CN112126238A - 一种利用煤焦油制备的沥青混合料改性剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种利用煤焦油制备的沥青混合料改性剂及其制备方法，涉及高分子材料及道路工程技术领域，所述沥青混合料改性剂的组分包括煤焦油、高质沥青、苯乙烯系热塑性弹性体、全同立构聚丙烯、橡胶粉、填充油、胶黏剂以及稳定剂。本发明提供的利用煤焦油制备的沥青混合料改性剂，以煤焦油作为原料来制备沥青混合料改性剂，通过煤焦油制备成高附加值的沥青混合料改性剂，解决了煤焦油的存放问题，避免煤焦油的丢弃、存放对环境造成污染，实现了对煤焦油的综合利用，创造了循环经济价值。

Description

一种利用煤焦油制备的沥青混合料改性剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及高分子材料及道路工程技术领域，具体而言，涉及一种利用煤焦油制备的沥青混合料改性剂及其制备方法。

背景技术

煤焦油是煤干馏过程中得到的一种黑色或黑褐色粘稠状液体，具有特殊的臭味，可燃，具有腐蚀性；煤焦油是一种高芳香度的碳氢化合物的复杂混合物。

由于目前煤焦油的产量较大，且煤焦油的丢弃、存放均会对环境造成污染；因此，为减少环境污染，同时避免资源浪费，如何对煤焦油进行综合利用是目前亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明解决的技术问题是如何对煤焦油进行综合利用。

为解决上述问题，本发明提供一种利用煤焦油制备的沥青混合料改性剂，所述沥青混合料改性剂的组分包括煤焦油、高质沥青、苯乙烯系热塑性弹性体、全同立构聚丙烯、橡胶粉、填充油、胶黏剂以及稳定剂。

煤焦油分为低温煤焦油(450℃～650℃馏分)、低温和中温煤焦油(600℃～800℃馏分)、中温煤焦油(900℃～1000℃馏分)、高温煤焦油(1000℃以上馏分)；其中中温煤焦油重组分(也称中温煤焦油沥青)，是中温煤焦油经管式炉加热蒸馏后得到的塔底油副产物，中温煤焦油重组分可以用于生产改质沥青，因其具有一定的致癌性，目前在改质沥青方面的应用很少，只是做堆放处理。

本申请以煤焦油作为原料之一，为使得沥青混合料改性剂的性能满足使用需求，同时，避免煤焦油的使用造成环境污染，在制备过程中，首先对煤焦油进行加工处理，得到中温煤焦油重组分，再将中温煤焦油重组分与其他组分复配来制备沥青混合料；因此，本申请提供的沥青混合料改性剂是通过中温煤焦油重组分与高质沥青、苯乙烯系热塑性弹性体、全同立构聚丙烯、橡胶粉、填充油、胶黏剂以及稳定剂复配得到。

由于中温煤焦油重组分的软化点范围为95℃～105℃，软化点温度较低，在后期造粒过程中，制备的小颗粒沥青混合料改性剂难以固化；本申请通过加入高质沥青来提高软化温度，从而使得制备的颗粒状沥青混合料改性剂易于固化，降低造粒难度，提高生产效率。

苯乙烯系热塑性弹性体(SBS)能够在中温煤焦油重组分以及高质沥青中形成空间网状结构，使得高质沥青以及中温煤焦油重组分具有耐高温、耐低温以及耐老化等的类似于橡胶的特殊性能，进而使得制备的沥青混合料改性剂具有耐高温、耐低温以及耐老化性能。

本申请中加入的全同立构聚丙烯(IPP)的作用是进行协同改性，全同立构聚丙烯附生在苯乙烯系热塑性弹性体结构中，与苯乙烯系热塑性弹性体在沥青混合料中形成致密的空间网状结构，从而提高沥青混合料的耐高低温性能、机械强度以及延伸度；因本申请原料中沥青相混合组分高质沥青和与中温煤焦油重组分这两种混合物质，在低温环境下存在易脆、易开裂的缺点，本申请通过加入的苯乙烯系热塑性弹性体与全同立构聚丙烯协同改性此沥青相混合组分，使制备的沥青混合料改性剂后续应用于改性沥青混合料生产时，制备的沥青混合料具有优异的韧性，不易开裂，无论是高寒地带还是高温地带，都可以应用，具有广泛的应用性。

