一种低分子量的Y型亲水基两亲分子化合物在提高沥青乳液粘度和稳定性方面的应用制造技术

本发明专利技术公开一种结构式为

【技术实现步骤摘要】
一种低分子量的Y型亲水基两亲分子化合物在提高沥青乳液粘度和稳定性方面的应用
本专利技术专利涉及一种提高沥青乳液的粘度和稳定性的方法，特别涉及一种低分子量Y型亲水基两亲分子化合物在提高沥青乳液粘度和稳定性方面的应用，属于沥青应用的节能环保领域。
技术介绍
沥青作为石油炼制的副产品由于具有良好的防水、防腐蚀性以及与各种道路材料和建筑材料如石料、水泥等优异的粘结性，广泛应用于公路修建和养护、建筑中的防水卷材和防水涂料、船舶和油田、化工等领域的重防腐中。由于沥青的凝固点高，使用中通常要加热到140℃左右成为流动液体方可使用。当沥青加热后使用会产生以下问题：1.加热和保温过程会消耗能源；2.加热后沥青中的有害物质如苯、甲苯等会溢出，危害环境和人体健康；3.沥青的高温使用也会对操作工人造成潜在伤害。目前，人们将沥青、水、乳化剂及其它助剂在一定条件下制成在常温下呈乳状液体来解决上述沥青使用中存在的高能耗和环保问题。这种沥青乳液是一种粒径分布很宽的不稳定粗颗粒分散体系，是将固体的沥青质分散于水、饱和烃和乳化剂形成的分散相中。这种分散状的沥青乳液在存放和运输中，特别是环境温度高时，沥青就会从液相中分离、破乳，造成固体的沥青沉积在储存罐、运输车槽罐的底部，不仅导致沥青乳液无法使用，而且对罐体的清理和再使用造成极大麻烦。当前提高沥青乳液粘度和稳定性的方法有【1】：1.在生产乳化沥青过程中，加入无机盐如氯化钙通过提高乳化沥青粘度来增加沥青乳液的稳定性，这种方法提高乳化沥青的粘度有限，一般沥青乳液的粘度仅能提高10％-30％，并且由于氯离子的存在对乳化沥青的生产、储存和运输设备都会产生严重腐蚀。2.加入有机增稠剂，通常加分子量在几百万、甚至几千万以上高分子聚合物，高分子量的聚合物需要在长时间搅拌和加热下才能在水中溶解，使用很不方便，并且一旦水分挥发极易形成的高分子膜而容易缠绕在胶体磨上，造成胶体磨的堵塞，从而造成生产中断，并且处理也很困难，因此增加劳动强度，也降低生产效率。综上所述，目前在提高沥青乳液粘度和稳定性的方法中存在增稠剂对生产设备的腐蚀、生产使用不方便、对胶体磨磨头和管线的缠绕和堵塞等技术问题。因此，需要开发一种具有低分子量、易溶解、对胶体磨等设备和管线无腐蚀、无缠绕堵塞的沥青乳液稳定剂，改善生产操作条件、提高生产效率。目前低分子量(分子量为100到2000)的具有Y型亲水基的两亲分子化合物主要用于乳化剂、发泡剂、缓蚀剂、破乳剂、润湿剂、匀染剂和织物整理剂【2】，其技术原理是降低气-液的表面张力和固-液、液-液的界面张力。参考文献【1】、乳化沥青存储稳定性的影响因素，余静，武汉材料保护研究所，430030，建材世界，2009，第30卷，第5期)；【2】、工业脂肪酸及其应用，R.W.Johnson和E.Fritz编,陆用海胡征宇主译，P222-223，中国轻工业出版社，1992。
技术实现思路
本专利技术专利的目的是为了解决上述的提高沥青乳液粘度和稳定性过程中存在的增稠剂对生产设备的腐蚀、生产使用不方便、对胶体磨磨头和管线的缠绕和堵塞等技术问题而于提供一种具有生产操作简单、对生产设备无腐蚀、生产操作条件得到改善、生产效率得到提高的一种利用低分子量的Y型亲水基两亲分子化合物提高沥青乳液粘度和稳定性的方法。本专利技术的技术原理采用低分子量(分子量为100到2000)的具有Y型亲水基的两亲分子化合物，在水中与沥青中的胶质、油分形成长形虫状胶团，虫状胶团之间相互交联形成空间网络结构，使得沥青乳液的粘度增大，从而增强沥青乳液的稳定性，即低分子量的Y型亲水基两亲分子化合物在沥青乳化过程中即作为稳定剂，同时也起到增稠剂的作用。