本發(fā)明屬于石油化工
技術領域：
，主要涉及一種提高軟化點的瀝青改性劑、含有該改性劑的瀝青組合物及其制備方法。
背景技術：
：與水泥路面相比，瀝青路面的承載能力、感溫性、高溫穩(wěn)定性等往往較差。在中國絕大多數地區(qū)的夏季高溫約為35~40℃以上，路表溫度可達60~65℃，且高溫持續(xù)時間長，在重載交通作用下，瀝青路面容易發(fā)生車轍、推移、擁包、泛油等高溫損壞。研究表明，瀝青路面的高溫損壞與瀝青的高溫性能密切相關，瀝青材料性能對高溫車轍的貢獻率約占40%。在中國現行標準中采用60℃粘度、軟化點反映瀝青的高溫性能，瀝青軟化點實際上是一個等粘溫度，也反映瀝青的粘度特性?，F有技術生產高軟化點道路瀝青的工藝過程主要有常減壓蒸餾、溶劑抽提、吹風氧化、增稠劑增粘及組分調和等。一般地，受所加工原油種類及煉廠整體加工方案制約，常減壓蒸餾所生產的道路瀝青粘度不大，軟化點較低；溶劑抽提工藝裝置可以生產較高軟化點瀝青，但是其能耗較高；吹風氧化工藝由于所排放尾氣中含有有毒有害物質而被限制使用。通?？尚械姆椒ㄖ皇遣捎媒M分調和增粘工藝。組分調和增粘通常采用高軟化點的天然瀝青等為第三調和組分，與普通道路瀝青調合生產不同粘度的道路瀝青產品。CN101195758A公開了一種利用天然瀝青粉與渣油或石油瀝青在180℃-320℃條件下生產較高軟化點瀝青的方法。由于受瀝青礦資源制約，天然瀝青產能有限，該技術應用范圍較小。CN1765999A公開了一種瀝青增稠劑以及瀝青組合物，其中增稠劑為金屬化合物和含苯環(huán)的過氧化物。CN101074322A公開了一種瀝青改性劑及瀝青組合物，其中改性劑包括金屬化合物和含苯環(huán)的過氧化物以及樹脂類物質。上述方法采用增稠的方法，降低瀝青的針入度。但是，其改性劑包括金屬化合物和過氧化物，金屬化合物與瀝青的相容性不好，過氧化物容易腐蝕設備。CN102134829A公開了一種自調溫冷拌瀝青混凝土，由集料、復合相變材料、水和改性乳化瀝青原料制備而成，各原料所占重量百分數為：集料70～80填料1～3%、復合相變材料5～10%、水8～10%、改性乳化瀝青6～8%。所述相變材料為石蠟與膨脹石墨復合而成。該方法是用來制備瀝青混凝土的，其中石蠟作相變物質，膨脹石墨作為支撐載體，利用石蠟的相變來吸熱和放熱，從而降低瀝青混凝土路面的溫度。技術實現要素：為了克服現有技術中的不足之處，本發(fā)明提供了一種提高軟化點的瀝青改性劑及其制備方法。本發(fā)明還提供了一種含該改性劑的瀝青組合物及其制備方法。采用該改性劑制備瀝青組合物，能夠提高瀝青的軟化點，而且不會引起瀝青熱儲存分層離析問題。本發(fā)明的第一方面在于提供一種瀝青改性劑，所述瀝青改性劑組成包括膨脹石墨和偶聯劑，其中偶聯劑負載在膨脹石墨上，偶聯劑與膨脹石墨的重量比為0.05～0.50：1，優(yōu)選為0.10~0.40：1。本發(fā)明所述的改性劑中，膨脹石墨是由可膨脹石墨經高溫煅燒后得到的，所述可膨脹石墨的粒度為100～200目，膨脹率不小于50倍，一般為50～200倍，可膨脹石墨的煅燒溫度為400~1200℃，優(yōu)選為600~1000℃。本發(fā)明所述的改性劑中，偶聯劑是硅烷偶聯劑、鈦酸酯偶聯劑、鋁酸酯偶聯劑、雙金屬偶聯劑及木質素偶聯劑中的一種或幾種，優(yōu)選硅烷偶聯劑，所述的硅烷偶聯劑為乙烯基硅烷、環(huán)氧基硅烷、氨基硅烷、硫基硅烷、甲基丙烯酰氧基硅烷的一種或幾種，優(yōu)選為環(huán)氧基硅烷。本發(fā)明第二方面在于提供一種瀝青改性劑的制備方法，包括如下內容：（1）將可膨脹石墨加入煅燒爐中，加熱，加熱溫度至少為400℃，一般為400~1200℃，優(yōu)選為600~1000℃，待石墨不再膨脹后，降溫出爐，得到膨脹石墨；（2）將偶聯劑負載到膨脹石墨上，得到瀝青改性劑。