[发明专利]一种硫磺沥青及混合料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种硫磺沥青及混合料的制备方法，具体地涉及一种油包水型温拌硫磺乳化沥青及混合料的制备方法。 

背景技术

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，如何有效地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沥青中用于道路的铺筑，用来提高沥青混合料路面的抗车辙性能。

CN201310033455.9介绍了一种硫磺改性沥青的制备方法，具体是将硫磺与石膏晶须、烟雾抑制剂加入到基质沥青中制备硫磺沥青。CN200410037665.6介绍了一种硫磺改性沥青混合料，具体是将50%~99.99%的硫磺，0%~49%的碳，0.01%~1%的烟雾抑制剂和0~3%增塑剂混合造粒，然后在混合料拌和时加入上述颗粒。CN201110236016.9介绍了一种温拌硫磺沥青的制备方法，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130~160℃基质沥青中混合至少30分钟即得到温拌沥青。

上述专利中的硫磺改性沥青没有有效地降低制备和使用温度的手段，在制备和使用过程中释放出大量硫化氢、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沥青在制备和使用过程中味大、有毒的问题。有效地降低硫磺沥青的制备和使用温度才是减少硫磺沥青有毒气体散发的关键。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种硫磺沥青及混合料的制备方法，该硫磺沥青的制备温度及沥青混合料的拌合温度低，减少了有害气体挥发以及沥青的热老化现象，节能环保，沥青混合料高温稳定性和抗车辙性能好，尤其适用于重交通量或我国南方高温地区容易发生车辙的沥青公路的铺筑。 

本发明的硫磺沥青是油包水型乳化沥青，硫磺分散于水相中，以硫磺沥青总重量计，包括如下组分：基质沥青30%~97%，优选66%~85%，水0.9%~34%，优选10%~30%，乳化剂1%~6%，优选2%~4%，硫磺1%~30%，优选2%~20%。

本发明硫磺沥青中，所述的基质沥青为用于道路铺筑的石油沥青和沥青原料，如普通石油沥青、聚合物改性沥青、重质渣油或煤沥青中的一种或几种，基质沥青的软化点为30~60℃，针入度为20~200 1/10mm，优选60~170 1/10mm。

本发明硫磺沥青中，所述的乳化剂的HLB值在3~8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。

本发明硫磺沥青中，优选加入炭黑，以硫磺乳化沥青为基准，炭黑加入量为1%~6%，硫磺乳化沥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。

本发明硫磺沥青中，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。

本发明硫磺沥青中，可以根据需要添加其它常用的添加剂，如抗老化剂、增粘剂、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沥青重量的0.5%~3%，硫磺乳化沥青各组分含量之和为100%。

本发明的硫磺沥青的制备方法，包括如下内容：将乳化剂、硫磺和水混合均匀，硫磺均匀分散于水中形成悬浊液，然后将悬浊液以滴加或喷洒的方式加入到熔融态的基质沥青中进行乳化反应，包裹硫磺的水相以细小的微珠状态均匀分散于基质沥青中，即形成油包水型硫磺沥青。

本发明方法中，乳化剂、硫磺和水的混合温度为40~70℃，混合过程采用高速搅拌，搅拌速度为800~1500转/分。