通过加入橡胶粉，减少了苯乙烯系热塑性弹性体(SBS)的使用量，由于苯乙烯系热塑性弹性体的吨价格较为昂贵，使用少量的橡胶粉作为苯乙烯系热塑性弹性体的替代品，可以降低沥青混合料改性剂的生产成本。

本申请中填充油的主要作用是改善苯乙烯系热塑性弹性体、全同立构聚丙烯以及橡胶粉在产成品中的混合以及分散作用，因SBS、IPP以及橡胶粉均属于高分子聚合物，其本身为高分子特性材料，在添加于沥青相混合组分中时易产生团聚现象，通过加入填充油能够避免SBS、IPP以及橡胶粉发生团聚，提高产品性能的均一性；另外，填充油能使SBS、IPP以及橡胶粉等聚合物具有低温弹性，从而使生产的改性沥青混合料具有较好的低温抗裂性。

由于胶黏剂具有抗氧化性和热稳定性好、相容性和溶解性好的优点，特别在EVA系、SIS系、SBS系等热溶胶中具有优良的相容性、耐热性及增粘性，对于沥青混合料来说，通过胶黏剂可以增加沥青混合料的抗高温性以及机械强度；本申请通过将胶黏剂加入到体系中，使得胶黏剂与SBS、IPP以及橡胶粉具有较好的相容性，增强体系的耐热能力，并增强体系的粘度，使得SBS、IPP以及橡胶粉与沥青相混合物形成的空间网状结构更具坚韧性。

本申请加入的稳定剂主要作为聚合物添加剂的交联剂以及聚合引发剂，同时也是胶黏剂的固化剂；经交联后使得聚合物添加剂的物理性质有所改善；具体的，如SBS交联后，其抗热性、耐化学性、抗裂性及机械强度均增加，从而增加制备的沥青混合料改性剂的抗热性、耐化学性、抗裂性及机械强度，进而使得经该沥青混合料改性后的沥青混合料的抗热性、耐化学性、抗裂性及机械强度增强。

本发明提供的利用煤焦油制备的沥青混合料改性剂，以煤焦油作为原料来制备沥青混合料改性剂，一方面通过煤焦油制备成高附加值的沥青混合料改性剂，解决了煤焦油的存放问题，避免煤焦油的丢弃、存放对环境造成污染，实现了对煤焦油的综合利用，创造了循环经济价值；另一方面，通过以煤焦油为原料制备沥青混合料改性剂，减少了石油沥青以及高价格的聚合物高分子的使用，不仅有利于调节资源的平衡性，还具有重大的社会效益和经济效益。

此外，本申请制备的沥青混合料改性剂，可以大幅度提高沥青混合料的综合性能，使得经该沥青混合料改性剂改性后的沥青混合料满足当前的道路铺设需求。

可选地，所述各组分的重量份配比为所述煤焦油100～120份、所述高质沥青25～35份、所述苯乙烯系热塑性弹性体5～10份、所述全同立构聚丙烯5～10份、所述橡胶粉10～15份、所述填充油1～2份、所述胶黏剂1～5份以及所述稳定剂0.1～1份。

可选地，所述高质沥青的软化点范围为100℃～140℃；所述橡胶粉的目数为40目～60目。

可选地，所述苯乙烯系热塑性弹性体为线型苯乙烯系热塑性弹性体或星型苯乙烯系热塑性弹性体；所述苯乙烯系热塑性弹性体的分子量范围为8万～30万。

可选地，所述填充油选自芳烃油、白油、环烷油、橡胶填充油中的至少一种；所述胶黏剂选自古马隆树脂、聚乙烯醇缩丁醛、萜烯树脂、多萜树脂、碳九石油树脂中的至少一种。

可选地，所述稳定剂选自过氧化二异丙苯、硫磺中的至少一种。

本发明的另一目的在于提供一种如上所述的利用煤焦油制备的沥青混合料改性剂的制备方法，包括如下步骤：

S1：以所述煤焦油为原料制备中温煤焦油重组分；

S2：将所述中温煤焦油重组分、所述高质沥青、所述苯乙烯系热塑性弹性体、所述全同立构聚丙烯、所述橡胶粉、所述填充油、所述胶黏剂以及所述稳定剂于150℃～180℃条件下搅拌混合，得到熔融状态的混合物料；

