复合改性煤沥青及其制备方法
【专利摘要】本发明涉及一种复合改性煤沥青及其制备方法。本发明公开了一种复合改性煤沥青，基于所述复合改性煤沥青的总重量，所述复合改性煤沥青包含20-80wt%的煤沥青、10-70wt%的渣油、0-20wt%的高分子材料、0-20wt%的改性剂、0-5wt%的添加剂。
【专利说明】复合改性煤沥青及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种煤浙青，尤其涉及一种复合改性煤浙青及其制备方法。
【背景技术】[0002]煤浙青又叫煤焦油浙青，是煤炭深加工过程中产生的煤焦油蒸馏后的副产物，是煤焦油加工过程中产生的大宗产品。目前，我国煤浙青年产量约为600万吨。因此，如何有效的利用这些煤浙青资源成为煤炭加工行业关注的焦点。
[0003]近年来，我国公路建设规模非常大，需要大量的道路浙青。然而石油资源日趋紧张，国际原油价格不断攀升，石油基浙青也供应紧张。因此，需要充分利用我国的煤炭资源优势，发展道路煤浙青，加速我国的交通建设。
[0004]未改性的煤浙青温度敏感性强，表现为高温易流淌，低温时易断裂。煤浙青中含有大量的多环芳烃类化合物，其中蒽、菲、芘、苯并芘等有毒物质在高温加热时会挥发出来，造成环境污染和对危害人体健康。特别是3，4-苯并芘(BaP)是高致癌物质。
[0005]张成如(CN102504556A)利用煤浙青和石油浙青混合，加入高分子材料、交联剂及其他添加剂来制备高等级道路浙青，其工艺复杂，且反应温度较高。任真等(CN102070910A)将纳米材料改性后与煤浙青混合来制备路用煤浙青，但其未考虑到煤浙青的毒性问题。车春玲(CN101705003A)采用苯乙烯-丁二烯共聚物(SBS)、废塑料和星状芴类聚合物来改性煤浙青，但效果不明显。徐国财等(CN102676195A)将煤浙青用有机溶剂提炼精制后，再用SBS来改性。此方法需使用大量有机溶剂，且工艺复杂。
[0006]综上可知，目前对于煤浙青的改性效果不是很好，存在较多问题，未能有效的解决煤浙青的毒性问题。
【发明内容】
[0007]本发明的目的在于提供一种操作简单，工艺简便，性能优良，有效降低有毒物质含量的复合改性煤浙青及其制备方法。
[0008]本发明所述的复合改性煤浙青，基于复合改性煤浙青的总重量，包含20_80wt%的煤浙青、10-70wt%的洛油、0-20wt%的高分子材料、0-20wt%的改性剂、0_5wt%的添加剂。
[0009]本发明所述的复合改性煤浙青的制备方法包括以下步骤:将煤浙青，渣油，以及选自改性剂、高分子材料和添加剂中的至少一种加入到反应器中进行反应，反应时间为0.1-7小时，温度为90-280°C。
[0010]本发明所述的复合改性煤浙青的制备方法包括以下步骤:将煤浙青和改性剂加入到反应器中，反应0.1-2小时，温度控制在90-280°C，使其充分反应，再渣油，混合0.1-2小时，温度控制在90-280°C，最后加入高分子材料及添加剂继续混合0.1-3小时。
[0011]所述煤浙青为煤干馏得到的煤焦油再经蒸馏加工制成的煤浙青，其软化点为60-120°C,甲苯不溶物含量小于25wt%，包括中温煤浙青或低温煤浙青。
[0012]所述渣油包括常压渣油、减压渣油、重油中的一种或两种以上，所述渣油包含70-80wt%的饱和分、2_10wt%的芳香分、10_20wt%的胶质、0-0.5wt%的浙青质。
[0013]所述高分子材料为废橡胶粉、再生橡胶粉、丁苯橡胶、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)、苯乙烯-丁二烯共聚物(SBS)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、不饱和聚酯、聚氨酯、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物中的一种或两种以上。
[0014]所述改性剂为苯甲醛、多聚甲醛、三聚甲醛、古马隆茚树脂、环氧树脂、聚乙二醇(分子量为400、600、800、2000、4000)中的一种或两种以上。
[0015]所述添加剂为多聚磷酸、单质硫中的一种或两种以上。
[0016]本发明的优点如下:
[0017]本发明通过渣油和高分子材料来复合改性煤浙青，加工简便，改性效果明显。同时又大大减少有毒物质的含量，完全适用于道路建设施工的要求。
【具体实施方式】
[0018]本发明提供的复合改性煤浙青为煤浙青、渣油及高分子材料等的组合物，且基于该组合物总重量，煤浙青含量为20-80wt%，渣油含量为10-70wt%，高分子材料含量为0-20wt%，改性剂含量为0-20wt%，添加剂含量为0-5wt%。
[0019]所述煤浙青含量优选30_80wt%,更优选40_75wt%。所述洛油含量优选20_60wt%,更优选30-50wt%。所述高分子材料含量优选2-20wt%，更优选2-15wt%。所述改性剂含量优选2-20wt%，更优选2-15wt%。所述添加剂的含量优选0.5-5wt%，更优选0.5_4wt%。
[0020]本发明所述的复合改性煤浙青的制备方法包括以下步骤:将煤浙青，渣油，以及选自改性剂、高分子材料和添加剂中的至少`一种加入到反应器中，反应时间为0.1-7小时，温度为 90-280°C。
[0021]所述反应时间优选0.5-5小时，更优选0.5-3小时。所述温度优选100_250°C，更优选 100-200°C，进一步优选 100-180°C。
