一种道路沥青及其制备方法与流程

文档序号:19428551发布日期:2019-12-17 16:01阅读:388来源:国知局

本发明属于材料领域,特别涉及一种道路沥青及其制备方法。



背景技术:

沥青分为石油沥青、煤沥青和天然沥青。石油沥青一般是原油蒸馏后的残留物,煤沥青一般是炼焦后的副产物,天然沥青则是根据特别的天然气候条件形成。广泛应用于高速公路和城市马路。

现有技术中的沥青道路使用时间容易出现路面老化、裂缝、麻面等问题,主要原因在于,所用的道路沥青容易老化,道路沥青与道路沙石的附着力差,渗透性差造成的,特别是在夏天路面温度过高,例如55℃下的道路沥青容易软化,来往车辆挤压,使得道路沥青容易变形,脱落。

因此,提供一种道路沥青,能在高温下依然保持良好的对沙石的附着力和渗透性,不易脱落,且不易老化,使用时间长,是十分有必要的。



技术实现要素:

针对现有技术的不足,本发明提供一种道路沥青及其制备方法。所述道路沥青能在60℃下依然保持良好的对沙石的附着力和渗透性,不易老化,在道路中使用的时间长,不易出现裂缝和脱落问题。

一种道路沥青,按重量份数计,包括以下组分:

所述石油沥青中的c与h的摩尔比为0.86-0.88。

优选的,一种道路沥青,按重量份数计,包括以下组分:

优选的,所述石油沥青在135℃下的黏度为0.1-2pa·s。

所述石油沥青由烷烃、环烷烃和芳香烃组成。

优选的,所述石油沥青为轻质沥青(由中国石化股份有限公司茂名分公司提供,型号为180#)。

优选的,所述焦化油中酚及酚的衍生物含量,按质量百分数计,为10-30%。

优选的,所述凝析油中c5-c8的烃类混合物(包括烷烃、烯烃、炔烃)的含量,按质量百分数计,为80-90%。

所述凝析油中还含有噻吩类、硫醇类、硫醚类物质。

优选的,所述循环油的硫含量,按质量百分数计,低于0.9%。

所述循环油是原油经过催化裂化后的烃类混合物。

优选的,所述导热油的密度为0.87-0.89g/cm3

优选的,所述导热油为烷基苯型导热油(主要成分是苯环附有链烷烃支链类型的化合物)、烷基萘型导热油(苯环上连接烷烃支链的化合物)、烷基联苯型导热油(联苯基环上连接烷基支链一类的化合物)中的一种。

所述降粘剂由甲基氯硅烷、聚丙烯腈和氟代烃基硅氧烷在有机锡作催化剂的条件下,在150-180℃下反应制得。

优选的,甲基氯硅烷、聚丙烯腈、氟代烃基硅氧烷和有机锡作催化剂的用量比为(0.1-3):(0.1-3):1:(0.01-0.2)。

优选的,所述降粘剂的密度为1.06-1.08g/cm3

所述沥青再生剂是将原油在320-350℃,压强为5-6kpa的条件下,经减压蒸馏得到。

所述原油的密度为0.8-0.9g/cm3,25℃下的黏度为30-60mpa·s。

一种道路沥青的制备方法,包括以下步骤:

按配方量称取各组分,先将石油沥青加热融化,然后加入凝析油、循环油、导热油和焦化油混合,再加入沥青再生剂和降粘剂,搅拌,即制得所述的道路沥青。

优选的,所述搅拌的搅拌速度为300-500转/分钟,搅拌的时间为0.5-1小时。

所述搅拌的搅拌速度对本发明制得的道路沥青的附着力也具有一定的增强作用。

相对于现有技术,本发明的有益效果如下:

(1)选择合适的石油沥青、焦化油和导热油使得本发明所述道路沥青能在60℃下依然保持良好的对沙石的附着力和渗透性,不易老化,在道路中使用的时间长,不易出现裂缝和脱落问题。