本發(fā)明方法中，所述可膨脹石墨的粒度為100～200目，膨脹率不小于50倍，一般為50～200倍。本發(fā)明方法中，偶聯劑負載到膨脹石墨上的方法可采用任何可用的方法，優(yōu)選采用如下方法：在常溫條件下，將偶聯劑均勻加入到膨脹石墨中，即得到瀝青改性劑。偶聯劑可以采用噴淋方法加入。本發(fā)明第三方面在于提供了一種瀝青組合物，含有基質瀝青和本發(fā)明第一方面提供的瀝青改性劑，按重量份計，基質瀝青為85~98份，瀝青改性劑2份~15份。本發(fā)明的瀝青組合物中，所述的基質瀝青為石油瀝青，包括減壓渣油、成品道路瀝青或建筑防水瀝青中的一種或幾種。所述的基質瀝青最好為軟化點為45~55℃和/或60℃動力粘度為150~260Pa.s的石油瀝青。本發(fā)明的瀝青組合物的軟化點在70℃以上，優(yōu)選80℃以上。本發(fā)明的瀝青組合物的60℃粘度為300Pa.s以上。本發(fā)明第四方面提供了一種制備瀝青組合物的方法，包括將本發(fā)明提供的瀝青改性劑均勻分散到基質瀝青。所述的均勻分散過程為：按配比量稱取瀝青改性劑與基質瀝青，并加入反應釜中，在反應器溫度100~250℃，優(yōu)選為150~230℃條件下，攪拌1~10小時，攪拌速度1000~4000轉/分鐘，優(yōu)選為1500~4000轉/分鐘，使瀝青改性劑均勻地分散到基質瀝青中。攪拌過程完成后即可出料，冷卻即制得該瀝青組合物成品。對產品性能而言，如果需要對瀝青產品進行其它方面的性能改進，還可以根據本領域一般知識添加適宜的添加劑，如天然橡膠、丁苯橡膠等中的一種或多種。本發(fā)明瀝青改性劑能夠顯著提高瀝青組合物的軟化點和60℃動力粘度。本發(fā)明瀝青改性劑既可以對成品道路瀝青增稠，也可以對建筑瀝青及石油餾分重餾分油進行增稠。本發(fā)明中，可膨脹石墨經高溫煅燒產生一種疏松、多孔、質輕具有網狀孔型結構的膨脹石墨，使其由密實鱗片狀結構轉變成密度很低的蠕蟲狀結構，而這種蠕蟲狀結構的石墨由于其體積及孔隙結構增大，使其比表面積增大幾十或幾百倍，微孔直徑也同倍增大，導致其與瀝青的吸附能力增強。同時，將偶聯劑負載到膨脹石墨表面，起到增強石墨的親油性，提高了膨脹石墨在瀝青中的分散性及與瀝青的相容性，有利于石墨與瀝青的交聯，提高瀝青的軟化點和60℃動力粘度。同時，由于高溫煅燒后的可膨脹石墨呈現大孔徑、低密度的網狀結構特征并以適宜的形式分散在瀝青中，從而使瀝青組合物不會出現層析分離現象，也不影響瀝青的低溫性能表現。具體實施方式本發(fā)明所采用的測試方法，針入度是根據T0604方法進行測定，軟化點是根據T0606方法進行測定，60℃粘度是根據T0620方法進行測定，儲存穩(wěn)定性離析48h軟化點差是根據T0661方法進行測定。本發(fā)明中所給的份數均為重量份數。下面通過具體實施例進一步說明本發(fā)明的方案和效果，必須說明的是以下實施例只用于對本發(fā)明的說明，不能理解為對本發(fā)明保護范圍的限制。本發(fā)明實施例和對比例所用瀝青原料為道路瀝青B1、道路瀝青B2和道路瀝青B3，其性質見表1。表1實施例和對比例所用瀝青原料的性質性質道路瀝青B1道路瀝青B2道路瀝青B325℃針入度，1/10mm873048軟化點，℃45555060℃粘度，Pa.s156259205儲存穩(wěn)定性離析48h軟化點差，℃0.30.10.2實施例1將粒度為100目可膨脹石墨A01加入到煅燒爐中，加熱，在600℃條件下煅燒4小時，降溫出爐，得到膨脹石墨A1，膨脹率不低于60倍。