一种改性剂母液和道路沥青及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种改性剂母液和道路沥青及其制备方法。该改性剂母液，以重量份计，原料用量如下：改性蒽油78~94份，多聚磷酸0.4~3.5份，SBS 4~20份。本发明专利技术的改性蒽油是利用苄醇类化合物与蒽油发生亲电取代反应及接枝聚合反应等，并利用多聚磷酸对改性蒽油进行进一步缩合改性，以使改性蒽油达到适宜的缩合程度，同时提高改性蒽油的芳香度及适宜胶质的含量。用该改性剂母液与石油沥青和煤沥青匹配来制备道路沥青，使道路沥青产品的胶体结构更加合理，沥青的高低温性能都得到加强，还可降低沥青的毒性。

A kind of modifier mother liquor and road asphalt and its preparation method

The invention discloses a modifier mother liquor and road asphalt and a preparation method thereof. The amount of raw materials used in the mother liquor of the modifier is 78-94 phr of modified anthracene oil, 0.4-3.5 phr of polyphosphate and 4-20 phr of SBS. The modified anthracene oil of the invention uses benzyl alcohol compounds to produce electrophilic substitution reaction and graft polymerization reaction with anthracene oil, and further condenses and modifies the modified anthracene oil with polyphosphate to make the modified anthracene oil reach a suitable degree of condensation, and at the same time, improves the aromaticity of the modified anthracene oil and the content of the suitable gum. Using this modifier mother liquor to match with petroleum asphalt and coal asphalt to prepare road asphalt, the colloidal structure of road asphalt products is more reasonable, the high and low temperature performance of asphalt is strengthened, and the toxicity of asphalt is also reduced.

【技术实现步骤摘要】
一种改性剂母液和道路沥青及其制备方法
本专利技术属于化工
，主要涉及一种改性剂母液和道路沥青及其制备方法，特别是一种由煤沥青和石油沥青为原料生产的道路沥青的制备方法。
技术介绍
随着公路建设规模的不断扩大，道路沥青市场需求也同步高速增长。当前，石油资源日益匮乏，而煤焦油沥青（煤沥青）的加工附加值低、市场价格仅为石油沥青的一半左右，为此，研究人员在不断探究是否能将煤沥青作为生产道路沥青的原料。传统方法生产的煤沥青存在着诸如热敏性差、易老化、延展性差等缺点，无法满足道路工程建设的需要。针对煤沥青使用性能方面的缺点，将煤沥青与石油沥青混合，能够提升道路沥青材料性能，是一种可行的实用技术之一。以SBS为高分子改性剂所制备改性石油沥青，由于SBS的改性作用，改善了石油道路沥青的高低温性能及感温性，使得改性沥青路面的承载能力、抗疲劳性均得到提高。