本發(fā)明專利技術(shù)提供一種瀝青改性劑，包括煤直接液化殘渣、活化膠粉和添加劑，所述煤直接液化殘渣和活化膠粉的重量比為2：1.68?3.2，所述添加劑占煤直接液化殘渣和活化膠粉的重量和的5％?20％。本發(fā)明專利技術(shù)提供的改性劑，是將含有煤直接液化殘渣、活化膠粉和添加劑的混合物經(jīng)過混煉和擠出過程中的強剪切作用，使原有的煤直接液化殘渣和活化膠粉在添加劑和加工機械力作用下發(fā)生了反應(yīng)性共混。使用本發(fā)明專利技術(shù)的改性劑制備改性瀝青的綜合性能好，低溫性能優(yōu)異。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于道路工程領(lǐng)域，具體涉及一種含有煤直接液化殘渣和活化膠粉的瀝青改性劑及其制備方法和應(yīng)用。
技術(shù)介紹
煤直接液化殘渣(DCLR)是一種組分復(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。煤炭科學研究總院(北京)有2000噸/年的煤直接液化裝置，將產(chǎn)生近700噸/年的煤直接液化殘渣(DCLR)；內(nèi)蒙神華煤制油有限公司有170萬噸/年的煤直接液化裝置，將產(chǎn)生50萬噸/年的煤直接液化殘渣(DCLR)。這些煤直接液化殘渣(DCLR)還沒有很好地應(yīng)用途徑。國內(nèi)專利技術(shù)專利CN101844892B(煤直接液化殘渣制備瀝青混凝土路面抗車轍劑的制備方法)公開了煤直接液化殘渣制備抗車轍劑的方法，制備的瀝青混合料抗車轍性能好，高溫穩(wěn)定性和水穩(wěn)性能好。國內(nèi)專利技術(shù)專利CN101875789(一種煤直接液化殘渣復(fù)合改性瀝青及其制備方法)公開了煤直接液化殘渣改性瀝青的的制備方法。相關(guān)實驗室前期研究表明，煤直接液化殘渣(DCLR)可以顯著增強瀝青混合料的高溫性能和抗水損壞性能，但會使混合料的低溫性能變差。本專利技術(shù)從資源節(jié)約和環(huán)境友好的角度出發(fā)，利用煤直接液化殘渣和活化膠粉的綜合優(yōu)勢，將煤直接液化殘渣(DCLR)與活化膠粉通過高分子材料反應(yīng)性加工技術(shù)，充分利用反應(yīng)性加工機械的強大剪切力，對較高黏度體系的反應(yīng)體系物料進行充分攪拌，保證了官能團之間的反應(yīng)。大量的實驗研究表明，橡膠由于其高彈性等優(yōu)點，用其對瀝青進
行改性不僅具有普通的聚合物改性瀝青的性能，而且還可以降噪、增彈，價格相對便宜。近年來，出于環(huán)境保護，成本降低以及高性能化等因素，廢舊橡膠粉作為瀝青改性劑越來越受到重視。但是橡膠粉類似于彈性填料存在于瀝青中，與瀝青的相容性差，對瀝青的高低溫性能的改性效果有限。在存儲和使用過程中，穩(wěn)定性差，橡膠粉與瀝青極易分層離析。
技術(shù)實現(xiàn)思路
針對本領(lǐng)域存在的不足之處，本專利技術(shù)的目的在于提供一種高彈性、低成本的瀝青改性劑。本專利技術(shù)的另一目的是提出所述改性劑的制備方法。本專利技術(shù)的第三個目的是提出所述改性劑的應(yīng)用。實現(xiàn)本專利技術(shù)目的的具體技術(shù)方案為：一種瀝青改性劑，包括煤直接液化殘渣(DCLR)、活化膠粉和改性添加劑，所述煤直接液化殘渣(DCLR)和活化膠粉的重量比為2：1.68-3.1，所述添加劑占煤直接液化殘渣(DCLR)和活化膠粉的重量和的5％-20％。煤經(jīng)過高溫高壓加氫后，其中大部分有機質(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。稱為煤直接液化殘渣。軟化點一般大于150℃。優(yōu)選地，本申請優(yōu)選瀝青質(zhì)含量為60-85％；C和H元素相對含量為70-90％的煤直接液化殘渣。其中，所述活化膠粉為100重量份的廢橡膠粉和2-8重量份的渣油、2-8重量份的2-硫醇基苯并噻唑混煉制得，所述的廢橡膠粉是廢舊輪胎橡膠制備得到，目數(shù)為20-80目。其中，所述添加劑選自油、高熔點蠟和色母粒中的一種或者幾種，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；所述的高熔點蠟選自聚乙烯蠟、聚丙烯蠟、沙索蠟和酰胺共聚蠟中的一種或者
