环氧沥青的研究与开发论文题目

期刊名称:《新型炭材料》，2000年第1期 文章题名：“从煤焦油研制耐热性沥青树脂” 作者：魏兴海,查庆芳,陈荣耀,王红艳,崔桂忱,卫有存 摘要：煤焦油同交联剂苯甲醛在以对甲苯磺酸为催化剂作用下 ,按质子催化阳离子型缩聚反应机理 ,生成具有三芳基甲烷型结构特征 B阶沥青树脂。硬化后得到的 C阶树脂具有优异的耐热性能 ,可与合成树脂中最耐热的聚酰亚胺树脂相媲美 ,且成本低廉 ,并在高温耐热方面优于聚酰亚胺树脂 ,是一种有发展前景的耐高温廉价沥青树脂。 【作者单位】：中国科学院山西煤炭化学研究所!山西太原030001(魏兴海;查庆芳;陈荣耀;王红艳);太原煤炭气化集团有限公司!山西太原030024(崔桂忱;卫有存) 【关键词】：煤焦油;耐热性;沥青树脂 【基金】：中科院山西煤化所与太原煤炭化集团有限公司合作项目 【分类号】： 【DOI】：cnki:SCN: 【正文快照】： 原料煤焦油是焦化厂的大宗副产物 ,其中沥青占一半以上 ,其它各组分的含量均很低 ,含量在 1 %以上的仅 1 3种 [1 ] ,对各个纯组分的精制分离需复杂的工艺路线 ,并且成本高昂。本工作试图利用煤焦油本身的化学反应性 ,通过外加合适的交联剂和催化剂 ,开辟出一条直接利用煤焦油的新的途径——煤焦油沥青树脂的制备。沥青树脂是一种缩合多环多核芳香族化合物树脂 ,因缩合程度的不同 ,分为 A、B、C三阶 ,A阶室温下为粘稠液体 ;B阶为脆性固体 ,易溶于有机溶剂 ,加热可融 ,是一种热塑性树脂 ;B阶树脂进一步缩聚即 C阶树脂 ,成为一种热固性树脂… 全文内容可在cnki、VIP等上下载，或与期刊编辑部联系索要。另有一篇网上报道，可参考：题目：沥青树脂的研究开发；关键词：沥青树脂 石油 热固性树脂 渣油利用 合成 所属年份：2003成果类型：应用技术所处阶段：成果体现形式：知识产权形式：项目合作方式：成果完成单位：石油大学（华东）重质油研究所成果摘要：沥青树脂的研制是炭素技术研究与石油重油加工技术研究相结合的多学科的技术开发。沥青树脂是以FCC油浆、石油渣油等富含芳烃物质为原料，在催化剂作用下，由交联剂分子复杂的连接起来而构成的以多环多核芳香烃分子为基本结构单元的大分子物质。沥青树脂是新型的、具有多种用途的热固型、功能性材料。它在炭素材料、耐热性树脂材料、抗摩擦材料、密封材料、高分子磁性材料以及航空、航天材料等领域都有广泛的用途。80年代末日本的大谷衫郎教授为解决沥青纤维加热时容易熔化的问题，开始探索用容易控制的化学过程来代替不容易控制的热反应，着手开展了沥青树脂的开发工作。沥青树脂的类似产品国外仅有日本生产的SK树脂，SK树脂价格昂贵，生产原料要求苛刻。国内对沥青树脂的研究尚处于起步阶段，仅有少数研究机构进行了实验室研究，而已报道的工作都以纯理论研究为主要内容，多数是以纯芳烃化合物为原料的沥青树脂的合成及性能研究。沥青树脂具有多种用途，生产成本低，工业生产原料丰富，性能优越，具有市场竞争力。沥青树脂在耐热性材料、炭素材料粘结剂、防腐涂料改质剂等方面都有广泛的应用，因此，极有必要开展以实际工业生产为目的的合成沥青树脂的开发。沥青树脂的基本分子结构单元是缩合多环多核芳香烃大分子。石油系原料含有大量的稠环芳烃，利用它们合成沥青树脂，原料充足，工艺灵活，具有行业优势。但直接利用石油系原料合成沥青树脂，反应复杂、影响因素多，产品性能不确定。所以，沥青树脂的开发需要深入、系统、细致的研究。通过对原料进行予处理、筛选适宜的交联剂、工艺过程优化等手段，可以制得所需特殊性能的沥青树脂产品，这正是沥青树脂研究开发的原因所在。总体思路以分子模拟科学为基础结合炭材料科学研究的新进展，通过反应途径设计、优化合成工艺条件，选用不同的原料研制出性能优良的沥青树脂产品，并进行后继工业应用的探索。拟从基础理论研究、实验研究技术以及工业实际应用等方面，加以突破。研究过程为以典型纯芳烃化合物为原料合成沥青树脂，探索反应步骤、机理，建立反应模型及理论。并在此研究基础上，探索利用FCC油浆、石油渣油为原料合成沥青树脂工业产品的可行性，对产品的性能进行测试，考察作为各种功能材料的应用效果等。技术方案如下：(1)以典型纯芳烃原料和交联剂、催化剂合成反应，探讨反应步骤、机理，确定工艺条件合成沥青树脂的原料组成复杂，其中除含有芳烃以外，还含有脂肪烃等不利合成反应的物质，且它们的分子结构各异，很难确定。因此，对反应的干扰因素多，直接考察合成沥青树脂的反应机理并不容易。需要先从简单、典型的分子结构的纯芳烃为原料的合成沥青树脂入手，对原料、中间产物及最终产物的分子结构进行剖析，确定简单芳烃合成沥青树脂的机理、反应模型等为下一步研究工作打下基础。采用的主要研究芳烃原料有萘、菲、蒽、芘等，主要考察分子中电子云密度、芳环位阻、分子量分布、组成均匀性等对合成反应和最终产物结构、性能的影响。(2)采用FCC油浆、石油渣油等合成沥青树脂产品在确定简单芳烃合成沥青树脂的机理后，考察实际工业原料合成沥青树脂成为首要研究任务，只有实现了利用实际工业原料合成工业产品，该工作才体现出实际意义。利用FCC油浆合成沥青树脂是此阶段工作的第一步，由于FCC油浆的组成与重质渣油相比，相对简单，且其中含有大量2-3环芳烃，化学反应性较高。因此，合成沥青树脂较容易。第二步工作是利用石油渣油合成沥青树脂。该阶段工作包括原料的筛选、预处理、工艺路线的确定以及合成工艺条件的优化等。(3)合成易石墨化的沥青树脂作为活性炭成型用粘结剂，探索最佳沥青树脂粘结剂的分子构型沥青树脂作为粘结剂是具有实际意义的研究工作，如在活性炭的成型中，需要特殊的粘结剂，而此类粘结剂开发国内并无报道。为满足粘结剂的要求，沥青树脂的分子结构需在合成工艺过程中，加以调整控制，使之将来在炭化过程中既要满足粘结成型的需要而又不会影响活性炭的质量。主要手段为对原料进行溶剂萃取，提高合成反应温度，使沥青树脂在具有良好的流变性、粘结性同时还具有高残炭率。(4)沥青树脂的耐热性研究沥青树脂的优异性能之一是其耐热性，......。

