CN103102703A - 一种沥青组合物及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种沥青组合物及其制备方法，沥青组合物包括基质沥青和闪点改性剂，闪点改性剂为含有机酸的物料与NaOH和/或KOH溶液的反应产物。将基质沥青加热至熔点以上10～100℃，加入闪点改性剂，混合均匀得到沥青组合物。闪点改性剂的制备方法包括：含有机酸的物料与NaOH和/或KOH溶液在加热的条件下进行皂化反应，含有机酸的物料优选为妥尔油。与现有技术相比，本发明方法可以通过添加低成本闪点改性剂，显著提高沥青的闪点。
Description
技术领域
本发明涉及一种沥青组合物及其制备方法，特别是显著提高沥青闪点的沥青组合物及其制备方法。
背景技术
闪点是道路石油沥青施工安全的表征。闪点越高，则沥青在施工过程中越不易燃烧，安全系数越高。为了保证施工的安全性，交通部标准—《公路沥青路面施工技术规范实施手册》（JTG F4-2004）将90号道路石油沥青的闪点由原来的230℃提高到245℃，将70号及以下牌号道路石油沥青的闪点由原来的230℃提高到260℃。闪点标准的大幅度提高，导致很多道路石油沥青产品的闪点难以达标。
CN00814167.3公开了一种提高沥清性能的方法，涉及一种生产具有高闪点和低挥发性沥青产品的方法，包括初馏点至少270℃的高沸点石油馏分和原油的调和油进行减压蒸馏，以便生产闪点为265－300℃的沥青产品。该方法是在原油减压蒸馏过程中添加第三组分，这种方式会对减压蒸馏过程及得到的减压馏分油产生一定的影响，因此应用范围有限。
CN02827978.6公开了一种高闪点沥青的间歇制备方法，包括将煤焦油加入到间歇釜中；加热煤焦油至软沥青的中间液体状态；保持软沥青的中间温度在稳定水平；并引入喷射气体，同时保持煤焦油的温度基本在稳定水平。该方法可以生产闪点超过约270℃的沥青，但需要第三组分煤焦油，受原料来源的限制。
上述现有方法无法适用于现有沥青生产装置因沥青产品标准提高，而不能生产合格产品的问题。
发明内容
针对现有道路石油沥青闪点不能达标的问题，本发明提供了一种显著提高沥青闪点沥青组合物及其制备方法。
本发明沥青组合物包括基质沥青和闪点改性剂，闪点改性剂为含有机酸的物料与NaOH和/或KOH溶液的反应产物，含有机酸的物料中可以含有C9～C18的饱和脂肪酸、油酸、亚油酸、松香酸和妥尔油中的一种或几种。
本发明沥青组合物中，基质沥青可以是根据需要的任意性质的沥青原料或渣油原料，如70号沥青，90号沥青等，基质沥青的生产方法是本领域技术人员熟知的。
本发明沥青组合物中，闪点改性剂的用量一般为基质沥青质量的0.2%～7%，优选为1%～5%，具体用量可以根据基质沥青需要提高闪点的幅度具体确定。
本发明沥青组合物中，可以根据需要添加其它常用的添加剂，如抗老化剂、增粘剂、增韧剂等中的一种或几种。
本发明沥青组合物中，含有机酸的物料可以是各种来源，优选价值较低的含有机酸的物料，最优选从碱法制木浆残液中提取的妥尔油，可以是粗妥尔油，也可以是精制妥尔油。
本发明沥青组合物的制备方法，将基质沥青加热至熔点以上10～100℃，加入闪点改性剂，混合均匀即可。
本发明沥青组合物中闪点改性剂的制备方法如下：含有机酸的物料与NaOH和/或KOH溶液在加热的条件下进行皂化反应，反应产物即为闪点改性剂。反应温度一般为80℃~200℃，优选为100～150℃，反应时间一般为10~120min。NaOH和/或KOH溶液的质量浓度可以为10%至饱和溶液，含有机酸的物料与NaOH和/或KOH的重量比为5：1~30：1。皂化反应一般是将NaOH和/或KOH溶液加入含有机酸的物料中进行反应，反应过程一般需要在搅拌条件下进行。
本发明沥青组合物中，通过添加少量闪点改性剂，可以大幅度提高沥青产品的闪点值，不影响沥青产品的其它性质，改性剂成本低，闪点值提高显著，一般情况下可以提高闪点30℃以上。
本发明沥青组合物的制备方法简单，闪点改性剂制备简单，成本低，原料来源广泛，具有广泛的应用性。对现有的沥青生产装置来说，不需要作任意改变，就可以生产符合新标准的沥青产品。
具体实施方式
本发明针对很多道路石油沥青闪点不能达标的问题，提供了一种显著提高沥青闪点沥青组合物及其制备方法，在制备方法上进行了改进，避免了油脂皂化反应生成甘油等副产物对沥青与石料粘附性、沥青延度的不利影响。
所列实施例为进一步说明的目的，提高沥青闪点的物质及其制备方法并不仅限于实施例中所述，有机酸类物质包括饱和脂肪酸、油酸、亚油酸和松香酸等。实施例中的羧酸类与碱类的物料比和NaOH/KOH溶液的浓度只为进一步说明的目的，具体根据原料种类、纯度和浓度的不同而调整。
实施例1
某碱法制木浆残液所提取的粗妥尔油283.4g，50%（质量）的NaOH溶液40g，妥尔油与NaOH质量比14.2：1。在120℃±5℃条件下，将上述重量的NaOH溶液滴入到上述粗妥尔油中，滴定时间10min，滴定完成后在相同温度下搅拌1h，即得提高沥青闪点的物质。
