一種木質素磺酸鹽型冷再生瀝青乳化劑的制備方法
【專利摘要】本發明涉及一種木質素磺酸鹽型冷再生瀝青乳化劑的制備方法，包括如下步驟：（1）將胺加入到木質素磺酸鹽溶液中，加入的胺的質量占木質素磺酸鹽質量的20～40%；（2）升溫，然后加入醛，反應得到木質素磺酸鹽型冷再生瀝青乳化劑；加入的醛與步驟（1）中胺的質量比為0.78:1～2.7:1。本發明制備方法簡單，所得乳化劑，不僅容易乳化，且由其配置的冷再生瀝青混合料具有良好的路用性能，其乳化效果、干濕劈乳化效果和早期強度得到了提高，并且其他各項性能均滿足交通部制定的陽離子冷再生乳化瀝青標準和拌合性能的技術指標，使得道路可以提前開放。
【專利說明】一種木質素磺酸鹽型冷再生瀝青乳化劑的制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種冷再生浙青乳化劑，具體涉及木質素磺酸鹽型冷再生浙青乳化劑 的制備方法。
【背景技術】
[0002] 我國每年造紙廢水排放量約為50億噸，居我國各類工業排放量的首位。目前造 紙行業排放總量50%的廢水沒經過任何處理，廢水污染防治任務相當繁重。采用堿造紙法 產生大量的木質素磺酸鹽，每年造紙產生的木質素也高達450萬噸。迄今為止，我國只有 僅僅6%左右工業木質素得到有效利用（包括約300萬噸木質素磺酸鹽和10萬噸堿木質 素）。且這些木質素僅僅用于減水劑、分散劑，印染行業等低端產業、這不僅造成資源的極 大浪費，而且嚴重污染了環境。而目前適用于冷再生體系的浙青乳化劑主要為木質素類， 因此，采用造紙工業產生的木質素磺酸鹽制備冷再生專用浙青乳化劑（國內造紙主要采用 堿法制漿，因此會產生大量的造紙廢液。傳統制備木質素方法就是對造紙廢液進行酸析干 燥，該方法會反應掉大量的燒堿，使燒堿不能夠得到有效的回收利用，且生成有毒污染氣體 H2S。因此目前國內很少有廠家采用該方法制備木質素。現在造紙廠改變造紙工藝，直接利 用亞硫酸鹽為堿進行造紙，因此會帶來造紙廢液中含有木質素磺酸鹽，而不是木質素。因此 采用該方法原材料很容易得到，且價格較為便宜，同時不會對破壞造紙用的亞硫酸鹽。），可 節約資源、保護環境，對促進我國節能減排戰略的實施具有重要意義。目前針對木質素磺酸 鹽生產陽離子浙青乳化劑只有專利CN201210259748報道，先將木質素磺化，在進行曼尼希 反應合成高粘附性能的CA砂漿陰離子浙青乳化劑，該乳化劑必須控制嚴格的磺酸根和胺 的比例來進行合成得到目標產物乳化劑，但是沒有直接采用木質素磺酸鹽進行曼尼希反應 來合成。目前研究都是集中對木質素進行mannich反應改性得到陽離子乳化劑，但是很少 有直接采用木質素磺酸鹽為原材料進行曼尼希改性。只有《木質素磺酸鹽Mannich堿鉆井 液處理劑的合成與性能研究》（鉆井液與完井液，2010, 27 (4)，13-15報道采用曼尼希反應對 木質素磺酸進行改性用于鉆井液，由于用途不同對親水親油值HLB要求不同。且該文章報 道用混合溶劑作為溶劑，與本申請專利不同。
