防水卷材用基质沥青及其制备方法与流程

本发明涉及石油化工技术领域，具体而言，涉及一种防水卷材用基质沥青及其制备方法。

背景技术：

防水卷材是一种可卷曲成卷状的柔性建材产品，具有使用寿命长，施工简便，污染小等特点，适用于ⅰ、ⅱ级建筑的防水工程，尤其适用于低温寒冷地区及结构变形频繁、振动较大的工业与民用建筑的防水工程。

在我国，sbs改性沥青防水卷材被广泛应用于各类防水工程中，是现阶段发展得最快的新型建筑防水材料，其生产能力已高居世界第一，年销售量达几十亿平方米。该产品指标执行gb18242-2008《弹性体改性沥青防水卷材》标准，是用苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(sbs)改性沥青做涂层，用玻纤毡、聚酯毡、玻纤增强聚酯毡为胎基，两面覆以隔离材料所做成的一种性能优异的防水材料，具有耐热、耐寒、耐腐蚀、抗老化、热塑性好、抗拉力大、延伸率高、抗撕裂性强等优点。

在国外，欧洲大部分国家以sbs改性沥青聚酯胎卷材占主导地位。德国、法国、芬兰和挪威等国，sbs改性沥青防水卷材占防水材料市场的85％以上，在美国、日本，市场占有率在30％以上，并有逐年上升的趋势。

现有专利申请cn201610407758.6《自粘防水卷材胶结料、其制备方法及由其制备的防水卷材》，cn201610398590.7《自清洁阻燃自粘改性沥青防水卷材》，cn201610408002.3《自清洁防腐蚀自粘改性沥青防水卷材》，cn201510827103.x《一种强力交叉膜沥青胶料及防水卷材和制备方法》等从防水卷材的功能角度出发，在基质沥青中添加了有效的成分，提高了防水卷材的性能。专利申请cn201710732551.0《一种防水卷材沥青及其制备方法》指出现有防水卷材用改性沥青存在施工稳定性差、用氧化沥青作为原料来降低sbs加入量、产品低温柔度差等问题，并公开了一种防水卷材沥青及其制备方法，沥青软化点在110℃以上，低温柔度在-20℃以下，所用原料包括基质沥青、添加剂、聚合物、废橡胶粉、稳定剂，有效改善了现存的问题。

然而，现有技术中改善沥青防水卷材性能时多是从添加外加成分或调整弹性体性能入手，并未通过基质沥青优化来改善防水卷材性能。

技术实现要素：

本发明的主要目的在于提供一种防水卷材用基质沥青及其制备方法，以通过基质沥青优化来改善防水卷材的性能。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种防水卷材用基质沥青的制备方法，其包括以下步骤：将原油进行脱盐脱水预处理，得到预处理原油；将预处理原油加热至80～120℃，然后直馏处理，得到＞425℃的减压渣油即为防水卷材用基质沥青；其中，原油为环烷基原油、环烷-中间基原油、中间基原油中的一种或多种，按重量百分比计，原油包括70～100％的第一原油和0～30％的第二原油，第一原油的50℃运动粘度为131～668mm²/s，80℃运动粘度40.3～108mm²/s，蜡含量为1.89～5.47wt％，胶质含量为13.6～18.9wt％，酸值为0.12～3.85mgkoh/g，第二原油的100℃运动粘度＞2500mm²/s，蜡含量为0.65～0.7wt％，胶质含量为24～25wt％，酸值为9.5～10wt％。

进一步地，第一原油的50℃运动粘度为667.7mm²/s，80℃运动粘度107.6mm²/s，蜡含量为2.64wt％，胶质含量为18.84wt％，酸值为3.85mgkoh/g。

进一步地，第一原油的沥青质含量为2.25wt％，硫含量为1382μg/g，氮含量为3713μg/g，20℃密度为969.9kg/m³。

进一步地，直馏处理过程中，得到＞460℃的减压渣油即为防水卷材用基质沥青。

进一步地，第一原油的50℃运动粘度为195.6mm²/s，80℃运动粘度42.58mm²/s，蜡含量为1.89wt％，胶质含量为14.38wt％，酸值为1.89mgkoh/g。

进一步地，第一原油的沥青质含量为8.1wt％，硫含量为38137μg/g，氮含量为1165μg/g，20℃密度为952.3kg/m³。

进一步地，直馏处理过程中，得到＞480℃的减压渣油即为防水卷材用基质沥青。

进一步地，第一原油的50℃运动粘度为131.6mm²/s，80℃运动粘度40.32mm²/s，蜡含量为5.47wt％，胶质含量为13.6wt％，酸值为0.12mgkoh/g。

