一種低溫下性能穩(wěn)定的改性煤瀝青及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于煤瀝青改性技術(shù)領(lǐng)域，具體來(lái)說(shuō)，涉及到一種低溫下性能穩(wěn)定的改性煤瀝青及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來(lái)隨著石油瀝青的價(jià)格日漸攀升，道路修建成本的日益增加，人們開(kāi)始關(guān)注低成本性能好的其他道路石油瀝青替代材料作，其中煤瀝青作為早期的筑路材料受到了人們的關(guān)注。但是煤瀝青低溫發(fā)脆、延展性差且施工時(shí)環(huán)境污染嚴(yán)重，一直不能得到有效的應(yīng)用。目前國(guó)內(nèi)關(guān)于煤瀝青路用性能研究，主要集中在兩個(gè)方面:一是提高煤瀝青的路用性能指標(biāo)，尤其是延韌性；二是降低和消除煤瀝青的污染成分，主要是多環(huán)芳烴(PAH)類(lèi)物質(zhì)。目前煤瀝青的改性當(dāng)中主流還是將煤瀝青和石油瀝青混合，進(jìn)而發(fā)揮出兩種瀝青各自的優(yōu)勢(shì)，也有一些煤瀝青的改性方法是借鑒石油瀝青改性方法，通過(guò)摻入一些有機(jī)物或者納米材料來(lái)提升改性煤瀝青的性能。
[0003]煤瀝青相比于石油瀝青具有軟化點(diǎn)高、粘結(jié)性能好、成本低廉、抗車(chē)轍能力強(qiáng)、耐老化性能強(qiáng)及抗磨損性能好等優(yōu)點(diǎn)，然而煤瀝青低溫脆裂導(dǎo)致煤瀝青很難在北方等地區(qū)廣泛應(yīng)用。而煤瀝青作為煤焦產(chǎn)業(yè)的副產(chǎn)品應(yīng)用范圍窄，大量煤瀝青滯銷(xiāo)，造成了極大的資源浪費(fèi)。
[0004]目前，絕大多數(shù)改性煤瀝青其低溫脆裂、延展性能差，很難達(dá)到石油基質(zhì)瀝青的性能，而與改性石油瀝青相比相差更大，這極大的制約煤瀝青廣泛應(yīng)用。目前關(guān)于煤瀝青低溫性能提升的方法主要是在煤瀝青中直接添加一些改性劑，使其低溫延展性能有所提升，但是目前的研究報(bào)道中改性煤瀝青的低溫性能很少有能達(dá)到《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》(JTG F40-2004)中改性石油瀝青的技術(shù)要求，甚至難以滿足高等級(jí)公路中石油瀝青的技術(shù)要求。因此研究出一種低溫延展性能好的改性煤瀝青有著重要的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種成本低廉的低溫下性能穩(wěn)定的改性煤瀝青及其制備方法。
[0006]本發(fā)明所述的一種低溫下性能穩(wěn)定的改性煤瀝青，所述改性煤瀝青各原料組成按質(zhì)量比包括煤瀝青30-90份、石油瀝青10-70份、鄰苯二甲酸酯1-5份、聚乙二醇1_10份、聚α烯烴0-3份、粉末丁苯橡膠1-10份。
[0007]本發(fā)明所述的一種低溫下性能穩(wěn)定的改性煤瀝青，所述石油瀝青為70#石油瀝青和90#石油瀝青。
[0008]本發(fā)明所述的一種低溫下性能穩(wěn)定的改性煤瀝青，所述聚乙二醇的分子量為400、600、800、1000、1200、1500 中的一種或者幾種。
[0009]本發(fā)明所述的一種低溫下性能穩(wěn)定的改性煤瀝青，所述聚α烯烴包括ΡΑ02、ΡΑ02.5、ΡΑ04、ΡΑ05、ΡΑ06、ΡΑ07、ΡΑ08、ΡΑ09、ΡΑ010、ΡΑ025 中的一種或幾種。
[0010]本發(fā)明所述的一種低溫下性能穩(wěn)定的改性煤瀝青，所述改性煤瀝青各原料組成按質(zhì)量份還包括石斛脂素2份。