[0003] 舊浙青混合料（RAP)的使用是符合環保的要求，因此受到各國政府的大力支持。 而在1980年，美國就使用了 5000萬噸的RAP。到2000年，美國RAP的利用率超過80%。日 本在1976年開始大規模的使用RAP。至1997年日本使用了 3600萬噸的RAP。歐洲浙青路 面協會（NAPA)在其網站上公布，其成員國的RAP100%返回再生利用。我國上海市市政工程 管理局200年發布了"上海市就浙青混合料再生利用管理規定"的文件。大力鼓勵浙青混 合料生產單位使用浙青再生料，舊浙青再生料的重新利用有兩種方法：即熱再生和冷再生； 而使用目前市售的冷再生木質素浙青乳化劑制成的浙青混合料，其干濕劈裂強度比和早期 強度一直不太理想，無法達到技術要求，使得道路遲遲無法開放，成為難以攻克的難題。
【發明內容】
[0004] 本發明的目的在于提供一種能夠提高冷再生浙青乳化效果，提高浙青混合料的干 濕劈裂強度比和早期強度，能夠提前開放交通的木質素磺酸鹽型冷再生浙青乳化劑的制備 方法。
[0005] 本發明的具體技術方案如下：
[0006] -種木質素磺酸鹽型冷再生浙青乳化劑的制備方法，包括如下步驟：
[0007] (1)將胺加入到木質素磺酸鹽溶液中，加入的胺的質量占木質素磺酸鹽質量的 20 ?40% ;
[0008] (2)升溫，然后加入醛，反應得到木質素磺酸鹽型冷再生浙青乳化劑；加入的醛與 步驟（1)中胺的質量比為〇. 78:1?2. 7:1，優選為1:1?2:1。
[0009] 步驟⑵中升溫至50°C?120°C，反應時間為4?7h ;在該溫度和時間內反應能 夠提高木質素磺酸鹽的轉化率，反應條件較為溫和。
[0010] 醛的滴加速度太慢會造成反應時間過長，滴加速度太快的話，來不及和胺反應的 醛會和酚反應，同時放出大量的熱，造成醛揮發，也影響產率；所以步驟（2)中醛的加入速 度為在70?120滴/min。
[0011] 木質素磺酸鹽濃度太稀，木質素磺酸鹽和胺以及醛觸碰的幾率減少，因此產率會 降低；濃度太高時，木質素磺酸鹽溶液稠度太大，流動性不好，尤其是生成產物時會使濃度 太大，分子間作用力太強，不易流動；優選的步驟（1)中木質素溶液的質量濃度為30? 57%。
[0012] 所述木質素磺酸鹽溶液由以下方法制備得到：先將木質素磺酸鹽加入到水中，然 后加入堿調節溶液pH值至9.0?11.0,攪拌半小時。
[0013] 所述木質素磺酸鹽選自針葉林的木質素磺酸鈉、針葉林的木質素磺酸鈣、針葉林 的木質素磺酸鎂、闊葉林的木質素磺酸鈉、闊葉林的木質素磺酸鈣、闊葉林的木質素磺酸 鎂、草漿的木質素磺酸鈉、草漿的木質素磺酸鈣、草漿的木質素磺酸鎂、竹漿的木質素磺酸 鈉、竹漿的木質素磺酸鈣、竹漿的木質素磺酸鎂和混合漿的木質素磺酸鈣中的一種。
[0014] 所述"針葉林的木質素磺酸鈉"指以針葉林為原材料造紙產生的廢液經過現有的 噴霧干燥方法制得的木質素磺酸鈉；所述"針葉林的木質素磺酸鈣"指以針葉林為原材料造 紙產生的廢液經過現有的噴霧干燥方法制得的木質素磺酸鈣；所述"針葉林的木質素磺酸 鎂"指以針葉林為原材料造紙產生的廢液經過現有的噴霧干燥方法制得的木質素磺酸鎂； 所述"闊葉林的木質素磺酸鈉"指以闊葉林為原材料造紙產生的廢液經過現有的噴霧干燥 方法制得的木質素磺酸鈉；所述"闊葉林的木質素磺酸鈣"指以闊葉林為原材料造紙產生的 廢液經過現有的噴霧干燥方法制得的木質素磺酸鈣；所述"闊葉林的木質素磺酸鎂"指以闊 葉林為原材料造紙產生的廢液經過現有的噴霧干燥方法制得的木質素磺酸鎂；所述"草漿 的木質素磺酸鈉"指以草漿為原材料造紙產生的廢液經過現有的噴霧干燥方法制得的木質 素磺酸鈉；所述"草漿的木質素磺酸鈣"指以草漿為原材料造紙產生的廢液經過現有的噴霧 