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      含有煤直接液化殘?jiān)目管囖H添加劑、其制備方法和應(yīng)用的制作方法

      文檔序號(hào):3606932閱讀:271來(lái)源:國(guó)知局
      含有煤直接液化殘?jiān)目管囖H添加劑、其制備方法和應(yīng)用的制作方法
      【專利摘要】本發(fā)明屬于道路工程領(lǐng)域,提供一種含有煤直接液化殘?jiān)目管囖H添加劑,其包括煤直接液化殘?jiān)?、熱塑性彈性體和添加劑,所述的煤直接液化殘?jiān)蜔崴苄詮椥泽w的重量比為1:1-4,所述的添加劑占所述的煤直接液化殘?jiān)蜔崴苄詮椥泽w的重量和的5%-20%。本發(fā)明從資源節(jié)約和環(huán)境友好的角度出發(fā),利用煤直接液化殘?jiān)透叻肿拥木C優(yōu)勢(shì),制備得到的瀝青混合料抗車轍性能優(yōu)異,低溫性能和耐久性好,應(yīng)用在中面層可以在提高道路抗車轍性能的同時(shí)降低工程造價(jià),延長(zhǎng)道路使用壽命。
      【專利說(shuō)明】含有煤直接液化殘?jiān)目管囖H添加劑、其制備方法和應(yīng)用

      【技術(shù)領(lǐng)域】
      [0001] 本發(fā)明屬于道路工程領(lǐng)域,具體涉及一種含有熱塑性彈性體高分子的浙青混合料 添加劑、其制備方法和應(yīng)用。

      【背景技術(shù)】
      [0002] 浙青路面長(zhǎng)期受到載重車輛的碾壓,會(huì)出現(xiàn)車轍病害,對(duì)交通安全和運(yùn)輸能耗產(chǎn) 生不利影響。在浙青混合料中添加抗車轍添加劑是解決以上問題的有效方法。目前國(guó)際 上成功使用的抗車轍劑產(chǎn)品有法國(guó)生產(chǎn)的PR系列產(chǎn)品,德國(guó)的Duroflex和路孚8000浙 青混合料添加劑,美國(guó)殼牌生產(chǎn)的SEAM硫磺浙青改性劑。以上產(chǎn)品價(jià)格高昂,造成路面 建設(shè)成本大幅度提高,其推廣應(yīng)用受到了限制。近年來(lái),國(guó)內(nèi)相關(guān)企業(yè)也開發(fā)了類似的產(chǎn) 品,如專利技術(shù)CN1887951,CN1052740,CN1110693,CN1847318,CN1757663,CN101054469, CN1164548,CN101041744,CN100567400C等。國(guó)內(nèi)的產(chǎn)品主要成分均是PE、PP等熱塑性塑 料,或者再生塑料。選用某一種塑料作為改性劑,在抗車轍性能上有所提高,但是在高溫穩(wěn) 定性有一定的限制。單一的聚乙烯樹脂熔點(diǎn)低,與浙青混合料拌合時(shí)能形成一個(gè)良好的界 面形態(tài),但抗車轍性能不是最優(yōu)。單一的聚丙烯樹脂雖然熔點(diǎn)提高,但其拌合困難,相容性 差導(dǎo)致不容易分散。再生塑料使用前一般需要破碎等前處理工藝,增加了施工的難度和費(fèi) 用。
      [0003] 煤直接液化殘?jiān)且环N組分復(fù)雜的混合物,不含水,高灰分,高炭、高硫,發(fā)熱量 高,黏結(jié)性強(qiáng)。煤炭科學(xué)研究總院(北京)有2000噸/年的煤直接液化裝置,將產(chǎn)生近700 噸/年的煤直接液化殘?jiān)粌?nèi)蒙神華煤制油有限公司有170萬(wàn)噸/年的煤直接液化裝置,將 產(chǎn)生50萬(wàn)噸/年的煤直接液化殘?jiān)?。這些煤直接液化殘?jiān)€沒有很好地應(yīng)用途徑。實(shí)驗(yàn) 室前期研究表明,煤直接液化殘?jiān)梢燥@著增強(qiáng)浙青混合料的高溫性能和抗水損壞性能, 但會(huì)使混合料的低溫性能變差。煤直接液化殘?jiān)苽淇管囖H劑,不但解決了液化工藝中大 量煤直接液化殘?jiān)娜ヌ?,而且大大降低了浙青混合料的?jīng)濟(jì)成本,有良好的環(huán)境與經(jīng)濟(jì) 效益。國(guó)內(nèi)發(fā)明專利CNlO1844892B(煤直接液化殘?jiān)苽湔闱嗷炷谅访婵管囖H劑的制備 方法)公開了煤直接液化殘?jiān)苽淇管囖H劑的方法,制備的浙青混合料抗車轍性能好,高 溫穩(wěn)定性和水穩(wěn)性能好。
      [0004] 相關(guān)研究也表明,煤直接液化殘?jiān)梢燥@著增強(qiáng)浙青混合料的高溫性能和抗水損 壞性能,但會(huì)使混合料的低溫性能變差。
      [0005] 熱塑性彈性體(SBS和TPE)是一種優(yōu)良的浙青改性劑材料,制備的浙青材料具有 良好的彈性恢復(fù)和高溫特性,而且兼具有防止低溫開裂的性能;加入以后可以顯著提高路 面的使用性能,大幅度提1?路面的使用壽命。
      [0006]目前還沒有用煤直接液化殘?jiān)蜔崴苄詮椥泽w制備抗車轍添加劑的報(bào)道。


