一種高軟化點(diǎn)乳化瀝青及其制備方法和應(yīng)用
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高軟化點(diǎn)乳化瀝青及其制備方法和應(yīng)用，屬于瀝青路面材料及鉆井液體系瀝青材料技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明的技術(shù)方案要點(diǎn)為：一種高軟化點(diǎn)乳化瀝青，是由以下重量百分含量的原料制備而成的瀝青50%?60%、苯乙烯?丁二烯?苯乙烯嵌段共聚物1%?4%、聚烯烴1%?6%、陽離子瀝青乳化劑1.5%?2.5%，余量為水。本發(fā)明還公開了該高軟化點(diǎn)乳化瀝青的制備方法及其在瀝青路面建設(shè)和養(yǎng)護(hù)施工中和油田鉆井液中的應(yīng)用。采用這種高軟化點(diǎn)乳化瀝青進(jìn)行路面鋪筑和養(yǎng)護(hù)，施工后的路面具有更高的抗高溫病害能力，采用本發(fā)明方法制備的軟化點(diǎn)80?120℃的乳化瀝青，性能穩(wěn)定，抑制能力強(qiáng)，能有效抑制泥頁巖水化和硬脆性地層的坍塌，抗?jié)B堵漏，適應(yīng)于各種深度，不同工況的油田開采鉆井液體系。
【專利說明】
一種高軟化點(diǎn)乳化瀝青及其制備方法和應(yīng)用
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明屬于瀝青路面材料及鉆井液體系瀝青材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高軟化 點(diǎn)乳化瀝青及其制備方法和應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前使用的乳化瀝青軟化點(diǎn)較低，即便是經(jīng)過改性的乳化瀝青其軟化點(diǎn)一般也不超 過60°C，對于溫?zé)釒У貐^(qū)，氣溫達(dá)到35°C以上時(shí)，黑色瀝青路面溫度往往達(dá)到60°C甚至更高。 乳化瀝青高溫性能即軟化點(diǎn)是瀝青路面產(chǎn)生高溫病害的重要原因之一，大幅度提高瀝青軟 化點(diǎn)可以有效提高路面抗高溫病害能力，對進(jìn)一步推廣乳化瀝青技術(shù)具有重要的意義。
[0003] 在油田鉆探開采領(lǐng)域，陽離子乳化瀝青與陽離子聚合物鉆井液配伍性好，性能穩(wěn) 定，用于油田開采鉆井液體系可以明顯提高井壁強(qiáng)度和韌性，在堵水防漏、抗坍塌等方面是 一種物美價(jià)廉的鉆井液體系。
[0004] 普通乳化瀝青軟化點(diǎn)低，在淺層油井的開采中得到了廣泛的應(yīng)用，對于深層油井， 井壁溫度達(dá)到l〇〇°C以上，需要程序復(fù)雜、代價(jià)昂貴的鉆井液。提高乳化瀝青的軟化點(diǎn)和穩(wěn) 定性，降低生產(chǎn)和使用成本、增加相關(guān)使用性能是使乳化瀝青在油田開采領(lǐng)域得到更加廣 泛應(yīng)用最為有效的方法。
[0005] 公開號為CN1749350A的專利公開了一種鉆井液用陽離子乳化瀝青防塌劑及其生 產(chǎn)方法，具體公開了一種以更為簡便的生產(chǎn)工藝制備出綜合性能更加優(yōu)良且性價(jià)比更高的 通用型高軟化點(diǎn)乳化瀝青，然而該專利一定程度上存在成本較高且工藝復(fù)雜的缺陷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明解決的技術(shù)問題是提供了一種能夠抵抗瀝青路面高溫病害且適應(yīng)不同深 度油田開采使用的高軟化點(diǎn)乳化瀝青及其制備方法，該高軟化點(diǎn)乳化瀝青能夠較好的應(yīng)用 于瀝青路面建設(shè)和養(yǎng)護(hù)施工中，并且該高軟化點(diǎn)乳化瀝青與鉆井液配伍性好且性能穩(wěn)定。
[0007] 本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題采用如下技術(shù)方案，一種高軟化點(diǎn)乳化瀝青，其特征 在于是由以下重量百分含量的原料制備而成的： 瀝青 50%-60% 苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物 1%_4% 聚烯烴 1%-6% 陽離子瀝青乳化劑 1.5%-2.5% 余量為水。
[0008] 進(jìn)一步優(yōu)選，所述的高軟化點(diǎn)乳化瀝青是由以下重量百分含量的原料制備而成的： 瀝青 52%-55% 苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物 3%-4% 聚烯烴 1.5%-5% 陽離子瀝青乳化劑 1.6%-2.2% 余量為水。
