[科普中国]-沥青结合剂

沥青结合剂(pitch binder)是一种有机胶结材料。它是煤焦油或石油经过蒸馏处理或催化裂化提取沸点不同的各种馏分后的残留物，是以芳香族和脂肪族结构为主体的混合物，呈棕黑色，不溶于水，组成和性能随原料来源、蒸馏方法和加工处理方法不同而异。在耐火材料工业中作非水性结合剂，主要用作含碳耐火材料的结合剂，既可单独作结合剂，又可与焦油或酚醛树脂等配合作结合剂。

简介沥青结合剂(pitch binder)是一种有机胶结材料。它是煤焦油或石油经过蒸馏处理或催化裂化提取沸点不同的各种馏分后的残留物，是以芳香族和脂肪族结构为主体的混合物，呈棕黑色，不溶于水，组成和性能随原料来源、蒸馏方法和加工处理方法不同而异。在耐火材料工业中作非水性结合剂，主要用作含碳耐火材料的结合剂，既可单独作结合剂，又可与焦油或酚醛树脂等配合作结合剂1。

分类耐火材料工业用的沥青结合剂是按沥青软化点来分。软化点小于60℃的，称低温沥青(又称软沥青)结合剂；软化点60-135℃，称为中温沥青(又称中软沥青)结合剂；软化点大于135℃，称为高温沥青(又称硬沥青)结合剂。

化学组成沥青组成很复杂，通常是用不同溶剂对沥青进行分离萃取把沥青分为若干具有相似化学物理性质的“组分”。常用的溶剂有甲苯、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。不同的熔剂也可搭配使用。

沥青中含有的化学元素有C、H、S、N和O等。沥青及其组分的元素组成特点是，碳含量高，而氢含量低。沥青的组分及元素组成在一定程度上反映出沥青的化学组成。但它们没能提供有关化合物的确切类型、性质和含量，以及和碳原子相连的杂原子键的特性等。根据对中温沥青的质潜分析结果可以揭示出沥青中所含的化合物类型。而根据色谱分析可显示出沥青在低分子区域的一系列化合物2。

物理性能沥青无固定的熔化温度，因此用软化点来表示其固态转变为液态时的温度。沥青的主要物理性能还有密度、粘度、表面张力、润湿性等。沥青的密度随软化点的升高而提高，沥青的密度又随加热温度的提高而降低。

沥青的闪点对耐火材料使用者来说也是一个有实际意义的性质，其闪点是随着软化点的提高而提高。中温沥青约闪点为200-250℃，高温沥青的闪点为360-400℃。

沥青的碳化作耐火材料的结合剂，要求沥青中固定碳越高越好，也即要求沥青中挥发分越少越好。固定碳越高飞其碳化后的结合力也越强，但沥青的碳化率主要取决于沥青中高分子芳香族组成分的含量。如果用碳/氢比来表示芳香度，则碳化率(固定碳)与芳香度的关系说明芳香度越大固定碳含量越高。

沥青的碳化呈两种结构：一种是所谓的镶嵌结构，另一种是所谓的流动结构。这两种不同结构的产生是由于不同的碳化机理造成的。沥青的碳化是经过液相碳化。在碳化过程中沥青先熔化，产生中间相小球体，小球体不断长大和粗化，发展到一定程度互相熔合而形成中间相。这种中间相是任意取向的各向异性的小块(