S3：通过造粒设备对所述熔融状态的混合物料进行造粒，得到液滴状物料；

S4：对所述液滴状物料进行冷却，得到固体颗粒状的沥青混合料改性剂。

其中以煤焦油为原料制备中温煤焦油重组分的过程可以为现有技术中任意的制备过程；通过将煤焦油制备成中温煤焦油重组分，再将中温煤焦油重组分用于制备沥青混合料改性剂，利用中温煤焦油重组分具有较好的湿润和粘附性能、侵蚀性能的优点，使制备的沥青混合料改性剂用于铺筑路面时，铺筑的路面摩擦系数大，不易老化，提高路面的高温车辙性能，同时路面的水损害性能降低，低温时路面不易开裂。

具体的，造粒过程中，将熔融状态的混合物料加入钢带造粒系统中进行滴注造粒，将液滴状物料滴注于传送钢带上；本申请优选制备的颗粒状的沥青混合料改性剂的粒径范围为2mm～6mm；冷却过程中，使用温度为0～30℃的冷却水喷淋传送钢带下表面，温度为-10～0℃的冷冻风吹扫传送钢带上表面，对沥青混合料改性剂液滴进行冷却，即可得到颗粒状的沥青混合料改性剂，最后下料至成品包装系统进行产品包装。

可选地，步骤S1包括：

S11：对所述煤焦油于300℃～500℃进行加热，得到熔融态的煤焦油；

S12：对所述熔融态的煤焦油于600℃～800℃进行加热蒸发，得到中温煤焦油重组份馏分；

S13：对所述中温煤焦油重组份馏分进行环保处理，得到所述中温煤焦油重组分。

本申请优选将煤焦油加入煤焦油加热蒸发系统的管式炉中，管式炉的温度为300℃～500℃，经加热后，煤焦油呈熔融态；进一步将熔融态的煤焦油加入煤焦油加热蒸发系统中的二段蒸发塔，二段蒸发塔的温度为600℃～800℃，经加热蒸发，得到中温煤焦油重组分馏分，本申请优选将中温煤焦油重组分馏分收集于收集罐中；其中中温煤焦油重组分馏分的存储温度范围为70℃～90℃。

可选地，所述步骤S13包括：

S131：将混合溶剂、改性剂、硫酸加入所述中温煤焦油重组份馏分中，于80℃～100℃条件下混合搅拌，得到环保处理后物料；

S132：对所述环保处理后物料于100℃～110℃条件下进行减压蒸馏，得到所述中温煤焦油重组分。

中温煤焦油重组分又称中温煤焦油沥青，是煤焦油蒸馏后的副产物，其产率约占煤焦油的50～60％，分子量在200～2000之间，最高可达3000，中温煤焦油重组分中碳含量在92％左右，氢含量在45％左右，碳氢之比为1.7左右；因中温煤焦油重组分属于致癌物，为避免中温煤焦油重组分的使用造成环境污染，本申请再将中温煤焦油重组分用于制备沥青混合料前，进一步对中温煤焦油重组分进行环保处理，以减少中温煤焦油重组分中的多环芳烃类物质。

本申请优选将中温煤焦油重组分馏分通过管道输送至中温煤焦油重组分环保处理系统中的搅拌反应釜，该搅拌反应釜带回流装置，其中搅拌反应釜的搅拌温度为80℃～100℃，搅拌速度为5000r/h～6000r/h，将混合溶剂、改性剂和硫酸依次加入该搅拌反应釜，搅拌时间为0.5h～3h，得到环保处理后物料；将环保处理后物料加入中温煤焦油重组分环保处理系统中的减压蒸馏塔，于100℃～110℃进行减压蒸馏后，得到中温煤焦油重组分。