(2)本发明所述道路沥青在常温下的保质期可长达3年。

(3)本发明所述道路沥青的制备工艺简单、制备过程中对环境不产生污染。

具体实施方式

为了让本领域技术人员更加清楚明白本发明所述技术方案,现列举以下实施例进行说明。需要指出的是,以下实施例对本发明要求的保护范围不构成限制作用。

以下实施例所用的石油沥青由中海沥青有限责任公司、中国石化股份有限公司茂名分公司、或佛山中油高富石油有限公司提供,沥青再生剂由辽宁泰宇石化有限公司或湖北泊润能源科技有限公司提供,降粘剂可由苏州福之源生物科技有限公司或泉州海大新材料有限公司提供。

实施例1

一种道路沥青,按重量份数计,包括以下组分:

所述石油沥青中的c与h的摩尔比为0.87。

所述石油沥青在135℃下的黏度为0.8pa·s。

所述石油沥青由烷烃、环烷烃和芳香烃组成。

所述焦化油中酚及酚的衍生物含量,按质量百分数计,为20-22%。

所述凝析油中c5-c8的烃类混合物(包括烷烃、烯烃、炔烃)的含量,按质量百分数计,为83%。

所述凝析油中还含有噻吩类、硫醇类、硫醚类物质。

所述循环油的硫含量,按质量百分数计,为0.1%。

所述循环油是原油经过催化裂化后的烃类混合物。

所述导热油的密度为0.88g/cm3

所述导热油为烷基萘型导热油(苯环上连接烷烃支链的化合物)。

所述降粘剂由甲基氯硅烷、聚丙烯腈和氟代烃基硅氧烷在有机锡作催化剂的条件下,在160℃下反应制得。

所述沥青再生剂是将原油在340℃,压强为5kpa的条件下,经减压蒸馏得到。

原油的密度为0.85g/cm3,25℃下的黏度为40mpa·s。

一种道路沥青的制备方法,包括以下步骤:

按配方量称取各组分,先将石油沥青加热融化,然后加入凝析油、循环油、导热油和焦化油混合,再加入沥青再生剂和降粘剂,搅拌,即制得所述的道路沥青。

搅拌的速度为350转/分钟,搅拌的时间为0.5小时。

实施例2

一种道路沥青,按重量份数计,包括以下组分:

所述石油沥青在135℃下的黏度为0.8pa·s。

所述石油沥青由烷烃、环烷烃和芳香烃组成。

所述石油沥青为轻质沥青(由中国石化股份有限公司茂名分公司提供,型号为180#)。

所述焦化油中酚及酚的衍生物含量,按质量百分数计,为25%。

所述凝析油中c5-c8的烃类混合物(包括烷烃、烯烃、炔烃)的含量,按质量百分数计,为88%。

所述凝析油中还含有噻吩类、硫醇类、硫醚类物质。

所述循环油的硫含量,按质量百分数计,为0.3%。

所述循环油是原油经过催化裂化后的烃类混合物。

所述导热油的密度为0.89g/cm3

所述导热油为烷基苯型导热油(主要成分是苯环附有链烷烃支链类型的化合物)。

所述降粘剂由甲基氯硅烷、聚丙烯腈和氟代烃基硅氧烷在有机锡作催化剂的条件下,在170℃下反应制得。

所述降粘剂的密度为1.08g/cm3

所述沥青再生剂是将原油在350℃,压强为5kpa的条件下,经减压蒸馏得到。

所述原油的密度为0.88g/cm3,25℃下的黏度为55mpa·s。

一种道路沥青的制备方法,包括以下步骤:

按配方量称取各组分,先将石油沥青加热融化,然后加入凝析油、循环油、导热油和焦化油混合,再加入沥青再生剂和降粘剂,搅拌,即制得所述的道路沥青。

所述搅拌的搅拌速度为400转/分钟,搅拌的时间为0.6小时。

实施例3

一种道路沥青,按重量份数计,包括以下组分:

