改性瀝青粘結(jié)劑及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于煤化工粘結(jié)劑技術(shù)領(lǐng)域，具體地，涉及改性瀝青粘結(jié)劑及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]瀝青作為一種混合高分子材料，具有較高的密度、一定的粘性和溫度敏感性，普遍用于建筑材料和公路地基領(lǐng)域。除此以外，瀝青還作為粘結(jié)劑用于礦物材料和粉煤材料成型領(lǐng)域。然而，瀝青作為粘結(jié)劑易在高溫下呈現(xiàn)出軟熔態(tài)，使其對于粉煤的粘結(jié)性和吸附成型性能較差，從而限制了瀝青作為粘結(jié)劑在煤粉成型及高溫加熱條件下的進一步應(yīng)用。
[0003]專利CN 1324086 C公開了一種層狀硅酸鹽粘土納米改性瀝青及其制備方法。該方法所述瀝青由層狀硅酸鹽粘土和瀝青組成，各組分的重量配比分別是0.1-20%,80% -99.9%。其具體制備方法是:選用200-600層狀硅酸鹽粘土作為瀝青的改性劑，將篩后的硅酸鹽粘土顆粒加入到熔融的瀝青中，維持溫度為100-200°C，并在1000-6000rpm/min轉(zhuǎn)速下，高速攪拌0.5-8小時，使其共混均勾而制得層狀娃酸鹽粘土納米改性瀝青。該制備方法只提尚了浙青的耐尚溫性能，其尚溫粘結(jié)性能仍有待提尚。
[0004]專利CN 103642257 A公開了一種改性瀝青的制備方法，其主要包括層間聚合改性納米蒙脫土 PS-OMMT的制備以及SBS改性瀝青熔融共混兩個步驟。制備過程中，需采用高速剪切法使改性劑SBS充分分散到基質(zhì)瀝青中，然后經(jīng)過改性劑的溶脹、分散磨細(xì)、繼續(xù)發(fā)育三個階段制備而成。但是該方法制備過程較為復(fù)雜，且所用的改性劑SBS易于變性，減少了瀝青的使用壽命。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問題之一。為此，本發(fā)明的一個目的在于提出一種制備改性瀝青粘結(jié)劑的方法以及利用該方法制備得到的改性瀝青粘結(jié)劑。
[0006]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，本發(fā)明提出了一種制備改性瀝青粘結(jié)劑的方法，包括:將瀝青進行加熱處理，以便得到熔融態(tài)瀝青；向所述熔融態(tài)瀝青中加入無機粉末改性劑，以便得到熔融混合物；以及將所述熔融混合物進行冷卻和粉碎處理，以便獲得所述改性瀝青粘結(jié)劑，其中，所述無機粉末改性劑為膨潤土、高嶺土和娃藻土中的至少一種。
[0007]由此，本發(fā)明上述實施例的制備改性瀝青粘結(jié)劑的方法工藝簡單，所選用的無機粉末改性劑資源豐富，有利于降低生產(chǎn)成本。同時制備得到的改性瀝青粘結(jié)劑平均粒徑為0.074-3毫米，粘結(jié)效果良好，具有良好的加工性能。
[0008]另外，根據(jù)本發(fā)明上述實施例的制備改性瀝青粘結(jié)劑的方法還可以具有如下附加的技術(shù)特征:
[0009]在本發(fā)明的一些實施例中，所述無機粉末改性劑為膨潤土、高嶺土或者娃藻土中的一種。由此賦予上述改性瀝青粘結(jié)劑良好的性能，并充分利用了中國豐富的膨潤土、高嶺土及硅藻土資源，降低改性瀝青粘結(jié)劑的生產(chǎn)成本，具有顯著的經(jīng)濟效益和社會效益。
[0010]在本發(fā)明的一些實施例中，無機粉末改性劑的加入量為所述熔融態(tài)瀝青的10-30重量％。由此可以使其均勻分散在熔融態(tài)瀝青中，實現(xiàn)良好的增韌效果，進而提高改性瀝青粘結(jié)劑的性能。