环保处理过程中，通过将混合溶剂、改性剂和硫酸加入中温煤焦油重组分馏分中，能够减少多环芳烃中的苯并芘含量；具体的，加入的混合溶剂可以降低中温煤焦油重组份馏分的粘度，选择性的将中温煤焦油重组份馏分中所含有多环芳烃的苯并芘进行溶解，多环芳烃的苯并芘在硫酸催化作用下与改性剂发生化学反应，改性剂当中富含氧原子并带有醚键，能够进行酯化和醚化反应，在酸性条件下醚键形成徉盐，与多环芳烃中的苯并芘形成环状醚，环状醚在酸性条件下活性较高，断裂形成氧离子或碳离子进行阳离子聚合反应。

可选地，所述混合溶剂选自环己烷、甲苯、乙酸丁酯中的至少一种；所述改性剂选自聚乙二醇、苯甲酸酐、顺丁烯二酸酐中的任意一种。

综上，参见图1所示，本申请提供的制备方法包括将煤焦油于煤焦油加热蒸发系统进行加热、蒸发，得到中温煤焦油重组分馏分；将中温煤焦油重组分馏分于中温煤焦油重组分环保处理系统中进行环保处理，得到中温煤焦油重组分；将中温煤焦油重组分与高质沥青、苯乙烯系热塑性弹性体、全同立构聚丙烯、橡胶粉、填充油、胶黏剂以及稳定剂加入混合搅拌系统中进行混合搅拌，得到熔融状态的混合物料；通过钢带造粒系统对熔融状态的混合物料进行滴注造粒，得到固体颗粒状的沥青混合料改性剂；经成品包装系统对固体颗粒状的沥青混合料改性剂进行包装，完成制备。

本发明通过对中温煤焦油重组份进行适当的环保处理，大幅度减少中温煤焦油重组分当中的多环芳烃类物质含量，再将环保处理后的中温煤焦油重组分制备成固体颗粒状的道路沥青混合料改性剂，一方面，本身组分中的多环芳烃类物质经处理后含量大幅度下降；另一方面，制备的沥青混合料改性剂为常温状态下的固体颗粒状，即使中温煤焦油重组分还含有少量多环芳烃类物质，它的挥发量也是极低，减少了高温熔融状态下改质沥青的出现，减少环境污染，提高了安全性。

与现有技术相比，本发明提供的利用煤焦油制备的沥青混合料具有如下优势：

本发明提供的利用煤焦油制备的沥青混合料改性剂，以煤焦油作为原料来制备沥青混合料改性剂，一方面通过煤焦油制备成高附加值的沥青混合料改性剂，解决了煤焦油的存放问题，避免煤焦油的丢弃、存放对环境造成污染，实现了对煤焦油的综合利用，创造了循环经济价值；另一方面，通过以煤焦油为原料制备沥青混合料改性剂，减少了石油沥青以及高价格的聚合物高分子的使用，不仅有利于调节资源的平衡性，还具有重大的社会效益和经济效益。

附图说明

图1为本发明所述的制备方法的流程示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，下面描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制，基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面对本发明的具体实施例做详细的说明。

实施例一

本实施例提供一种利用煤焦油制备沥青混合料改性剂的制备方法，以及利用煤焦油制备的沥青混合料改性剂。

S11：将重量份数为100份的煤焦油加入煤焦油加热蒸发系统的管式炉中，管式炉的温度为300℃，经加热后，得到熔融态的煤焦油；

S12：将熔融态的煤焦油加入煤焦油加热蒸发系统中的二段蒸发塔，二段蒸发塔的温度为600℃，经加热蒸发，于收集罐中得到中温煤焦油重组分馏分；

S13：将重量份数为60的环己烷、重量份数为5的聚乙二醇、重量份数为1.5的硫酸、以及中温煤焦油重组分馏分加入中温煤焦油重组分环保处理系统中的搅拌反应釜，于80℃条件下，以5000r/h的搅拌速度搅拌0.5h，得到环保处理后物料；将环保处理后物料加入中温煤焦油重组分环保处理系统中的减压蒸馏塔，于100℃进行减压蒸馏后，得到中温煤焦油重组分；

