一种乳化沥青及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种乳化沥青及其制备方法，以溶剂型木质素与醛、氰胺和胺通过缩合反应制备的溶剂型木质素的氰胺和胺类衍生物为乳化剂经过乳化工艺制备乳化沥青，该方法成本低，制得的乳化沥青性能优良，用于道路铺设或建筑材料，既能充分利用可再生资源，又可以减少石油化学品的消耗，具有显著的经济和社会效益。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于新材料开发和制备领域，更具体涉及一种乳化浙青及其制备方法。技术背景浙青是一种常用的道路材料，也是建筑物防水处理、木材防腐处理、制备防潮油毡所必须的原料。由于浙青在常温下是固体或半固体状态，不经加热不具有流动性，所以在使用时必须进行预处理，使之成为浙青液。通常使用加热熔化、溶剂溶解和乳化等方法处理。通过加热使浙青乳化要消耗大量热能，平均熔化一吨浙青要消耗435公斤标准煤，而且在熔化过程中，浙青还会释放出对人体有毒、有害的臭气，对工人的健康非常不利；而溶剂处理要耗费许多价格高昂的有机溶剂，还存在溶剂挥发污染环境的问题。把浙青乳化分散在水中形成浙青乳液的方法具有处理设备简单，节省能耗，不产生臭气，无毒，不污染环境等优点，因此乳化浙青在道路建设和建筑行业得到广泛应用。乳化浙青是水包油型乳状液。 铺路用的浙青乳液中一般含有质量分数为50% — 70%的浙青，30%-50%的水和0. 1 % — 3%的乳化剂。最早使用的乳化浙青是20世纪初出现的阴离子浙青乳液，直到50年代阳离子浙青乳液出现之后它才被替代。阴离子浙青乳液制备过程中使用塔尔油钠盐、环烷酸钠、松香皂钾盐、石油磺酸钠、木质素磺酸盐等阴离子表面活性剂，由于阴离子表面活性剂吸附在浙青乳液颗粒表面使粒子带有负电荷，影响破乳、影响施工质量，所以阴离子浙青乳液的应用受到一定的限制。使用阳离子乳化剂制备浙青乳液则得到阳离子型浙青乳液。阳离子型乳化剂不仅具有良好的乳化力，而且对石料的粘附型较好，在冬季或雨季使用阳离子浙青乳液施工也不会影响施工质量。由于阳离子型浙青乳液具有节约能源，节约浙青，充分利用砂石资源，延长施工季节，减少环境污染等优点，又比阴离子型浙青乳液具有更好的使用性能，因此在道路建设与建筑物防护中得到广泛应用。制备阳离子浙青乳液的乳化剂常用胺盐型乳化剂(如牛脂丙烯二胺、椰子油丙烯二胺、烷基丙撑二胺)或长链烷基季铵盐(如分子中带有十二碳至二十碳烷基的三甲基氯化铵)乳化剂，这些乳化剂成本较高，不少原料要依靠石油化学工业产品。溶剂型木质素是用溶剂法生物质直接提取或从生物质原料酶解制备生物天然气、 功能性多糖或生物乙醇、生物丁醇的残渣中提取出来的，整个提取过程都是在相对温和的条件下进行，天然木质素的很多功能团，如酚羟基、醇羟基和甲氧基等，都得到较好的保留， 杂质含量低，分子量分布窄，化学活性强，溶剂型木质素比传统造纸工业的木质素产品具有更高的应用价值。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种乳化浙青及其制备方法，以溶剂型木质素与醛、氰胺和胺通过缩合反应制备的溶剂型木质素的氰胺和胺类衍生物为乳化剂经过乳化工艺制备乳化浙青，该方法成本低，制得的乳化浙青性能优良，用于道路铺设或建筑材料，既能充分3利用可再生资源，又可以减少石油化学品的消耗，具有显著的经济和社会效益。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案一种乳化浙青是使用溶剂型木质素的氰胺和胺类衍生物为乳化剂制备得到的。所述的溶剂型木质素是采用溶剂法从含有木质素组分的生物质原料直接提取或从木片，竹子，草木秸秆发酵制备乙醇、功能性多糖或生物天然气的残渣中提取得到的天然高分子材料。