CN109836836A - 湖沥青生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种湖沥青生产方法，其涉及沥青领域，旨在解决现有湖沥青耐候性差的问题，其技术要点包括以下生产步骤：（1）将基质沥青经过热交换器加热至190‑200℃，然后加入到成品罐内，调节到10‑15吨位，并在900‑1200r/min和温度为200‑230℃的状态下搅拌60‑180min；（2）将湖沥青原料粉碎至300‑600目，然后通过提升机将湖沥青原料每隔20‑40min分3‑6批加入到成品罐内，湖沥青原料加入完毕后，将成品罐的温度降至190‑210℃，然后搅拌300‑360min；（3）在步骤（2）结束后，向成品罐内每隔10‑30min依次加入沥青稳定剂、橡胶油和耐候改性剂，加入完毕后，继续搅拌120‑180min，然后进行检测化验，制得湖沥青；通过添加耐候改性剂等添加剂，可以大大提高湖沥青的耐候性，增加湖沥青的使用寿命。

Description

湖沥青生产方法

技术领域

本发明涉及沥青领域，更具体地说，它涉及一种湖沥青生产方法。

背景技术

沥青是由不同分子量的碳氢化合物及其非金属衍生物组成的黑褐色复杂混合物，是高黏度有机液体的一种，呈液态，表面呈黑色；沥青是一种防水防潮和防腐的有机胶凝材料；沥青主要可以分为煤焦沥青、石油沥青和天然沥青三种，其中，煤焦沥青是炼焦的副产品，石油沥青是原油蒸馏后的残渣，天然沥青则是储藏在地下，包括湖沥青、海底沥青和岩沥青，有的形成矿层或在地壳表面堆积。

湖沥青作为一种天然沥青，被广泛应用在土木工程和道路工程中，但是，由于沥青在使用过程中，长时间经受日晒雨淋，很容易出料老化、开裂等问题，因此提高沥青的耐候性是沥青行业亟待解决的问题之一。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种湖沥青的生产方法，通过添加耐候改性剂等添加剂，可以大大提高湖沥青的耐候性，增加湖沥青的使用寿命。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种湖沥青生产方法，包括以下生产步骤：

(1)将基质沥青经过热交换器加热至190-200℃，然后加入到成品罐内，调节到10-15吨位，并在900-1200r/min和温度为200-230℃的状态下搅拌60-180min；

(2)将湖沥青原料粉碎至300-600目，然后通过提升机将湖沥青原料每隔20-40min分3-6批加入到成品罐内，湖沥青原料加入完毕后，将成品罐的温度降至190-210℃，然后搅拌300-360min；

(3)在步骤(2)结束后，向成品罐内每隔10-30min依次加入沥青稳定剂、橡胶油和耐候改性剂，加入完毕后，继续搅拌120-180min，然后进行检测化验，制得湖沥青；

所述基质沥青、湖沥青原料、沥青稳定剂、橡胶油和耐候改性剂的用量按质量比为：(72-85)：(21-35)：(11-25)：(2-15)：(12-35)。

通过采取上述技术方案，对基质沥青通过热交换器进行预加热，不仅可以节省对成品罐升温时所用能量，而且有利于降低基质沥青的粘度，有利于基质沥青的输送，然后在将基质沥青在成品罐内进行高温搅拌，不仅可以使基质沥青内各组分混合均匀，而且保证成品罐内个部位的基质沥青粘度一致，有利于后期添加物的混合；湖沥青原料进行粉碎后分批加入成品罐，可以使湖沥青原料更加均匀地混合在基质沥青内，不会发生局部凝聚的现象，避免生产出的湖沥青各部位性质不均匀，影响湖沥青的使用；在湖沥青原料和基质沥青的混合物至加入沥青稳定剂，可以在湖沥青内部形成网状结构，进而避免湖沥青在使用过程中因受高温或外部冲击力的影响而发生蠕变和开裂的问题；加入橡胶油，不仅可以利用其与高分子材料之间良好的相容性，使湖沥青内各个组分均匀混合在一起，而且其优良的柔韧性也可以进一步提高湖沥青的韧性和抗冲击性能；同时，本发明还加入了耐候改性剂，通过其中的功能性添加剂，可以大大提高湖沥青的耐候性，使其耐高温性能、耐低温性能和水稳定性都可以得到大幅度提高，进而可以增加湖沥青的使用时限。

