[发明专利]一种高黏附性的木质素沥青乳化剂、其制备方法及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种高黏附性的木质素沥青乳化剂、其制备方法及其应用，以及包含本发明高黏附性的木质素沥青乳化剂的乳化沥青和包含本发明高黏附性的木质素沥青乳化剂的组合物。

背景技术

节约资源、保护环境是我国的基本国策。木质素在自然界是仅次于纤维素的第二大天然有机化合物。全世界的制浆造纸工业每年可产生约5000万吨工业木质素。我国制浆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，造纸工业对水环境的污染最为严重。据统计，我国县及县以上造纸及纸制品工业废水排放量占全国工业总排放量的18.6％，其中处理排放达标量占造纸工业废水总排放量的49.3％。但目前造纸行业约占排放总量50％的废水尚未进行达标处理。而造纸废水中含有大量的木质素，因此每年造纸产生的木质素也高达450万吨。由于其自身固有的一些特性和目前经济技术条件的限制，迄今为止，只有仅仅6％左右工业木质素得到有效利用，绝大部分木质素浓缩后作为燃料烧掉或直接排入江河。这不仅造成资源的极大浪费，而且严重污染了环境。目前适用于CA砂浆体系的沥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制备CA砂浆专用沥青乳化剂，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。

乳化剂的黏附性差不但会使新拌CA砂浆产生离析泌水现象，还会影响CA砂浆与轨道板和底座板的黏结，从而影响无砟轨道结构的耐久性和安全性。迄今为止国内外的木质素乳化剂（尤其是阴离子乳化剂）黏附性很难达到理想的水平。

发明内容

本发明的目的是提供一种高黏附性的木质素沥青乳化剂、其制备方法及其应用，以及包含本发明高黏附性的木质素沥青乳化剂的乳化沥青和包含本发明高黏附性的木质素沥青乳化剂的组合物。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：

本发明一种高黏附性的木质素沥青乳化剂的制备方法，包括如下步骤：

A、将木质素磺化；

B、将胺和醛加入步骤A所得物料中，60°C～100°C下，反应1～3h；其中，胺和醛的摩尔比为（1:1）～（1:5），胺的质量用量为木质素质量的20-50%；

上述，胺为二乙醇胺、乙醇胺、胺乙基乙醇胺、苯乙醇胺，甲基乙醇胺、月桂酰乙醇胺、磷脂酰乙醇胺、氨乙基哌嗪、哌嗪或NH₂（CH₂CH₂NH）_nH中的一种或两种以上任意配比的混合物，其中n为不大于6的自然数；醛为其中R₁为H、无αH的烷基或芳香基。

木质素质量指原料木质素的质量，即原料木质素还没溶解之前的质量。

上述步骤B中，为了防止胺的损失，优选，在室温下加入胺；为了提高产率及产品的性能，醛优选在60°C～100°C下，边反应边滴加。醛的滴加速度一般控制在30-60滴/min。

为了达到较好的磺化效果，优选，步骤A中木质素按如下方法磺化：将质量浓度为25-40%、Ph为8-11的木质素碱溶液中加入磺化剂，在60°C～100°C下，反应1～5h，其中，磺化剂的用量为每40g木质素0.05-0.5mol。

上述磺化剂优选为浓硫酸、三氧化硫、发烟硫酸、氯磺酸、氨基磺酸、或亚硫酸盐中的一种或两种以上任意配比的混合物。

为了使所得乳化剂能有更好的黏附效果，上述R₁优选为H、苯基或丁基。

本发明木质素购自于江西、福建、美德维实维克、万源等地，采用木浆酸析法制备的木质素，在使用时根据需要配置为不同浓度、不同Ph值的木质素碱溶液。

由上述方法所制备的高黏附性的木质素沥青乳化剂。

由上述的方法所制备的高黏附性的木质素沥青乳化剂，在使用时，当其用量为乳化沥青质量的2-6%时，即可达到很好的黏附效果。

含上述的方法所制备的高黏附性的木质素沥青乳化剂的组合物。

上述组合物优选，包括聚氧乙烯醚1份，权利要求1至5任意一项所述的方法所制备的高黏附性的木质素沥青乳化剂5-10份，所述份数为质量分数。这种组合物的乳化效果更佳。

上述聚氧乙烯醚优选为壬基酚聚氧乙烯醚。

本发明制备方法简单，所得乳化剂，不仅容易乳化，且有良好的黏附性能，与聚氧乙烯醚复配黏附效果更佳。

具体实施方式

为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。