一種高軟化點(diǎn)瀝青改性劑及其瀝青組合物及制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于石油化工技術(shù)領(lǐng)域，主要涉及一種高軟化點(diǎn)浙青改性劑及利用該改性劑制備高軟化點(diǎn)道路浙青組合物的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]與水泥路面相比，浙青路面的承載能力、感溫性、高溫穩(wěn)定性等往往較差。在我國(guó)絕大多數(shù)地區(qū)的夏季高溫約為35~40°C以上，路表溫度可達(dá)60~65°C，且高溫持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，在重載交通作用下，浙青路面容易發(fā)生車轍、推移、擁包、泛油等高溫?fù)p壞。研究表明，浙青路面的高溫?fù)p壞與浙青的高溫性能密切相關(guān)，浙青材料性能對(duì)高溫車轍的貢獻(xiàn)率約占40%。在我國(guó)現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)中采用60°C粘度、軟化點(diǎn)反映浙青的高溫性能，浙青軟化點(diǎn)實(shí)際上是一個(gè)等粘溫度，也反映浙青的粘度特性。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)生產(chǎn)高軟化點(diǎn)道路浙青的工藝過(guò)程主要有常減壓蒸餾、溶劑抽提、吹風(fēng)氧化、增稠劑增粘及組分調(diào)和等。一般地，受所加工原油種類及煉廠整體加工方案制約，常減壓蒸餾所生產(chǎn)的道路浙青粘度不大，軟化點(diǎn)較低；溶劑抽提工藝裝置可以生產(chǎn)較高軟化點(diǎn)浙青，但是其能耗較高；吹風(fēng)氧化工藝由于所排放尾氣中含有有毒有害物質(zhì)而被限制使用。通常可行的方法之一是采用組分調(diào)和增粘工藝。
[0004]組分調(diào)和增粘通常采用高軟化點(diǎn)的天然浙青等為第三調(diào)和組分，與普通道路浙青調(diào)合生產(chǎn)不同粘度的道路浙青產(chǎn)品。CN101195758A公開(kāi)了一種利用天然浙青粉與渣油或石油浙青在180°C _320°C條件下生產(chǎn)較高軟化點(diǎn)浙青的方法。由于受浙青礦資源制約，天然浙青產(chǎn)能有限，該技術(shù)應(yīng)用范圍較小。
[0005]CN102134829A公開(kāi)了一種自調(diào)溫冷拌混凝土及其制備方法。在其冷拌混凝土中添加了復(fù)合相變材料以降低路面溫度。所述復(fù)合相變材料為膨脹石墨與石蠟的組合物。
[0006]CN102173631A公開(kāi)了一種隧道浙青路面用阻燃劑。其中添加了 10_40重量份的可膨脹石墨及5-40份的有機(jī)膨脹型阻燃劑，5-30重量份的協(xié)同阻燃劑及5-10重量份的抵煙劑。以達(dá)到阻燃效果。
[0007]以上兩篇專利從降低路面溫度及提高阻燃性的角度來(lái)對(duì)浙青路面進(jìn)行改性。但就如何提高浙青軟件點(diǎn)并未作深入探討。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的是提出一種較高軟化點(diǎn)浙青改性劑及利用該改性劑制備較高軟化點(diǎn)道路浙青組合物的方法，采用含有碳源的膨脹型無(wú)機(jī)石墨替代天然浙青，克服高軟化點(diǎn)浙青的生產(chǎn)依賴天然浙青礦的不足。
[0009]本發(fā)明的一個(gè)方面在于提供一種高軟化點(diǎn)浙青改性劑，所述改性劑為煅燒后的可膨脹石墨，可膨脹石墨的膨脹率不小于50倍。所述的可膨脹石墨膨脹溫度40(Ti20(rc，可膨脹石墨在400°c以上高溫時(shí)開(kāi)始膨脹。
[0010]本發(fā)明另一方面在于提供一種高軟化點(diǎn)浙青改性劑的制備方法，將可膨脹石墨加入煅燒爐中，加熱，加熱溫度至少為400°c，一般為40(Tl20(rC，優(yōu)選為60(Tl00(rC，待石墨不再膨脹后，降溫出爐，得本發(fā)明所述的改性劑。
[0011]所述的可膨脹石墨的膨脹率不小于50倍，起始膨脹溫度40(Γ1200?，可膨脹石墨在400°C以上高溫時(shí)開(kāi)始膨脹。