幾種。本專利技術(shù)所述的改性劑的制備方法，包括步驟：1)將廢橡膠粉、渣油和2-硫醇基苯并噻唑加入橡膠密煉機中進行混煉制備活化膠粉，所述混煉的溫度為50-100℃，混煉的時間為10-20分鐘；2)然后將煤直接液化殘渣(DCLR)、活化膠粉和添加劑按比例加入橡膠密煉機中混煉，得到的混合物經(jīng)過螺桿擠出機擠出、用風冷模面切粒設(shè)備造粒制得。優(yōu)選地，所述橡膠密煉機混煉溫度80-160℃，混煉時間為3-60分鐘，所述的擠出溫度為150-230℃。本專利技術(shù)所述的改性劑在制備改性瀝青和瀝青混合料中的應(yīng)用。應(yīng)用本專利技術(shù)所述的改性劑制備改性瀝青及瀝青混合料的方法，包括步驟：改性瀝青制備方法：將芳烴油加入至120℃-140℃的基質(zhì)瀝青中，攪拌至充分混合，將混合物加熱至140℃-160℃，再加入改性劑，進行攪拌充分溶脹20-60min，然后送入高剪切機在剪切速率為3000-5000r/min，170℃-190℃剪切溫度下剪切10-30min后加入含硫穩(wěn)定劑，繼續(xù)剪切30-50min后，再在低轉(zhuǎn)速200-300r/min，攪拌溫度為130℃-150℃條件下發(fā)育20-30min，即得改性瀝青；瀝青混合料的制備方法：將制備得到的改性瀝青加熱至120-140℃，礦料加熱至140-150℃，改性瀝青與礦料的質(zhì)量比為6-3：94-97攪拌均勻以后得到瀝青混合料。其中改性瀝青與礦料的拌合時間為20-90秒。其中，所述改性瀝青中芳烴油占4-8％，改性劑占5-15％，含硫穩(wěn)定劑占0.05-0.45％，其余為基質(zhì)瀝青。本專利技術(shù)的有益效果在于：(1)本專利技術(shù)提供的改性劑，是將含有煤直接液化殘渣(DCLR)、
活化膠粉和添加劑的混合物經(jīng)過混煉和擠出過程中的強剪切作用，使原有的煤直接液化殘渣(DCLR)和活化膠粉在改性劑作用下發(fā)生了反應(yīng)性共混。因此在使用本專利技術(shù)的改性劑拌和混合料時，使達到理想改性效果的時間明顯降低，可采用干法工藝生產(chǎn)使用。(2)本專利技術(shù)的改性劑使用了活化廢膠粉，制備的瀝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性能均好。(3)本專利技術(shù)改性劑使用了回收的廢舊橡膠粉，性價比高，且其制備方法中加工生產(chǎn)溫度在200℃以下，生成過程煙氣污染小，進行干法工藝拌制瀝青混合料時能快速分散，與濕法工藝相比，更加節(jié)能環(huán)保。具有很好的經(jīng)濟效益社會效益。本專利技術(shù)提出的改性劑加入瀝青中，避免了煤液化殘渣的低溫硬脆問題，同時，與橡膠瀝青相比，在高溫性能等方面存在優(yōu)勢。具體實施方式以下實施例用于說明本專利技術(shù)，但不用來限制本專利技術(shù)的范圍。實施例中使用的原料：煤直接液化殘渣(DCLR)(神華煤制油有限公司)，軟化點190℃廢橡膠粉：40目(北京泛陽華騰有限公司)渣油(燕山石化公司生產(chǎn)的減壓渣油)2-硫醇基苯并噻唑(北京樂泰化工有限公司)芳烴油，橡膠油(中海瀝青濱州有限公司)；聚乙烯蠟(北京樂泰化工有限公司)含硫穩(wěn)定劑(石油化工科學研究院，灰白色顆粒)色母粒(北京樂泰化工有限公司)瀝青：中海70#石油瀝青；油石比：4.3％；礦料，選用AC20型，其礦料級配見表1：表1：礦料級配實施例1：將3000g廢橡膠粉(40目)、60g渣油和60g 2-硫醇基苯并噻唑在80℃的溫度下混煉20分鐘，得到活化廢橡膠粉。