      【發(fā)明內(nèi)容】

      [0007] 針對(duì)本領(lǐng)域存在的不足之處,本發(fā)明的目的在于提供一種高低溫性能兼顧,且具 有抗車轍性能的添加劑,與傳統(tǒng)抗車轍相比,加入的高分子材料改善了浙青混合料的低溫 性能。
      [0008] 本發(fā)明的另一目的是提出所述抗車轍添加劑的制備方法。
      [0009] 本發(fā)明的第三個(gè)目的是提出所述抗車轍添加劑的應(yīng)用。
      [0010] 實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的具體技術(shù)方案為:
      [0011] 一種含有煤直接液化殘?jiān)目管囖H添加劑,包括煤直接液化殘?jiān)?、熱塑性彈性體 和添加劑,所述的煤直接液化殘?jiān)蜔崴苄詮椥泽w的重量比為1:1-4,所述的添加劑占所述 的煤直接液化殘?jiān)蜔崴苄詮椥泽w的重量和的5% -20%。優(yōu)選地,所述的煤直接液化殘?jiān)?和熱塑性彈性體的重量比為1:1-2。
      [0012] 煤經(jīng)過(guò)高溫高壓加氫后,其中大部分有機(jī)質(zhì)轉(zhuǎn)化為輕質(zhì)組分,以氣體或液體形 式排出,并產(chǎn)生約占原煤質(zhì)量30%的重質(zhì)產(chǎn)物,稱為煤直接液化殘?jiān)?。軟化點(diǎn)一般大于 150。。。
      [0013] 優(yōu)選地,本申請(qǐng)優(yōu)選浙青質(zhì)含量為60-85% ;C和H元素相對(duì)含量為70-90 %的煤 直接液化殘?jiān)?br> [0014] 其中,所述熱塑性彈性體為熱塑性彈性體,具體為苯乙烯丁二烯共聚物(SBS類), 和/或橡塑合金類熱塑性彈性體(TPE類)。所述橡塑合金類熱塑性彈性體為由含有聚合 物、膠粉和浙青的混合物制成。該類熱塑性彈性體具有由聚苯乙烯類構(gòu)成的硬段結(jié)構(gòu),也具 有由聚丁二烯類橡膠構(gòu)成的軟段結(jié)構(gòu),可以改善浙青及浙青混合料的高低溫性能。
      [0015] 其中,所述的添加劑為油和/或石油樹脂,所述的油選自橡膠油、芳烴油和環(huán)烷油 中的一種或者幾種;所述的石油樹脂選自C9,C7或者C5石油樹脂中的一種或者幾種。石油 樹脂(petroleumresin)是石油裂解所副產(chǎn)的C5?C9饋份,經(jīng)前處理、聚合、蒸饋等工藝 生產(chǎn)的一種熱塑性樹脂,分子量介于300-3000。其具有酸值低,混溶性好,耐水、耐乙醇和耐 化學(xué)品等特性。一種本發(fā)明所述的抗車轍添加劑的制備方法,該方法包括:將煤直接液化殘 渣、熱塑性彈性體和添加劑按比例混合,經(jīng)螺桿擠出機(jī)擠出、風(fēng)冷模面切粒設(shè)備造粒制得。
      [0016] 優(yōu)選地,所述的擠出溫度為120-230°C。
      [0017]采用本發(fā)明的方法,造粒后所得的粒子尺寸小于4mm,熔融指數(shù)大于 3g/10min(190°C,2. 16kg)。
      [0018] 本發(fā)明所述的抗車轍添加劑在制備浙青混合料中的應(yīng)用。