本发明的进一步设置为，所述耐候性改性剂为岩沥青、紫外线防护剂、抗渗防水剂和阻燃剂的共混物，所述岩沥青、紫外线防护剂、抗渗防水剂和阻燃剂的用量按质量比为：(35-46)：(12-21)：(3-11)：(2-15)。

通过采取上述技术方案，岩沥青作为一种天然沥青，是石油经过长达亿万年的沉积、变化，在热、压力、氧化、触媒、细菌等的综合作用下生成的沥青类物质，因此，在湖沥青内加入岩沥青，可以有效提高湖沥青的高温稳定性和抗冲击能力；加入紫外线防护剂，使其在湖沥青表面形成一层紫外线屏蔽层，阻止紫外线进入到湖沥青分子结构的内部，阻止湖沥青中各个组分因受紫外线影响而发生老化；加入抗渗防水剂则有效阻止水分渗透进入到湖沥青的内部，对湖沥青产生水腐蚀，进而提高湖沥青的水稳定性；阻燃剂则避免湖沥青内的可燃组分在湖沥青的使用过程中，受到明火而发生燃烧分解，不仅可以避免湖沥青的损坏，而且可以提高湖沥青使用的安全性。

本发明的进一步设置为，所述紫外线防护剂为氧化锌和高岭土的共混物，所述氧化剂和高岭土的用量按质量比为：(1-3)：(2-7)。

通过采取上述技术方案，氧化锌作为N型半导体，价带上的电子可以接收紫外线中的能量而发现跃迁，进而对紫外线进行吸收，同时，氧化锌粒子还可以对紫外线进行散射作用，进而可以避免紫外线进入到湖沥青分子结构的内部；高岭土作为是一种以高岭石族粘土矿物为主的粘土和粘土岩，主要由高岭石、埃洛石、水云母、伊利石、蒙脱石以及石英、长石等矿物组成，其组分分子内部的电子可以吸收光子而发生了能级的跃迁，而高岭土组分的电子在发生能级跃迁时，由于电子能级的量子化的原因，可以对紫外光进行吸收，因此高岭土具有很好的防紫外线功能，同时，高岭土具有良好的可塑性以及耐火性能，可以进一步提高湖沥青的抗冲击性能和防火性能，增加湖沥青的使用寿命和使用安全性。

本发明的进一步设置为，所述阻燃剂为氯化聚乙烯和硬脂酸钙的共混物，所述氯化聚乙烯和硬脂酸钙的用量按质量比为：(11-15)：(2-5)。

通过采取上述技术方案，氯化聚乙烯由于分子结构中存在卤素氯，可以对燃烧产生的游离基进行捕获并且进行消灭，切断自由基链锁反应，进而达到阻燃的效果，但是，由于在制备湖沥青的过程中，需高温搅拌，氯化聚乙烯上的氯元素容易脱离形成氯化氢，因此，加入硬脂酸钙可以对有利的氯元素进行捕捉，进而可以保证氯化聚乙烯的阻燃性，同时，氯化聚乙烯在低温的环境下，依然可有具有良好的柔韧性，因此，加入氯化聚乙烯还可以增加湖沥青的韧性，进而增加湖沥青的抗冲击性能，防止湖沥青在使用过程中发生开裂等问题。

本发明的进一步设置为，所述抗渗防水剂为聚二甲基硅氧烷。

通过采取上述技术方案，聚二甲基硅氧烷作为一种有机硅类疏水材料，且不是电子可极化性的，与水无法形成氢键，进而对水具有排斥能力，因此将聚二甲基硅氧烷加入到湖沥青中，可以避免水分向湖沥青内部渗透，避免湖沥青发生水腐蚀，进而增加湖沥青的水稳定性。