S2：将中温煤焦油重组分、重量份数为25份的高质沥青、重量份数为5份的苯乙烯系热塑性弹性体、重量份数为5份的全同立构聚丙烯、重量份数为10份的橡胶粉、重量份数为1份的芳烃油、重量份数为1份的古马隆树脂以及重量份数为0.1份的过氧化二异丙苯于150℃条件下搅拌混合，得到熔融状态的混合物料；

S3：将熔融状态的混合物料加入钢带造粒系统中进行滴注造粒，将液滴状物料滴注于传送钢带上，得到液滴状物料；

S4：使用温度为0℃的冷却水喷淋传送钢带下表面，温度为0℃的冷冻风吹扫传送钢带上表面，对沥青混合料改性剂液滴进行冷却，，得到粒径范围为2mm～6mm的固体颗粒状的沥青混合料改性剂。

将制得的沥青混合料改性剂8份和70号重交石油沥青92份分别投入沥青拌和机内，集料温度在175℃下进行搅拌，搅拌时间为50s，拌制改性沥青混合料，得到含有该沥青混合料改性剂的第一沥青混合料。

实施例二

本实施例提供一种利用煤焦油制备沥青混合料改性剂的制备方法，以及利用煤焦油制备的沥青混合料改性剂。

S11：将重量份数为110份的煤焦油加入煤焦油加热蒸发系统的管式炉中，管式炉的温度为350℃，经加热后，得到熔融态的煤焦油；

S12：将熔融态的煤焦油加入煤焦油加热蒸发系统中的二段蒸发塔，二段蒸发塔的温度为650℃，经加热蒸发，于收集罐中得到中温煤焦油重组分馏分；

S13：将重量份数为50的环己烷、重量份数为8的聚乙二醇、重量份数为2的硫酸、以及中温煤焦油重组分馏分加入中温煤焦油重组分环保处理系统中的搅拌反应釜，于85℃条件下，以5100r/h的搅拌速度搅拌1h，得到环保处理后物料；将环保处理后物料加入中温煤焦油重组分环保处理系统中的减压蒸馏塔，于105℃进行减压蒸馏后，得到中温煤焦油重组分；

S2：将中温煤焦油重组分、重量份数为30份的高质沥青、重量份数为8份的苯乙烯系热塑性弹性体、重量份数为8份的全同立构聚丙烯、重量份数为12份的橡胶粉、重量份数为1.5份的白油、重量份数为2份的聚乙烯醇缩丁醛以及重量份数为0.3份的硫磺于160℃条件下搅拌混合，得到熔融状态的混合物料；

S3：将熔融状态的混合物料加入钢带造粒系统中进行滴注造粒，将液滴状物料滴注于传送钢带上，得到液滴状物料；

S4：使用温度为10℃的冷却水喷淋传送钢带下表面，温度为-5℃的冷冻风吹扫传送钢带上表面，对沥青混合料改性剂液滴进行冷却，，得到粒径范围为2mm～6mm的固体颗粒状的沥青混合料改性剂。

将制得的沥青混合料改性剂8份和70号重交石油沥青92份分别投入沥青拌和机内，集料温度在180℃下进行搅拌，搅拌时间为50s，拌制改性沥青混合料，得到含有该沥青混合料改性剂的第二沥青混合料。

实施例三

本实施例提供一种利用煤焦油制备沥青混合料改性剂的制备方法，以及利用煤焦油制备的沥青混合料改性剂。

S11：将重量份数为120份的煤焦油加入煤焦油加热蒸发系统的管式炉中，管式炉的温度为400℃，经加热后，得到熔融态的煤焦油；

S12：将熔融态的煤焦油加入煤焦油加热蒸发系统中的二段蒸发塔，二段蒸发塔的温度为700℃，经加热蒸发，于收集罐中得到中温煤焦油重组分馏分；

S13：将重量份数为70的环己烷、重量份数为3的聚乙二醇、重量份数为1的硫酸、以及中温煤焦油重组分馏分加入中温煤焦油重组分环保处理系统中的搅拌反应釜，于90℃条件下，以5200r/h的搅拌速度搅拌1.5h，得到环保处理后物料；将环保处理后物料加入中温煤焦油重组分环保处理系统中的减压蒸馏塔，于110℃进行减压蒸馏后，得到中温煤焦油重组分；