      [0019] 一種浙青混合料,其包括抗車轍添加劑、礦料和基質(zhì)浙青,所述抗車轍添加劑、礦 料和基質(zhì)浙青的重量比為0. 2-1. 4 :94-96 :2. 9-5. 4,所述抗車轍添加劑為本發(fā)明所述的抗 車轍添加劑。
      [0020] 本發(fā)明所述浙青混合料的制備方法,該方法包括:將抗車轍添加劑與熱礦料拌合, 然后再將拌合后的混合物與液態(tài)基質(zhì)浙青拌合,所述抗車轍添加劑為本發(fā)明所述的抗車轍 添加劑。
      [0021] 優(yōu)選地,所述熱礦料的溫度為140-2KTC,所述抗車轍添加劑與熱礦料拌合的時(shí)間 為5-30秒,所述拌合后的混合物與液態(tài)基質(zhì)浙青拌合的時(shí)間為20-90秒。
      [0022] 本發(fā)明從資源節(jié)約和環(huán)境友好的角度出發(fā),利用煤直接液化殘?jiān)秃铣筛叻肿拥?綜合優(yōu)勢(shì),將煤直接液化殘?jiān)c高聚物通過(guò)高分子材料反應(yīng)性加工技術(shù),充分利用反應(yīng)性 加工機(jī)械的強(qiáng)大剪切力,對(duì)較高黏度體系的反應(yīng)體系物料進(jìn)行充分?jǐn)嚢?,保證了官能團(tuán)之 間的反應(yīng)。
      [0023] 本發(fā)明的有益效果在于:
      [0024] (1)本發(fā)明提供的抗車轍添加劑,是將含有煤直接液化殘?jiān)崴苄詮椥泽w和添加 劑的混合物經(jīng)過(guò)混煉和擠出過(guò)程中的強(qiáng)剪切作用,使原有的煤直接液化殘?jiān)蜔崴苄詮椥?體的粒子的粒徑減小,結(jié)構(gòu)疏松,在添加劑作用下,煤直接液化殘?jiān)蜔崴苄詮椥泽w達(dá)到了 相似相容。因此在使用本發(fā)明的抗車轍添加劑拌和混合料時(shí),使達(dá)到理想改性效果的時(shí)間 明顯降低,可采用干法工藝生產(chǎn)使用。
      [0025](2)本發(fā)明的抗車轍添加劑的密度可與基質(zhì)浙青接近(密度I. 045-1. 105g/cm3), 在將該抗車轍添加劑與基質(zhì)浙青混合使用時(shí)可以減少離析,提高浙青混合料的穩(wěn)定性,尤 其該抗車轍添加劑使用了具有"硬段"和"軟段"結(jié)構(gòu)的熱塑性彈性體,制備的浙青混合料 的馬歇爾性能、水穩(wěn)定性能、高溫穩(wěn)定性能及低溫開裂性能等各項(xiàng)性能均很好。
      [0026] (3)本發(fā)明抗車轍添加劑的制備方法中,抗車轍添加劑的生成過(guò)程煙氣污染小,進(jìn) 行干法工藝拌制浙青混合料時(shí)能快速分散,與濕法工藝相比,更加節(jié)能環(huán)保。
      [0027] (4)使用本發(fā)明的抗車轍添加劑拌制浙青混合料時(shí),對(duì)基質(zhì)浙青的改性效果與濕 法工藝相當(dāng),但工藝簡(jiǎn)單、設(shè)備資金投入低、可連續(xù)生產(chǎn)、運(yùn)輸方便、儲(chǔ)存穩(wěn)定、易推廣使用。 具有很好的經(jīng)濟(jì)效益社會(huì)效益。