[0009] 進(jìn)一步優(yōu)選，所述的聚烯烴為聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、乙烯-丙烯酸共聚 物、乙烯-丙烯酸酯共聚物、聚丙烯、聚丁烯、聚4-甲基-1-戊烯或環(huán)烯烴聚合物。
[0010] 進(jìn)一步優(yōu)選，所述的陽離子瀝青乳化劑為季銨鹽陽離子中裂乳化劑或咪唑啉陽離 子慢裂快凝乳化劑。
[0011] 進(jìn)一步優(yōu)選，所述的水為自來水或非堿性地下水。
[0012] 本發(fā)明所述的高軟化點(diǎn)乳化瀝青的制備方法，其特征在于具體步驟為： (1) 將瀝青加熱至160_180°C加入苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物，攪拌不低于40分 鐘，再經(jīng)高速剪切機(jī)剪切30分鐘后加入聚烯烴，攪拌10分鐘后繼續(xù)剪切5-10分鐘制得高軟 化點(diǎn)改性瀝青； (2) 將陽離子瀝青乳化劑加入到加熱至50-70°C的水中攪拌混合均勻，然后與降溫至 155-165Γ的高軟化點(diǎn)改性瀝青混合均勻后經(jīng)膠體磨循環(huán)2-3分鐘制得高軟化點(diǎn)乳化瀝青。
[0013] 進(jìn)一步優(yōu)選，所述的高軟化點(diǎn)乳化瀝青的制備方法的具體步驟為： (1)將瀝青加熱至175°C加入苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物，攪拌40分鐘，再經(jīng)高 速剪切機(jī)剪切30分鐘后加入聚乙烯，攪拌10分鐘后繼續(xù)剪切8分鐘制得高軟化點(diǎn)改性瀝青； (2 )將季銨鹽陽離子中裂乳化劑加入到加熱至65 °C的自來水中攪拌混合均勻，然后與 降溫至160°C的高軟化點(diǎn)改性瀝青混合均勻后經(jīng)膠體磨循環(huán)3分鐘制得高軟化點(diǎn)乳化瀝青。
[0014] 本發(fā)明所述的高軟化點(diǎn)乳化瀝青的制備方法，其特征在于具體步驟為： (1) 將瀝青加熱至165-175Γ加入苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物和聚烯烴，攪拌不 低于40分鐘，再經(jīng)高速剪切機(jī)剪切40分鐘制備高軟化點(diǎn)改性瀝青； (2) 將陽離子瀝青乳化劑加入到加熱至50-70°C的水中攪拌混合均勻，并加入鹽酸調(diào)節(jié) 溶液的pH值為2-3,然后與降溫至155-165Γ的高軟化點(diǎn)改性瀝青混合均勻后經(jīng)膠體磨循環(huán) 2-3分鐘制得高軟化點(diǎn)乳化瀝青。
[0015] 本發(fā)明所述的高軟化點(diǎn)乳化瀝青在瀝青路面建設(shè)和養(yǎng)護(hù)施工中的應(yīng)用。
[0016] 本發(fā)明所述的高軟化點(diǎn)乳化瀝青在油田鉆井液中的應(yīng)用。
[0017] 采用本發(fā)明方法制備的軟化點(diǎn)80-120°C的乳化瀝青，按照交通部標(biāo)準(zhǔn)JTJ 052-2000《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程》進(jìn)行測試，各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到交通部部頒標(biāo)準(zhǔn)JTG F40-2004《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》。采用這種高軟化點(diǎn)乳化瀝青進(jìn)行路面鋪筑和養(yǎng) 護(hù)，施工方法與普通乳化瀝青相同，施工后的路面具有更高的抗高溫病害能力。
[0018] 采用本發(fā)明方法制備的軟化點(diǎn)80-120°C的乳化瀝青，性能穩(wěn)定，抑制能力強(qiáng)，能有 效抑制泥頁巖水化和硬脆性地層的坍塌，抗?jié)B堵漏，適應(yīng)于各種深度，不同工況的油田開采 鉆井液體系。
【具體實(shí)施方式】
[0019] 以下通過實(shí)施例對本發(fā)明的上述內(nèi)容做進(jìn)一步詳細(xì)說明，但不應(yīng)該將此理解為本 發(fā)明上述主題的范圍僅限于以下的實(shí)施例，凡基于本發(fā)明上述內(nèi)容實(shí)現(xiàn)的技術(shù)均屬于本發(fā) 明的范圍。
[0020] 實(shí)施例1 將52千克瀝青加熱至175°C加入2千克苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物，攪拌40分 鐘，再經(jīng)高速剪切機(jī)剪切30分鐘后加入2.6千克聚乙烯，攪拌10分鐘后繼續(xù)剪切8分鐘制得 高軟化點(diǎn)改性瀝青;將1.6千克季銨鹽陽離子中裂乳化劑加入到加熱至65°C的41.8千克自 來水中攪拌混合均勻，然后與降溫至160 °C的高軟化點(diǎn)改性瀝青混合均勻后經(jīng)膠體磨循環(huán)3 分鐘制得高軟化點(diǎn)乳化瀝青。