一、环氧沥青防腐涂料简介

环氧沥青防腐涂料是用环氧树脂、优质石油沥青、填料、溶剂等为原料经过特殊工艺制作而成的合成高分子防腐涂料。执行GB/T 27806-2011《环氧沥青防腐涂料》标准。它兼有环氧树脂和沥青两种材料的特点，具有高强度、高粘性等优点。

施工现场图

二、环氧沥青防腐涂料的性能

环氧沥青涂料具有优良的防水、防腐蚀性能，且耐湿、耐水、耐士壤、抗微生物，耐酸、耐碱、耐盐、耐油。并具有一定的绝缘性能。

二、环氧沥青防腐涂料的特点

1、环氧防腐涂料拥有常温干燥，耐水、耐、耐碱耐汽油性优良的特色。

2、环氧防腐涂料附着力强。广泛用于钢结构及湿热带或者化工环境仪器、装备维护用涂料，环氧漆是优良的防护漆。

3、环氧防腐涂料漆膜色彩及外观平整光滑。

4、环氧防腐涂料柔韧性好，耐冲击，附着力好，耐盐水机能强。

5、一次成膜厚：溶剂含量低，一次成膜厚，施工道数少，施工方法与传统的环氧煤沥青涂料相同。

6、无毒、无污染、冷施工，效率高。

四、环氧沥青防腐涂料的应用范围

可广泛应用于下列各种设备设施的防腐蚀：

1.输油，输气，输水管道外壁防腐。

2.污水处理池、化工厂、炼油厂设备及管道防腐。

3.煤矿竖井井架防腐。

4.钢铁结构、水泥结构设施表面防腐。。

5.适用于盐碱地严重腐蚀土质钢铁防腐。

·6.港口、码头、石油钻进平台等海洋设施与船舶的水下部位及水舱等防腐。

由环氧树脂、煤焦沥青、溶剂固化剂等组成的双组份漆。施工参考 1、前道漆膜表面应无油污、水份、灰尘等。 2、底材温度须高于露点3℃以上，当底材温度低于5℃时漆膜不固化，不宜涂装。 3、甲组份充分搅匀后，搅拌下按配比将乙组份倒入甲组份中，充分混合均匀，静置熟化30min后，视涂装方法，用配套稀释剂，调至施工粘度。 4、刷涂、滚涂或无气喷涂。 5、适用期：6h(25℃) 6、复涂间隔：底材温度℃ 5-10 15-20 25-30 最短间隔h 48 24 12 7、推荐漆膜厚度：120-150um.

