專利名稱：一種煤直接液化殘渣復合改性瀝青及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明屬于交通路面材料技術領域，具體涉及一種利用煤直接液化殘渣制備改性 浙青的方法。
背景技術：
眾所周知，在煤制油技術中，煤直接液化技術在我國已經(jīng)開始大規(guī)模工業(yè)化應用， 但是在煤直接液化過程中產(chǎn)生的殘渣的處理卻仍然沒有得到很好的解決。由于世界能源危機，石油及其相關產(chǎn)品價格不斷上漲，導致浙青價格也不斷提高， 也使得道路建設材料成本不斷增加。為了降低石油浙青的使用成本，人們把目光轉(zhuǎn)向煤直 接液化殘渣的利用，這是因為煤直接液化殘渣含有浙青質(zhì)和油分，成分上與浙青有些相似， 有取代或改性石油浙青的可能性。中國專利申請(申請?zhí)?00610012547. 9)，公開了一種道路浙青改性劑及其應用 方法，就是將煤直接液化殘渣粉碎至100目以下，與浙青在100-250°c范圍按煤直接液化 殘渣占改性浙青的重量比為5-30%混合均勻，得到的改性浙青。然而，又有研究(王寨 霞，楊建麗，劉振宇.煤直接液化殘渣對道路浙青改性作用的初步評價.燃料化學學報， 2007, 35(1): 109-1120)表明中只有添加小于7%重量比的煤直接液化殘渣時所獲得的改性 浙青才具有使用價值，而當殘渣含量再提高后，由于浙青發(fā)脆，低溫性能不好，難以滿足路 用性能要求。中國專利申請(申請?zhí)?00710178082. 9)公開了一種用煤直接液化殘渣制備改性 浙青的方法，將150-280°C的熔融狀態(tài)的煤直接液化殘渣和100-180°C的熔融狀態(tài)的基質(zhì) 浙青在150-280°C下攪拌均勻，形成熔融物，從而得到改性浙青，這種方法突出的問題是基 質(zhì)浙青在混合時經(jīng)歷高溫，極易造成基質(zhì)浙青的老化，而且由于制備改性浙青使用的煤直 接液化殘渣摻量小，這對消化大量的煤直接液化殘渣來說，其作用太小。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種利用煤直接液化殘渣直接制備改性浙青的方法，該方 法簡單，生產(chǎn)成本低、可控性強，制備的改性浙青性能符合改性石油浙青的各項指標。為了實現(xiàn)上述技術任務，本發(fā)明采用如下技術方案得以實現(xiàn)。一種煤直接液化殘渣復合改性浙青，它是由下述原料按照重量百分比制成煤直 接液化殘渣70 80%、油分15 30%、膠質(zhì)5 10%，原料的百分比之和為100%。所述的煤直接液化殘渣是煤直接液化后從減壓蒸餾裝置排出的軟化點不高于 180°C，固體含量不超過50%重量百分比的煤殘渣；所述的油分為鄰苯二甲酸酯類、環(huán)氧化 合物、環(huán)烷烴油、脂肪烴油、芳烴油、松節(jié)油、松焦油、桐油、檸檬酸酯、脂肪族二羧酸酯、單羧 酸酯、偏苯三酸酯或磷酸酯類其中一種或幾種混合物；所述的膠質(zhì)為松香樹脂、古馬隆樹 脂、熱塑性酚醛樹脂、低分子量聚酰胺樹脂、醋酸乙烯樹脂、碳5石油樹脂或碳9石油樹脂其 中一種或幾種混合物。
上述的煤直接液化殘渣復合改性浙青的制備方法，可遵循如下步驟按照重量百 分比選取煤直接液化殘渣70 80%、油分15 30%、膠質(zhì)5 10%作為原料，并在常溫下 將原料進行攪拌混合，然后升溫至90 160°C，經(jīng)過高速分散機高速分散、混合30 45分 鐘之后得到改性浙青材料。本發(fā)明的煤直接液化殘渣直接制備改性浙青的方法，方法簡單、生產(chǎn)成本低、可操 作性強，制備的改性浙青性能均能夠符合改性石油浙青的各項指標。該方法對煤直接液化 殘渣的合理有效利用具有重要的價值，同時對于節(jié)約道路建設成本、節(jié)能環(huán)保同樣具有重 要意義。此外按照本發(fā)明制備的改性浙青材料可以作為高速公路的路面或橋面的鋪裝材 料，均有廣闊的市場應用前景。
