復合改性煤瀝青及其制備方法
【專利摘要】本發明涉及一種復合改性煤瀝青及其制備方法。本發明公開了一種復合改性煤瀝青，基于所述復合改性煤瀝青的總重量，所述復合改性煤瀝青包含20-80wt%的煤瀝青、10-70wt%的渣油、0-20wt%的高分子材料、0-20wt%的改性劑、0-5wt%的添加劑。
【專利說明】復合改性煤瀝青及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種煤浙青，尤其涉及一種復合改性煤浙青及其制備方法。
【背景技術】[0002]煤浙青又叫煤焦油浙青，是煤炭深加工過程中產生的煤焦油蒸餾后的副產物，是煤焦油加工過程中產生的大宗產品。目前，我國煤浙青年產量約為600萬噸。因此，如何有效的利用這些煤浙青資源成為煤炭加工行業關注的焦點。
[0003]近年來，我國公路建設規模非常大，需要大量的道路浙青。然而石油資源日趨緊張，國際原油價格不斷攀升，石油基浙青也供應緊張。因此，需要充分利用我國的煤炭資源優勢，發展道路煤浙青，加速我國的交通建設。
[0004]未改性的煤浙青溫度敏感性強，表現為高溫易流淌，低溫時易斷裂。煤浙青中含有大量的多環芳烴類化合物，其中蒽、菲、芘、苯并芘等有毒物質在高溫加熱時會揮發出來，造成環境污染和對危害人體健康。特別是3，4-苯并芘(BaP)是高致癌物質。
[0005]張成如(CN102504556A)利用煤浙青和石油浙青混合，加入高分子材料、交聯劑及其他添加劑來制備高等級道路浙青，其工藝復雜，且反應溫度較高。任真等(CN102070910A)將納米材料改性后與煤浙青混合來制備路用煤浙青，但其未考慮到煤浙青的毒性問題。車春玲(CN101705003A)采用苯乙烯-丁二烯共聚物(SBS)、廢塑料和星狀芴類聚合物來改性煤浙青，但效果不明顯。徐國財等(CN102676195A)將煤浙青用有機溶劑提煉精制后，再用SBS來改性。此方法需使用大量有機溶劑，且工藝復雜。
[0006]綜上可知，目前對于煤浙青的改性效果不是很好，存在較多問題，未能有效的解決煤浙青的毒性問題。
【發明內容】
[0007]本發明的目的在于提供一種操作簡單，工藝簡便，性能優良，有效降低有毒物質含量的復合改性煤浙青及其制備方法。
[0008]本發明所述的復合改性煤浙青，基于復合改性煤浙青的總重量，包含20_80wt%的煤浙青、10-70wt%的洛油、0-20wt%的高分子材料、0-20wt%的改性劑、0_5wt%的添加劑。
[0009]本發明所述的復合改性煤浙青的制備方法包括以下步驟:將煤浙青，渣油，以及選自改性劑、高分子材料和添加劑中的至少一種加入到反應器中進行反應，反應時間為0.1-7小時，溫度為90-280°C。
[0010]本發明所述的復合改性煤浙青的制備方法包括以下步驟:將煤浙青和改性劑加入到反應器中，反應0.1-2小時，溫度控制在90-280°C，使其充分反應，再渣油，混合0.1-2小時，溫度控制在90-280°C，最后加入高分子材料及添加劑繼續混合0.1-3小時。
[0011]所述煤浙青為煤干餾得到的煤焦油再經蒸餾加工制成的煤浙青，其軟化點為60-120°C,甲苯不溶物含量小于25wt%，包括中溫煤浙青或低溫煤浙青。
[0012]所述渣油包括常壓渣油、減壓渣油、重油中的一種或兩種以上，所述渣油包含70-80wt%的飽和分、2_10wt%的芳香分、10_20wt%的膠質、0-0.5wt%的浙青質。
[0013]所述高分子材料為廢橡膠粉、再生橡膠粉、丁苯橡膠、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)、不飽和聚酯、聚氨酯、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物中的一種或兩種以上。
[0014]所述改性劑為苯甲醛、多聚甲醛、三聚甲醛、古馬隆茚樹脂、環氧樹脂、聚乙二醇(分子量為400、600、800、2000、4000)中的一種或兩種以上。
[0015]所述添加劑為多聚磷酸、單質硫中的一種或兩種以上。
[0016]本發明的優點如下:
[0017]本發明通過渣油和高分子材料來復合改性煤浙青，加工簡便，改性效果明顯。同時又大大減少有毒物質的含量，完全適用于道路建設施工的要求。
【具體實施方式】
[0018]本發明提供的復合改性煤浙青為煤浙青、渣油及高分子材料等的組合物，且基于該組合物總重量，煤浙青含量為20-80wt%，渣油含量為10-70wt%，高分子材料含量為0-20wt%，改性劑含量為0-20wt%，添加劑含量為0-5wt%。
[0019]所述煤浙青含量優選30_80wt%,更優選40_75wt%。所述洛油含量優選20_60wt%,更優選30-50wt%。所述高分子材料含量優選2-20wt%，更優選2-15wt%。所述改性劑含量優選2-20wt%，更優選2-15wt%。所述添加劑的含量優選0.5-5wt%，更優選0.5_4wt%。
[0020]本發明所述的復合改性煤浙青的制備方法包括以下步驟:將煤浙青，渣油，以及選自改性劑、高分子材料和添加劑中的至少`一種加入到反應器中，反應時間為0.1-7小時，溫度為 90-280°C。
[0021]所述反應時間優選0.5-5小時，更優選0.5-3小時。所述溫度優選100_250°C，更優選 100-200°C，進一步優選 100-180°C。
