[发明专利]酶解木质素或其衍生物改性沥青复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于道路、桥面用沥青材料领域，更具体涉及一种酶解木质素或其衍生物改性沥青复合材料及其制备方法。

背景技术：

普通道路沥青由于自身的组成和结构决定了其温度变化性能差，弹性、耐老化性能差，高温易流淌，低温易脆裂，难以满足高等级公路的使用要求，必须对其改性以改善使用性能。世界各国对改性沥青技术进行了广泛的研究和应用，已成为道路材料的热点。通过国内外大量工程实践的比较和积累，由于聚合物与沥青有良好的相容性，聚合物改性沥青的优良性能突现出来，德国、日本等国家在沥青路面、桥面沥青铺装、粘结层等相关技术规范中就明确规定必须使用聚合物改性沥青。我国的经济发展带动了高速公路、高等级公路的建设，每年聚合物改性沥青的使用量超过100万吨。聚合物改性沥青的推广应用，不仅是提高路面质量、发展高性能沥青面层的需要，同时也是环境保护及道路养护的需要。随着基础设施的改善，性能良好、环保型聚合物改性沥青必将得到越来越广泛的应用。

上一世纪六十年代Borgfeld M J的美国专利(USP3126350)以及Cavagn G A的美国专利(USP3407188)利用造纸废液得到的木质素经过复杂的曼尼希反应制得木质素胺和季胺盐型木质素衍生物用于沥青乳化剂，国内程侣柏等也发表以造纸废液得到的碱木素和脂肪胺反应、再经过酰化反应、磺甲基化反应制备改性沥青乳化剂(《大连理工大学学报》2004年第一期)，但是添加乳化剂仅仅改善其乳化性能，为了更好地改善沥青的耐老化性、力学性能和温度适应性，现在多采用添加聚合物进行改性。目前国内外常用于改性沥青的聚合物主要有橡胶类、合成胶乳以及热塑性树脂等高分子原料，这些材料都是石油化工产品，不仅价格较贵，而且石油资源面临枯竭，不利于可持续发展。

酶解木质素是植物原料发酵制备功能性多糖或生物酒精的残渣中分离、纯化得到木质素(参阅“酶解木质素的分离提取方法”，国家发明专利申请号200410061438.7；“酶解木质素的有机分离提取方法”，国家发明专利申请号2006101438894)，酶解木质素是一种天然高分子聚合物，它的制备、提取过程也是采用比较温和的工艺条件，和传统造纸业得到的碱木质素、木质素磺酸盐相比，酶解木质素较好地保留了天然木质素的结构特征和化学活性，直接添加就能够改善沥青的性能，而且酶解木质素很容易制备多种可以用于高分子改性的木质素衍生物，能够替代部分石油化工产品(如聚氨酯，环氧树脂，橡胶塑料改性剂等，参阅“酶解木质素聚氨酯的原料配方及其制备方法”，国家发明专利申请号200610069531.1；“酶解木质素环氧树脂的原料配方及其制备方法”，国家发明专利申请号200610069529.4)在材料科学与工程领域将有较大的应用价值。因为酶解木质素是把生物工程企业的废弃物——植物原料发酵残渣经过分离、纯化得到的新型木质素，制造成本大大低于其他类型的溶剂化木质素，酶解木质素的高附加值应用将实现资源的有效利用，帮助生物工程企业增加经济效益，同时利用酶解木质素及其衍生物制备复合材料，替代部分石油化工原料将产生巨大的经济效益和社会效益。

发明内容

本发明的目的是提供一种酶解木质素或其衍生物改性沥青及其制备方法，该原料配方科学合理，将可再生生物资源充分利用，既解决了现有技术制备聚合物改性沥青耐老化性能不够理想的缺陷，又可以降低通过石油化工原料合成聚合物来改性沥青的生产、使用的成本；制备得的改性沥青产品改性效果良好，性能优越，并且制备工艺简单、容易实施，有利于工业化大规模生产。

本发明的酶解木质素或它的衍生物改性沥青复合材料，其特征在于：所述原料配方中各组分的重量份数如下：

酶解木质素或它的衍生物     1-30份，

沥青                       50-95份，

其他改性剂                 0-20份，

填充剂                     0-60份。

酶解木质素或它的衍生物改性沥青复合材料的制备方法，其特征在于：所述制备步骤为：按照所述的原料配方：

(1)把沥青预先加热熔化，将酶解木质素或它的衍生物与沥青混和，加热，并搅拌、混合均匀；

(2)在步骤(1)的酶解木质素或它的衍生物和沥青混合物中，加入其他改性剂，并搅拌使之混合均匀；

(3)在步骤(3)所得的混合物中加入填充剂，并搅拌使之混合均匀。

本发明的显著优点是：