CN101985526A公开了一种高等级公路用复合改性沥青及其制备方法，采用69%~90%的石油沥青、5%~30%的煤沥青、1%~10%的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物等制备复合改性沥青的方法，其制备工艺是将石油沥青、煤沥青及苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物等共同加热并经胶体磨研磨、搅拌发育制备成目标产品。采用常规的改性沥青生产工艺将全部物料都研磨剪切，研磨时间长、动力消耗大，由于煤沥青的沥青质含量过高，在沥青胶体结构中胶核数量过多，影响沥青的胶体结构组成，会导致沥青柔韧性不好，弹性及低温性能变差，热储存稳定性能也不佳。CN103694716A公开了一种改性的煤沥青及其制备方法，采用10~20份的石油沥青、50~30份的煤沥青、1~4份的SBS、5~35的废橡胶粉、0.5~1份的阻燃剂等制备改性沥青的方法。此方法中，煤沥青占比较高（50~30份的煤沥青），石油沥青占比较少（10~20份的石油沥青），同时由于煤沥青的沥青质含量过高（通常大于20%），导致沥青胶体结构中的沥青质含量过高，沥青胶体组成匹配不合理，会导致沥青柔韧性不好，低温性能及热储存稳定性变差。另外，在沥青中添加5~35份的废橡胶粉会导致沥青的拌合温度过高及热储存稳定性变差。其制备工艺是将石油沥青、煤沥青及助溶剂与SBS预先混合，再经胶体磨研磨，同时研磨过程需要将石油沥青、煤沥青及助溶剂与SBS等占比较大组分过磨研磨，研磨体量大、动力消耗大。上述两种技术都没有对沥青的脱毒性能进行阐述。CN102585527A公开了一种改性的煤沥青及其制备方法，由70~80%的石油沥青、10~20%的煤沥青及10~20%的硅藻土进行热融混合，制得的混合沥青黏附性好，配制的沥青混合料动稳定度提高3~4倍，抗车辙能力提高。同时，采用硅藻土吸附煤沥青所含有的萘、酚等不饱和芳香烃，降低了煤沥青的毒性。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种改性剂母液和道路沥青及其制备方法，特别是以煤沥青和石油沥青原料生产的道路沥青及其制备方法。用该改性剂母液与石油沥青和煤沥青匹配来制备道路沥青，使道路沥青产品的胶体结构更加合理，沥青的高低温性能都得到加强，同时还可降低沥青的毒性。本专利技术第一方面，提供了一种改性剂母液，以重量份计，原料用量如下：改性蒽油78~94份，优选为80~92份；多聚磷酸0.4~3.5份，优选为0.8~3.2份；SBS4~20份，优选为6~18份；其中所述改性蒽油是苄醇类化合物对蒽油改性所得。本专利技术所述的改性蒽油，以重量份计，原料用量如下：蒽油75~98份，优选为85~95份；苄醇类化合物2~25份，优选为5~15份；催化剂1~7份，优选为2~6份。所述蒽油的馏程为300~385℃，优选为320~360℃。所述苄醇类化合物为对苯二甲醇、间苯二甲醇、邻苯二甲醇、羟基苯甲醇、硝基苯甲醇中的一种或几种混合物。所述催化剂为氯化锌、氯化铝、硝酸铝、磷钨酸、对甲苯磺酸中的一种或几种混合物。本专利技术制备改性蒽油的方法，包括：将蒽油加入反应釜中，加入苄醇类化合物及催化剂，加热升温，控制反应温度为120~220℃，优选为140~200℃，搅拌1.5~5.0小时，搅拌速度200~1000转/分，得到改性蒽油。所述多聚磷酸的聚磷酸浓度为105wt%~116wt%。所述SBS的分子量为10~20万，为线性结构或星型结构。本专利技术第二方面提供一种制备改性剂母液的方法，包括：（1）将改性蒽油加入反应釜中，加入部分多聚磷酸，加热升温，控制反应温度为80~140℃，优选为90~130℃，搅拌；（2）继续加热升温，并加入剩余部分多聚磷酸，控制反应温度为120~220℃，优选为140~180℃，搅拌，得到改性母液中间体；（3）向反应釜中加入SBS，控制反应釜温度为120~180℃，优选为140~160℃，并搅拌，得到改性剂母液。本专利技术制备改性剂母液的方法中，步骤（1）中加入部分多聚磷酸，步骤（2）中加入剩余部分多聚磷酸，其中步骤（1）与步骤（2）加入多聚磷酸的质量比为1：3~2：3。本专利技术制备改性剂母液的方法中，步骤（1）所述搅拌的时间为0.5~5.0小时，搅拌速度200~1000转/分。本专利技术制备改性剂母液的方法中，步骤（2）所述搅拌的时间为0.5~5.0小时，搅拌速度200~2000转/分。本专利技术制备改性剂母液的方法中，步骤（3）所述搅拌的时间为1~10小时，搅拌速度2000~6000转/分钟。本专利技术第三方面还提供了一种道路沥青，以重量份计，原料用量如下：煤沥青5~40份，石油沥青50~70份，改性剂母液8~20份。