瀝青結合劑(pitch binder)是一種有機膠結材料。它是煤焦油或石油經過蒸餾處理或催化裂化提取沸點不同的各種餾分後的殘留物，是以芳香族和脂肪族結構為主體的混合物，呈棕黑色，不溶於水，組成和性能隨原料來源、蒸餾方法和加工處理方法不同而異。在耐火材料工業中作非水性結合劑，主要用作含碳耐火材料的結合劑，既可單獨作結合劑，又可與焦油或酚醛樹脂等配合作結合劑。
基本介紹
- 中文名：瀝青結合劑
- 外文名：pitch binder
- 學科：冶金工程
- 領域：能源
- 範圍：耐火材料
- 釋義：一種有機膠結材料
簡介,分類,化學組成,物理性能,瀝青的碳化,套用,
簡介
瀝青結合劑(pitch binder)是一種有機膠結材料。它是煤焦油或石油經過蒸餾處理或催化裂化提取沸點不同的各種餾分後的殘留物，是以芳香族和脂肪族結構為主體的混合物，呈棕黑色，不溶於水，組成和性能隨原料來源、蒸餾方法和加工處理方法不同而異。在耐火材料工業中作非水性結合劑，主要用作含碳耐火材料的結合劑，既可單獨作結合劑，又可與焦油或酚醛樹脂等配合作結合劑。
分類
耐火材料工業用的瀝青結合劑是按瀝青軟化點來分。軟化點小於60℃的，稱低溫瀝青(又稱軟瀝青)結合劑；軟化點60-135℃，稱為中溫瀝青(又稱中軟瀝青)結合劑；軟化點大於135℃，稱為高溫瀝青(又稱硬瀝青)結合劑。
化學組成
瀝青組成很複雜，通常是用不同溶劑對瀝青進行分離萃取把瀝青分為若干具有相似化學物理性質的“組分”。常用的溶劑有甲苯、二甲苯、乙醚、酒精、丙酮、四氯化碳、吡啶、三氯甲烷、乙烷、氯仿、喹啉等。不同的熔劑也可搭配使用。
瀝青中含有的化學元素有C、H、S、N和O等。瀝青及其組分的元素組成特點是，碳含量高，而氫含量低。瀝青的組分及元素組成在一定程度上反映出瀝青的化學組成。但它們沒能提供有關化合物的確切類型、性質和含量，以及和碳原子相連的雜原子鍵的特性等。根據對中溫瀝青的質潛分析結果可以揭示出瀝青中所含的化合物類型。而根據色譜分析可顯示出瀝青在低分子區域的一系列化合物。
物理性能
瀝青無固定的熔化溫度，因此用軟化點來表示其固態轉變為液態時的溫度。瀝青的主要物理性能還有密度、粘度、表面張力、潤濕性等。瀝青的密度隨軟化點的升高而提高，瀝青的密度又隨加熱溫度的提高而降低。
瀝青的閃點對耐火材料使用者來說也是一個有實際意義的性質，其閃點是隨著軟化點的提高而提高。中溫瀝青約閃點為200-250℃，高溫瀝青的閃點為360-400℃。
瀝青的碳化
作耐火材料的結合劑，要求瀝青中固定碳越高越好，也即要求瀝青中揮發分越少越好。固定碳越高飛其碳化後的結合力也越強，但瀝青的碳化率主要取決於瀝青中高分子芳香族組成分的含量。如果用碳/氫比來表示芳香度，則碳化率(固定碳)與芳香度的關係說明芳香度越大固定碳含量越高。
瀝青的碳化呈兩種結構：一種是所謂的鑲嵌結構，另一種是所謂的流動結構。這兩種不同結構的產生是由於不同的碳化機理造成的。瀝青的碳化是經過液相碳化。在碳化過程中瀝青先熔化，產生中間相小球體，小球體不斷長大和粗化，發展到一定程度互相熔合而形成中間相。這種中間相是任意取向的各向異性的小塊(<10μm)組成的。這就是所謂的鑲嵌結構。如果粗化後的中間相在一定條件下變形而產生某種程度的擇優取向，形成纖維狀結構。這就是所謂的流動結構。瀝青的組成對結構有影響，苯不溶而吡啶溶的瀝青所得到的碳多呈流動結構，而吡啶不溶的瀝青所得到的多呈多孔薄壁碳，其結構為細鑲嵌結構。
套用
用作高爐爐缸的碳磚、鋁-碳磚、鋁-碳化矽-碳磚、高爐出鐵溝用的鋁-碳化矽一碳質搗打料和澆注料、轉爐和電爐以及爐外精煉爐用的鎂-碳磚、鋁鎂碳磚、鎂鈣碳磚等的結合劑。使用時可根據條件不同，有的可與焦油調配使用，有的可與酚醛樹脂調配使用。並可採用一些外加劑來改性以適合使用要求。
