道路沥青改性剂和改性道路沥青及其制备方法以及沥青混合料技术

本发明专利技术涉及煤直接液化领域，公开了一种道路沥青改性剂和改性道路沥青及其制备方法以及沥青混合料。该道路沥青改性剂包含煤直接液化沥青和第一聚合物，相对于100重量份的煤直接液化沥青，所述第一聚合物的含量为0.5‑9.5重量份。本发明专利技术的道路沥青改性剂具有成本低的特点；采用该道路沥青改性剂制备的改性道路沥青适用于南方的高温环境。以本发明专利技术的道路沥青改性剂或改性道路沥青制备的沥青混合料具有较高的水稳定性和抗车辙性能。

【技术实现步骤摘要】
道路沥青改性剂和改性道路沥青及其制备方法以及沥青混合料
本专利技术涉及煤直接液化领域，具体涉及一种道路沥青改性剂及其制备方法，由该道路沥青改性剂制得的改性道路沥青及其制备方法，以及包含所述改性道路沥青或所述道路沥青改性剂的沥青混合料。
技术介绍
如何将煤直接液化残渣(也称为“煤直接液化沥青”)高效合理利用是制约当前煤直接液化技术发展的瓶颈，开发煤直接液化残渣的经济合理的利用技术，不但能充分利用资源，避免宝贵资源的浪费，减少对环境带来的影响，而且能够有效提高煤直接液化工艺的经济性，推动煤直接液化技术的发展。随着我国公路交通事业尤其是高等级公路的发展，通车里程逐年增加，对道路沥青的需求量和质量要求也逐渐提高。2013年，全国道路沥青的消费量突破了2000万吨，其中高质量的改性沥青达到了400万吨，并还呈现继续增长态势。煤直接液化残渣作为一种新型沥青材料，经过技术处理以后，如果能够达到改性道路沥青的标准要求，将具有广阔的市场和诱人的成本优势，这不仅可以有效合理地利用液化残渣，同时能为道路行业提供一种性价比高的新型材料。CN1827697A公开了一种道路沥青改性剂及其应用方法，该方法直接将煤液化残渣粉碎后在100-250℃范围内按5-30％的重量比与道路沥青混合；CN101161778B公开的制备改性沥青的方法与CN1827697A相似，改进点仅体现在150-280℃时将熔融态的煤直接液化残渣与基质沥青混合；CN101863637B公开了一种道路沥青混凝土外掺剂，通过在煤直接液化残渣中添加适量的塑化剂、橡胶粉、偶联剂及分散剂制备道路沥青外掺剂，然后以该外掺剂取代部分常规基质沥青，用于沥青混凝土的制备中。上述专利文献虽然都实现了对煤液化残渣的利用，但都存在着改性沥青利用领域较窄，低温(5℃)延展性偏低，低温下脆性高，不能达到常用的聚合物改性沥青I-C和I-D的标准要求，难以满足道路施工的要求，因而限制了其利用范围。CN104513488A公开了一种含煤直接液化残渣的道路沥青改性剂和改性道路沥青及其制备方法，该道路沥青改性剂包括煤直接液化残渣、石油重质油分和聚合物，先将石油重质油分与聚合物进行预溶，再与液化残渣在高于残渣软化点的温度下充分混合，得到道路沥青改性剂，接着与基质沥青在低温下充分混合，得到改性道路沥青。该方法得到的改性道路沥青效果能够达到或超过特立尼达湖沥青(TLA)的改性道路沥青标准。CN106032437A和CN106032438A分别公开了一种煤直接液化残渣制备道路沥青改性剂和改性道路沥青产品及制备方法，制备方法包括：将煤直接液化残渣在氧化剂或粉煤灰存在下，于180-350℃加热5-90min，得到改性煤直接液化残渣，然后再与石油炼制中产生的廉价重质油分与聚合物的混合物进行混合，得到道路沥青改性剂，再与基质沥青混合，得到改性道路沥青。该改性道路沥青符合JTGF40-2004《公路沥青路面施工技术规范》规定的SBS改性道路沥青I-C和I-D的技术指标的改性道路沥青。上述三篇专利文献的技术方案虽然均能制得满足行业技术指标的改性道路沥青，但仍存在以下问题：1)聚合物在石油重质油分中预溶以后，造成体系粘度偏大，难以进行物料输送，无法进行大规模生产；2)聚合物与石油重质油分的混合物需要在高于煤直接液化沥青软化点的温度下混合来制备改性剂，而较高的混合温度易造成聚合物降解，影响聚合物的效果发挥；3)上述体系中过多石油重质油分的加入，造成煤直接液化改性沥青的软化点偏低，影响其在南方高温地区的使用；且石油重质油分的加入也促使煤直接液化沥青体系粘度与聚合物的粘度差距加大，对均匀混合造成困难；4)采用氧化剂和/或粉煤灰对煤直接液化沥青进行预处理，会提高工艺的复杂性及操作成本，这也不利于工业化生产。可见，仍有必要开发新的以煤直接液化沥青为原料的改性道路沥青及制备方法，来解决上述问题。
技术实现思路
为了克服现有技术存在的上述问题，本专利技术提供了一种道路沥青改性剂和改性道路沥青及其制备方法以及沥青混合料。本专利技术的专利技术人在研究中发现，在稍低于煤直接液化沥青软化点的温度下，可以充分利用煤直接液化沥青的假塑性流体特征，此时，聚合物与煤直接液化沥青的粘度相差不大，可保证煤直接液化沥青直接与少量聚合物均匀混合，并避免聚合物因温度高而分解的问题；而且，以煤直接液化沥青直接与少量聚合物混合制得的道路沥青改性剂有助于提高改性沥青的软化点，进一步以该改性剂或改性沥青制得的沥青混合料的水稳定性、抗车辙性也得到改善。基于该发现，提出本专利技术。根据本专利技术的第一方面，本专利技术提供了一种道路沥青改性剂，该道路沥青改性剂包含煤直接液化沥青和第一聚合物，相对于100重量份的煤直接液化沥青，所述第一聚合物的含量为0.5-9.5重量份。根据本专利技术的第二方面，本专利技术提供了本专利技术第一方面所述道路沥青改性剂的制备方法，该方法包括：将所述煤直接液化沥青加热后，与第一聚合物搅拌均匀，然后冷却，得到道路沥青改性剂；所述加热的温度比煤直接液化沥青的软化点低5-20℃。根据本专利技术的第三方面，本专利技术提供了一种改性道路沥青，该改性道路沥青含有基质石油沥青、第二聚合物、石油重质油分和道路沥青改性剂，其中，所述道路沥青改性剂为本专利技术第一方面所述的道路沥青改性剂。根据本专利技术的第四方面，本专利技术提供了本专利技术第三方面所述的改性道路沥青的制备方法，该方法包括：在低于所述第二聚合物分解的温度下，将所述基质石油沥青、第二聚合物、石油重质油分和道路沥青改性剂搅拌均匀，得到改性道路沥青。根据本专利技术的第五方面，本专利技术提供了一种沥青混合料，该沥青混合料包含改性道路沥青和集料，其中，所述改性道路沥青为本专利技术第三方面所述的改性道路沥青。根据本专利技术的第六方面，本专利技术提供了另一种沥青混合料，该沥青混合料包含：基质石油沥青和/或聚合物改性道路沥青，以及道路沥青改性剂和集料；其中，所述道路沥青改性剂为本专利技术第一方面所述的道路沥青改性剂。本专利技术的道路沥青改性剂不使用石油重质油分，且聚合物含量低，因此具有成本低的特点；采用该道路沥青改性剂制备的改性道路沥青的软化点高于75℃，适用于南方的高温环境。以该道路沥青改性剂或改性道路沥青制备的沥青混合料具有较高的水稳定性和抗车辙性能。本专利技术道路沥青改性剂的制备方法能充分利用煤直接液化沥青的假塑性流体特点，使改性剂的生产保持在稍低于其软化点的温度下进行，保证原料的均匀混合，同时避免了聚合物因温度高而分解的问题；该制备方法也不包含聚合物与石油重质油分预溶的步骤，煤直接液化沥青无需加入氧化剂和/或粉煤灰进行改性，因此，制备方法简单。本专利技术的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。具体实施方式在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。在本文中，“第一聚合物”、“第二聚合物”和“第三聚合物”中的“第一”、“第二”和“第三”仅用于更清楚地解释本专利技术，并无其它限定作用。根据本专利技术的第一方面，本专利技术提供了一种道路沥青改性剂，该道路沥青改性剂包含煤本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种道路沥青改性剂，该道路沥青改性剂包含煤直接液化沥青和第一聚合物，其中，相对于100重量份的煤直接液化沥青，所述第一聚合物的含量为0.5‑9.5重量份。