本发明的进一步设置为，所述基质沥青为石油沥青。

通过采取上述技术方案，石油沥青作为原油蒸馏后的残渣，其粘附性能优异，可以与湖沥青内的其他组分很好的结合在一起，而且其回弹性能和韧性优异，可以加强湖沥青路用时的抗车辙能力，同时，其具有很好的高温稳定性、低温抗裂性和抗水害性，进而可以使湖沥青的耐候性和路用性能可以得到一进步的加强，增加湖沥青的使用年限。

本发明的进一步设置为，所述橡胶油为石蜡基橡胶油。

通过采取上述技术方案，石蜡基橡胶油除了具有橡胶油本身的性能，可以利用其与高分子材料之间良好的相容性，使湖沥青内各个组分均匀混合在一起，而且其优良的柔韧性也可以进一步提高湖沥青的韧性和抗冲击性能，而且石蜡基橡胶油无毒无害，提高了使用和生产的安全性，也有利于环境保护。

本发明的进一步设置为，所述沥青稳定剂为羧甲基纤维素钠、顺丁橡胶和丁基橡胶的共混物，所述羧甲基纤维素钠、顺丁橡胶和丁基橡胶的用量按质量比为：(3-7)：(2-5)：(4-9)。

通过采取上述技术方案，将羧甲基纤维素钠、顺丁橡胶和丁基橡胶加入到湖沥青内，其可以在湖沥青内部形成网状结构，进而避免湖沥青在使用过程中因受高温或外部冲击力的影响而发生蠕变和开裂的问题，同时羧甲基纤维素钠具有很好的分散能力，可以促使湖沥青内的各组分混合的更加均匀。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

1.本发明对基质沥青通过热交换器进行预加热，不仅可以节省对成品罐升温时所用能量，而且有利于降低基质沥青的粘度，有利于基质沥青的输送，然后在将基质沥青在成品罐内进行高温搅拌，不仅可以使基质沥青内各组分混合均匀，而且保证成品罐内个部位的基质沥青粘度一致，有利于后期添加物的混合；湖沥青原料进行粉碎后分批加入成品罐，可以使湖沥青原料更加均匀地混合在基质沥青内，不会发生局部凝聚的现象，避免生产出的湖沥青各部位性质不均匀，影响湖沥青的使用；

2.本发明在湖沥青原料和基质沥青的混合物至加入沥青稳定剂，可以在湖沥青内部形成网状结构，进而避免湖沥青在使用过程中因受高温或外部冲击力的影响而发生蠕变和开裂的问题；加入橡胶油，不仅可以利用其与高分子材料之间良好的相容性，使湖沥青内各个组分均匀混合在一起，而且其优良的柔韧性也可以进一步提高湖沥青的韧性和抗冲击性能；同时，本发明还加入了耐候改性剂，通过其中的功能性添加剂，可以大大提高湖沥青的耐候性，使其耐高温性能、耐低温性能和水稳定性都可以得到大幅度提高，进而可以增加湖沥青的使用时限；

3.本发明的耐候改性剂中，加入岩沥青，可以有效提高湖沥青的高温稳定性和靠冲击能力；加入紫外线防护剂，使其在湖沥青表面形成一层紫外线屏蔽层，阻止紫外线进入到湖沥青分子结构的内部，阻止湖沥青中各个组分因受紫外线影响而发生老化；加入抗渗防水剂则有效阻止水分渗透进入到湖沥青的内部，对湖沥青产生水腐蚀，进而提高湖沥青的水稳定性；阻燃剂则避免湖沥青内的可燃组分在湖沥青的使用过程中，受到明火而发生燃烧分解，不仅可以避免湖沥青的损坏，而且可以提高湖沥青使用的安全性。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步详细说明。