具體實施例方式本發(fā)明利用煤直接液化殘渣制備改性浙青是根據(jù)構(gòu)成石油浙青的三個化學組分 浙青質(zhì)、油分和膠質(zhì)各自發(fā)揮作用的原理，即浙青質(zhì)決定浙青的軟化點等高溫性能；油分決 定浙青的稠度和柔軟度，對浙青的延度有很大的影響；膠質(zhì)賦予浙青可塑性、流動性和黏結(jié) 性，對浙青的延性也有很大的影響。經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，由于煤直接液化殘渣中缺少常規(guī)浙青中 的油分和膠質(zhì)組分，在煤直接液化殘渣中添加適量的油分和膠質(zhì)，能夠制備成改性浙青。此 方法實現(xiàn)取代石油浙青，在道路修建中大量應用煤直接液化殘渣，能夠變廢為寶，拓寬了煤 直接液化殘渣應用范圍，為實現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟發(fā)揮一定的經(jīng)濟價值。下面結(jié)合實施例對本發(fā)明進一步詳細說明，需要強調(diào)的是，這些實施例是較優(yōu)的 實例，用于進一步理解本發(fā)明，本發(fā)明不限于以下實施例。實施例1
以制備煤直接液化殘渣復合改性浙青100kg為例，所用原料如下 煤直接液化殘渣70kg，片狀固體；
環(huán)氧大豆油25kg，相對分子量約1000，淺黃色黏稠油狀液體； 低分子量聚酰胺樹脂5kg，相對分子量約1000，棕紅色液體。其制備方法如下
將上述原料同時加入到不銹鋼容器中在常溫條件下攪拌均勻，加熱至140°C，然后用高 速分散機分散30分鐘，得到改性浙青試樣1。實施例2:
以制備煤直接液化殘渣復合改性浙青100kg為例，所用原料如下 煤直接液化殘渣80kg，片狀固體；檸檬酸三正丁酯5kg，無色油狀液體，相對分子量 360，無毒，揮發(fā)性低；環(huán)烷烴油10kg，油狀液體；碳5石油樹脂5kg，淡黃色或淺棕色片狀或 塊狀固體，平均分子量400-2000。其制備方法如下
將上述原料同時加入到不銹鋼容器中在常溫條件下攪拌均勻，加熱至150°C，然后用高 速分散機分散40分鐘，得到改性浙青試樣2。實施例3:
以制備煤直接液化殘渣復合改性浙青100kg為例，所用原料如下煤直接液化殘渣75kg，片狀固體； 環(huán)氧大豆油辛酯10kg，淺黃色油狀液體，相對分子量424 ； 偏苯三甲酸三(2-乙基)己)酯10kg，透明黏稠狀液體，相對分子量547 ； 松香樹脂5kg，淡黃色或淺棕色片狀或塊狀固體，平均分子量400-2000，破碎為粒徑小 于5mm的小片或塊。其制備方法如下
將上述原料同時加入到不銹鋼容器中在常溫條件下攪拌均勻，加熱至150°C，然后用高 速分散機分散40分鐘，得到改性浙青試樣3。實施例4:
以制備煤直接液化殘渣復合改性浙青100kg為例，所用原料如下 煤直接液化殘渣70kg，片狀固體； 環(huán)氧大豆油辛酯10kg，淺黃色油狀液體，相對分子量424 ； 桐油12kg，透明液體；
松香樹脂5kg，淡黃色或淺棕色片狀或塊狀固體，平均分子量400-2000，破碎為粒徑小 于5mm的小片或塊；
低分子量聚酰胺樹脂3kg，相對分子量約1000，棕紅色液體。其制備方法如下
將上述原料同時加入到不銹鋼容器中在常溫條件下攪拌均勻，加熱至150°C，然后用高 速分散機分散40分鐘，得到改性浙青試樣4。對比實施例