[0011]本發(fā)明所述改性煤瀝青的制備方法，所述制備方法具體步驟為:1)將煤瀝青和的石油瀝青在100?120°C中加熱l_4h，然后稱取煤瀝青和石油瀝青混合并加入到攪拌釜中，加熱并機(jī)械攪拌至130-200°C，恒溫?cái)嚢?-30min ;2)稱取鄰苯二甲酸酯和聚乙二醇，緩慢加入到上述攪拌釜中，再稱取聚α烯烴加入到攪拌釜中，繼續(xù)恒溫?cái)嚢?-30min ;3)將攪拌釜加熱到160-200°C，加入粉末丁苯橡膠，采用1000-6000rpm高速剪切，使攪拌釜中瀝青混合物溫度保持在170-200°C之間，恒溫恒速高速剪切30?120min，然后自然冷卻至室溫，即制備得到改性煤瀝青。
[0012]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所述的低溫下性能穩(wěn)定的改性煤瀝青具有以下優(yōu)點(diǎn):添加了聚α烯烴和酯類(lèi)，聚α烯烴的加入有利于提高改性煤瀝青的穩(wěn)定性、均勻性及低溫性能，降低改性煤瀝青隨著溫度和SBR成分變化而引起的性能不穩(wěn)定；其5°C延度性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)目前改性煤瀝青的相關(guān)性能；性能達(dá)到了《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》(JTG F40-2004)關(guān)于SBS改性石油瀝青的技術(shù)要求；相比于石油基質(zhì)瀝青價(jià)格更為低廉、低溫性能出色；制備過(guò)程所用到的設(shè)備簡(jiǎn)單，不需要重新購(gòu)置或者涉及新設(shè)備，與目前改性石油瀝青的設(shè)備可以通用，大大減少了生產(chǎn)過(guò)程中的成本。
【具體實(shí)施方式】
[0013]下面結(jié)合具體的實(shí)施例對(duì)所述成本低廉的低溫下性能穩(wěn)定的改性煤瀝青及其制備方法做進(jìn)一步說(shuō)明，但是本發(fā)明的保護(hù)范圍并不限于此。
[0014]實(shí)施例1
[0015]將中溫煤瀝青和70#殼牌石油瀝青在120°C的烘箱中加熱4h，然后稱取50份中溫煤瀝青和50份70#殼牌石油瀝青混合并加入到攪拌釜中，加熱并機(jī)械攪拌至150°C，恒溫?cái)嚢?0min ;稱取5份鄰苯二甲酸辛酯和5份聚乙二醇400，緩慢加入到上述攪拌釜中，繼續(xù)恒溫?cái)嚢鑜Omin ;然后換用高速剪切儀，調(diào)整轉(zhuǎn)速到4000rpm，并加熱攪拌釜到180°C，加入3份聚α烯烴ΡΑ02.5、5份粉末丁苯橡膠SBR，采用5000rpm高速剪切，使攪拌釜中瀝青混合物溫度保持在180?190°C之間，恒溫恒速高速剪切60min，然后自然冷卻至室溫，即制備得到改性煤瀝青。所制備的改性煤瀝青軟化點(diǎn)為47.0°C，針入度為172.9，5°C延度為59.5cm。
[0016]實(shí)施例2
[0017]將中溫煤瀝青和70#殼牌石油瀝青在120°C的烘箱中加熱4h，然后稱取70份中溫煤瀝青和30份70#殼牌石油瀝青混合并加入到攪拌釜中，加熱并機(jī)械攪拌至150°C，恒溫?cái)嚢?0min ;稱取5份鄰苯二甲酸辛酯和5份聚乙二醇600，緩慢加入到上述攪拌釜中，繼續(xù)恒溫?cái)嚢鑜Omin ;然后換用高速剪切儀，調(diào)整轉(zhuǎn)速到4000rpm，并加熱攪拌釜到180°C，加入5份粉末丁苯橡膠SBR，采用5000rpm高速剪切，使攪拌釜中瀝青混合物溫度保持在180?190°C之間，恒溫恒速高速剪切60min，然后自然冷卻至室溫，即制備得到改性煤瀝青。所制備的改性煤瀝青軟化點(diǎn)為58.0°C，針入度為94，5°C延度為32.5cm。
[0018]實(shí)施