所述石油沥青中的c与h的摩尔比为0.86。

所述石油沥青在135℃下的黏度为1.8pa·s。

所述石油沥青由烷烃、环烷烃和芳香烃组成。

所述焦化油中酚及酚的衍生物含量,按质量百分数计,为26%。

所述凝析油中c5-c8的烃类混合物(包括烷烃、烯烃、炔烃)的含量,按质量百分数计,为84%。

所述凝析油中还含有噻吩类、硫醇类、硫醚类物质。

所述循环油的硫含量,按质量百分数计,为0.4%。

所述循环油是原油经过催化裂化后的烃类混合物。

所述导热油的密度为0.89g/cm3

所述导热油为烷基联苯型导热油(联苯基环上连接烷基支链一类的化合物)中的一种。

所述降粘剂由甲基氯硅烷、聚丙烯腈和氟代烃基硅氧烷在有机锡作催化剂的条件下,在160℃下反应制得。

所述降粘剂的密度为1.07g/cm3

所述沥青再生剂是将原油在340℃,压强为6kpa的条件下,经减压蒸馏得到。

所述原油的密度为0.9g/cm3,25℃下的黏度为40mpa·s。

一种道路沥青的制备方法,包括以下步骤:

按配方量称取各组分,先将石油沥青加热融化,然后加入凝析油、循环油、导热油和焦化油混合,再加入沥青再生剂和降粘剂,搅拌,即制得所述的道路沥青。

所述搅拌的搅拌速度为450转/分钟,搅拌的时间为0.7小时。

对比例1

与实施例1相比,对比例1中的石油沥青用市售的煤沥青替代,其余组分和制备过程与实施例1相同。

对比例2

与实施例1相比,对比例2中不添加焦化油,其余组分和制备过程与实施例1相同。

对比例3

与实施例1相比,对比例3中不添加导热油,其余组分和制备方法与实施例1相同。

对比例4

与实施例1相比,对比例4中石油沥青为90份,焦化油5份,凝析油5份,道路沥青的制备过程中搅拌的速度为100转/分钟,搅拌的时间为0.5小时,其余组分和制备过程与实施例1相同。

产品效果测试

将实施例1-3、对比例1-4制得的道路沥青以及市售的道路沥青(市售的道路沥青含有石油沥青但不含有焦化油和导热油),分别与铺设道路的沙石混合,铺平,模拟成道路,然后在60℃的条件下,于500kg的压力下,进行连续的来回摩擦测试3天,观察是否出现道路沥青是否从沙石上脱落的现象,用模拟成道路中的道路沥青脱离的面积除以模拟成道路的总面积*100%(记为脱落面积比)计算,结果如表1所示(表中的脱落面积比数据越大,表示脱落的面积越大,则说明道路沥青的附着力越差,也暗示道路沥青的渗透性也差)。

表1:

从表1数据可以看出,60℃下,实施例1-3制得的道路沥青对沙石的附着力和渗透性更好,更不易脱落。相对而言,对比例1-4制得的道路沥青以及市售的道路沥青在相同条件下对沙石的附着力和渗透性较差,容易脱落。

在实施例1的基础上,如果仅改变焦化油中酚及酚的衍生物含量,按质量百分数计,为5%,制得道路沥青,则按照上述相同条件测试脱落面积,为0.5%。

另外,将实施例1-3制得的道路沥青用于高速公里上,连续使用两年也未出现明显的路面老化、裂缝、麻面问题。但使用市售的道路沥青用于高速公里上,连续使用一年出现了轻微的明显的麻面问题。

另外,将实施例1制得的道路沥青和市售的道路沥青在常温下保存3年后,按照上述的60℃的条件下,于500kg的压力下,进行连续的来回摩擦测试3天的实验条件测试,结果实施例1制得的道路沥青的脱落面积仅仅增加0.2%,市售的道路沥青的脱落面积增加2%。

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