进一步地，第一原油的沥青质含量为8.56wt％，硫含量为22300μg/g，氮含量为1445μg/g，20℃密度为934.3kg/m³。

进一步地，直馏处理过程采用实沸点蒸馏装置、常压蒸馏装置或减压蒸馏装置。

根据本发明的另一方面，还提供了一种上述制备方法制得的防水卷材用基质沥青。

本发明提供了一种防水卷材用基质沥青的制备方法，其包括以下步骤：将原油进行脱盐脱水预处理，得到预处理原油；将预处理原油加热至80～120℃，然后直馏处理，得到＞425℃的减压渣油即为防水卷材用基质沥青；其中，原油为环烷基原油、环烷-中间基原油、中间基原油中的一种或多种，按重量百分比计，原油包括70～100％的第一原油和0～30％的第二原油，第一原油的50℃运动粘度为131～668mm²/s，80℃运动粘度40.3～108mm²/s，蜡含量为1.89～5.47wt％，胶质含量为13.6～18.9wt％，酸值为0.12～3.85mgkoh/g，第二原油的100℃运动粘度＞2500mm²/s，蜡含量为0.65～0.7wt％，胶质含量为24～25wt％，酸值为9.5～10wt％。本发明以具有上述指标的原油为原料，采用直馏工艺提取其中＞425℃的减压渣油作为防水卷材用基质沥青，得到的基质沥青性能优异，应用于防水卷材中能够使其具有良好的施工性、低温柔度和耐热度。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合实施例来详细说明本发明。

正如本发明背景技术部分所描述的，现有技术中改善沥青防水卷材性能时多是从添加外加成分或调整弹性体性能入手，并未通过基质沥青优化来改善防水卷材性能。

为了通过基质沥青优化来改善防水卷材性能，本发明提供了一种防水卷材用基质沥青的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将原油进行脱盐脱水预处理，得到预处理原油；将预处理原油加热至80～120℃，然后直馏处理，得到＞425℃的减压渣油即为防水卷材用基质沥青；其中，原油为环烷基原油、环烷-中间基原油、中间基原油中的一种或多种，按重量百分比计，原油包括70～100％的第一原油和0～30％的第二原油，第一原油的50℃运动粘度为131～668mm²/s，80℃运动粘度40.3～108mm²/s，蜡含量为1.89～5.47wt％，胶质含量为13.6～18.9wt％，酸值为0.12～3.85mgkoh/g，第二原油的100℃运动粘度＞2500mm²/s，蜡含量为0.65～0.7wt％，胶质含量为24～25wt％，酸值为9.5～10wt％。

本发明以具有上述指标的原油为原料，采用直馏工艺提取其中＞425℃的减压渣油作为防水卷材用基质沥青，得到的基质沥青性能优异。本发明从改善基质沥青的性能角度着手，从而达到增加基质沥青与sbs改性剂的相容性的目的，从根本上解决施工稳定性差的问题，应用于防水卷材中能够使其具有良好的低温柔度和耐热度。

为了进一步提高基质沥青性能，从而改善防水卷材性能，在一种优选的实施方式中，第一原油的50℃运动粘度为667.7mm²/s，80℃运动粘度107.6mm²/s，蜡含量为2.64wt％，胶质含量为18.84wt％，酸值为3.85mgkoh/g。更优选地，第一原油的沥青质含量为2.25wt％，硫含量为1382μg/g，氮含量为3713μg/g，20℃密度为969.9kg/m³。对于该原油而言，更优选地，直馏处理过程中，得到＞460℃的减压渣油即为防水卷材用基质沥青。

为了进一步提高基质沥青性能，从而改善防水卷材性能，在一种优选的实施方式中，第一原油的50℃运动粘度为195.6mm²/s，80℃运动粘度42.58mm²/s，蜡含量为1.89wt％，胶质含量为14.38wt％，酸值为1.89mgkoh/g。更优选地，第一原油的沥青质含量为8.1wt％，硫含量为38137μg/g，氮含量为1165μg/g，20℃密度为952.3kg/m³。对于该原油而言，更优选地，直馏处理过程中，得到＞480℃的减压渣油即为防水卷材用基质沥青。