桥梁建设领域中环的材料氧沥青是一种桥面铺装材料，是由环氧树脂、固化剂与基质沥青组成的混合物。

近十几年来，我国桥梁建设取得了举世瞩目的进步，业已成为世界桥梁大国。

我国将新建多座大跨径钢桥，钢桥面总铺装面积将超过1000万平方米。

随着桥梁工程建设的不断发展，对桥面的铺装材料性能的要求也越来越高。

与普通混凝土桥面相比，钢桥面自身的结构与恶劣的使用环境对材料的使用提出了更高更严格的要求。

改性沥青

石油沥青是路面铺装建设与养护不可或缺的材料，其性能直接决定了沥青路面的工程质量和路面的结构形式。

由于石油沥青在高温时易软化，低温时又易脆裂。

因此，为了提高沥青的使用性能，通常是采用添加聚合物的办法来进行改性。

通常情况下，用于沥青改性的聚合物可分为四大类: 热塑性树脂、橡胶、热塑性弹性体和反应性聚合物。

橡胶( 如SBR) 和热塑性弹性体 ( 如SBS) 将赋予改性沥青很好的弹性，而热塑性树脂( 如PE 和EVA) 和反应性聚合物( 如马来酸酐改性的热塑性弹性体和含有环氧基团的乙烯基共聚物) 将会提高改性沥青的刚性和降低载荷下的变形。

环氧沥青作为一种新型桥面铺装材料，近年来取得了一定的发展，目前国产环氧沥青已打破了国外环氧沥青在国内的垄断地位，并在一些大型交通工程上得到了应用。

它从根本上改变了沥青的热塑性本质，扩大了沥青的使用温度范围，并在某种程度上延长了路面的使用寿命。

环氧沥青的用处不仅仅局限于密集配环氧沥青混凝土面层，还可为其他类型的沥青混合料及其应用带来显着的益处。

目前许多路面工程已经成功运用环氧沥青混合料的特性解决了一些棘手问题。

但环氧沥青混合料的成本相对较高，包括建设成本与建筑材料成本等。

什么是环氧沥青

环氧沥青既不是环氧树脂，也不是沥青，而是一种通过精确组分和相态设计，经化学反应形成的多组分互穿网络三维立体结构热固性材料，兼具环氧树脂和沥青两种材料的优点，是一种具有高强度、高粘接力、高柔韧性的新型路面防水、铺装的复合材料。

简单来说，就是一种由环氧树脂、固化剂与基质沥青经复杂的化学改性所得到的的混合物。

因而以环氧树脂作为沥青的改性剂而得到的环氧沥青也具一定的有热固性，沥青被束缚在交联网络中，从而在根本上改变沥青所固有的热塑性行为。

一旦沥青中的环氧树脂与固化剂发生固化反应，就会形成一种不可逆的两相三维热固性复合物，这种两相热固性复合物是以交联的环氧树脂作为连续相，沥青作为分散相。

沥青被牢牢地束缚在环氧树脂形成的交联网络中，这样在高温时沥青无法流动，低温时沥青的抗裂性也得到提高，因此从根本上改变沥青的热塑性行为，赋予其优良的性能。

南沙大桥是世界上单体热拌环氧沥青铺装面积最大的工程

南沙大桥

环氧沥青优点

环氧沥青按照用途可以分为结合料和粘结料，环氧沥青结合料按照铺装温度分为温拌型( 拌合温度 110℃～ 140℃ ) 和热拌型( 拌合温度 160℃ ～ 190 ℃ ) 与冷拌型( 常温) 三种。

环氧沥青混合料与普通沥青相比，其路用性能具有以下独到的特性:

1.强度高、刚度大、韧性好

环氧沥青混凝土的马歇尔稳定度是普通沥青混凝土稳定度的 5~8 倍，而流值却大致相同。

凭借其强度高的特点，环氧沥青混合料刚度、韧性也较高。

2.良好的温度稳定性

环氧沥青作为一种热固性材料，在高温下会变软但不会流动。

用环氧沥青混凝土摊铺的钢桥面铺装具有良好的高温稳定性，一般不出现车辙或推挤拥包等病害。

而在低温下它也不过分脆硬，强度反而低于普通沥青混凝土。

3.良好的层间结合能

使用环氧沥青摊铺的粘结层具有很好的粘结能力。

在 23℃ 温度下，以 500mm /min 的延伸率对环氧沥青粘结层材料进行拉伸试验，其拉伸强度可达 8. 1MPa，断裂延伸率可达 230% ，要远远优于普通粘结层材料。

4.优良的抗疲劳性能

无论是环氧沥青混凝土本身的疲劳性能还是混凝土和钢板复合试件的疲劳性能都远大于普通沥青混凝土，一般至少高出一个数量级。

5.良好的耐久性

能够较好的防水、抗燃油腐蚀，耐磨、抗滑。

同时环氧沥青由于具有高温稳定性好、使用寿命长等特点，对中国大跨径桥面铺装有重要意义，因此成为了近年来国内外研究的热点。