復(fù)合改性煤瀝青及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種復(fù)合改性煤瀝青及其制備方法。本發(fā)明公開(kāi)了一種復(fù)合改性煤瀝青，基于所述復(fù)合改性煤瀝青的總重量，所述復(fù)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(shuō)明】復(fù)合改性煤瀝青及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種煤浙青，尤其涉及一種復(fù)合改性煤浙青及其制備方法。
【背景技術(shù)】[0002]煤浙青又叫煤焦油浙青，是煤炭深加工過(guò)程中產(chǎn)生的煤焦油蒸餾后的副產(chǎn)物，是煤焦油加工過(guò)程中產(chǎn)生的大宗產(chǎn)品。目前，我國(guó)煤浙青年產(chǎn)量約為600萬(wàn)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(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)。
[0003]近年來(lái)，我國(guó)公路建設(shè)規(guī)模非常大，需要大量的道路浙青。然而石油資源日趨緊張，國(guó)際原油價(jià)格不斷攀升，石油基浙青也供應(yīng)緊張。因此，需要充分利用我國(guó)的煤炭資源優(yōu)勢(shì)，發(fā)展道路煤浙青，加速我國(guó)的交通建設(shè)。
[0004]未改性的煤浙青溫度敏感性強(qiáng)，表現(xiàn)為高溫易流淌，低溫時(shí)易斷裂。煤浙青中含有大量的多環(huán)芳烴類化合物，其中蒽、菲、芘、苯并芘等有毒物質(zhì)在高溫加熱時(shí)會(huì)揮發(fā)出來(lái)，造成環(huán)境污染和對(duì)危害人體健康。特別是3，4-苯并芘(BaP)是高致癌物質(zhì)。
[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(lián)劑及其他添加劑來(lái)制備高等級(jí)道路浙青，其工藝復(fù)雜，且反應(yīng)溫度較高。任真等(CN102070910A)將納米材料改性后與煤浙青混合來(lái)制備路用煤浙青，但其未考慮到煤浙青的毒性問(wèn)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(lái)改性煤浙青，但效果不明顯。徐國(guó)財(cái)?shù)?CN102676195A)將煤浙青用有機(jī)溶劑提煉精制后，再用SBS來(lái)改性。此方法需使用大量有機(jī)溶劑，且工藝復(fù)雜。
[0006]綜上可知，目前對(duì)于煤浙青的改性效果不是很好，存在較多問(wèn)題，未能有效的解決煤浙青的毒性問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的在于提供一種操作簡(jiǎn)單，工藝簡(jiǎn)便，性能優(yōu)良，有效降低有毒物質(zhì)含量的復(fù)合改性煤浙青及其制備方法。
[0008]本發(fā)明所述的復(fù)合改性煤浙青，基于復(fù)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(fā)明所述的復(fù)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(yīng)器中進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間為0.1-7小時(shí)，溫度為90-280°C。
[0010]本發(fā)明所述的復(fù)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(yīng)器中，反應(yīng)0.1-2小時(shí)，溫度控制在90-280°C，使其充分反應(yīng)，再渣油，混合0.1-2小時(shí)，溫度控制在90-280°C，最后加入高分子材料及添加劑繼續(xù)混合0.1-3小時(shí)。
[0011]所述煤浙青為煤干餾得到的煤焦油再經(jīng)蒸餾加工制成的煤浙青，其軟化點(diǎn)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(zhì)、0-0.5wt%的浙青質(zhì)。
[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(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)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(zhì)硫中的一種或兩種以上。
[0016]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)如下:
[0017]本發(fā)明通過(guò)渣油和高分子材料來(lái)復(fù)合改性煤浙青，加工簡(jiǎn)便，改性效果明顯。同時(shí)又大大減少有毒物質(zhì)的含量，完全適用于道路建設(shè)施工的要求。
【具體實(shí)施方式】
[0018]本發(fā)明提供的復(fù)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?jī)?yōu)選30_80wt%,更優(yōu)選40_75wt%。所述洛油含量?jī)?yōu)選20_60wt%,更優(yōu)選30-50wt%。所述高分子材料含量?jī)?yōu)選2-20wt%，更優(yōu)選2-15wt%。所述改性劑含量?jī)?yōu)選2-20wt%，更優(yōu)選2-15wt%。所述添加劑的含量?jī)?yōu)選0.5-5wt%，更優(yōu)選0.5_4wt%。
[0020]本發(fā)明所述的復(fù)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(yīng)器中，反應(yīng)時(shí)間為0.1-7小時(shí)，溫度為 90-280°C。
[0021]所述反應(yīng)時(shí)間優(yōu)選0.5-5小時(shí)，更優(yōu)選0.5-3小時(shí)。所述溫度優(yōu)選100_250°C，更優(yōu)選 100-200°C，進(jìn)一步優(yōu)選 100-180°C。
[0022]本發(fā)明所述的復(fù)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(yīng)器中，反應(yīng)0.1-2小時(shí)，溫度控制在90-280°C，使其充分反應(yīng)，再加入渣油，混合