实施例一：

本发明中耐候性改性剂为岩沥青、紫外线防护剂、抗渗防水剂和阻燃剂的共混物，所述岩沥青、紫外线防护剂、抗渗防水剂和阻燃剂的用量按质量比为：35：12：3：2；

其中：紫外线防护剂为氧化锌和高岭土的共混物，氧化剂和高岭土的用量按质量比为：1：2；阻燃剂为氯化聚乙烯和硬脂酸钙的共混物，氯化聚乙烯和硬脂酸钙的用量按质量比为：11：2；抗渗防水剂为聚二甲基硅氧烷。

基质沥青为石油沥青。

橡胶油为石蜡基橡胶油，为青岛泰阳化工有限公司生产的型号为TOPFINE3050的石蜡基橡胶油。

沥青稳定剂为羧甲基纤维素钠、顺丁橡胶和丁基橡胶的共混物，羧甲基纤维素钠、顺丁橡胶和丁基橡胶的用量按质量比为：3：2：4。

一种湖沥青生产方法，包括以下生产步骤：

(1)将基质沥青经过热交换器加热至190℃，然后加入到成品罐内，调节到10吨位，并在900r/min和温度为200℃的状态下搅拌180min；

(2)将湖沥青原料粉碎至300目，然后通过提升机将湖沥青原料每隔20min分3批加入到成品罐内，湖沥青原料加入完毕后，将成品罐的温度降至190℃，然后搅拌300min；

(3)在步骤(2)结束后，向成品罐内每隔10min依次加入沥青稳定剂、橡胶油和耐候改性剂，加入完毕后，继续搅拌120min，然后进行检测化验，制得湖沥青；

其中基质沥青、湖沥青原料、沥青稳定剂、橡胶油和耐候改性剂的用量按质量比为：72：21：11：2：12。

实施例二：

本发明中耐候性改性剂为岩沥青、紫外线防护剂、抗渗防水剂和阻燃剂的共混物，所述岩沥青、紫外线防护剂、抗渗防水剂和阻燃剂的用量按质量比为：37：15：5：3；

其中：紫外线防护剂为氧化锌和高岭土的共混物，氧化剂和高岭土的用量按质量比为：2：3；阻燃剂为氯化聚乙烯和硬脂酸钙的共混物，氯化聚乙烯和硬脂酸钙的用量按质量比为：13：3；抗渗防水剂为聚二甲基硅氧烷。

基质沥青为石油沥青。

橡胶油为石蜡基橡胶油，为青岛泰阳化工有限公司生产的型号为TOPFINE3050的石蜡基橡胶油。

沥青稳定剂为羧甲基纤维素钠、顺丁橡胶和丁基橡胶的共混物，所述羧甲基纤维素钠、顺丁橡胶和丁基橡胶的用量按质量比为：4：3：5。

一种湖沥青生产方法，包括以下生产步骤：

(1)将基质沥青经过热交换器加热至193℃，然后加入到成品罐内，调节到11吨位，并在950r/min和温度为210℃的状态下搅拌150min；

(2)将湖沥青原料粉碎至400目，然后通过提升机将湖沥青原料每隔25min分4批加入到成品罐内，湖沥青原料加入完毕后，将成品罐的温度降至195℃，然后搅拌320min；