申請人將北京燕山石化公司生產(chǎn)的國創(chuàng)一號新型SBS作為浙青改性劑，基質(zhì)浙青采用 進口的韓國AH-70號重交通道路石油浙青，制備SBS改性浙青，并與試樣1、試樣2、試樣3 和試樣4的性能進行測試比較。試驗方法按照交通部頒布的JTT052-2000《公路工程浙青 及浙青混凝土混合料試驗規(guī)范》相關規(guī)范進行操作，實驗結(jié)果參見下表1 : 表1.改性浙青試驗結(jié)果對比表
從上表可以看出，試樣1、試樣2、試樣3、試樣4與SBS改性浙青相比，試樣1、試樣2、試 樣3、試樣4的性能與SBS改性浙青的相近。 使用以上5種改性浙青制作AC-13浙青混凝土，浙青混合料的礦料級配為AC-13C 型中值，石料采用陜西銅川石料，分別進行高溫穩(wěn)定性試驗(車轍試驗)馬歇爾實驗以及凍融劈裂實驗，其性能測試結(jié)果見表2。
表2.浙青混凝土性能
從表2中的數(shù)據(jù)分析，本發(fā)明的煤直接液化殘渣制備的改性浙青路用性能都接近或高 于SBS改性浙青的路用性能，因此，本發(fā)明的煤直接液化殘渣制備的改性浙青可代替常用 的SBS改性浙青，用于高級路面的鋪裝，這對于降低道路浙青混凝土材料成本具有重要意 義。
權利要求
一種煤直接液化殘渣復合改性瀝青，其特征在它是由下述原料按照重量百分比制成煤直接液化殘渣70～80%、油分15～30%、膠質(zhì)5～10%，原料的百分比之和為100%。
2.如權利要求1所述的煤直接液化殘渣復合改性浙青，其特征在于所述的煤直接液 化殘渣是煤直接液化后從減壓蒸餾裝置排出的軟化點不高于180°C，固體含量不超過50% 重量百分比的煤殘渣；所述的油分為鄰苯二甲酸酯類、環(huán)氧化合物、環(huán)烷烴油、脂肪烴油、芳烴油、松節(jié)油、松 焦油、松香酸酯、檸檬酸酯、脂肪族二羧酸酯、單羧酸酯、偏苯三酸酯、或磷酸酯類其中一種 或幾種混合物；所述的膠質(zhì)為松香樹脂、古馬隆樹脂、熱塑性酚醛樹脂、低分子量聚酰胺樹脂、醋酸乙 烯樹脂、碳5石油樹脂或碳9石油樹脂其中一種或幾種混合物。
3.權利要求1所述的煤直接液化殘渣復合改性浙青的制備方法，其特征在于按照重 量百分比選取煤直接液化殘渣70 80%、油分15 30%、膠質(zhì)5 10%作為原料，并在常 溫下將原料進行攪拌混合，然后升溫至90 160°C，經(jīng)過高速分散機高速分散、混合30 45分鐘之后得到煤直接液化殘渣復合改性浙青。
4.如權利要求3所述的方法，其特征在于所述的煤直接液化殘渣是煤直接液化后從 減壓蒸餾裝置排出的軟化點不高于180°C，固體含量不超過50%重量百分比的煤殘渣；所述的油分為鄰苯二甲酸酯類、環(huán)氧化合物、環(huán)烷烴油、脂肪烴油、芳烴油、松節(jié)油、松 焦油、松香酸酯、檸檬酸酯、脂肪族二羧酸酯、單羧酸酯、偏苯三酸酯、或磷酸酯類其中一種 或幾種混合物；所述的膠質(zhì)為松香樹脂、古馬隆樹脂、熱塑性酚醛樹脂、低分子量聚酰胺樹脂、醋酸乙 烯樹脂、碳5石油樹脂或碳9石油樹脂其中一種或幾種混合物。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種煤直接液化殘渣復合改性瀝青及其制備方法,通過在熔融的煤直接液化殘渣中加入油分和膠質(zhì)，攪拌均勻，即可制備成道路用改性瀝青。該改性瀝青制作工藝簡單，價格低廉，性能良好，是修筑高等級公路用改性瀝青的優(yōu)選材料，具有廣闊的市場應用前景。
文檔編號E01D19/12GK101875789SQ201010216320
公開日2010年11月3日 申請日期2010年7月5日 優(yōu)先權日2010年7月5日
發(fā)明者王振軍, 艾濤, 趙鵬 申請人:長安大學