0.1-2小時(shí)，溫度控制在90-280°C，最后加入高分子材料及添加劑繼續(xù)混合0.1-3小時(shí)。
[0023]所述煤浙青具有軟化點(diǎn)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(diào)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(zhì)、0_0.5wt%的浙青質(zhì)。
[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(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)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(zhì)硫中的一種或兩種以上。
[0028]以下將通過(guò)實(shí)施例來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方案，但是本發(fā)明并不限于這些特定的實(shí)施例。
[0029]實(shí)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(yīng)器中，反應(yīng)
0.7小時(shí)，溫度控制在145°C，使其充分反應(yīng)，再加入25wt%渣油，混合0.5小時(shí)，溫度控制在1200C，最后加入lwt%單質(zhì)硫，繼續(xù)混合0.5小時(shí)。
[0031]實(shí)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(yīng)器中，反應(yīng)0.5小時(shí)，溫度控制在115 °C，使其充分反應(yīng)，再加入27wt%渣油，混合0.5小時(shí)，溫度控制在1450C，最后加入3.5wt%聚苯乙烯繼續(xù)混合0.5小時(shí)。
[0033]實(shí)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(yīng)器中，反應(yīng)I時(shí)，溫度控制在140°C，使其充分混合。
[0035]實(shí)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(yīng)器中，溫度控制在125°C，反應(yīng)I小時(shí)，使其充分混合。
[0037]實(shí)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(zhì)量比為6:2:2)按上述比例加入到反應(yīng)器中，溫度控制在150°C，反應(yīng)I小時(shí)，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(yīng)器中，溫度控制在120°C，反應(yīng)I小時(shí)，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(yīng)器中，溫度控制在120°C，反應(yīng)I小時(shí)，使其充分混合。
[0043]表1:實(shí)施例中使用原料的生產(chǎn)單位
[0044]
【權(quán)利要求】
1.一種復(fù)合改性煤浙青，其特征在于，基于所述復(fù)合改性煤浙青的總重量，所述復(fù)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(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合改性煤浙青，其特征在于，所述煤浙青的軟化點(diǎn)為60-120°C,甲苯不溶物含量小于25wt%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的復(fù)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(diào)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(zhì)、0-0.5wt%的浙青質(zhì)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的復(fù)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(jù)權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的復(fù)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(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂、聚乙二醇中的一種或兩種以上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)所述的復(fù)合改性煤浙青，其特征在于，所述添加劑為多聚磷酸、單質(zhì)硫中的一種或兩種以上。
7.—種權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的復(fù)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(yīng)器中進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間為0.1-7小時(shí)，溫度控制在90-280°C。
8.根據(jù)權(quán)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(yīng)器中，反應(yīng)0.1-2小時(shí)，溫度控制在90-280°C，使其充分反應(yīng)，再加入渣油，混合0.1-2小時(shí)，溫度控制在90-280°C，最后加入高分子材料及添加劑繼續(xù)混合0.1-3小時(shí)。
【文檔編號(hào)】C08L21/00GK103450693SQ201310430362
【公開(kāi)日】2013年12月18日 申請(qǐng)日期:2013年9月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月18日
【發(fā)明者】曹東偉, 吳小維, 李佰昌, 何敏, 張海燕, 張艷君 申請(qǐng)人:交通運(yùn)輸部公路科學(xué)研究所