋪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、重質渣油或煤浙青中的一種或幾種，基質浙青的軟化點為 3(T60°C，針入度為 20?200 l/10mm，優選 60?170 l/10mm。
[0008] 本發明硫磺浙青中，所述的乳化劑的HLB值在:Γ8之間，選自失水山梨醇三油酸 酯、聚氧乙烯山梨醇蜂蠟衍生物、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、丙二醇單硬脂酸酯、失水山梨醇倍半油酸酯、聚氧乙烯山 梨醇4. 5油酸酯、甘油單硬脂酸酯、失水山梨醇單油酸酯、丙二醇單月桂酸酯、失水山梨醇 單硬脂酸酯、二乙二醇單油酸酯、二乙二醇單硬脂酸酯、二乙二醇單月桂酸酯、失水山梨醇 單棕櫚酸酯、聚氧乙烯二油酸酯、四乙二醇單硬脂酸酯或四乙二醇單油酸酯中的一種或幾 種。
[0009] 本發明硫磺浙青中，優選加入炭黑，以硫磺乳化浙青為基準，炭黑加入量為19Γ6%， 硫磺乳化浙青各組分含量之和為100%。炭黑與乳化劑配合，起到助乳化的作用。
[0010] 本發明硫磺浙青中，所述的硫磺為片狀、粉末狀、顆粒狀，優選粉末狀硫磺，可以是 市售硫磺，也可以是天然氣處理或煉油廠加工石油時所產生的副產物硫磺。
[0011] 本發明硫磺浙青中，可以根據需要添加其它常用的添加劑，如抗老化劑、增粘劑、 增韌劑、增延劑或增塑劑中的一種或幾種，添加劑加入量占硫磺乳化浙青重量的〇. 59Γ3%， 硫磺乳化浙青各組分含量之和為100%。
[0012] 本發明的硫磺浙青的制備方法，包括如下內容：將乳化齊?、硫磺和水混合均勻，硫 磺均勻分散于水中形成懸濁液，然后將懸濁液以滴加或噴灑的方式加入到熔融態的基質浙 青中進行乳化反應，包裹硫磺的水相以細小的微珠狀態均勻分散于基質浙青中，即形成油 包水型硫磺浙青。
[0013] 本發明方法中，乳化劑、硫磺和水的混合溫度為4(T70°C，混合過程采用高速攪拌， 攪拌速度為80(Γ1500轉/分。
[0014] 本發明方法中，所述的滴加速度為ΚΓ6000滴/分鐘，優選3(Γ4000滴/分鐘。根 據水被浙青包裹速度調整，若水被浙青包裹速度快則滴加速度相應要快，若水被浙青包裹 速度慢則滴加速度相應調慢。本發明方法中也可以根據加入水的量對滴加速度進行調變， 以水總加入量為基準，滴加初期速度為KTlOO滴/分鐘，當水量加入至39Γ10%時，滴加速 度調變為1〇(Γ6〇〇〇滴/分鐘。
[0015] 本發明方法中，噴灑過程采用具有噴灑功能的設備進行，如帶有噴頭的噴灑機，帶 有噴嘴的噴霧器等，噴灑時，噴頭或噴嘴需浸沒到基質浙青中；噴灑次數為1~1〇次，每次噴 入量為109Γ100%，間隔時間為5~20分鐘，所述的噴入量、噴入次數和間隔時間根據水被浙 青包裹情況調整，水被浙青包裹速度快則皂液噴入量大或間隔時間短，水被浙青包裹速度 慢則要減小噴入量或間隔時間長。
[0016] 本發明方法中，乳化反應的條件為：反應時間4(Γ150分鐘，反應溫度8(Tl30°C，攪 拌速度為ΚΚΓ600轉/分鐘，優選20(Γ500轉/分鐘，其中攪拌采用一般的機械攪拌。
[0017] 本發明硫磺浙青應用于浙青混合料拌合，具體過程為：將硫磺浙青加熱到 11(T135°C，與125?145°C的礦料混合，攪拌1(Γ60秒拌和均勻，得到硫磺浙青混合料。
[0018] 本發明油包水型硫磺浙青，硫磺分散在被浙青包裹的水相中，當與礦料拌和時硫 磺浙青破乳，細小水珠吸熱汽化使浙青體積發生膨脹，浙青的粘度隨之顯著減小，浙青混合 料的拌和溫度降低，大大減少了升華硫、硫化氫、二氧化硫等有毒氣體的生成和浙青的熱老 化，水珠中的硫磺融于浙青中，在拌和及養生過程中，對浙青高溫性能起到改善作用。硫磺 浙青混合料有良好的高溫穩定性和抗車轍能力，制備過程能環保，是一種清潔環保型綠色 硫磺浙青材料。
【具體實施方式】
[0019] 下面將通過實施例對本發明進行進一步說明，但并不因此而限制本發明，其中的 百分含量為質量百分含量。其中滴加速度根據水被浙青包裹速度調整，若水被浙青包裹速 度快則滴加速度相應要快，若水被浙青包裹速度慢則滴加速度相應調慢；噴灑過程的參數 (噴入量、噴入次數和間隔時間）根據水被浙青包裹情況調整，水被浙青包裹速度快則乳濁 液噴入量大或間隔時間短，水被浙青包裹速度慢則要減小噴入量或間隔時間長。
[0020] 實施例1 500g某道路浙青、石油渣油和煤浙青混合的130號B級浙青，針入度138 (0. 1mm)，軟 化點41°C，在IKTC的烘箱中加熱4小時備用；將5. 4g甘油單硬脂酸酯、3. 2g乙二醇脂肪 酸酯和2. 2g碳黑混合物及20g硫磺加入30g水，水溫45°C，以800轉/分鐘的速度攪拌形 成懸濁液，將上述懸濁液以80(Γ4000滴/分鐘的速度加入到IKTC的基質浙青中，同時以 500轉/分鐘的速度攪拌乳化，乳化時間50分鐘，乳化溫度8(TllO°C，即形成油包水型硫磺 浙青，性質見表1。
[0021] 實施例2 500g某道路浙青、石油渣油和煤浙青混合的130號B級浙青，針入度138 (0. 1mm)，軟 化點41°C，在IKTC的烘箱中加熱4小時備用；將5. 5g失水山梨醇三油酸酯、3. 3g丙二醇 脂肪酸酯和2. Og碳黑混合物及20g硫磺粉加入35g水中，水溫45°C，以900轉/分鐘的速 度攪拌形成懸濁液，通過一根伸入基質浙青中的帶噴頭的管子將上述懸濁液以細小的微滴 狀態間歇噴入到IKTC的基質浙青中，