一種高軟化點瀝青改性劑及其瀝青組合物和制備方法
【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浙青改性劑及利用該改性劑所制備的高軟化點道路浙青組合物及其制備方法。
【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60~65°C，且高溫持續(xù)時間長，在重載交通作用下，浙青路面容易發(fā)生車轍、推移、擁包、泛油等高溫損壞。研究表明，浙青路面的高溫損壞與浙青的高溫性能密切相關(guān)，浙青材料性能對高溫車轍的貢獻率約占40%。在我國現(xiàn)行標準中采用60°C粘度、軟化點反映浙青的高溫性能，浙青軟化點實際上是一個等粘溫度，也反映浙青的粘度特性。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)生產(chǎn)高軟化點道路浙青的工藝過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，軟化點較低；溶劑抽提工藝裝置可以生產(chǎn)較高軟化點浙青，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?？尚械姆椒ㄖ皇遣捎媒M分調(diào)和增粘工藝。
[0004]組分調(diào)和增粘通常采用高軟化點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]CN103788668A公開了一種復(fù)合改性浙青的制備方法。采用向85-95重量份的70#浙青中添加1-10重量份的偶聯(lián)劑，0.5-2重量份的多聚磷酸，2-5重量份的SBS。通過偶聯(lián)劑與浙青及骨料之間的偶合作用，提高浙青路面的高溫性能，復(fù)合改性浙青軟化點小于85°C。
[0006]CN103305014A公開了一種SBS改性浙青的制備方法。添加0.5-2重量份的多聚磷酸，2.8-4重量份的SBS，95-106重量份的重交浙青，6_9重量份的糠醛抽出油。達到生產(chǎn)軟化點80-85°C改性浙青目的。
[0007]CN102134829A公開了一種自調(diào)溫冷拌浙青混凝土，由集料、復(fù)合相變材料、水和改性乳化浙青原料制備而成，各原料所占重量百分數(shù)為:集料70?80填料I?3%、復(fù)合相變材料5?10%、水8?10%、改性乳化浙青6?8%。所述相變材料為石蠟與膨脹石墨復(fù)合而成，膨脹石墨與石蠟的質(zhì)量比為1:8?9。該專利采用復(fù)合相變材料來對浙青路面進行改性，以降低路面溫度。雖然其中添加了膨脹石墨，但其中可膨脹石墨并沒有發(fā)揮最大功效。
[0008]上述專利產(chǎn)品的軟化點性能并不十分優(yōu)異。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的目的是提出一種高軟化點浙青改性劑及利用該改性劑制備的高軟化點道路浙青組合物及其制備方法。
[0010]本發(fā)明的一個方面在于提供一種高軟化點浙青改性劑，所述高軟化點浙青改性劑為煅燒后的可膨脹石墨再經(jīng)過無機酸噴霧處理。其中，每100份可膨脹石墨噴霧無機酸2份~40份，優(yōu)選為5份~30份。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(Tl20(rC。膨脹后的石墨再經(jīng)過無機酸噴霧處理。所述的無機酸為低水含量的無機酸，優(yōu)選濃硫酸或無機含磷酸，所述無機含磷酸可以是焦磷酸、三磷酸、焦亞磷酸、正磷酸、偏磷酸、多聚磷酸中的一種或幾種。
[0011]本發(fā)明另一方面在于提供一種高軟化點浙青改性劑的制備方法，包括如下內(nèi)容:
(I)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(Ti00(rc，待石墨不再膨脹后，降溫出爐得到膨脹石墨。
[0012](2)在常溫條件下，將無機酸均勻噴淋到步驟(I)所制得的膨脹石墨表面，即得到高軟化點浙青改性劑。
[0013]本發(fā)明以下所述的份數(shù)均為重量份數(shù)。
[0014]本發(fā)明高軟化點浙青改性劑制備方法步驟(2)中每100份膨脹石墨噴霧無機酸2份~40份，優(yōu)選為5份~30份。。
[0015]所述的可膨脹石墨的膨脹率不小于50倍，起始膨脹溫度40(Tl20(rC?？膳蛎浭?00°C以上高溫時開始膨脹，體積可達原體積的50倍以上。
[0016]本發(fā)明再一方面在于提供一種高軟化點道路浙青組合物，其中含有基質(zhì)浙青和一種前述高軟化點浙青改性劑。所述高軟化點浙青改性劑為煅燒后再經(jīng)無機酸噴霧處理的可膨脹石墨。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)浙青最好為軟化點為40~55°C或60°C粘度為60~260 l/10mm的石油浙青。按重量份計，基質(zhì)浙青為85~98份，高軟化點浙青改性劑2份~15份。本發(fā)明的高軟化點道路浙青組合物的軟化點在70°C以上，優(yōu)選85°C以上。
[0017]本發(fā)明同時提供了一種制備高軟化點道路浙青組合物的方法，包括將前述高軟化點浙青改性劑均勻分散到基質(zhì)浙青。所述的高軟化點浙青改性劑為煅燒后再經(jīng)無機酸噴霧處理的可膨脹石墨。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(Tl20(rC，可膨脹石墨在400°C以上高溫時開始膨脹。所述的無機酸為低含水量的無機酸，優(yōu)選濃硫酸或無機含磷酸是焦磷酸、三磷酸、焦亞磷酸、正磷酸、偏磷酸、多聚磷酸中的一種或幾種。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)浙青最好為軟化點為40~55°C或60°C粘度為60~260 l/10mm的石油浙青。其中，按重量份計，基質(zhì)浙青為85~98份，煅燒后再經(jīng)無機含磷酸處理的可膨脹石墨占2份~15份。
[0018]所述的均勻分散過程為:
按配比量稱取高軟化點浙青改性劑與基質(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150-230°C條件下，攪拌1_10小時，攪拌速度1000-4000轉(zhuǎn)/分鐘，使高軟化點浙青改性劑能均勻地分散到基質(zhì)浙青中。攪拌過程完成后即可出料，冷卻即制得該高軟化點浙青組合物成品。
[0019]對產(chǎn)品性能而言，如果需要對浙青產(chǎn)品進行其它方面的性能改進，還可以根據(jù)本領(lǐng)域一般知識添加適宜的添加劑，如天然橡膠、丁苯橡膠等。
[0020]本發(fā)明高軟化點浙青改性劑能夠顯著提高浙青組合物的軟化點和60°C粘度。本發(fā)明高軟化點浙青改性劑既可以對成品道路浙青增稠，也可以對建筑浙青及石油餾分重餾分油進行增稠。
[0021]本發(fā)明的可膨脹型石墨，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)，使其由密實鱗片狀結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變成密度很低的蠕蟲狀結(jié)構(gòu)，而這種蠕蟲狀結(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。同時，采用無機含磷酸對可膨脹石墨表面進行噴霧處理，增加石墨表面酸性組分，而石油浙青中有大量的堿性官能團，有利于提高石墨與浙青的交聯(lián)作