一种煤直接液化残渣复合改性沥青及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种煤直接液化残渣复合改性沥青及其制备方法，通过在熔融的煤直接液化残渣中加入油分和胶质，搅拌均匀，即可制备成道路用改性沥青。该改性沥青制作工艺简单，价格低廉，性能良好，是修筑高等级公路用改性沥青的优选材料，具有广阔的市场应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于交通路面材料
，具体涉及一种利用煤直接液化残渣制备改性 浙青的方法。
技术介绍
众所周知，在煤制油技术中，煤直接液化技术在我国已经开始大规模工业化应用， 但是在煤直接液化过程中产生的残渣的处理却仍然没有得到很好的解决。由于世界能源危机，石油及其相关产品价格不断上涨，导致浙青价格也不断提高， 也使得道路建设材料成本不断增加。为了降低石油浙青的使用成本，人们把目光转向煤直 接液化残渣的利用，这是因为煤直接液化残渣含有浙青质和油分，成分上与浙青有些相似， 有取代或改性石油浙青的可能性。中国专利申请(申请号200610012547. 9)，公开了一种道路浙青改性剂及其应用 方法，就是将煤直接液化残渣粉碎至100目以下，与浙青在100-250°c范围按煤直接液化 残渣占改性浙青的重量比为5-30%混合均勻，得到的改性浙青。然而，又有研究(王寨 霞，杨建丽，刘振宇.煤直接液化残渣对道路浙青改性作用的初步评价.燃料化学学报， 2007, 35(1): 109-1120)表明中只有添加小于7%重量比的煤直接液化残渣时所获得的改性 浙青才具有使用价值，而当残渣含量再提高后，由于浙青发脆，低温性能不好，难以满足路 用性能要求。中国专利申请(申请号200710178082. 9)公开了一种用煤直接液化残渣制备改性 浙青的方法，将150-280°C的熔融状态的煤直接液化残渣和100-180°C的熔融状态的基质 浙青在150-280°C下搅拌均勻，形成熔融物，从而得到改性浙青，这种方法突出的问题是基 质浙青在混合时经历高温，极易造成基质浙青的老化，而且由于制备改性浙青使用的煤直 接液化残渣掺量小，这对消化大量的煤直接液化残渣来说，其作用太小。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种利用煤直接液化残渣直接制备改性浙青的方法，该方 法简单，生产成本低、可控性强，制备的改性浙青性能符合改性石油浙青的各项指标。为了实现上述技术任务，本专利技术采用如下技术方案得以实现。一种煤直接液化残渣复合改性浙青，它是由下述原料按照重量百分比制成煤直 接液化残渣70 80%、油分15 30%、胶质5 10%，原料的百分比之和为100%。所述的煤直接液化残渣是煤直接液化后从减压蒸馏装置排出的软化点不高于 180°C，固体含量不超过50%重量百分比的煤残渣；所述的油分为邻苯二甲酸酯类、环氧化 合物、环烷烃油、脂肪烃油、芳烃油、松节油、松焦油、桐油、柠檬酸酯、脂肪族二羧酸酯、单羧 酸酯、偏苯三酸酯或磷酸酯类其中一种或几种混合物；所述的胶质为松香树脂、古马隆树 脂、热塑性酚醛树脂、低分子量聚酰胺树脂、醋酸乙烯树脂、碳5石油树脂或碳9石油树脂其 中一种或几种混合物。上述的煤直接液化残渣复合改性浙青的制备方法，可遵循如下步骤按照重量百 分比选取煤直接液化残渣70 80%、油分15 30%、胶质5 10%作为原料，并在常温下 将原料进行搅拌混合，然后升温至90 160°C，经过高速分散机高速分散、混合30 45分 钟之后得到改性浙青材料。本专利技术的煤直接液化残渣直接制备改性浙青的方法，方法简单、生产成本低、可操 作性强，制备的改性浙青性能均能够符合改性石油浙青的各项指标。该方法对煤直接液化 残渣的合理有效利用具有重要的价值，同时对于节约道路建设成本、节能环保同样具有重 要意义。此外按照本专利技术制备的改性浙青材料可以作为高速公路的路面或桥面的铺装材 料，均有广阔的市场应用前景。