S2：将中温煤焦油重组分、重量份数为25份的高质沥青、重量份数为10份的苯乙烯系热塑性弹性体、重量份数为6份的全同立构聚丙烯、重量份数为15份的橡胶粉、重量份数为1.5份的环烷油、重量份数为3份的萜烯树脂以及重量份数为0.5份的过氧化二异丙苯于165℃条件下搅拌混合，得到熔融状态的混合物料；

S3：将熔融状态的混合物料加入钢带造粒系统中进行滴注造粒，将液滴状物料滴注于传送钢带上，得到液滴状物料；

S4：使用温度为20℃的冷却水喷淋传送钢带下表面，温度为-10℃的冷冻风吹扫传送钢带上表面，对沥青混合料改性剂液滴进行冷却，得到粒径范围为2mm～6mm的固体颗粒状的沥青混合料改性剂。

将制得的沥青混合料改性剂8份和70号重交石油沥青92份分别投入沥青拌和机内，集料温度在185℃下进行搅拌，搅拌时间为50s，拌制改性沥青混合料，得到含有该沥青混合料改性剂的第三沥青混合料。

实施例四

本实施例提供一种利用煤焦油制备沥青混合料改性剂的制备方法，以及利用煤焦油制备的沥青混合料改性剂。

S11：将重量份数为100份的煤焦油加入煤焦油加热蒸发系统的管式炉中，管式炉的温度为450℃，经加热后，得到熔融态的煤焦油；

S12：将熔融态的煤焦油加入煤焦油加热蒸发系统中的二段蒸发塔，二段蒸发塔的温度为750℃，经加热蒸发，于收集罐中得到中温煤焦油重组分馏分；

S13：将重量份数为55的环己烷、重量份数为7的聚乙二醇、重量份数为1.3的硫酸、以及中温煤焦油重组分馏分加入中温煤焦油重组分环保处理系统中的搅拌反应釜，于95℃条件下，以5400r/h的搅拌速度搅拌2h，得到环保处理后物料；将环保处理后物料加入中温煤焦油重组分环保处理系统中的减压蒸馏塔，于110℃进行减压蒸馏后，得到中温煤焦油重组分；

S2：将中温煤焦油重组分、重量份数为30份的高质沥青、重量份数为8份的苯乙烯系热塑性弹性体、重量份数为8份的全同立构聚丙烯、重量份数为15份的橡胶粉、重量份数为2份的橡胶填充油、重量份数为5份的碳九石油树脂以及重量份数为0.6份的过氧化二异丙苯于170℃条件下搅拌混合，得到熔融状态的混合物料；

S3：将熔融状态的混合物料加入钢带造粒系统中进行滴注造粒，将液滴状物料滴注于传送钢带上，得到液滴状物料；

S4：使用温度为30℃的冷却水喷淋传送钢带下表面，温度为-10℃的冷冻风吹扫传送钢带上表面，对沥青混合料改性剂液滴进行冷却，得到粒径范围为2mm～6mm的固体颗粒状的沥青混合料改性剂。

将制得的沥青混合料改性剂8份和70号重交石油沥青92份分别投入沥青拌和机内，集料温度在185℃下进行搅拌，搅拌时间为50s，拌制改性沥青混合料，得到含有该沥青混合料改性剂的第四沥青混合料。