所述煤沥青为沥青质含量小于30wt%的中温煤沥青，软化点为72~95℃。所述石油沥青中沥青质的含量小于10wt%，软化点为40~50℃。本专利技术第四方面还提供了一种道路沥青的制备方法，包括：将煤沥青、石油沥青与上述改性剂母液加入反应釜中，在反应器温度100~180℃，优选为120~160℃条件下，搅拌1~10小时，搅拌速度500~4000转/分钟，得到道路沥青产品。本专利技术方法制备的改性剂母液，既可以对成品道路沥青改性，也可以对建筑沥青及石油馏分重馏分油进行改性。本专利技术的改性剂母液首先是利用苄醇类化合物中苯环两端分别存在独立的羟基，空间位阻又小，容易与蒽油发生亲电取代反应及接枝聚合反应等，并利用多聚磷酸对改性蒽油进行进一步缩合改性，尤其是采用两步法对蒽油进行改性，以使蒽油达到适宜的缩合程度。用该改性剂母液与石油沥青和煤沥青匹配来制备道路沥青，使道路沥青产品的胶体结构更加合理，沥青的高低温性能都得到加强，同时降低了沥青的毒性。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术的技术方案进行详细地说明，以下实施例只用于对本专利技术的说明，不能理解为对本专利技术保护范围的限制。本专利技术中，所述的份数均为重量份数，wt%为质量分数。实施例1将90份馏程为320~360℃的蒽油加入反应釜中，加入10份的对苯二甲醇，4份的氯化铝，加热升温，控制反应温度为170℃，搅拌的时间为2小时，搅拌速度500转/分，得到改性蒽油A1。将84份的改性蒽油加入反应釜中，加入0.9份的多聚磷酸（聚磷酸浓度为110wt%，下同），加热到110℃左右，搅拌2小时。继续升温到160℃左右，再加入1.8份的多聚磷酸，搅拌1小时，得到改性母液中间体。向改性蒽油A1中加入12份SBS（星型结构，分子量本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种改性剂母液，以重量份计，原料用量如下：改性蒽油               78~94份，优选为80~92份；多聚磷酸               0.4~3.5份，优选为0.8~3.2份；SBS                    4~20份，优选为6~18份；所述改性蒽油是苄醇类化合物对蒽油改性所得。

【技术特征摘要】
1.一种改性剂母液，以重量份计，原料用量如下：改性蒽油78~94份，优选为80~92份；多聚磷酸0.4~3.5份，优选为0.8~3.2份；SBS4~20份，优选为6~18份；所述改性蒽油是苄醇类化合物对蒽油改性所得。2.按照权利要求1所述的改性剂母液，其特征在于：所述改性蒽油，以重量份计，原料用量如下：蒽油75~98份，优选为85~95份；苄醇类化合物2~25份，优选为5~15份；催化剂1~7份，优选为2~6份。3.按照权利要求1或者2所述的改性剂母液，其特征在于：所述蒽油的馏程为300~385℃，优选为320~360℃。4.按照权利要求1或者2所述的改性剂母液，其特征在于：所述苄醇类化合物为对苯二甲醇、间苯二甲醇、邻苯二甲醇、羟基苯甲醇、硝基苯甲醇中的一种或几种混合物。5.按照权利要求2所述的改性剂母液，其特征在于：所述催化剂为氯化锌、氯化铝、硝酸铝、磷钨酸、对甲苯磺酸中的一种或几种混合物。6.按照权利要求1或者2所述的改性剂母液，其特征在于，所述的改性蒽油的制备过程包括：将蒽油加入反应釜中，加入苄醇类化合物及催化剂，加热升温，控制反应温度为120~220℃，优选为140~200℃，搅拌1.5~5.0小时，搅拌速度200~1000转/分，得到改性蒽油。7.按照权利要求1所述的改性剂母液，其特征在于：所述SBS的分子量为10~20万，为线性结构或星型结构。8.按照权利要求1所述的改性剂母液，其特征在于：所述多聚磷酸的聚磷酸浓度为105wt%~116wt%。9.权利要求1~8任一所述的改性剂母液的制...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐青柏，陈杰，宣根海，宁爱民，李志军，程国香，申峻，侯荣国，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司大连石油化工研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11