本专利技术的技术方案一种低分子量的Y型亲水基两亲分子化合物在提高沥青乳液粘度和稳定性方面的应用，所述的低分子量的Y型亲水基的两亲分子化合物的的分子量为100-2000，优选为271-1150，其结构式为：其中R1为由碳和氢元素组成的直链烷基或带有支链的烷基，其分子式为CnHm，其中n为6-30的自然数,优选为10-16，m为2n+1；X为NH或O元素；M为N、P、O、S中的一个元素或两个以上元素组成的基团，优选为N；R2为分子式为CxHyOz的直链烷氧基，其中x为0-20自然数，y为1-50自然数，z为0-15自然数；R3为分子式为CxHyOz的直链烷氧基，其中x为0-20自然数，y为1-50自然数，z为0-15自然数；R2和R3相同或不同；R4为分子式为(CH2)n的取代基,n为2-4的整数，本专利技术优选的实施例中为2或3。上述的一种低分子量的Y型亲水基两亲分子化合物在提高沥青乳液粘度和稳定性方面的应用，具体步骤如下：(1)、含低分子量的Y型亲水基两亲分子化合物的皂液制备将去离子水加热至55℃，加入质量百分比浓度为28％的工业盐酸水溶液，控制搅拌转速为30-50r/min下，以100g/min的速率加入商品阳离子沥青乳化剂CR-4，然后加入低分子量的Y型亲水基两亲分子化合物，继续控制搅拌转速为30-50r/min进行搅拌，直至形成透明均相溶液,即为含低分子量的Y型亲水基两亲分子化合物的皂液，保温备用；上述过程中去离子水、质量百分比浓度为28％的工业盐酸水溶液、商品阳离子沥青乳化剂CR-4，低分子量的Y型亲水基两亲分子化合物的用量，按质量比计算，即去离子水：质量百分比浓度为28％的工业盐酸水溶液：商品阳离子沥青乳化剂CR-4：低分子量的Y型亲水基两亲分子化合物为360-375：5-15：10：15；(2)、液体沥青制备将沥青加热至140-150℃，即得到液体沥青，保温备用；本专利技术的实施例中仅以双龙70#SBS改性沥青为例进行说明，但并不限制其他沥青采用本专利技术的方法以提高其粘度和稳定性的应用；(3)、沥青的乳化用80-90℃的热水冲洗胶体磨并使磨头温度60-90℃，并使胶体磨的转速达到2800-2900r/min,放出所有热水，关闭胶体磨和出口阀；控制800ml/min的速率将步骤(1)所得的含低分子量的Y型亲水基两亲分子化合物的皂液加入胶体磨中，开启胶体磨，并使胶体磨的转速达到2800-2900r/min；然后控制速率为300g/min的速率将步骤(2)中加热至140-150℃液体沥青加入到胶体磨中，加完后胶体磨继续控制转速2800-2900r/min研磨1分钟，然后自然冷却至室温，即得粘度和稳定性都有一定程度的提高的乳化沥青；上述液体沥青的加入量，按步骤(2)中所用的沥青和步骤(1)制备含低分子量的Y型亲水基两亲分子化合物的皂液所用的低分子量的Y型亲水基两亲分子化合物的质量比计算，即沥青：低分子量的Y型亲水基两亲分子化合物为40：1。上述一种低分子量的Y型亲水基两亲分子化合物在提高沥青乳液粘度和稳定性方面应用时，也可以将不同的Y型亲水基两亲分子化合物组合成混合物使用，本专利技术实施例中虽然仅以单一的Y型亲水基两亲分子化合物为例进行说明，但并不限制组合成混合物后用于提高沥青的粘度和稳定性方面的应用。本专利技术的有益效果本专利技术的一种低分子量的Y型亲水基两亲分子化合物在提高沥青乳液粘度和稳定性方面的应用，由于采用的低分子量的Y型亲水基两亲分子化合物在水中与沥青中的胶质、油分中形成长形虫状胶团，此虫状胶团之间又可以相互交联形成空间网本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低分子量的Y型亲水基两亲分子化合物在提高沥青乳液粘度和稳定性方面的应用，其特征在于所述的低分子量的Y型亲水基的两亲分子化合物的结构式为：