实施例五

本实施例提供一种利用煤焦油制备沥青混合料改性剂的制备方法，以及利用煤焦油制备的沥青混合料改性剂。

S11：将重量份数为115份的煤焦油加入煤焦油加热蒸发系统的管式炉中，管式炉的温度为500℃，经加热后，得到熔融态的煤焦油；

S12：将熔融态的煤焦油加入煤焦油加热蒸发系统中的二段蒸发塔，二段蒸发塔的温度为800℃，经加热蒸发，于收集罐中得到中温煤焦油重组分馏分；

S13：将重量份数为65的环己烷、重量份数为4的聚乙二醇、重量份数为1.2的硫酸、以及中温煤焦油重组分馏分加入中温煤焦油重组分环保处理系统中的搅拌反应釜，于100℃条件下，以5500r/h的搅拌速度搅拌3h，得到环保处理后物料；将环保处理后物料加入中温煤焦油重组分环保处理系统中的减压蒸馏塔，于110℃进行减压蒸馏后，得到中温煤焦油重组分；

S2：将中温煤焦油重组分、重量份数为32份的高质沥青、重量份数为5份的苯乙烯系热塑性弹性体、重量份数为6份的全同立构聚丙烯、重量份数为15份的橡胶粉、重量份数为2份的橡胶填充油、重量份数为3份的多萜树脂以及重量份数为0.8份的过氧化二异丙苯于175℃条件下搅拌混合，得到熔融状态的混合物料；

S3：将熔融状态的混合物料加入钢带造粒系统中进行滴注造粒，将液滴状物料滴注于传送钢带上，得到液滴状物料；

S4：使用温度为20℃的冷却水喷淋传送钢带下表面，温度为-10℃的冷冻风吹扫传送钢带上表面，对沥青混合料改性剂液滴进行冷却，得到粒径范围为2mm～6mm的固体颗粒状的沥青混合料改性剂。

将制得的沥青混合料改性剂8份和70号重交石油沥青92份分别投入沥青拌和机内，集料温度在185℃下进行搅拌，搅拌时间为50s，拌制改性沥青混合料，得到含有该沥青混合料改性剂的第五沥青混合料。

实施例六

本实施例提供一种利用煤焦油制备沥青混合料改性剂的制备方法，以及利用煤焦油制备的沥青混合料改性剂。

S11：将重量份数为120份的煤焦油加入煤焦油加热蒸发系统的管式炉中，管式炉的温度为500℃，经加热后，得到熔融态的煤焦油；

S12：将熔融态的煤焦油加入煤焦油加热蒸发系统中的二段蒸发塔，二段蒸发塔的温度为800℃，经加热蒸发，于收集罐中得到中温煤焦油重组分馏分；

S13：将重量份数为60的环己烷、重量份数为6的聚乙二醇、重量份数为1.6的硫酸、以及中温煤焦油重组分馏分加入中温煤焦油重组分环保处理系统中的搅拌反应釜，于100℃条件下，以6000r/h的搅拌速度搅拌3h，得到环保处理后物料；将环保处理后物料加入中温煤焦油重组分环保处理系统中的减压蒸馏塔，于110℃进行减压蒸馏后，得到中温煤焦油重组分；

S2：将中温煤焦油重组分、重量份数为35份的高质沥青、重量份数为10份的苯乙烯系热塑性弹性体、重量份数为8份的全同立构聚丙烯、重量份数为13份的橡胶粉、重量份数为1.6份的橡胶填充油、重量份数为1.6份的多萜树脂以及重量份数为0.7份的过氧化二异丙苯于175℃条件下搅拌混合，得到熔融状态的混合物料；

S3：将熔融状态的混合物料加入钢带造粒系统中进行滴注造粒，将液滴状物料滴注于传送钢带上，得到液滴状物料；

S4：使用温度为20℃的冷却水喷淋传送钢带下表面，温度为-10℃的冷冻风吹扫传送钢带上表面，对沥青混合料改性剂液滴进行冷却，得到粒径范围为2mm～6mm的固体颗粒状的沥青混合料改性剂。

将制得的沥青混合料改性剂8份和70号重交石油沥青92份分别投入沥青拌和机内，集料温度在185℃下进行搅拌，搅拌时间为50s，拌制改性沥青混合料，得到含有该沥青混合料改性剂的第六沥青混合料。