[0022]本发明所述的复合改性煤浙青的制备方法包括以下步骤:将煤浙青和改性剂加入到反应器中，反应0.1-2小时，温度控制在90-280°C，使其充分反应，再加入渣油，混合
0.1-2小时，温度控制在90-280°C，最后加入高分子材料及添加剂继续混合0.1-3小时。
[0023]所述煤浙青具有软化点为60_120°C，甲苯不溶物含量小于25wt%。
[0024]所述渣油包括常压渣油、减压渣油、重油及由渣油调和的燃料油中的一种或两种以上，所述渣油包括70-80wt%的饱和分、2-10wt%的芳香分、10-20wt%的胶质、0_0.5wt%的浙青质。
[0025]所述高分子材料为废橡胶粉、再生橡胶粉、丁苯橡胶、聚氯乙烯、聚苯乙烯、苯乙烯-丁二烯共聚物、聚乙烯、聚丙烯、不饱和聚酯、聚氨酯、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物中的一种或两种以上。
[0026]所述改性剂为苯甲醛、多聚甲醛、三聚甲醛、古马隆茚树脂、环氧树脂、聚乙二醇(分子量为400、600、800、2000、4000)中的一种或两种以上。
[0027]所述添加剂为多聚磷酸、单质硫中的一种或两种以上。
[0028]以下将通过实施例来说明本发明的实施方案，但是本发明并不限于这些特定的实施例。
[0029]实施例1[0030]将70wt%中温煤浙青和4wt%聚乙二醇(600)按上述比例加入到反应器中，反应
0.7小时，温度控制在145°C，使其充分反应，再加入25wt%渣油，混合0.5小时，温度控制在1200C，最后加入lwt%单质硫，继续混合0.5小时。
[0031]实施例2
[0032]将67.5wt%中温煤浙青和2wt%多聚甲醒按上述比例加入到反应器中，反应0.5小时，温度控制在115 °C，使其充分反应，再加入27wt%渣油，混合0.5小时，温度控制在1450C，最后加入3.5wt%聚苯乙烯继续混合0.5小时。
[0033]实施例3
[0034]将67.5wt%中温煤浙青、30wt%渣油和2.5wt%80目废橡胶粉按上述比例加入到反应器中，反应I时，温度控制在140°C，使其充分混合。
[0035]实施例4
[0036]将69.3wt%中温煤浙青、27.7wt%洛油和3wt%聚苯乙烯泡沫板按上述比例加入到反应器中，温度控制在125°C，反应I小时，使其充分混合。
[0037]实施例5
[0038]将66wt%中温煤浙青、30wt%渣油和4wt%的自制橡塑合金(由废胶粉、SBS和PE等组成，质量比为6:2:2)按上述比例加入到反应器中，温度控制在150°C，反应I小时，使其充分混合。
[0039]比较例I
[0040]将71.5wt%中温煤浙青和28.5wt%渣油按上述比例加入到反应器中，温度控制在120°C，反应I小时，使其充分混合。
[0041]比较例2
[0042]将66.7wt%中温煤浙青和33.3wt%渣油按上述比例加入到反应器中，温度控制在120°C，反应I小时，使其充分混合。
[0043]表1:实施例中使用原料的生产单位
[0044]
【权利要求】
1.一种复合改性煤浙青，其特征在于，基于所述复合改性煤浙青的总重量，所述复合改性煤浙青包含20-80wt%的煤浙青、10-70wt%的洛油、0-20wt%的高分子材料、0_20wt%的改性剂、0-5wt%的添加剂。
2.根据权利要求1所述的复合改性煤浙青，其特征在于，所述煤浙青的软化点为60-120°C,甲苯不溶物含量小于25wt%。
3.根据权利要求1或2所述的复合改性煤浙青，其特征在于，所述渣油包括常压渣油、减压渣油、重油及由渣油调和的燃料油中的一种或两种以上，并且基于所述渣油的总重量，所述洛油包含70-80wt%的饱和分、2-10wt%的芳香分、10-20wt%的胶质、0-0.5wt%的浙青质。
4.根据权利要求1至3任一项所述的复合改性煤浙青，其特征在于，所述高分子材料为废橡胶粉、再生橡胶粉、丁苯橡胶、聚氯乙烯、聚苯乙烯、苯乙烯-丁二烯共聚物、聚乙烯、聚丙烯、不饱和聚酯、聚氨酯、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物中的一种或两种以上。
5.根据权利要求1至4任一项所述的复合改性煤浙青，其特征在于，所述改性剂为苯甲醛、多聚甲醛、三聚甲醛、古马隆茚树脂、环氧树脂、聚乙二醇中的一种或两种以上。
6.根据权利要求1至5任一项所述的复合改性煤浙青，其特征在于，所述添加剂为多聚磷酸、单质硫中的一种或两种以上。
7.—种权利要求1-6任一项所述的复合改性煤浙青的制备方法，其特征在于，将煤浙青，渣油，以及选自改性剂、高分子材料和添加剂中的至少一种加入到反应器中进行反应，反应时间为0.1-7小时，温度控制在90-280°C。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，将煤浙青和改性剂加入到反应器中，反应0.1-2小时，温度控制在90-280°C，使其充分反应，再加入渣油，混合0.1-2小时，温度控制在90-280°C，最后加入高分子材料及添加剂继续混合0.1-3小时。
【文档编号】C08L21/00GK103450693SQ201310430362
【公开日】2013年12月18日 申请日期:2013年9月18日 优先权日:2013年9月18日
【发明者】曹东伟, 吴小维, 李佰昌, 何敏, 张海燕, 张艳君 申请人:交通运输部公路科学研究所