中国褐煤蜡在道路沥青领域的利用..doc

中国褐煤蜡在道路沥青领域的利用 褐煤蜡组成及性质 褐煤蜡，国际上称之蒙旦蜡（Montan Wax）。它是从含有蜡质的褐煤（或泥炭或油页岩）中，经有机溶剂（苯、甲苯、汽油、混合溶剂等）浸取而得到的一种化石化植物蜡（煤的形成是植物的死亡和堆积）。用有机溶剂可把它分成三个组分：树蜡（纯蜡）、树脂（丙酮可溶物）、地沥青（异丙醇不溶物）。 树蜡化学组成：主要由高碳脂肪酸（C26-C36的蜡酸）和高碳脂肪醇（C26-C36的蜡醇）所构成的高碳脂肪酯（蜡酯），部分游离高碳脂肪酸（蜡酸），少量高碳脂肪醇（蜡醇）、酮（蜡酮）、烃（高碳脂肪烃）组成。与天然动植物蜡组成十分相似，所以可以替代资源稀少、价格昂贵天然动植物蜡。占褐煤蜡的60%-80%。 树脂（丙酮可溶物）化学组成：褐煤蜡中的树脂属于植物树脂类（天然树脂），即与化石化的琥珀属同类，它的某些性质类似于天然松香。树脂中含有约70%的中性物质（萜烯和多萜烯）和约30%的酸性物质（树脂酸）。树脂当中含有双键和羧基，具有较强的反应性和胶黏性。蜡中树脂主要取决于成煤植物（针叶树种较多，阔叶树较少），其次取决于成煤植物生长环境（生长环境恶劣植物受伤多，树脂含量就多）。占褐煤蜡的15%-30%。 地沥青（异丙醇不溶物）化学组成：含氧树脂酸与蜡醇酯化组成的高分子化合物、蜡酸盐和树脂酸盐化合物，这些化合物当中含有较多极性基团，并且含有硫、金属等离子，致使蜡的颜色较深，所以人们有时称之为暗色物质。地沥青颜色深、粘度大、流动性差。占褐煤蜡5%-15%。 褐煤蜡各项理化指标 理化指标 褐煤蜡 纯蜡 树脂 地沥青 丙酮可溶物（树脂） % 15-30 异丙醇不溶物（地沥青） % 5-15 纯蜡 % 65-80 酸值 KOHmg/g 30-55 31 27 10 酯值 KOHmg/g 40-65 67 68 116 皂化值 KOHmg/g 70-120 98 95 126 碘值 g/100g 15-30 14 35 80 熔点 ℃ 83-86 88.6 * * 闪点 ℃ 275 针入度 1 粘度（90℃） Pa.s 0.07-0.35 0.052 * * 密度（20℃） 1.01-1.03 硫（S） % 1.1 2.5 3.1 碳（C） % 79.2 78.8 77.1 氢（H） % 13.0 10.9 11.6 灰分 % 0.5 0.05 0.05 3.0 颜色 黑褐色 棕色 棕红色 黑色 说明： 1、纯蜡、树脂、地沥青三组分为德国蜡； 2、*无法检测。 褐煤蜡碳链比较长，有很好的防水性能，与各种非极性物质互熔性好，并具有良好的分散性；粘结力主要靠物理化学吸附力，取决于粘结剂含化学活性物质多少。而褐煤蜡含有非常丰富的多种化学活性物质，如蜡酸、蜡酯、蜡醇、树脂酸、蜡醇树脂、蜡酸和树脂酸盐等，这些物质对酸性和碱性材料具有良好的粘结力；褐煤蜡，熔点高、硬度大、机械强度高、电绝缘性好、耐高低温和耐光耐候性能优良、对酸和其它活性溶剂的化学稳定性好，作为各种沥青粘结促进剂是非常适宜的；它所含的憎水和亲水基团有利比例，很容易制成稳定的乳化液；从生理学观点看，褐煤蜡完全无害，所以作为粘结剂使用无需任何限制。 褐煤蜡在道路沥青当中的应用 现在世界各地都普遍使用沥青道路。为了提高道路的耐水性和能承受强大的机械应力，需要道路沥青粘结剂把石料固结在一起。 道路沥青主要以石油沥青为主，而石油沥青大都为直链烷烃及芳香烃，含化学活性物质少，极性极弱，粘结力较差。而褐煤蜡具有较强的极性，现已证明它是一种非常优良的粘结促进剂。在道路沥青当中添加褐煤蜡1-3%，就可把沥青粘结剂与石料之间的结合强度提高3-5倍。因褐煤蜡当中的极性基团（亲水基）对石料表面有很好的浸润能力，甚至与石料当中的某些金属离子等物质发生化学吸附，而碳氢链（亲油基）定向排列在沥青当中。碳氢链较长与沥青互溶性很好，不但起到了一定的充填、增强作用，而且起到了润滑、抗裂作用，同时也大大增加了沥青防水性能。 褐煤蜡（添加剂）改性沥青，可使沥青的性能大为改观。不但促进沥青粘结性、机械强度、防水性等，而且提高了沥青耐高低温性能，避免了高温易于流淌，低温易于脆裂的缺点。因褐煤蜡不同于其它胺基抗脱落添加剂，它具有热稳定性强，甚至长时间储存和暴露100℃条件一下，这种促进的粘结性质仍然存在。它能使道路沥青在低温下更加稳定，防止龟裂，使路面清洁美观。 褐煤蜡（有机添加剂）改性沥青性质及应用 褐煤蜡作为沥青的有机添加剂有着优良理化特性，互溶性好，易于分散、促进沥青粘结性、提高软化点、增加机械强度和防水性、改善耐高低温性能等，可作为各种沥青优良添加剂。如石油沥青、煤焦油沥青、混合沥青及各种化