[0021] 實(shí)施例2 將55千克瀝青加熱至175°C加入4千克苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物，攪拌40分 鐘，再經(jīng)高速剪切機(jī)剪切30分鐘后加入2千克乙烯-丙烯酸共聚物，攪拌10分鐘后繼續(xù)剪切8 分鐘制得高軟化點(diǎn)改性瀝青;將2千克季銨鹽陽離子中裂乳化劑加入到加熱至65°C的37千 克自來水中攪拌混合均勻，然后與降溫至160°C的高軟化點(diǎn)改性瀝青混合均勻后經(jīng)膠體磨 循環(huán)3分鐘制得高軟化點(diǎn)乳化瀝青。
[0022] 實(shí)施例3 將50千克瀝青加熱至160°C加入4千克苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物，攪拌80分 鐘，再經(jīng)高速剪切機(jī)剪切30分鐘后加入1千克聚丙烯，攪拌10分鐘后繼續(xù)剪切8分鐘制得高 軟化點(diǎn)改性瀝青;將2.5千克季銨鹽陽離子中裂乳化劑加入到加熱至50°C的42.5千克自來 水中攪拌混合均勻，然后與降溫至165°C的高軟化點(diǎn)改性瀝青混合均勻后經(jīng)膠體磨循環(huán)2分 鐘制得高軟化點(diǎn)乳化瀝青。
[0023] 實(shí)施例4 將60千克瀝青加熱至180°C加入1千克苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物，攪拌60分 鐘，再經(jīng)高速剪切機(jī)剪切30分鐘后加入6千克環(huán)烯烴聚合物，攪拌10分鐘后繼續(xù)剪切8分鐘 制得高軟化點(diǎn)改性瀝青;將1.5千克季銨鹽陽離子中裂乳化劑加入到加熱至70°C的31.5千 克非堿性地下水中攪拌混合均勻，然后與降溫至155°C的高軟化點(diǎn)改性瀝青混合均勻后經(jīng) 膠體磨循環(huán)3分鐘制得高軟化點(diǎn)乳化瀝青。
[0024] 實(shí)施例5 將52千克瀝青加熱至175°C加入4千克苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物，攪拌80分 鐘，再經(jīng)高速剪切機(jī)剪切30分鐘后加入1.5千克聚4-甲基-1-戊烯，攪拌10分鐘后繼續(xù)剪切5 分鐘制得高軟化點(diǎn)改性瀝青；將2.2千克季銨鹽陽離子中裂乳化劑加入到加熱至50°C的 40.3千克自來水中攪拌混合均勻，然后與降溫至160°C的高軟化點(diǎn)改性瀝青混合均勻后經(jīng) 膠體磨循環(huán)2分鐘制得高軟化點(diǎn)乳化瀝青。
[0025] 實(shí)施例6 將55千克瀝青加熱至175°C加入3千克苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物，攪拌80分 鐘，再經(jīng)高速剪切機(jī)剪切30分鐘后加入5千克乙烯-丙烯酸酯共聚物，攪拌10分鐘后繼續(xù)剪 切10分鐘制得高軟化點(diǎn)改性瀝青;將1.6千克季銨鹽陽離子中裂乳化劑加入到加熱至50°C 的35.4千克自來水中攪拌混合均勻，然后與降溫至160°C的高軟化點(diǎn)改性瀝青混合均勻后 經(jīng)膠體磨循環(huán)3分鐘制得高軟化點(diǎn)乳化瀝青。
[0026] 實(shí)施例7 將54千克瀝青加熱至180°C加入4千克苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物和2千克乙 烯-醋酸乙烯共聚物，攪拌40分鐘，再經(jīng)高速剪切機(jī)剪切40分鐘制備高軟化點(diǎn)改性瀝青;將 2.2千克咪唑啉陽離子慢裂快凝乳化劑加入到加熱至65°C的自來水中攪拌混合均勻，并加 入鹽酸調(diào)節(jié)溶液的pH值為3,然后與降溫至160°C的高軟化點(diǎn)改性瀝青混合均勻后經(jīng)膠體磨 循環(huán)3分鐘制得高軟化點(diǎn)乳化瀝青。
[0027]為了證明高軟化點(diǎn)乳化瀝青發(fā)明的有效性和實(shí)用性，發(fā)明人根據(jù)交通部標(biāo)準(zhǔn)JTJ 052-2000《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程》進(jìn)行測試，結(jié)果如下表：
