[发明专利]一种酸酐化改性沥青及其制备方法

说明书

本发明公开了一种酸酐化改性沥青及其制备方法。本发明酸酐化改性沥青，按重量份计，包括以下原料组分：劣质减渣：100份；酸酐改性剂：2~10份；多聚磷酸：0.1~2份；引发剂：0.08~0.7份；改性助剂：1~15份；其中，所述多聚磷酸包括多聚磷酸I和多聚磷酸II；所述改性助剂包括碳五石油树脂和碳九石油树脂。本发明以难处理的劣质减渣为原料，得到了酸酐化转化率高且高低温性能都较好的酸酐化改性沥青。

技术领域

本发明涉及一种改性沥青材料及其制备方法，特别涉及一种酸酐化改性沥青及其制备方法。

背景技术

酸酐化改性沥青不仅是一种新型改性沥青材料，还可以作为制备其他特种沥青材料的中间体，比如可以用于制备沥青类水基钻井液材料、高品质环氧沥青、储存稳定的聚合物改性沥青、电极材料等。

酸酐化改性是开发环氧沥青、聚合物改性沥青等高品质改性沥青的重要环节。沥青与环氧树脂等改性剂在溶解度参数、密度、介电常数等方面存在较大差距，属于热力学不相容体系，非极性的沥青难以与极性的改性剂形成均相，无法达到整体均匀性，材料整体的相关力学性能没有完全释放，而酸酐化改性后沥青的极性增强，促进了二者的相容性。沥青类钻井液体系以油基为主，但是油基钻井液在成本和环保方面有一定缺陷，水基阳离子类钻井液受到越来越多的关注，酸酐化改性可以提高沥青的亲水性能，为开发沥青类水基钻井液材料奠定了基础。但是，沥青属于相对惰性的体系，与酸酐的反应能力差，反应转化率很低。未反应的酸酐留在沥青中会使沥青的力学性能变差，加热后小分子酸酐挥发出来对人体和环境有害，低转化率也增加了酸酐用量，成本提高。所以，制备一种高转化率的酸酐化沥青非常有意义。

随着原油的日益重质化，减压渣油收率逐渐提高，渣油中重金属含量、硫含量等增大，渣油中饱和分和沥青质相对含量增高，芳香分和胶质相对含量减小，且沥青质的缔合程度升高，存在形态更为复杂，直接将劣质化渣油制备成高等级沥青的生产难度增加。因此，针对这类越来越劣质化的渣油，如果能经过酸酐化改性将其转化为生产新型材料的中间体会是一种较好的选择。

CN1837290A公开了一种道桥用热固性环氧沥青材料及其制备方法。该制备方法是通过对基质沥青进行顺酐化改性来提高环氧树脂与基质沥青的相容性，虽然相容性得到一定程度提高，但是顺酐化过程转化率很低，沥青加热会出现大量酸雾影响安全环保；未转化的酸酐单体存在于沥青中使得固化体系出现很多孔洞，影响最终固化体系的强度和拉伸性能，此种顾此失彼的方法不可取。

CN101255276A公开了一种道桥用环氧沥青材料及其制备方法，该方法主要对顺酐化改性提高相容性存在的问题进行了改善，通过添加有机醇类物质将未反应的顺酐单体中和转化，防止了顺酐挥发对环境的污染。但是该方法涉及反应较多，反应进程不好控制，顺酐单体转化率低，且过量加入有机醇类会影响后期固化体系强度。

综上，以上方法对沥青进行酸酐化改性时选用的都是性质较好的A级沥青，该酸酐化改性方法对劣质渣油并不具有普适性，且上述方法整体酸酐化转化率不高，制得的酸酐化沥青低温延展性差。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种酸酐化改性沥青及其制备方法。本发明以难处理的劣质减渣为原料，得到了酸酐化转化率高且高低温性能都较好的酸酐化改性沥青。

本发明提供了一种酸酐化改性沥青，按重量份计，包括以下原料组分：

劣质减渣：100份；

酸酐改性剂：2~10份，优选为2~8份；

多聚磷酸：0.1~2份，优选为0.2~1.8份；

引发剂：0.08~0.7份，优选为0.15~0.7份；

改性助剂：1~15份，优选为2~10份；

其中，所述多聚磷酸包括多聚磷酸I和多聚磷酸II；所述改性助剂包括碳五石油树脂和碳九石油树脂。