干燥方法制得的木質素磺酸鈣；所述"草漿的木質素磺酸鎂"指以草漿為原材料造紙產生的 廢液經過現有的噴霧干燥方法制得的木質素磺酸鎂；所述"竹漿的木質素磺酸鈉"指以竹子 為原材料造紙產生的廢液經過現有的噴霧干燥方法制得的木質素磺酸鎂；所述"竹漿的木 質素磺酸鈣"指以竹子為原材料造紙產生的廢液經過現有的噴霧干燥方法制得的木質素磺 酸鈣；所述"竹漿的木質素磺酸鎂"指以竹子為原材料造紙產生的廢液經過現有的噴霧干燥 方法制得的木質素磺酸鎂；所述"混合漿的木質素磺酸鈣"指以針葉林和草混合造紙產生的 廢液經過現有的噴霧干燥方法制得的木質素磺酸鎂。
[0015] 所述胺選自乙醇胺、二乙醇胺、甲基乙醇胺、胺乙基乙醇胺、氨乙基哌嗪、哌嗪、 NH2(CH2CH2NH)nH中的一種或兩種以上任意組合，其中η為不大于5的自然數。
[0016] 所述醛為式（1)所示結構的化合物：
[0017]
【權利要求】
1. 一種木質素磺酸鹽型冷再生浙青乳化劑的制備方法，其特征在于包括如下步驟： (1) 將胺加入到木質素磺酸鹽溶液中，加入的胺的質量占木質素磺酸鹽質量的20? 40% ； (2) 升溫，然后加入醛，反應得到木質素磺酸鹽型冷再生浙青乳化劑；加入的醛與步驟 (1)中胺的質量比為0.78:1?2. 7:1。
2. 根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于步驟（2)中升溫至50°C?120°C，反應 時間為4?7h。
3. 根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于步驟（2)中醛的加入速度為70?120 滴 /min〇
4. 根據權利要求1或2或3所述的制備方法，其特征在于步驟（1)中木質素磺酸鹽溶 液的質量濃度為30?57%。
5. 根據權利要求4所述的制備方法，其特征在于所述木質素磺酸鹽溶液由以下方法制 備得到：先將木質素磺酸鹽加入到水中，然后加入堿調節溶液PH值至9. 0?11. 0,攪拌半 小時。
6. 根據權利要求1或2或3所述的制備方法，其特征在于所述木質素磺酸鹽選自針葉 林的木質素磺酸鈉、針葉林的木質素磺酸鈣、針葉林的木質素磺酸鎂、闊葉林的木質素磺酸 鈉、闊葉林的木質素磺酸鈣、闊葉林的木質素磺酸鎂、草漿的木質素磺酸鈉、草漿的木質素 磺酸鈣、草漿的木質素磺酸鎂、竹漿的木質素磺酸鈉、竹漿的木質素磺酸鈣、竹漿的木質素 磺酸鎂和混合漿的木質素磺酸鈣中的一種。
7. 根據權利要求1或2或3所述的制備方法，其特征在于所述胺選自乙醇胺、二乙醇 胺、甲基乙醇胺、胺乙基乙醇胺、氨乙基哌嗪、哌嗪、NH2(CH2CH2NH)nH中的一種或兩種以上任 意組合，其中η為不大于5的自然數。
8. 根據權利要求1或2或3所述的制備方法，其特征在于所述醛為式（1)所示結構的 化合物： 〇 R廣H⑴ 其中R1為H、叔丁基、苯基、對甲氧基苯或對甲基苯。
【文檔編號】C08L95/00GK104311833SQ201410526313
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年10月8日 優先權日:2014年10月8日
【發明者】陳香, 洪錦祥, 魏唐中, 張蘇龍, 林俊濤, 朱曉斌, 蔡光楠 申請人:江蘇蘇博特新材料股份有限公司, 攀枝花博特建材有限公司, 博特建材（天津）有限公司