MCMB的制备_原创文档.pdf

1、高收率制备（收率35%）

1)煤沥青聚合改性:以煤沥青为原料,甲醛为改性剂,草酸为催化剂,按一定的比例加入到

三口烧瓶中,100℃之前自由升温,100℃之后以5℃/min的速度升温,且从升温开始通入N2,N2

流量为50mL/min,并且在120℃下反应1h～3h.

MCMB的制备:将聚合改性煤沥青置于不锈钢反应釜中,在氮气保护下以5℃/min升温至

450℃保温1h～2h,自然冷却后从反应釜中取出所得产物,研细后用吡啶热抽提至无色,于

120℃干燥1h,得到MCMB样品.

2)作为物理改造添加剂的MCMB是同种原料煤焦油沥青的一次生长物,其粒度分布为

d值为30.98μm,其微观形貌属于较为典型的“类地球仪”状断面结构。在原料沥青中加

50

入一定量(0%、3%、6%、10%和20%)的中间相炭微球,混合均匀,置于反应釜中进行热缩

聚反应。以一定的升温速率升温到420℃,然后在该温度下恒温12h后自然降温,得到包含微

球的中间相沥青。中间相沥青经洗油溶化、甲苯抽提、丙酮洗涤、离心沉降和干燥,得到经

过二次生长的MCMB。

普通煤焦油沥青热缩聚反应体系中，同宗MCMB的加入显著提高了二次生长MCMB

的收率,但不改变其微观形貌特征。粒度分析和SEM表征同时证实,二次生长MCMB收率的

提高主要是因为加入炭微球后,体系中“晶种”和成核物质数量的增多;炭微球生长发育方

式的多样化使得二次生长炭微球实现了由单分散性向多分散性的转变.加入的炭微球作为

“晶种”参与了中间相生长和发育的全过程,并在此过程中处于优势地位。随着炭微球加入

比例的增加,二次生长中间相的收率也呈上升趋势,当炭微球加入比例超过某一临界值后,

其收率最终趋于稳定。

2、产生窄粒径分布的方法

1）将中温煤沥青研磨成粉,过100目的筛,称取20g,注入一定量的硅油(255苯甲基硅

油,上海西利康高新技术合作公司),按质量比(硅油/煤沥青)1.5:1(对应样品编号:S4),

用超声波震荡,使沥青颗粒分散在硅油中形成悬浮液,将此悬浮液倒入不锈钢反应釜中。在

氮气保护下,搅拌速率为1000r/min,采用两段升温方法,先以一定速率升至150℃,保温

30min,在此温度下,沥青处于液态,在搅拌作用下,悬浮液形成乳液,保持3MPa的压力,升

至350℃,保温2h后,经自然冷却至室温。体系冷却后,得到含有MCMB的悬浮液。取出此

悬浮液,离心分离得到MCMB,用乙醇清洗表面残余硅油,再用四氢呋喃热抽提至无色,

120℃真空干燥1h,得到中间相炭微球样品。在制备S1过程中,不存在硅油,由煤沥青直接

热聚合,需要将反应产物用乙醇清洗,然后研磨,再通过四氢呋喃热抽提才能得到。

2)将净化后沥青研磨成粉,过100或200目的筛,称取20g放入反应釜中，在氮气保护

下一定速率搅拌，加热到250℃后恒温1～2小时，然后，搅拌速率增加到950r/min，继续

加热到430℃后恒温2小时，然后降温到250℃左右，恒温0.5h，再升温到430℃恒温2小

时，随后停止加热，断掉电源，取下保温夹套，快速冷却至150℃以下，趁热倒入加热到120℃

左右的布氏漏斗中抽滤。滤渣用喹啉抽提至无色，然后将不溶物用丙酮洗涤3次，在烘箱中

105℃烘干除去水分，得到干燥的MCMB样品。

3）采用软化点为72℃的中温煤沥青(除去QI)为原料制备McMB。McMB的制备在大

试管中进行，在催化剂二氯化镍作用下，将原料沥青加热到380～430℃，反应2h，用磁力

搅拌器搅拌，降温到250℃左右，这样重复加热冷却5次。反应结束后取30g所得中间相沥

青加入一定量的溶剂溶解，加热到70℃搅拌2h，冷却至室温。用滤纸分离不溶物，然后将

不溶物用丙酮洗涤3次，在烘箱中105℃烘干除去水分，得到干燥的MCMB样品。

3、普通方法

在IL高压釜中来用常压聚合工艺制备含有MCMB的中间相沥青。原料精制石油渣油