一种木质素磺酸盐型冷再生沥青乳化剂的制备方法
【专利摘要】本发明涉及一种木质素磺酸盐型冷再生沥青乳化剂的制备方法，包括如下步骤：（1）将胺加入到木质素磺酸盐溶液中，加入的胺的质量占木质素磺酸盐质量的20～40%；（2）升温，然后加入醛，反应得到木质素磺酸盐型冷再生沥青乳化剂；加入的醛与步骤（1）中胺的质量比为0.78:1～2.7:1。本发明制备方法简单，所得乳化剂，不仅容易乳化，且由其配置的冷再生沥青混合料具有良好的路用性能，其乳化效果、干湿劈乳化效果和早期强度得到了提高，并且其他各项性能均满足交通部制定的阳离子冷再生乳化沥青标准和拌合性能的技术指标，使得道路可以提前开放。
【专利说明】一种木质素磺酸盐型冷再生沥青乳化剂的制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种冷再生浙青乳化剂，具体涉及木质素磺酸盐型冷再生浙青乳化剂 的制备方法。
【背景技术】
[0002] 我国每年造纸废水排放量约为50亿吨，居我国各类工业排放量的首位。目前造 纸行业排放总量50%的废水没经过任何处理，废水污染防治任务相当繁重。采用碱造纸法 产生大量的木质素磺酸盐，每年造纸产生的木质素也高达450万吨。迄今为止，我国只有 仅仅6%左右工业木质素得到有效利用（包括约300万吨木质素磺酸盐和10万吨碱木质 素）。且这些木质素仅仅用于减水剂、分散剂，印染行业等低端产业、这不仅造成资源的极 大浪费，而且严重污染了环境。而目前适用于冷再生体系的浙青乳化剂主要为木质素类， 因此，采用造纸工业产生的木质素磺酸盐制备冷再生专用浙青乳化剂（国内造纸主要采用 碱法制浆，因此会产生大量的造纸废液。传统制备木质素方法就是对造纸废液进行酸析干 燥，该方法会反应掉大量的烧碱，使烧碱不能够得到有效的回收利用，且生成有毒污染气体 H2S。因此目前国内很少有厂家采用该方法制备木质素。现在造纸厂改变造纸工艺，直接利 用亚硫酸盐为碱进行造纸，因此会带来造纸废液中含有木质素磺酸盐，而不是木质素。因此 采用该方法原材料很容易得到，且价格较为便宜，同时不会对破坏造纸用的亚硫酸盐。），可 节约资源、保护环境，对促进我国节能减排战略的实施具有重要意义。目前针对木质素磺酸 盐生产阳离子浙青乳化剂只有专利CN201210259748报道，先将木质素磺化，在进行曼尼希 反应合成高粘附性能的CA砂浆阴离子浙青乳化剂，该乳化剂必须控制严格的磺酸根和胺 的比例来进行合成得到目标产物乳化剂，但是没有直接采用木质素磺酸盐进行曼尼希反应 来合成。目前研究都是集中对木质素进行mannich反应改性得到阳离子乳化剂，但是很少 有直接采用木质素磺酸盐为原材料进行曼尼希改性。只有《木质素磺酸盐Mannich碱钻井 液处理剂的合成与性能研究》（钻井液与完井液，2010, 27 (4)，13-15报道采用曼尼希反应对 木质素磺酸进行改性用于钻井液，由于用途不同对亲水亲油值HLB要求不同。且该文章报 道用混合溶剂作为溶剂，与本申请专利不同。
[0003] 旧浙青混合料（RAP)的使用是符合环保的要求，因此受到各国政府的大力支持。 而在1980年，美国就使用了 5000万吨的RAP。到2000年，美国RAP的利用率超过80%。日 本在1976年开始大规模的使用RAP。至1997年日本使用了 3600万吨的RAP。欧洲浙青路 面协会（NAPA)在其网站上公布，其成员国的RAP100%返回再生利用。我国上海市市政工程 管理局200年发布了"上海市就浙青混合料再生利用管理规定"的文件。大力鼓励浙青混 合料生产单位使用浙青再生料，旧浙青再生料的重新利用有两种方法：即热再生和冷再生； 而使用目前市售的冷再生木质素浙青乳化剂制成的浙青混合料，其干湿劈裂强度比和早期 强度一直不太理想，无法达到技术要求，使得道路迟迟无法开放，成为难以攻克的难题。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于提供一种能够提高冷再生浙青乳化效果，提高浙青混合料的干 湿劈裂强度比和早期强度，能够提前开放交通的木质素磺酸盐型冷再生浙青乳化剂的制备 方法。
[0005] 本发明的具体技术方案如下：
[0006] -种木质素磺酸盐型冷再生浙青乳化剂的制备方法，包括如下步骤：
[0007] (1)将胺加入到木质素磺酸盐溶液中，加入的胺的质量占木质素磺酸盐质量的 20 ?40% ;
[0008] (2)升温，然后加入醛，反应得到木质素磺酸盐型冷再生浙青乳化剂；加入的醛与 步骤（1)中胺的质量比为〇. 78:1?2. 7:1，优选为1:1?2:1。
[0009] 步骤⑵中升温至50°C?120°C，反应时间为4?7h ;在该温度和时间内反应能 够提高木质素磺酸盐的转化率，反应条件较为温和。
[0010] 醛的滴加速度太慢会造成反应时间过长，滴加速度太快的话，来不及和胺反应的 醛会和酚反应，同时放出大量的热，造成醛挥发，也影响产率；所以步骤（2)中醛的加入速 度为在70?120滴/min。
[0011] 木质素磺酸盐浓度太稀，木质素磺酸盐和胺以及醛触碰的几率减少，因此产率会 降低；浓度太高时，木质素磺酸盐溶液稠度太大，流动性不好，尤其是生成产物时会使浓度 太大，分子间作用力太强，不易流动；优选的步骤（1)中木质素溶液的质量浓度为30? 57%。