[0011]在本發(fā)明的一些實施例中，所述瀝青粘結(jié)劑平均粒徑為0.074-3毫米。由此可以進一步地提高瀝青粘結(jié)劑在后續(xù)粉料壓塊中的增韌效果，并最終提高粉料壓塊的性能。
[0012]在本發(fā)明的一些實施例中，向所述熔融態(tài)瀝青中加入無機粉末改性劑后攪拌15-30分鐘，以便得到所述熔融混合物。由此可以進一步提高混合均勻度。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，本發(fā)明還提出了一種改性瀝青粘結(jié)劑，其特征在于，所述改性瀝青粘結(jié)劑是前面所述制備改性瀝青粘結(jié)劑的方法制備得到的。由此該改性瀝青粘結(jié)劑具有良好的粘結(jié)效果、加工性能以及較長的使用壽命。采用該改性瀝青粘結(jié)劑制備得到的粉煤壓塊在高溫條件下具有良好的固結(jié)性和強度。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的再一個方面，本發(fā)明還提出了一種制備粉料壓塊的方法，包括:
[0015]將長焰煤粉、焦煤、肥煤、生石灰粉和改性瀝青粘結(jié)劑進行混合，以便得到粉料混合物；將所述粉料混合物進行預(yù)熱處理；將經(jīng)過所述預(yù)熱處理的粉料混合物進行壓制，以便得到所述粉料壓塊，其中，所述改性瀝青粘結(jié)劑是根據(jù)前面所述制備改性瀝青粘結(jié)劑的方法制備得到的。
[0016]該方法采用改性瀝青粘結(jié)劑作為粘結(jié)劑制備得到粉料壓塊，粘結(jié)效果好，工藝簡單，實現(xiàn)了對長焰煤粉、焦煤、肥煤、生石灰粉等有效利用，成本低廉，制備得到的粉料壓塊在高溫環(huán)境下具有良好的固結(jié)性和力學(xué)強度，適合大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。
[0017]另外，根據(jù)本發(fā)明上述實施例的制備粉料壓塊的方法還可以具有如下附加的技術(shù)特征:
[0018]在本發(fā)明的一些實施例中，所述長焰煤粉、焦煤、肥煤、生石灰粉與改性瀝青粉末按照(18-20): (1-2): (2-3): (20-22): (0.1-2.5)質(zhì)量比進行混合。由此，采用該質(zhì)量比將上述長焰煤粉、焦煤、肥煤、生石灰粉與改性瀝青粉末進行混合可以進一步提高粉料壓塊在高溫環(huán)境下具有良好的固結(jié)性和力學(xué)強度。
[0019]在本發(fā)明的一些實施例中，上述制備粉料壓塊中長焰煤粉、焦煤、肥煤和生石灰粉的平均粒徑均為0.074-3毫米。由此采用該粒徑范圍的長焰煤粉、焦煤、肥煤和生石灰粉與上述改性瀝青粘結(jié)劑進行混合可以提高長焰煤粉、焦煤、肥煤和生石灰粉在改性瀝青粘結(jié)劑中分散性，進而有效地提高混合效率。
[0020]在本發(fā)明的一些實施例中，上述制備粉料壓塊中預(yù)熱處理是在150-220攝氏度的溫度下進行10-30分鐘。由此采用該預(yù)熱溫度及預(yù)熱時間可以提高上述粉料壓塊在高溫條件下的固結(jié)性和力學(xué)強度。優(yōu)選地，預(yù)熱處理時間為10-20分鐘。由此可以避免預(yù)熱時間不充分造成混合不完全或預(yù)熱時間過度不利于工業(yè)化生產(chǎn)等缺點。
【具體實施方式】
[0021]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，本發(fā)明提出了一種制備改性瀝青粘結(jié)劑的方法，包括:將瀝青進行加熱處理，以便得到熔融態(tài)瀝青；向熔融態(tài)瀝青中加入無機粉末改性劑，以便得到熔融混合物；以及將熔融混合物進行冷卻和粉碎處理，以便獲得改性瀝青粘結(jié)劑，其中，無機粉末改性劑為膨潤土、高嶺土和娃藻土中的至少一種。