某70#石油沥青和某减压渣油中加入少量上述实施例中合成的物质，其闪点显著提高，结果见表1。结果表明，本合成物质对沥青产品的其它性质影响不明显。
表1 反应产物对沥青及渣油性质的影响
| 物 质 | 闪点, ℃ | 针入度,0.1mm | 软化点, ℃ | 10℃延度,cm |
| 70号沥青 | 241 | 73 | 53.4 | >150 |
| 70号沥青+0.8%（质量）实施例1产物 | 266 | 70 | 54.3 | >150 |
| 某减压渣油 | 228 | 156 | — | — |
| 某减压渣油+0.8%（质量）实施例1产物 | 261 | 149 | — | — |
实施例2
某碱法制木浆残液所提取的粗妥尔油600g，20%（质量）的NaOH溶液100g，在100℃±5℃条件下，将上述重量的NaOH溶液滴到上述妥尔油中，滴定时间30min，滴定完成后搅拌120min，即得提高沥青闪点的物质。
某70#石油沥青和某减压渣油中加入少量上述实施例中合成的物质，其闪点显著提高，结果见表2。结果表明，本合成物质对沥青产品的其它性质影响不明显。
表2 反应产物对沥青及渣油性质的影响
| 物 质 | 闪点, ℃ | 针入度,0.1mm | 软化点, ℃ | 10℃延度,cm |
| 70号沥青 | 241 | 73 | 53.4 | >150 |
| 70号沥青+2%（质量）实施例1产物 | 272 | 71 | 56.2 | 80 |
| 某减压渣油 | 228 | 156 | — | — |
| 某减压渣油+2%（质量）实施例1产物 | 267 | 143 | — | — |
由表1和表2结果可以看出，本发明沥青组合物可以有效提高闪点，对其它指标影响不明显。
Claims (10)
1.一种沥青组合物，其特征在于：沥青组合物包括基质沥青和闪点改性剂，闪点改性剂为含有机酸的物料与NaOH和/或KOH溶液的反应产物，含有机酸的物料中可以含有C9～C18的饱和脂肪酸、油酸、亚油酸、松香酸和妥尔油中的一种或几种。
2.按照权利要求1所述的沥青组合物，其特征在于：基质沥青为沥青原料或渣油原料。
3.按照权利要求1或2所述的沥青组合物，其特征在于：基质沥青为70号沥青或90号沥青。
4.按照权利要求1所述的沥青组合物，其特征在于：闪点改性剂的用量为基质沥青质量的0.2%～7%。
5.按照权利要求1所述的沥青组合物，其特征在于：闪点改性剂的用量为基质沥青质量的1%～5%。
6.按照权利要求1所述的沥青组合物，其特征在于：沥青组合物中含有抗老化剂、增粘剂和增韧剂中的一种或几种。
7.一种权利要求1所述沥青组合物的制备方法，其特征在于：本发明沥青组合物的制备方法，将基质沥青加热至熔点以上10～100℃，加入闪点改性剂，混合均匀得到沥青组合物。
8.按照权利要求7所述的方法，其特征在于闪点改性剂的制备方法为：含有机酸的物料与NaOH和/或KOH溶液在加热的条件下进行皂化反应，反应产物即为闪点改性剂。
9.按照权利要求7所述的方法，其特征在于：皂化反应的反应温度为80℃~200℃，优选为100～150℃，NaOH和/或KOH溶液的质量浓度可以为10%至饱和溶液，含有机酸的物料与NaOH和/或KOH的重量比为5：1~30：1。
10.按照权利要求7或9所述的方法，其特征在于：皂化反应是将NaOH和/或KOH溶液加入含有机酸的物料中进行反应，反应过程需要在搅拌条件下进行。
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| US10961395B2 (en) | 2016-02-29 | 2021-03-30 | Iowa State University Research Foundation, Inc. | Rejuvenation of vacuum tower bottoms through bio-derived materials |
| US11773265B2 (en) | 2019-09-18 | 2023-10-03 | Iowa State University Research Foundation, Inc. | Biosolvents useful for improved asphalt products utilizing recycled asphalt pavement or other brittle asphalt binders such as vacuum tower bottom |
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2011
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