[发明专利]一种低成本高性能预焙阳极用粘结剂沥青的制备方法

说明书

本发明涉及一种低成本高性能预焙阳极用粘结剂沥青的制备方法，该粘结剂沥青的制备方法包括如下步骤：步骤1，将煤沥青与化学活化剂按一定比例搅拌混合，形成充分混合物；100℃之前自由升温，100℃之后以按一定的升温速率至指定温度，并在指定温度下反应一段时间，立即冷却至室温，即得到交联的改性煤沥青1；步骤2，将得到的改性煤沥青1与高温煤沥青按一定的比例搅拌拌混合，搅拌升温预定温度，进行高温聚合反应，反应一定时间后的到高残碳低粘度的预焙阳极用粘结剂煤沥青。本发明具有以下有益效果：本发明工艺简单，可控性强，操作便捷，反应设备少，所得粘结剂沥青的综合性能稳定。

技术领域

本发明涉及化工材料技术领域，具体涉及一种利用低温煤焦油沥青与高温煤沥青分段聚合制备预焙阳极用粘结剂沥青的制备方法。

背景技术

预焙阳极作为铝电解槽的心脏，其质量和工作状况对铝电解生产是否正常及电流效率、电能消耗、产品等级等影响很大。21世纪以来，作为预焙阳极主要原料之一的石油焦整体品质在下降，为了弥补石油焦的缺陷，研究和改善另一原料煤沥青的综合性能显得尤为必要。研究和发展“低成本、高性能、工艺简便”的沥青已显得势在必行。

随着中国低阶煤炭热解生焦产业的逐步发展，副产出大量的中低温煤焦油资源，虽常通过催化加氢的方式，使其馏分油多用于发动机等轻质燃料生产，但中温煤焦油重质组分却多用作基建材料和重质燃料油方面，造成严重的资源浪费和环境污染。开展低温煤焦油沥青的深加工，提高产品的附加值，成为未来的研究方向。

相对于高温煤焦油沥青，中低温煤焦油沥青具有喹啉不溶物少、分子量适宜、杂质较少等特点，对炭质中间相的生产发展以及石墨化碳的形成有利。然而国内基本集中于以高温煤沥青为原料进行粘结剂沥青研究，对中低温煤焦油沥青原料几乎未涉及。结合预焙阳极行业粘结剂应用的具体情况，本文引入低成本低温煤沥青到粘结剂沥青的生产中。通过特殊的热聚合工艺，使之成为预焙阳极的专用优质粘结剂沥青，即降低了粘结剂沥青的成本，又改善了粘结剂沥青的性能。将研究成果应用于预焙阳极的制备技术，不仅可降低预焙阳极的制造成本，而且可以提高预焙阳极的使用性能。对合理开发利用我国丰富的低温煤沥青资源，缩短预焙阳极领域我国与发达国家的差距具有十分现实的意义。

在预焙阳极生产过程中，煤沥青可作为黏结剂使用。与其他粘结剂相比，煤沥青具有含碳量高、流动性好、易石墨化等优点。煤沥青不仅是炭阳极的重要组成部分,而且沥青的浸润性、流动性、可塑性、渗透性、结焦性和稳定性对炭阳极质量影响很大。煤沥青是一种组成与结构非常复杂的混合物，一般在炭阳极生产过程中，主要用β树脂、QI含量及软化点作为表征沥青优越的指标。β树脂是煤沥青最主要的粘结剂组分。β树脂生成的焦，结焦值越大，结焦性能好，孔壁结实,结构呈纤维状，制品的强度高，电阻小。所以对粘结剂沥青的评价特别重视β组分。一般铝用炭阳极煤沥青的β组分多在18%以上，所对应的的结焦值要求大于55%。增加QI，可使沥青焦炭结构增强，但是QI过高，使沥青流动性降低；过低的QI含量会使糊料偏析、分层。现在铝用炭阳极煤沥青 QI含量一般要求在9%～12%。由于煤沥青组成和特性的复杂和可变性,所以很难严格区分单一沥青组分或特性对炭阳极质量的决定影响，故需要综合考虑沥青的综合性能对预焙阳极的影响如何提高粘结剂沥青的综合性能，成为预焙阳极生产厂家亟待解决的问题。

发明内容

根据以上现有技术中的不足，本发明要解决的技术问题是：为解决上述问题之一，提供一种低成本高性能预焙阳极用粘结剂沥青的制备方法。

本发明为解决上述提出的问题所采用的技术方案是：

一种低成本高性能预焙阳极用粘结剂沥青的制备方法，该粘结剂沥青的制备方法包括如下步骤：

步骤1，将煤沥青与化学活化剂按一定比例搅拌混合，形成充分混合物；100℃之前自由升温，100℃之后以按一定的升温速率至指定温度，并在指定温度下反应一段时间，立即冷却至室温，即得到交联的改性煤沥青1；