將煤直接液化殘渣(DCLR)2000g，橡膠油480g，聚乙烯蠟90g，色母粒60g，加入橡膠混煉機(南京凱馳機械有限公司)中，升溫至90℃下混煉10分鐘，然后使用雙螺桿擠出機(張家港市創(chuàng)佳機械有限公司，SJ系列)在120℃下擠出，然后經(jīng)風冷模面切粒設(shè)備(南京廣達橡塑機械廠)造粒，得到改性劑。實施例2：將2000g廢橡膠粉(60目)、100g渣油和100g 2-硫醇基苯并噻唑在80℃的溫度下混煉40分鐘，得到活化廢橡膠粉。將煤直接液化殘渣(DCLR)2000g，橡膠油480g，聚丙烯蠟90g，色母粒60g，加入橡膠混煉機(南京凱馳機械有限公司)中，升溫至90℃下混煉10分鐘，然后使用雙螺桿擠出機(張家港市創(chuàng)佳機械有限公司，SJ系列)在120℃下擠出，然后經(jīng)風冷模面切粒設(shè)備(南京廣達橡塑機械廠)造粒，得到改性劑。實施例3：將300本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
一種瀝青改性劑，其特征在于，包括煤直接液化殘渣、活化膠粉和添加劑，所述煤直接液化殘渣和活化膠粉的重量比為2：1.68?3.2，所述添加劑占煤直接液化殘渣和活化膠粉的重量和的5％?20％。
【技術(shù)特征摘要】
1.一種瀝青改性劑，其特征在于，包括煤直接液化殘渣、活化膠粉和添加劑，所述煤直接液化殘渣和活化膠粉的重量比為2：1.68-3.2，所述添加劑占煤直接液化殘渣和活化膠粉的重量和的5％-20％。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的瀝青改性劑，其特征在于：所述煤直接液化殘渣中瀝青質(zhì)含量為60-85％；C和H元素相對含量為70-90％。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改性劑，其特征在于，所述活化膠粉為100重量份的廢橡膠粉和2-8重量份的渣油、2-8重量份的2-硫醇基苯并噻唑混煉制得，所述的廢橡膠粉目數(shù)為20-80目。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改性劑，其特征在于：所述添加劑選自油、高熔點蠟和色母粒中的一種或者幾種，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；所述的高熔點蠟選自聚乙烯蠟、聚丙烯蠟、沙索蠟和酰胺共聚蠟中的一種或者幾種。5.權(quán)利要求1-4任一所述的改性劑的制備方法，其特征在于，包括步驟：1)將廢橡膠粉、渣油和2-硫醇基苯并噻唑加入橡膠密煉機中進行混煉制備活化膠粉，所述混煉的溫度為50-100℃，混煉的時間為10-20分鐘；2)然后將煤直接液化殘渣，活化膠粉和添加劑按比例加入橡膠密煉機中混煉，得到的混合物經(jīng)過螺桿擠出機擠出、用風冷模面切粒設(shè)備造粒制得。6.根據(jù)權(quán)利要...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：曹東偉，張海燕，季節(jié)，
申請(專利權(quán))人：交通運輸部公路科學研究所，中路高科交通科技集團有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：北京;11
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