[0012]本發(fā)明再一方面在于提供一種高軟化點(diǎn)道路浙青組合物，其中含有基質(zhì)浙青和一種高軟化點(diǎn)浙青改性劑，所述高軟化點(diǎn)浙青改性劑為煅燒后的可膨脹石墨。按重量份計(jì)，基質(zhì)浙青為80~100份，高軟化點(diǎn)浙青改性劑2份~20份。
[0013]所述的基質(zhì)浙青為石油浙青，包括減壓渣油、成品道路浙青或建筑防水浙青中的一種或幾種。所述的基質(zhì)浙青最好為軟化點(diǎn)為40~55°C或60°C粘度為60~260 l/10mm的石油浙青。本發(fā)明的高軟化點(diǎn)道路浙青組合物的軟化點(diǎn)在60°C以上，優(yōu)選75°C以上。
[0014]本發(fā)明同時(shí)提供了一種制備高軟化點(diǎn)道路浙青組合物的方法，包括將高軟化點(diǎn)浙青改性劑均勻分散到基質(zhì)浙青。所述的高軟化點(diǎn)浙青改性劑為煅燒后的可膨脹石墨?？膳蛎浭呐蛎浡什恍∮?0倍。所述的可膨脹石墨膨脹溫度40(T120(TC，可膨脹石墨在400°C以上高溫時(shí)開(kāi)始膨脹。
[0015]其中，按重量份計(jì)，基質(zhì)浙青為80~100份，煅燒后的可膨脹石墨的占2份~20份。
[0016]所述的均勻分散過(guò)程為:
按配比量稱取高軟化點(diǎn)浙青改性劑與基質(zhì)浙青，并加入反應(yīng)釜中，在反應(yīng)器溫度10(T250°C，優(yōu)選為130-200°C條件下，攪拌0.5小時(shí)，攪拌速度500-1000轉(zhuǎn)/分鐘，待樣品初步分散后，繼續(xù)加熱到10(T25(TC，優(yōu)選為150-230°C，攪拌1_10小時(shí)，攪拌速度2000-4000轉(zhuǎn)/分鐘，使高軟化點(diǎn)浙青改性劑能均勻地分散到基質(zhì)浙青中。攪拌過(guò)程完成后即可出料，冷卻即制得該高軟化點(diǎn)浙青組合物成品。
[0017]對(duì)產(chǎn)品性能而言，如果需要對(duì)浙青產(chǎn)品進(jìn)行其它方面的性能改進(jìn)，還可以根據(jù)本領(lǐng)域一般知識(shí)添加適宜的添加劑，如天然橡膠、丁苯橡膠等。
[0018]本發(fā)明高軟化點(diǎn)浙青改性劑能夠顯著提高浙青組合物的軟化點(diǎn)和60°C粘度。該改性劑既可以對(duì)成品道路浙青增稠，也可以對(duì)建筑浙青及石油餾分重餾分油進(jìn)行增稠。
[0019]本發(fā)明的可膨脹石墨，在高溫條件產(chǎn)生一種疏松、多孔、質(zhì)輕具有網(wǎng)狀孔型結(jié)構(gòu)的膨脹型物質(zhì)，使其由密實(shí)鱗片狀結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變成密度很低的蠕蟲(chóng)狀結(jié)構(gòu)，而這種蠕蟲(chóng)狀結(jié)構(gòu)的石墨由于其體積及孔隙結(jié)構(gòu)增大，使其比表面積變大增大幾十或幾百倍，微孔直徑也同倍增大，導(dǎo)致其與浙青的吸附能力增強(qiáng)。這種膨脹型石墨還能增加浙青質(zhì)含量，可使浙青在高溫時(shí)仍有較大的黏度，對(duì)浙青的高溫性能有正面影響。膨脹石墨的蠕蟲(chóng)狀結(jié)構(gòu)常?；ハ嗬p燒在一起，也能增強(qiáng)浙青的高溫穩(wěn)定性。
[0020]本發(fā)明的技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)在于利用高溫膨脹后產(chǎn)生的蠕蟲(chóng)狀結(jié)構(gòu)石墨與石油浙青的物理及化學(xué)吸附作用，增加浙青中的膠核含量，從而替代天然浙青組分，提高浙青的軟化點(diǎn)和高溫粘度。
[0021]與現(xiàn)有技術(shù)比較，本發(fā)明中由于選用可膨脹石墨經(jīng)煅燒工藝，使得石墨的膨脹率增加，比表面積增大。增強(qiáng)了與石油浙青的交互作用，從而提高了浙青產(chǎn)品的高溫性能。拓寬了生產(chǎn)高軟化點(diǎn)道路浙青的原料。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面通過(guò)具體實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的方案和效果，必須說(shuō)明的是以下實(shí)施例只用于對(duì)本發(fā)明的說(shuō)明，不能理解為對(duì)本發(fā)明