[发明专利]木质素类生物柏油

说明书

本发明涉及组合物，该组合物包括沥青；任选地植物油或其衍生物；和木质素制剂，其中木质素制剂的特征在于：相对于木质素制剂的重量，木质素纯度为60‑100wt.％；和木质素平均分子量为1000‑5000g/mol。组合物可为柏油粘结剂组合物或柏油组合物。因此，本发明还涉及包括本发明的组合物的铺路材料或屋顶材料。此外，本发明涉及制备柏油组合物的方法，包括将沥青与填料材料混合，将木质素制剂和植物油添加至所获得的混合物，优选地其中同时添加木质素制剂和植物油。

技术领域

本发明涉及具有低沥青(bitumen)含量的柏油(asphalt)粘结剂和用于制备其的方法的领域。这些柏油粘结剂用于制备柏油组合物，例如用于柏油道路建设，尤其是玛蹄脂碎石柏油或多孔柏油道路建设。

背景技术

柏油一般通过由沥青类粘结剂将集料和填料材料混合而制备。

沥青来源于油蒸馏工艺中最重的部分。它可由于油的不同来源以及由于所采用的不同蒸馏工艺而具有不同的特性。然而，沥青的特征在于存在各自具有不同的分子量范围的四类物质：饱和烃、芳香烃、树脂和沥青质。

因为沥青从化石来源获得，所以在减少CO₂排放和有利的环境影响方面期望(部分地)用具有更高的可持续性的替代品代替沥青。

来自生物质的木质素被认为是柏油和其他应用中部分沥青的潜在替代物。木质素在植物中充当粘结剂以向植物提供强度和刚度，并且具有与沥青的芳族馏分和沥青质馏分的结构相似性，例如因为两者都含有由烷基链连接的相似的不饱和芳族环。此外，木质素还具有粘合剂特性和UV稳定性特性。

木质素是植物材料中存在的最丰富的天然聚合物之一(仅次于纤维素和半纤维素)。它作为纸浆和纸张的生产工艺中的侧流以及作为纤维素生物乙醇的生产中的不可发酵的侧流产生。

由于上述原因，已经描述了含有沥青和木质素的柏油粘结剂组合物。然而，用这种粘结剂组合物获得的柏油组合物的加工需要高温。此外，所获得的柏油具有有限的强度。

因此，本发明的目的是克服如上所述的一个或多个缺点，并且特别是提供改进的柏油粘结剂。

发明内容

本公开提供了一种组合物，该组合物包括：

-沥青；

-任选地植物油或其衍生物；和

-木质素制剂，其中木质素制剂的特征在于：

-相对于木质素制剂的重量，木质素纯度为60-100wt.％；和

-木质素平均分子量为1000-5000g/mol。

该组合物可为柏油粘结剂组合物或柏油组合物。因此，本公开也涉及包括本公开的组合物的铺路材料或屋顶材料。此外，本公开涉及制备柏油组合物的方法，该方法包括：将沥青与填料材料混合，将木质素制剂和植物油添加至所获得的混合物，优选地其中(基本上)同时添加木质素制剂和植物油。

本公开的技术导致沥青的部分的但重要的替代，化石衍生的原油蒸馏馏分。因此本公开将使得化石沥青的使用显著降低，并且将提高化石工业的独立性并将节省能量和改进柏油的制造工艺中的CO₂足迹。

在本公开中，将特定的木质素制剂与(煮沸的)植物油或其衍生物结合使用，以优选地替代柏油粘结剂中大于50％的沥青。已经发现，根据本公开的具有特定特征的木质素制剂在干燥和湿润条件下均提供改进的柏油强度。

木质素优选地在未经事先改性的情况下施加，并且通常在对于沥青的50％替代水平施加。植物油的添加有利于达到改进的相容性(例如更好的混合)和更低的加工温度，在该温度下没有可观察到的交联发生。

具体实施方式

在第一方面中，本公开涉及一种组合物，该组合物包括：