[0012] 所述木质素磺酸盐溶液由以下方法制备得到：先将木质素磺酸盐加入到水中，然 后加入碱调节溶液pH值至9.0?11.0,搅拌半小时。
[0013] 所述木质素磺酸盐选自针叶林的木质素磺酸钠、针叶林的木质素磺酸钙、针叶林 的木质素磺酸镁、阔叶林的木质素磺酸钠、阔叶林的木质素磺酸钙、阔叶林的木质素磺酸 镁、草浆的木质素磺酸钠、草浆的木质素磺酸钙、草浆的木质素磺酸镁、竹浆的木质素磺酸 钠、竹浆的木质素磺酸钙、竹浆的木质素磺酸镁和混合浆的木质素磺酸钙中的一种。
[0014] 所述"针叶林的木质素磺酸钠"指以针叶林为原材料造纸产生的废液经过现有的 喷雾干燥方法制得的木质素磺酸钠；所述"针叶林的木质素磺酸钙"指以针叶林为原材料造 纸产生的废液经过现有的喷雾干燥方法制得的木质素磺酸钙；所述"针叶林的木质素磺酸 镁"指以针叶林为原材料造纸产生的废液经过现有的喷雾干燥方法制得的木质素磺酸镁； 所述"阔叶林的木质素磺酸钠"指以阔叶林为原材料造纸产生的废液经过现有的喷雾干燥 方法制得的木质素磺酸钠；所述"阔叶林的木质素磺酸钙"指以阔叶林为原材料造纸产生的 废液经过现有的喷雾干燥方法制得的木质素磺酸钙；所述"阔叶林的木质素磺酸镁"指以阔 叶林为原材料造纸产生的废液经过现有的喷雾干燥方法制得的木质素磺酸镁；所述"草浆 的木质素磺酸钠"指以草浆为原材料造纸产生的废液经过现有的喷雾干燥方法制得的木质 素磺酸钠；所述"草浆的木质素磺酸钙"指以草浆为原材料造纸产生的废液经过现有的喷雾 干燥方法制得的木质素磺酸钙；所述"草浆的木质素磺酸镁"指以草浆为原材料造纸产生的 废液经过现有的喷雾干燥方法制得的木质素磺酸镁；所述"竹浆的木质素磺酸钠"指以竹子 为原材料造纸产生的废液经过现有的喷雾干燥方法制得的木质素磺酸镁；所述"竹浆的木 质素磺酸钙"指以竹子为原材料造纸产生的废液经过现有的喷雾干燥方法制得的木质素磺 酸钙；所述"竹浆的木质素磺酸镁"指以竹子为原材料造纸产生的废液经过现有的喷雾干燥 方法制得的木质素磺酸镁；所述"混合浆的木质素磺酸钙"指以针叶林和草混合造纸产生的 废液经过现有的喷雾干燥方法制得的木质素磺酸镁。
[0015] 所述胺选自乙醇胺、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中的一种或两种以上任意组合，其中η为不大于5的自然数。
[0016] 所述醛为式（1)所示结构的化合物：
[0017]
【权利要求】
1. 一种木质素磺酸盐型冷再生浙青乳化剂的制备方法，其特征在于包括如下步骤： (1) 将胺加入到木质素磺酸盐溶液中，加入的胺的质量占木质素磺酸盐质量的20? 40% ； (2) 升温，然后加入醛，反应得到木质素磺酸盐型冷再生浙青乳化剂；加入的醛与步骤 (1)中胺的质量比为0.78:1?2. 7:1。
2. 根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于步骤（2)中升温至50°C?120°C，反应 时间为4?7h。
3. 根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于步骤（2)中醛的加入速度为70?120 滴 /min〇
4. 根据权利要求1或2或3所述的制备方法，其特征在于步骤（1)中木质素磺酸盐溶 液的质量浓度为30?57%。
5. 根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于所述木质素磺酸盐溶液由以下方法制 备得到：先将木质素磺酸盐加入到水中，然后加入碱调节溶液PH值至9. 0?11. 0,搅拌半 小时。
6. 根据权利要求1或2或3所述的制备方法，其特征在于所述木质素磺酸盐选自针叶 林的木质素磺酸钠、针叶林的木质素磺酸钙、针叶林的木质素磺酸镁、阔叶林的木质素磺酸 钠、阔叶林的木质素磺酸钙、阔叶林的木质素磺酸镁、草浆的木质素磺酸钠、草浆的木质素 磺酸钙、草浆的木质素磺酸镁、竹浆的木质素磺酸钠、竹浆的木质素磺酸钙、竹浆的木质素 磺酸镁和混合浆的木质素磺酸钙中的一种。
7. 根据权利要求1或2或3所述的制备方法，其特征在于所述胺选自乙醇胺、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中的一种或两种以上任 意组合，其中η为不大于5的自然数。
8. 根据权利要求1或2或3所述的制备方法，其特征在于所述醛为式（1)所示结构的 化合物： 〇 R广H⑴ 其中R1为H、叔丁基、苯基、对甲氧基苯或对甲基苯。
【文档编号】C08L95/00GK104311833SQ201410526313
【公开日】2015年1月28日 申请日期:2014年10月8日 优先权日:2014年10月8日
【发明者】陈香, 洪锦祥, 魏唐中, 张苏龙, 林俊涛, 朱晓斌, 蔡光楠 申请人:江苏苏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