(3)在步骤(2)结束后，向成品罐内每隔20min依次加入沥青稳定剂、橡胶油和耐候改性剂，加入完毕后，继续搅拌130min，然后进行检测化验，制得湖沥青；

其中基质沥青、湖沥青原料、沥青稳定剂、橡胶油和耐候改性剂的用量按质量比为：75：23：13：5：15。

实施例三：

本发明中耐候性改性剂为岩沥青、紫外线防护剂、抗渗防水剂和阻燃剂的共混物，所述岩沥青、紫外线防护剂、抗渗防水剂和阻燃剂的用量按质量比为：39：14：7：7；

其中：紫外线防护剂为氧化锌和高岭土的共混物，所述氧化剂和高岭土的用量按质量比为：2：5；

阻燃剂为氯化聚乙烯和硬脂酸钙的共混物，所述氯化聚乙烯和硬脂酸钙的用量按质量比为：14：3；

抗渗防水剂为聚二甲基硅氧烷。

基质沥青为石油沥青。

橡胶油为石蜡基橡胶油，为青岛泰阳化工有限公司生产的型号为TOPFINE3050的石蜡基橡胶油。

沥青稳定剂为羧甲基纤维素钠、顺丁橡胶和丁基橡胶的共混物，所述羧甲基纤维素钠、顺丁橡胶和丁基橡胶的用量按质量比为：5：4：6。

一种湖沥青生产方法，包括以下生产步骤：

(1)将基质沥青经过热交换器加热至195℃，然后加入到成品罐内，调节到12吨位，并在1000r/min和温度为220℃的状态下搅拌120min；

(2)将湖沥青原料粉碎至300-600目，然后通过提升机将湖沥青原料每隔30min分5批加入到成品罐内，湖沥青原料加入完毕后，将成品罐的温度降至200℃，然后搅拌340min；

(3)在步骤(2)结束后，向成品罐内每隔20min依次加入沥青稳定剂、橡胶油和耐候改性剂，加入完毕后，继续搅拌150min，然后进行检测化验，制得湖沥青；

其中基质沥青、湖沥青原料、沥青稳定剂、橡胶油和耐候改性剂的用量按质量比为：76：27：15：9：20。

实施例四：

本发明中耐候性改性剂为岩沥青、紫外线防护剂、抗渗防水剂和阻燃剂的共混物，所述岩沥青、紫外线防护剂、抗渗防水剂和阻燃剂的用量按质量比为：41：19：8：13；

其中：紫外线防护剂为氧化锌和高岭土的共混物，氧化剂和高岭土的用量按质量比为：3：5；阻燃剂为氯化聚乙烯和硬脂酸钙的共混物，氯化聚乙烯和硬脂酸钙的用量按质量比为：14：5；抗渗防水剂为聚二甲基硅氧烷。

基质沥青为石油沥青。

橡胶油为石蜡基橡胶油，为青岛泰阳化工有限公司生产的型号为TOPFINE3050的石蜡基橡胶油。

沥青稳定剂为羧甲基纤维素钠、顺丁橡胶和丁基橡胶的共混物，所述羧甲基纤维素钠、顺丁橡胶和丁基橡胶的用量按质量比为：5：5：7。

一种湖沥青生产方法，包括以下生产步骤：

(1)将基质沥青经过热交换器加热至200℃，然后加入到成品罐内，调节到14吨位，并在1100r/min和温度为220℃的状态下搅拌80min；

(2)将湖沥青原料粉碎至500目，然后通过提升机将湖沥青原料每隔35min分4批加入到成品罐内，湖沥青原料加入完毕后，将成品罐的温度降至205℃，然后搅拌350min；

(3)在步骤(2)结束后，向成品罐内每隔25min依次加入沥青稳定剂、橡胶油和耐候改性剂，加入完毕后，继续搅拌160min，然后进行检测化验，制得湖沥青；

其中基质沥青、湖沥青原料、沥青稳定剂、橡胶油和耐候改性剂的用量按质量比为：81：32：25：13：31。

实施例五：

本发明中耐候性改性剂为岩沥青、紫外线防护剂、抗渗防水剂和阻燃剂的共混物，所述岩沥青、紫外线防护剂、抗渗防水剂和阻燃剂的用量按质量比为：43：19：9：13；

其中：紫外线防护剂为氧化锌和高岭土的共混物，氧化剂和高岭土的用量按质量比为：3：7；阻燃剂为氯化聚乙烯和硬脂酸钙的共混物，氯化聚乙烯和硬脂酸钙的用量按质量比为：15：4；抗渗防水剂为聚二甲基硅氧烷。