为了进一步提高基质沥青性能，从而改善防水卷材性能，在一种优选的实施方式中，第一原油的50℃运动粘度为131.6mm²/s，80℃运动粘度40.32mm²/s，蜡含量为5.47wt％，胶质含量为13.6wt％，酸值为0.12mgkoh/g。更优选地，第一原油的沥青质含量为8.56wt％，硫含量为22300μg/g，氮含量为1445μg/g，20℃密度为934.3kg/m³。

在一种优选的实施方式中，直馏处理过程采用实沸点蒸馏装置、常压蒸馏装置或减压蒸馏装置。

在实际制备过程中，上述原油可以采用多种原油的混合形式，只要每一种原油的指标在上述范围内即可。

根据本发明的另一方面，还提供了一种上述制备方法制得的防水卷材用基质沥青。此种基质沥青针入度介于60～220l/10mm之间，制备的防水卷材沥青软化点大于130℃，防水卷材耐热度在105℃以上，低温柔度达到-30℃，完全可以通过防水卷材沥青性能验证，满足防水卷材的使用要求，性能优良。

以下结合具体实施例对本申请作进一步详细描述，这些实施例不能理解为限制本申请所要求保护的范围。

实施例1

试验原料为稠油1#，属国内环烷基原油，显著特点是密度大、粘度大、酸值高、胶质含量高、凝点低、蜡含量低、轻组分含量少，适合生产低凝润滑油和优质沥青。原油的一般性质如表1所示。

将原油进行脱盐脱水预处理，加热至80～120℃，呈流动状态后，在试验室进行实沸点蒸馏试验，获得＞460℃减压渣油，其性质如表2所示。

实施例2

试验原料为稠油2#与稠油4#混合原油，混合比例3：7，两种原油均为环烷基原油。其中，稠油4#为国外环烷基原油，具有硫含量高、沥青质含量高、盐含量高及金属v含量高等特点。稠油4#的一般性质如表1所示。

将原油进行脱盐脱水预处理，加热至80～120℃，呈流动状态后，在工业常减压蒸馏装置上获得＞480℃减压渣油，典型的减压渣油性质如表2所示。

实施例3

试验原料为稠油5#，属高硫中间基原油，其硫含量、胶质、沥青质含量均较高，蜡含量高。稠油5#的一般性质如表1所示。

将原油进行脱盐脱水预处理，加热至80～120℃，呈流动状态后，在试验室进行实沸点蒸馏试验，获得＞425℃减压渣油，典型的减压渣油性质如表2所示。

对比例1

试验原料为稠油2#，属国内环烷基原油，较稠油1#具有密度大、粘度高、凝点高、硫含量高、沥青质含量高、金属含量高等特点。原油的一般性质如表1所示。

将原油进行脱盐脱水预处理，加热至80～120℃，呈流动状态后，在工业常减压蒸馏装置上获得＞490℃减压渣油，典型的减压渣油性质如表2所示。

对比例2

试验原料为稠油1#与稠油3#混合原油，混合比例5：3，两种原油均为国内环烷基原油。稠油3#的一般性质如表1所示。

将原油进行脱盐脱水预处理，加热至80～120℃，呈流动状态后，在工业常减压蒸馏装置上获得＞495℃减压渣油，典型的减压渣油性质如表2所示。

表1原油一般性质

表2典型的减压渣油性质

将上述实施例1至3、对比例1和2中制备得到的基质沥青应用于沥青防水卷材，卷材制备方法如下：在基质沥青中加入1.5-5％的sbs和适量的添加剂，对无纺布进行浸渍，辊压成型。

防水卷材沥青产品性能评价标准参照国标gb/t18242-2008《弹性体改性沥青防水卷材》及gb/t328.14-2007《建筑防水卷材试验方法》。其中，柔韧性指防水卷材在低温条件下保持柔韧性的性能，它对保证产品易于施工、不脆裂十分重要，常用柔度、低温弯折性等指标表示。温度稳定性指防水卷材在高温下不流淌、不起泡、不滑动，低温下不脆裂的性能，即在一定温度变化下保持原有性能的能力，常用耐热度、耐热性等指标表示。

对防水卷材的柔韧性和温度稳定性的评价结果如表3所示。

表3

由性能验证数据来看，应用本发明制备的基质沥青，防水卷材的低温柔度可达到-30℃，耐热度为90℃，耐热度可以达到105℃。而对比例中制备的基质沥青应用于防水卷材，低温柔度较差，对比例2中的耐热度仅为90℃，低温柔度仅为-20℃。本发明中的基质沥青可以分别满足不同类型防水卷材指标要求。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。