[0022]由此，本發(fā)明上述實施例的制備改性瀝青粘結(jié)劑的方法中通過在熔融態(tài)瀝青中加入上述無機粉末改性劑更有利于瀝青向上述無機粉料改性劑中進行擴散，有利于形成瀝青/無機粉末改性劑復(fù)合材料，從而制備得到高強、高韌性的改性瀝青粘結(jié)劑。同時采用上述制備方法制備改性瀝青粘結(jié)劑工藝簡單，易于操作，所選用的無機粉末改性劑為膨潤土、高嶺土和硅藻土中的至少一種，在提高改性瀝青粘結(jié)劑綜合性能的同時降低了生產(chǎn)成本，便于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。
[0023]根據(jù)本發(fā)明的具體實施例，上述制備改性瀝青粘結(jié)劑的方法中采用的無機粉末改性劑為膨潤土、高嶺土或硅藻土中的一種。由此采用上述膨潤土、高嶺土或者硅藻土作為改性劑可以進一步提高瀝青抗永久性變的能力，提高瀝青的抗老化性能，并賦予瀝青具有良好的溫度穩(wěn)定性；同時采用上述膨潤土、高嶺土和硅藻土作為改性劑充分地利用了中國豐富的膨潤土、高嶺土和娃藻土資源，從而提高其的附加價值，降低改性瀝青粘結(jié)劑的生產(chǎn)成本，便于大規(guī)模生產(chǎn)改性瀝青粘結(jié)劑，因而具有顯著的經(jīng)濟效益和社會效益。
[0024]根據(jù)本發(fā)明的具體實施例，上述制備改性瀝青粘結(jié)劑的方法中制備得到的改性瀝青粘結(jié)劑平均粒徑為0.074-3毫米，因而具有較大的比表面積，因此具有良好的粘結(jié)性，可以有效地用于后續(xù)粉料壓塊的制備，進而提高最終粉料壓塊的性能。
[0025]根據(jù)本發(fā)明的具體實施例，上述制備改性瀝青粘結(jié)劑的方法中采用的無機粉末改性劑的加入量為熔融態(tài)瀝青的10-30重量％。由此采用上述重量進行混合可以有效地均勻分散在熔融態(tài)瀝青中，實現(xiàn)良好的增韌效果，提高改性瀝青的抗永久性變能力、抗老化性能以及溫度穩(wěn)定性。
[0026]根據(jù)本發(fā)明的具體實施例，上述制備改性瀝青粘結(jié)劑的方法中向熔融態(tài)瀝青中加入無機粉末改性劑后攪拌15-30分鐘。由此采用的攪拌時間有利于膨潤土與上述熔融態(tài)瀝青的均勻混合，實現(xiàn)膨潤土在上述熔融態(tài)瀝青中良好的分散。
[0027]根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，本發(fā)明還提出了一種改性瀝青粘結(jié)劑，其特征在于，所述改性瀝青粘結(jié)劑是前面所述制備改性瀝青粘結(jié)劑的方法制備得到的。由此該改性瀝青粘結(jié)劑具有良好的粘結(jié)效果、加工性能以及較長的使用壽命。采用該改性瀝青粘結(jié)劑制備得到的粉煤壓塊在高溫條件下具有良好的固結(jié)性和強度。
[0028]根據(jù)本發(fā)明的再一個方面，本發(fā)明提出了一種制備粉料壓塊的方法，包括:將長焰煤粉、焦煤、肥煤、生石灰粉和改性瀝青粘結(jié)劑進行混合，以便得到粉料混合物；將所述粉料混合物進行預(yù)熱處理；將經(jīng)過所述預(yù)熱處理的粉料混合物進行壓制，以便得到所述粉料壓塊，其中，所述改性瀝青粘結(jié)劑是根據(jù)前面所述制備改性瀝青粘結(jié)劑的方法制備得到的。
[0029]由此，本發(fā)明上述實施例的制備粉料壓塊的方法制備工藝簡單，通過采用前面所述的改性瀝青粘結(jié)