基质沥青为石油沥青。

橡胶油为石蜡基橡胶油，为青岛泰阳化工有限公司生产的型号为TOPFINE3050的石蜡基橡胶油。

沥青稳定剂为羧甲基纤维素钠、顺丁橡胶和丁基橡胶的共混物，所述羧甲基纤维素钠、顺丁橡胶和丁基橡胶的用量按质量比为：7：5：9。

一种湖沥青生产方法，包括以下生产步骤：

(1)将基质沥青经过热交换器加热至200℃，然后加入到成品罐内，调节到15吨位，并在1200r/min和温度为230℃的状态下搅拌60min；

(2)将湖沥青原料粉碎至600目，然后通过提升机将湖沥青原料每隔40min分6批加入到成品罐内，湖沥青原料加入完毕后，将成品罐的温度降至210℃，然后搅拌360min；

(3)在步骤(2)结束后，向成品罐内每隔30min依次加入沥青稳定剂、橡胶油和耐候改性剂，加入完毕后，继续搅拌180min，然后进行检测化验，制得湖沥青；

其中基质沥青、湖沥青原料、沥青稳定剂、橡胶油和耐候改性剂的用量按质量比为：85：35：24：15：15。

对比例：

本发明以衡水五邑创华化工商贸公司出售的型号为90#的湖沥青为对比例，并与本发明中实施例一至实施例五中的湖沥青一起做相关性能检测，检测结果如下：

由检测结果可知，本发明的湖沥青具有良好的耐高温性能、耐低温性能和水稳定性，耐候性优异，而且抗冲击能力强，不易开裂，具有更长的使用时限。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (8)

1.一种湖沥青生产方法，其特征在于包括以下生产步骤：

（1）将基质沥青经过热交换器加热至190-200℃，然后加入到成品罐内，调节到10-15吨位，并在900-1200r/min 和温度为200-230℃的状态下搅拌60-180min；

（2）将湖沥青原料粉碎至300-600目，然后通过提升机将湖沥青原料每隔20-40min分3-6批加入到成品罐内，湖沥青原料加入完毕后，将成品罐的温度降至190-210℃，然后搅拌300-360min；

（3）在步骤（2）结束后，向成品罐内每隔10-30min依次加入沥青稳定剂、橡胶油和耐候改性剂，加入完毕后，继续搅拌120-180min，然后进行检测化验，制得湖沥青；

所述基质沥青、湖沥青原料、沥青稳定剂、橡胶油和耐候改性剂的用量按质量比为：（72-85）：（21-35）：（11-25）：（2-15）：（12-35）。

2.根据权利要求1所述的湖沥青生产方法，其特征在于：所述耐候性改性剂为岩沥青、紫外线防护剂、抗渗防水剂和阻燃剂的共混物，所述岩沥青、紫外线防护剂、抗渗防水剂和阻燃剂的用量按质量比为：（35-46）：（12-21）：（3-11）：（2-15）。

3.根据权利要求2所述的湖沥青生产方法，其特征在于：所述紫外线防护剂为氧化锌和高岭土的共混物，所述氧化剂和高岭土的用量按质量比为：（1-3）：（2-7）。

4.根据权利要求2所述的湖沥青生产方法，其特征在于：所述阻燃剂为氯化聚乙烯和硬脂酸钙的共混物，所述氯化聚乙烯和硬脂酸钙的用量按质量比为：（11-15）：（2-5）。

5.根据权利要求2所述的湖沥青生产方法，其特征在于：所述抗渗防水剂为聚二甲基硅氧烷。

6.根据权利要求1所述的湖沥青生产方法，其特征在于：所述基质沥青为石油沥青。

7.根据权利要求1所述的湖沥青生产方法，其特征在于：所述橡胶油为石蜡基橡胶油。

8.根据权利要求1所述的湖沥青生产方法，其特征在于：所述沥青稳定剂为羧甲基纤维素钠、顺丁橡胶和丁基橡胶的共混物，所述羧甲基纤维素钠、顺丁橡胶和丁基橡胶的用量按质量比为：（3-7）：（2-5）：（4-9）。