[0022]本發明所述的復合改性煤浙青的制備方法包括以下步驟:將煤浙青和改性劑加入到反應器中，反應0.1-2小時，溫度控制在90-280°C，使其充分反應，再加入渣油，混合
0.1-2小時，溫度控制在90-280°C，最后加入高分子材料及添加劑繼續混合0.1-3小時。
[0023]所述煤浙青具有軟化點為60_120°C，甲苯不溶物含量小于25wt%。
[0024]所述渣油包括常壓渣油、減壓渣油、重油及由渣油調和的燃料油中的一種或兩種以上，所述渣油包括70-80wt%的飽和分、2-10wt%的芳香分、10-20wt%的膠質、0_0.5wt%的浙青質。
[0025]所述高分子材料為廢橡膠粉、再生橡膠粉、丁苯橡膠、聚氯乙烯、聚苯乙烯、苯乙烯-丁二烯共聚物、聚乙烯、聚丙烯、不飽和聚酯、聚氨酯、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物中的一種或兩種以上。
[0026]所述改性劑為苯甲醛、多聚甲醛、三聚甲醛、古馬隆茚樹脂、環氧樹脂、聚乙二醇(分子量為400、600、800、2000、4000)中的一種或兩種以上。
[0027]所述添加劑為多聚磷酸、單質硫中的一種或兩種以上。
[0028]以下將通過實施例來說明本發明的實施方案，但是本發明并不限于這些特定的實施例。
[0029]實施例1[0030]將70wt%中溫煤浙青和4wt%聚乙二醇(600)按上述比例加入到反應器中，反應
0.7小時，溫度控制在145°C，使其充分反應，再加入25wt%渣油，混合0.5小時，溫度控制在1200C，最后加入lwt%單質硫，繼續混合0.5小時。
[0031]實施例2
[0032]將67.5wt%中溫煤浙青和2wt%多聚甲醒按上述比例加入到反應器中，反應0.5小時，溫度控制在115 °C，使其充分反應，再加入27wt%渣油，混合0.5小時，溫度控制在1450C，最后加入3.5wt%聚苯乙烯繼續混合0.5小時。
[0033]實施例3
[0034]將67.5wt%中溫煤浙青、30wt%渣油和2.5wt%80目廢橡膠粉按上述比例加入到反應器中，反應I時，溫度控制在140°C，使其充分混合。
[0035]實施例4
[0036]將69.3wt%中溫煤浙青、27.7wt%洛油和3wt%聚苯乙烯泡沫板按上述比例加入到反應器中，溫度控制在125°C，反應I小時，使其充分混合。
[0037]實施例5
[0038]將66wt%中溫煤浙青、30wt%渣油和4wt%的自制橡塑合金(由廢膠粉、SBS和PE等組成，質量比為6:2:2)按上述比例加入到反應器中，溫度控制在150°C，反應I小時，使其充分混合。
[0039]比較例I
[0040]將71.5wt%中溫煤浙青和28.5wt%渣油按上述比例加入到反應器中，溫度控制在120°C，反應I小時，使其充分混合。
[0041]比較例2
[0042]將66.7wt%中溫煤浙青和33.3wt%渣油按上述比例加入到反應器中，溫度控制在120°C，反應I小時，使其充分混合。
[0043]表1:實施例中使用原料的生產單位
[0044]
【權利要求】
1.一種復合改性煤浙青，其特征在于，基于所述復合改性煤浙青的總重量，所述復合改性煤浙青包含20-80wt%的煤浙青、10-70wt%的洛油、0-20wt%的高分子材料、0_20wt%的改性劑、0-5wt%的添加劑。
2.根據權利要求1所述的復合改性煤浙青，其特征在于，所述煤浙青的軟化點為60-120°C,甲苯不溶物含量小于25wt%。
3.根據權利要求1或2所述的復合改性煤浙青，其特征在于，所述渣油包括常壓渣油、減壓渣油、重油及由渣油調和的燃料油中的一種或兩種以上，并且基于所述渣油的總重量，所述洛油包含70-80wt%的飽和分、2-10wt%的芳香分、10-20wt%的膠質、0-0.5wt%的浙青質。
4.根據權利要求1至3任一項所述的復合改性煤浙青，其特征在于，所述高分子材料為廢橡膠粉、再生橡膠粉、丁苯橡膠、聚氯乙烯、聚苯乙烯、苯乙烯-丁二烯共聚物、聚乙烯、聚丙烯、不飽和聚酯、聚氨酯、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物中的一種或兩種以上。
5.根據權利要求1至4任一項所述的復合改性煤浙青，其特征在于，所述改性劑為苯甲醛、多聚甲醛、三聚甲醛、古馬隆茚樹脂、環氧樹脂、聚乙二醇中的一種或兩種以上。
6.根據權利要求1至5任一項所述的復合改性煤浙青，其特征在于，所述添加劑為多聚磷酸、單質硫中的一種或兩種以上。
7.—種權利要求1-6任一項所述的復合改性煤浙青的制備方法，其特征在于，將煤浙青，渣油，以及選自改性劑、高分子材料和添加劑中的至少一種加入到反應器中進行反應，反應時間為0.1-7小時，溫度控制在90-280°C。
8.根據權利要求7所述的制備方法，其特征在于，將煤浙青和改性劑加入到反應器中，反應0.1-2小時，溫度控制在90-280°C，使其充分反應，再加入渣油，混合0.1-2小時，溫度控制在90-280°C，最后加入高分子材料及添加劑繼續混合0.1-3小時。
【文檔編號】C08L21/00GK103450693SQ201310430362
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2013年9月18日 優先權日:2013年9月18日
【發明者】曹東偉, 吳小維, 李佰昌, 何敏, 張海燕, 張艷君 申請人:交通運輸部公路科學研究所