將粒度為200目可膨脹石墨A02加入到煅燒爐中，加熱，在1000℃條件下煅燒4小時，降溫出爐，得到膨脹石墨A11，膨脹率不低于150倍。在常溫條件下，將10份乙烯基硅烷偶聯劑均勻噴淋于100份膨脹石墨A1上，即得到瀝青添加劑A2。在常溫條件下，將20份環(huán)氧基硅烷偶聯劑均勻噴淋于100份膨脹石墨A1上，即得到瀝青添加劑A3。在常溫條件下，將30份硫基硅烷偶聯劑均勻噴淋于100份膨脹石墨A11上，得到瀝青改性劑A4。實施例2將80份軟化點為45℃的道路瀝青B1加熱到210℃左右，加入20份的瀝青改性劑A3，攪拌器轉速為2500轉/分鐘，攪拌2小時。攪拌過程完成后即可出料，冷卻至室溫，即成目的產品。實施例3將90份軟化點為45℃的道路瀝青B1加熱到170℃左右，加入15份的瀝青改性劑A2，攪拌器轉速為2000轉/分鐘，攪拌5小時。攪拌過程完成后即可出料，冷卻至室溫，即成目的產品。實施例4將95份軟化點為55℃的道路瀝青B2加熱到190℃左右，加入15份的瀝青改性劑A3，攪拌器轉速為3000轉/分鐘，攪拌2小時。攪拌過程完成后即可出料，冷卻至室溫，即成目的產品。實施例5將95份軟化點為50℃的道路瀝青B3加熱到180℃左右，加入6份的瀝青改性劑A3，攪拌器轉速為4000轉/分鐘，攪拌1小時。攪拌過程完成后即可出料，冷卻至室溫，即成目的產品。實施例6將98份軟化點為55℃的道路瀝青B3加熱到190℃左右，加入10份的瀝青改性劑A4，攪拌器轉速為3000轉/分鐘，攪拌2小時。攪拌過程完成后即可出料，冷卻至室溫，即成目的產品。對比例1將90份軟化點為45℃的道路瀝青B1加熱到170℃左右，加入15份的膨脹石墨A1，攪拌器轉速為2500轉/分鐘，攪拌2小時。攪拌過程完成后即可出料，冷卻至室溫，即成目的產品。對比例2將90份軟化點為45℃的道路瀝青B1加熱到170℃左右，分別加入13.6份的可膨脹石墨A0和1.4份乙烯基硅烷偶聯劑，攪拌器轉速為2500轉/分鐘，攪拌2小時。攪拌過程完成后即可出料，冷卻至室溫，即成目的產品。對比例3將90份軟化點為45℃的道路瀝青B1加熱到170℃左右，加入1.4份乙烯基硅烷偶聯劑，攪拌器轉速為2500轉/分鐘，攪拌2小時。攪拌過程完成后即可出料，冷卻至室溫，即成目的產品。對比例4將95份軟化點為45℃的道路瀝青B1加熱到170℃左右，加入13.6份的膨脹石墨A2，攪拌器轉速為500轉/分鐘，攪拌5小時。攪拌過程完成后即可出料，冷卻至室溫，即成目的產品。對比例5將95份軟化點為45℃的道路瀝青B1加熱到170℃左右，分別加入13.6份的膨脹石墨A1和1.4份乙烯基硅烷偶聯劑，攪拌器轉速為2500轉/分鐘，攪拌5小時。攪拌過程完成后即可出料，冷卻至室溫，即成目的產品。表2實施例和對比例所得瀝青產品的性質性質實施例2實施例3實施例4實施例5實施例625℃針入度，1/10mm1519162018軟化點，℃1157898758760℃粘度，Pa.s662498592467555儲存穩(wěn)定性離析48h軟化點差，℃0.40.30.20.20.1續(xù)表2性質對比例1對比例2對比例3對比例4對比例525℃針入度，1/10mm2139722322軟化點，℃695046656760℃動力粘度，Pa.s382272203332358儲存穩(wěn)定性離析48h軟化點差，℃1.61.80.21.41.5由以上實施例及對比例可以看出，采用本發(fā)明的瀝青改性劑可顯著提高瀝青組合物的軟化點和60℃動力粘度，從而提高了瀝青產品的高溫性能。而且，本發(fā)明方法不會引起瀝青熱儲存分層離析問題，拓寬了生產高軟化點瀝青的原料。當前第1頁1 2 3