所述的乳化剂是采用溶剂型木质素为原料，与醛、氰胺或胺类化合物在催化剂的作用下通过缩合反应生成的溶剂型木质素的氰胺和胺类衍生物；所述的醛是甲醛、乙醛或糠醛；所述的氰胺是三聚氰胺或二氰二胺；所述的胺类化合物是三乙烯四胺、二乙烯三胺或脂肪族有机胺化合物(如乙二胺、己二胺、十八胺、N, N-二甲基十二胺)；所述的催化剂是氢氧化钠、氢氧化钾、氨水中的一种或多种混合物。其制备方法的具体步骤为1)用溶剂型木质素与醛、氰胺或胺类化合物经过缩聚反应制备溶剂型木质素的氰胺和胺类衍生物按质量份数称取15-20份溶剂型木质素，1-8份氰胺装入带搅拌的三口烧瓶中，加入40-90份质量分数是1%的氢氧化钠溶液或15-20份质量分数是25%的氨水使之溶解， 加入15-25份质量分数是37%的甲醛溶液，并升温至70-90°C，搅拌、反应1.0-2.5 h； 用2. 5mol/L的NaOH溶液调节使pH至10左右，待充分溶解后，加入20-30份的胺，维持 70-900C，恒温，缓慢滴加10-30份质量分数是37%的甲醛溶液，搅拌回流反应1. 0-2. 5 h ； 待反应结束，趁热倒出即得溶剂型木质素的氰胺和胺类衍生物溶液；2)用溶剂型木质素的氰胺和胺类衍生物作为浙青乳化剂来制备乳化浙青调配质量分数是0. 5-1. 5%的溶剂型木质素的氰胺和胺类衍生物溶液，然后用浓盐酸调节溶液的PH至2-3 ；将配好的乳化剂溶液70-90份置于恒温水浴锅中80-95°C恒温1. 0-2. Oh ； 称取110-130份的浙青，预热至120-130°C ；将乳化剂溶液缓缓倒入熔融热浙青中，在高剪切混合乳化机中高速剪切5-30 min，参数设定为转速2500-3000r/min，所得乳液即为乳化浙青。本专利技术的显著优点在于1)本专利技术采用的溶剂型木质素是直接从生物质原料用溶剂法提取或从生物炼制制备生物天然气、功能性多糖或生物酒精的残渣中采用溶剂法分离提取的木质素，提取过程没有经过高温、高压等工序，较好地保留了天然木质素的化学活性，得到的木质素纯度高，其灰分含量小于3%，远远低于造纸工业得到的木质素磺酸钙或碱木素。酶解木质素的原料可以利用农林废弃物或生物质炼制产业的废弃残渣，制造成本较低，同时又能有效利用这些废弃物，有利于环境保护。2 )由于溶剂型木质素较好地保留了天然木质素的化学活性。在本专利技术使用的乳化剂是采用溶剂型木质素为原料，与醛、氰胺和胺类化合物在催化剂的作用下通过缩合反应生成的木质素氰胺和胺类衍生物，这种乳化剂使用生物炼制的副产物——溶剂型木质素为原料，成本低，乳化效果良好。使用木质素可以替代、减少石油化学产品的消耗，不仅可以降低乳化浙青的生产成本，还可以充分利用生物炼制的废弃物中的木质素可再生资源，有利于发展低碳经济。具体实施方式原料与仪器设备酶解木质素，按照专利所提出的方法(专利技术专利酶解木质素的分离提取方法，国家专利技术专利号ZL200510099747.8 )由山东龙力生物科技股份公司制备；高沸醇木质素，按照专利所提出的方法(高沸醇木质素环氧树脂的制备方法，国家专利技术专利号ZL200410061295. X) 制备，木质素磺酸钙广州造纸厂提供；甲醛分析纯，济南巨业化工有限公司；搅拌器JJ_1，常州国华电器有限公司；数显恒温水浴锅XMT-DA，余姚市数显仪器仪表有限公司；电热恒温鼓风干燥箱DHG-9036A，上海精宏实验设备有限公司；紫外可见分光光度计756PC型，上海光谱仪器有限公司；傅里叶红外光谱仪FTIR-8400S型，日本岛津公司；德国Elementar公司Vario MICRO元素分析仪测定样品的N、C、H的含量。表面张力采用上海梭伦信息科技有限公司SL200B接触角仪测定。BME100LX高剪切混合乳化机，上海威宇公司；SY-2双数显自动恒温浙青延伸仪，北京路安公路仪器厂；LRHD-IV电脑浙青软化点测定仪，泰安市路达公路仪器制造有限公司；LZRD-3A电脑浙青针入度仪，泰安市路达公路仪器制造有限公司。实施例1.高沸醇木质素制备木质素氰胺和胺的衍生物乳化浙青称取本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：程贤甦，
申请(专利权)人：程贤甦，
类型：发明
国别省市：