具体实施例方式本专利技术利用煤直接液化残渣制备改性浙青是根据构成石油浙青的三个化学组分 浙青质、油分和胶质各自发挥作用的原理，即浙青质决定浙青的软化点等高温性能；油分决 定浙青的稠度和柔软度，对浙青的延度有很大的影响；胶质赋予浙青可塑性、流动性和黏结 性，对浙青的延性也有很大的影响。经过研究发现，由于煤直接液化残渣中缺少常规浙青中 的油分和胶质组分，在煤直接液化残渣中添加适量的油分和胶质，能够制备成改性浙青。此 方法实现取代石油浙青，在道路修建中大量应用煤直接液化残渣，能够变废为宝，拓宽了煤 直接液化残渣应用范围，为实现循环经济发挥一定的经济价值。下面结合实施例对本专利技术进一步详细说明，需要强调的是，这些实施例是较优的 实例，用于进一步理解本专利技术，本专利技术不限于以下实施例。实施例1 以制备煤直接液化残渣复合改性浙青100kg为例，所用原料如下 煤直接液化残渣70kg，片状固体；环氧大豆油25kg，相对分子量约1000，浅黄色黏稠油状液体； 低分子量聚酰胺树脂5kg，相对分子量约1000，棕红色液体。其制备方法如下将上述原料同时加入到不锈钢容器中在常温条件下搅拌均勻，加热至140°C，然后用高 速分散机分散30分钟，得到改性浙青试样1。实施例2:以制备煤直接液化残渣复合改性浙青100kg为例，所用原料如下 煤直接液化残渣80kg，片状固体；柠檬酸三正丁酯5kg，无色油状液体，相对分子量 360，无毒，挥发性低；环烷烃油10kg，油状液体；碳5石油树脂5kg，淡黄色或浅棕色片状或 块状固体，平均分子量400-2000。其制备方法如下将上述原料同时加入到不锈钢容器中在常温条件下搅拌均勻，加热至150°C，然后用高 速分散机分散40分钟，得到改性浙青试样2。实施例3:以制备煤直接液化残渣复合改性浙青100kg为例，所用原料如下煤直接液化残渣75kg，片状固体； 环氧大豆油辛酯10kg，浅黄色油状液体，相对分子量424 ； 偏苯三甲酸三(2-乙基)己)酯10kg，透明黏稠状液体，相对分子量547 ； 松香树脂5kg，淡黄色或浅棕色片状或块状固体，平均分子量400-2000，破碎为粒径小 于5mm的小片或块。其制备方法如下将上述原料同时加入到不锈钢容器中在常温条件下搅拌均勻，加热至150°C，然后用高 速分散机分散40分钟，得到改性浙青试样3。实施例4:以制备煤直接液化残渣复合改性浙青100kg为例，所用原料如下 煤直接液化残渣70kg，片状固体； 环氧大豆油辛酯10kg，浅黄色油状液体，相对分子量424 ； 桐油12kg，透明液体；松香树脂5kg，淡黄色或浅棕色片状或块状固体，平均分子量400-2000，破碎为粒径小 于5mm的小片或块；低分子量聚酰胺树脂3kg，相对分子量约1000，棕红色液体。其制备方法如下将上述原料同时加入到不锈钢容器中在常温条件下搅拌均勻，加热至150°C，然后用高 速分散机分散40分钟，得到改性浙青试样4。对比实施例申请人将北京燕山石化公司生产的国创一号新型SBS作为浙青改性剂，基质浙青采用 进口的韩国AH-70号重交通道路石油浙青，制备SBS改性浙青，并与试样1、试样2、试样3 和试样4的性能进行测试比较。试验方法按照交通部颁布的JTT052-2000《公路工程浙青 及浙青混凝土混合料试验规范》相关规范进行操作，实验结果参见下表1 : 表1.改性浙青试验结果对比表 从上表可以看出，试样1、试样2、试样3、试样4与SBS改性浙青相比，试样1、试样2、试 样3、试样4的性能与SBS改性浙青的相近。 使用以上5种改性浙青制作AC-13浙青混凝土，浙青混合料的矿料级配为AC-13C 型中值，石料采用陕西铜川石料，分别进行高温稳定性试验(车辙试验)马歇尔实验以及冻融劈裂实验本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种煤直接液化残渣复合改性沥青，其特征在：它是由下述原料按照重量百分比制成：煤直接液化残渣：７０～８０％、油分：１５～３０％、胶质：５～１０％，原料的百分比之和为１００％。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：艾涛，赵鹏，王振军，
申请(专利权)人：长安大学，
类型：发明
国别省市：87[中国|西安]