对上述六种沥青混合料取样，按照试验规程制备成试件，测试沥青混合料数据，详见表1所示。

表1沥青混合料数据对比

从表1中数据可以看出，利用本申请制备的沥青混合料改性剂对沥青混合料进行改性后，得到改性后的沥青混合料各项路用性能指标均能满足《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)改性沥青混合料的性能指标要求。

虽然本公开披露如上，但本公开的保护范围并非仅限于此。本领域技术人员，在不脱离本公开的精神和范围的前提下，可进行各种变更与修改，这些变更与修改均将落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种利用煤焦油制备的沥青混合料改性剂，其特征在于，所述沥青混合料改性剂的组分包括煤焦油、高质沥青、苯乙烯系热塑性弹性体、全同立构聚丙烯、橡胶粉、填充油、胶黏剂以及稳定剂。

2.如权利要求1所述的利用煤焦油制备的沥青混合料改性剂，其特征在于，所述各组分的重量份配比为所述煤焦油100～120份、所述高质沥青25～35份、所述苯乙烯系热塑性弹性体5～10份、所述全同立构聚丙烯5～10份、所述橡胶粉10～15份、所述填充油1～2份、所述胶黏剂1～5份以及所述稳定剂0.1～1份。

3.如权利要求1所述的利用煤焦油制备的沥青混合料改性剂，其特征在于，所述高质沥青的软化点范围为100℃～140℃；所述橡胶粉的目数为40目～60目。

4.如权利要求1所述的利用煤焦油制备的沥青混合料改性剂，其特征在于，所述苯乙烯系热塑性弹性体为线型苯乙烯系热塑性弹性体或星型苯乙烯系热塑性弹性体；所述苯乙烯系热塑性弹性体的分子量范围为8万～30万。

5.如权利要求1所述的利用煤焦油制备的沥青混合料改性剂，其特征在于，所述填充油选自芳烃油、白油、环烷油、橡胶填充油中的至少一种；所述胶黏剂选自古马隆树脂、聚乙烯醇缩丁醛、萜烯树脂、多萜树脂、碳九石油树脂中的至少一种。

6.如权利要求1所述的利用煤焦油制备的沥青混合料改性剂，其特征在于，所述稳定剂选自过氧化二异丙苯、硫磺中的至少一种。

7.一种如权利要求1～6任一项所述的利用煤焦油制备的沥青混合料改性剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：以所述煤焦油为原料制备中温煤焦油重组分；

S2：将所述中温煤焦油重组分、所述高质沥青、所述苯乙烯系热塑性弹性体、所述全同立构聚丙烯、所述橡胶粉、所述填充油、所述胶黏剂以及所述稳定剂于150℃～180℃条件下搅拌混合，得到熔融状态的混合物料；

S3：通过造粒设备对所述熔融状态的混合物料进行造粒，得到液滴状物料；

S4：对所述液滴状物料进行冷却，得到固体颗粒状的沥青混合料改性剂。

8.如权利要求7所述的利用煤焦油制备的沥青混合料改性剂的制备方法，其特征在于，步骤S1包括：

S11：对所述煤焦油于300℃～500℃进行加热，得到熔融态的煤焦油；

S12：对所述熔融态的煤焦油于600℃～800℃进行加热蒸发，得到中温煤焦油重组份馏分；

S13：对所述中温煤焦油重组份馏分进行环保处理，得到所述中温煤焦油重组分。

9.如权利要求8所述的利用煤焦油制备的沥青混合料改性剂的制备方法，其特征在于，所述步骤S13包括：

S131：将混合溶剂、改性剂、硫酸加入所述中温煤焦油重组份馏分中，于80℃～100℃条件下混合搅拌，得到环保处理后物料；

S132：对所述环保处理后物料于100℃～110℃条件下进行减压蒸馏，得到所述中温煤焦油重组分。

10.如权利要求9所述的利用煤焦油制备的沥青混合料改性剂的制备方法，其特征在于，所述混合溶剂选自环己烷、甲苯、乙酸丁酯中的至少一种；所述改性剂选自聚乙二醇、苯甲酸酐、顺丁烯二酸酐中的任意一种。

Images