      【具體實(shí)施方式】
      [0028] 以下實(shí)施例用于說(shuō)明本發(fā)明,但不用來(lái)限制本發(fā)明的范圍。
      [0029]實(shí)施例中使用的原料:
      [0030] 煤直接液化殘?jiān)ㄉ袢A煤制油有限公司),軟化點(diǎn)190°C
      [0031]SBS(苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物彈性體,岳陽(yáng)石化,1301);
      [0032]TPE,自制,專利ZL201010166308. 5實(shí)施例1的方法
      [0033] 碳五石油樹脂,碳九石油樹脂(蘭州石化);
      [0034] 環(huán)烷油(克拉瑪依煉油廠,K6H);
      [0035] 浙青:中海70#石油浙青;
      [0036]油石比:4. 3%;
      [0037]礦料,選用AC20型,其礦料級(jí)配見表1:
      [0038] 表1 :礦料級(jí)配
      [0039]

      【權(quán)利要求】
      1. 一種含有煤直接液化殘?jiān)目管囖H添加劑,其特征在于,包括煤直接液化殘?jiān)?、熱?性彈性體和添加劑,所述的煤直接液化殘?jiān)蜔崴苄詮椥泽w的重量比為1:1-4,所述的添加 劑占所述的煤直接液化殘?jiān)蜔崴苄詮椥泽w的重量和的5% -20%。
      2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗車轍添加劑,其特征在于:所述煤直接液化殘?jiān)姓闱噘|(zhì) 含量為60-85 % ;C和Η元素相對(duì)含量為70-90 %。
      3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗車轍添加劑,其特征在于,所述熱塑性彈性體為苯乙烯丁 二烯共聚物,和/或橡塑合金類熱塑性彈性體。
      4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗車轍添加劑,其特征在于:所述的添加劑為油和/或石油 樹脂,所述的油選自橡膠油、芳烴油和環(huán)烷油中的一種或者幾種;所述的石油樹脂選自C9, C7或者C5石油樹脂中的一種或者幾種。
      5. -種權(quán)利要求1-4任一所述的抗車轍添加劑的制備方法,其特征在于,該方法包括: 將煤直接液化殘?jiān)?、熱塑性彈性體和添加劑按比例混合,經(jīng)螺桿擠出機(jī)擠出、風(fēng)冷模面切粒 設(shè)備造粒制得。
      6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法,其特征在于,所述的擠出溫度為120-230°C。
      7. 權(quán)利要求1-4中任一所述的抗車轍添加劑在制備浙青混合料中的應(yīng)用。
      8. -種浙青混合料,其包括抗車轍添加劑、礦料和基質(zhì)浙青,所述抗車轍添加劑、礦料 和基質(zhì)浙青的重量比為〇. 2-1. 4 :94-96 :2. 9-5. 4,所述抗車轍添加劑為權(quán)利要求1-4中任 一所述的抗車轍添加劑。
      【文檔編號(hào)】C08L53/02GK104262889SQ201410466759
      【公開日】2015年1月7日 申請(qǐng)日期:2014年9月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月12日
      【發(fā)明者】曹東偉, 季節(jié), 張海燕 申請(qǐng)人:交通運(yùn)輸部公路科學(xué)研究所, 北京建筑大學(xué)
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