【技术特征摘要】
2017.09.30 CN 20171092753381.一种道路沥青改性剂，该道路沥青改性剂包含煤直接液化沥青和第一聚合物，其中，相对于100重量份的煤直接液化沥青，所述第一聚合物的含量为0.5-9.5重量份。2.根据权利要求1所述的道路沥青改性剂，其中，相对于100重量份的煤直接液化沥青，所述第一聚合物的含量为1-8重量份。3.根据权利要求1或2所述的道路沥青改性剂，其中，所述煤直接液化沥青的软化点为130-200℃；优选地，所述第一聚合物为苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、丁苯橡胶、三元乙丙橡胶、丁腈橡胶、乙烯-丙烯酸酯三元共聚物、聚丁二烯橡胶、聚异戊二烯橡胶、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物和乙烯-辛烯嵌段共聚物中的一种或多种。4.权利要求1-3中任意一项所述道路沥青改性剂的制备方法，该方法包括：将所述煤直接液化沥青加热后，与第一聚合物搅拌均匀，然后冷却，得到道路沥青改性剂；所述加热的温度比煤直接液化沥青的软化点低5-20℃。5.根据权利要求4所述的制备方法，其中，该方法还包括：在进行加热之前，将所述煤直接液化沥青进行粉碎和干燥处理，使所述煤直接液化沥青的粒径不大于3mm，其中的含水量在0.5重量％以下。6.一种改性道路沥青，该改性道路沥青含有基质石油沥青、第二聚合物、石油重质油分和道路沥青改性剂，其特征在于，所述道路沥青改性剂为权利要求1-3中...

【专利技术属性】
技术研发人员：张胜振，梁文斌，卓锦德，盛英，陈闯，魏建明，
申请(专利权)人：神华集团有限责任公司，北京低碳清洁能源研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11