以上實(shí)施例描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征及優(yōu)點(diǎn)，本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解， 本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在 不脫離本發(fā)明原理的范圍下，本發(fā)明還會有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)均落入本發(fā) 明保護(hù)的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種高軟化點(diǎn)乳化瀝青，其特征在于是由以下重量百分含量的原料制備而成的： 瀝青 50%-60% 苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物 1%_4% 聚烯烴 1%-6% 陽離子瀝青乳化劑 1.5%-2.5% 余量為水。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高軟化點(diǎn)乳化瀝青，其特征在于是由以下重量百分含量的原 料制備而成的： 瀝青 52%-55% 苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物 3%-4% 聚烯烴 1.5%-5% 陽離子瀝青乳化劑 1.6%-2.2% 余量為水。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高軟化點(diǎn)乳化瀝青，其特征在于:所述的聚烯烴為聚乙烯、 乙烯-醋酸乙烯共聚物、乙烯-丙烯酸共聚物、乙烯-丙烯酸酯共聚物、聚丙烯、聚丁烯、聚4-甲基-1 -戊烯或環(huán)烯烴聚合物。4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高軟化點(diǎn)乳化瀝青，其特征在于:所述的陽離子瀝青乳化 劑為季銨鹽陽離子中裂乳化劑或咪唑啉陽離子慢裂快凝乳化劑。5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高軟化點(diǎn)乳化瀝青，其特征在于:所述的水為自來水或非 堿性地下水。6. -種權(quán)利要求1所述的高軟化點(diǎn)乳化瀝青的制備方法，其特征在于具體步驟為： (1) 將瀝青加熱至160-180°C加入苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物，攪拌不低于40分 鐘，再經(jīng)高速剪切機(jī)剪切30分鐘后加入聚烯烴，攪拌10分鐘后繼續(xù)剪切5-10分鐘制得高軟 化點(diǎn)改性瀝青； (2) 將陽離子瀝青乳化劑加入到加熱至50-70°C的水中攪拌混合均勻，然后與降溫至 155-165Γ的高軟化點(diǎn)改性瀝青混合均勻后經(jīng)膠體磨循環(huán)2-3分鐘制得高軟化點(diǎn)乳化瀝青。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的高軟化點(diǎn)乳化瀝青的制備方法，其特征在于具體步驟為： (1) 將瀝青加熱至175°C加入苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物，攪拌40分鐘，再經(jīng)高 速剪切機(jī)剪切30分鐘后加入聚乙烯，攪拌10分鐘后繼續(xù)剪切8分鐘制得高軟化點(diǎn)改性瀝青； (2) 將季銨鹽陽離子中裂乳化劑加入到加熱至65°C的自來水中攪拌混合均勻，然后與 降溫至160°C的高軟化點(diǎn)改性瀝青混合均勻后經(jīng)膠體磨循環(huán)3分鐘制得高軟化點(diǎn)乳化瀝青。8. -種權(quán)利要求1所述的高軟化點(diǎn)乳化瀝青的制備方法，其特征在于具體步驟為： (1) 將瀝青加熱至165-175Γ加入苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物和聚烯烴，攪拌不 低于40分鐘，再經(jīng)高速剪切機(jī)剪切40分鐘制備高軟化點(diǎn)改性瀝青； (2) 將陽離子瀝青乳化劑加入到加熱至50-70°C的水中攪拌混合均勻，并加入鹽酸調(diào)節(jié) 溶液的pH值為2-3,然后與降溫至155-165Γ的高軟化點(diǎn)改性瀝青混合均勻后經(jīng)膠體磨循環(huán) 2-3分鐘制得高軟化點(diǎn)乳化瀝青。9. 權(quán)利要求1或2所述的高軟化點(diǎn)乳化瀝青在瀝青路面建設(shè)和養(yǎng)護(hù)施工中的應(yīng)用。10. 權(quán)利要求1或2所述的高軟化點(diǎn)乳化瀝青在油田鉆井液中的應(yīng)用。
【文檔編號】C08L23/06GK105968834SQ201610310477
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年5月11日
【發(fā)明人】閆廣軒, 于紅利
【申請人】河南師范大學(xué)