【技术特征摘要】
1.一种低分子量的Y型亲水基两亲分子化合物在提高沥青乳液粘度和稳定性方面的应用，其特征在于所述的低分子量的Y型亲水基的两亲分子化合物的结构式为：其中R1为由碳和氢元素组成的直链烷基或带有支链的烷基，其分子式为CnHm，其中n为6-30的自然数,m为2n+1；X为NH或O元素；M为N、P、O、S中的一个元素或两个以上元素组成的基团；R2为分子式为CxHyOz的直链取代基，其中x为0-20自然数，y为1-50自然数，z为0-15自然数；R3为分子式为CxHyOz的直链取代基，其中x为0-20自然数，y为1-50自然数，z为0-15自然数；R2和R3相同或不同；R4为分子式为(CH2)n的取代基,n为2-4的整数；所述的低分子量的Y型亲水基两亲分子化合物在提高沥青乳液粘度和稳定性方面的应用，具体包括如下步骤：(1)、含低分子量的Y型亲水基两亲分子化合物的皂液制备将去离子水加热至55℃，加入质量百分比浓度为28％的工业盐酸水溶液，控制搅拌转速为30-50r/min下，以100g/min的速率加入商品阳离子沥青乳化剂CR-4，然后加入低分子量的Y型亲水基两亲分子化合物，继续控制搅拌转速为30-50r/min进行搅拌，直至形成透明均相溶液,即为含低分子量的Y型亲水基两亲分子化合物的皂液，保温备用；上述过程中去离子水、质量百分比浓度为28％的工业盐酸水溶液、商品阳离子沥青乳化剂CR-4，低分子量的Y型亲水基两亲分子化合物的用量，按质量比计算，即去离子水：质量百分比浓度为28％的工业盐酸水溶液：商品阳离子沥青乳化剂CR-4：低分子量的Y型亲水基两亲分子化合物为360-375：5-15：10：15；(2)、液体沥青制备将沥青加热至140-150℃，即得到液体沥青，保温备用；本发明的实施例中仅以双龙70#SBS改性沥青为例进行说明，但并不限制其他沥青采用本发明的方法以提高其粘度和稳定性的应用；(3)、沥青的乳化用80-90℃的热水冲洗胶体磨并使磨头温度60-90℃，并使胶体磨的转速达到2800-2900r/min,放出所有热水，关闭胶体磨和出口阀；控制800ml/min的速率将步骤(1)所得的含低分子量的Y型亲水基两亲分子化合物的皂液加入胶体磨中，开启胶体磨，并使胶体磨的转速达到2800-2900r/min；然后控制速率为300g/min的速率将步骤(2)中加热至140-150℃液体沥青加入到胶体磨中，加完后胶体磨继续控制转速2800-2900r/min研磨1分钟，然后自然冷却至室温，即得粘度和稳定性都有一定程度的提高的乳化沥青；上述液体沥青的加入量，按步骤(2)中所用的沥青和步骤(1)制备含低分子量的Y型亲水基两亲分子化合物的皂液所用的低分子量的Y型亲水基两亲分子化合物的质量比计算，即沥青：低分子量的Y型亲水基两亲分子化合物为40：1。2.如权利要求1所述的一种低分子量的Y型亲水基两亲分子化合物在提高沥青乳液粘度和稳定性方面的应用，其特征在于所述的低分子量的Y型亲水基的两亲分子化合物的结构式中：R1的分子式CnHm中，n为12-16,m为25-33；M为N；X为NH；R2的分子式CxHyOz中，x为0-20，y为1-41，z为0-10；R3的分子式CxHyOz中，x为0-20，y为1-41，z为0-10；R2和R3相同或不同...

【专利技术属性】
技术研发人员：王红霞，富光有，富天颖，
申请(专利权)人：祺农化工科技上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31