專利名稱：一種高黏附性的木質(zhì)素瀝青乳化劑、其制備方法及其應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高黏附性的木質(zhì)素浙青乳化劑、其制備方法及其應(yīng)用，以及包含本發(fā)明高黏附性的木質(zhì)素浙青乳化劑的乳化浙青和包含本發(fā)明高黏附性的木質(zhì)素浙青乳化劑的組合物。
背景技術(shù)：
節(jié)約資源、保護(hù)環(huán)境是我國的基本國策。木質(zhì)素在自然界是僅次于纖維素的第二大天然有機(jī)化合物。全世界的制漿造紙工業(yè)每年可產(chǎn)生約5000萬噸工業(yè)木質(zhì)素。我國制漿造紙廢水排放量約為50億噸，居我國各類工業(yè)排放量的首位，造紙工業(yè)對水環(huán)境的污染最為嚴(yán)重。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國縣及縣以上造紙及紙制品工業(yè)廢水排放量占全國工業(yè)總排放量的18. 6%，其中處理排放達(dá)標(biāo)量占造紙工業(yè)廢水總排放量的49. 3%。但目前造紙行業(yè)約占排放總量50%的廢水尚未進(jìn)行達(dá)標(biāo)處理。而造紙廢水中含有大量的木質(zhì)素，因此每年造紙產(chǎn) 生的木質(zhì)素也高達(dá)450萬噸。由于其自身固有的一些特性和目前經(jīng)濟(jì)技術(shù)條件的限制，迄今為止，只有僅僅6%左右工業(yè)木質(zhì)素得到有效利用，絕大部分木質(zhì)素濃縮后作為燃料燒掉或直接排入江河。這不僅造成資源的極大浪費(fèi)，而且嚴(yán)重污染了環(huán)境。目前適用于CA砂漿體系的浙青乳化劑主要為木質(zhì)素類，因此，采用造紙工業(yè)產(chǎn)生的木質(zhì)素制備CA砂漿專用浙青乳化劑，可節(jié)約資源、保護(hù)環(huán)境，對促進(jìn)我國節(jié)能減排戰(zhàn)略的實(shí)施具有重要意義。乳化劑的黏附性差不但會使新拌CA砂漿產(chǎn)生離析泌水現(xiàn)象，還會影響CA砂漿與軌道板和底座板的黏結(jié)，從而影響無砟軌道結(jié)構(gòu)的耐久性和安全性。迄今為止國內(nèi)外的木質(zhì)素乳化劑(尤其是陰離子乳化劑)黏附性很難達(dá)到理想的水平。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種高黏附性的木質(zhì)素浙青乳化劑、其制備方法及其應(yīng)用，以及包含本發(fā)明高黏附性的木質(zhì)素浙青乳化劑的乳化浙青和包含本發(fā)明高黏附性的木質(zhì)素浙青乳化劑的組合物。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是本發(fā)明一種高黏附性的木質(zhì)素浙青乳化劑的制備方法，包括如下步驟A、將木質(zhì)素磺化；B、將胺和醛加入步驟A所得物料中，60° C 100° C下，反應(yīng)I 3h ;其中，胺和醒的摩爾比為(I: I) (1:5),胺的質(zhì)量用量為木質(zhì)素質(zhì)量的20-50% ；上述，胺為二乙醇胺、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中的一種或兩種以上任意配比的
混合物，其中n為不大于6的自然數(shù)；醒為B 其中R1為H、無a H的烷基或芳香基。
H1 H，木質(zhì)素質(zhì)量指原料木質(zhì)素的質(zhì)量，即原料木質(zhì)素還沒溶解之前的質(zhì)量。上述步驟B中，為了防止胺的損失，優(yōu)選，在室溫下加入胺；為了提高產(chǎn)率及產(chǎn)品的性能，醛優(yōu)選在60° C 100° C下，邊反應(yīng)邊滴加。醛的滴加速度一般控制在30-60滴/min0為了達(dá)到較好的磺化效果，優(yōu)選，步驟A中木質(zhì)素按如下方法磺化將質(zhì)量濃度為25-40%、Ph為8-11的木質(zhì)素堿溶液中加入磺化劑，在60° C 100° C下，反應(yīng)I 5h，其中，磺化劑的用量為每40g木質(zhì)素0. 05-0. 5mol0上述磺化劑優(yōu)選為濃硫酸、三氧化硫、發(fā)煙硫酸、氯磺酸、氨基磺酸、或亞硫酸鹽中的一種或兩種以上任意配比的混合物。為了使所得乳化劑能有更好的黏附效果，上述R1優(yōu)選為H、苯基或丁基。本發(fā)明木質(zhì)素購自于江西、福建、美德維實(shí)維克、萬源等地，采用木漿酸析法制備 的木質(zhì)素，在使用時根據(jù)需要配置為不同濃度、不同Ph值的木質(zhì)素堿溶液。由上述方法所制備的高黏附性的木質(zhì)素浙青乳化劑。由上述的方法所制備的高黏附性的木質(zhì)素浙青乳化劑，在使用時，當(dāng)其用量為乳化浙青質(zhì)量的2-6%時，即可達(dá)到很好的黏附效果。含上述的方法所制備的高黏附性的木質(zhì)素浙青乳化劑的組合物。上述組合物優(yōu)選，包括聚氧乙烯醚I份，權(quán)利要求I至5任意一項(xiàng)所述的方法所制備的高黏附性的木質(zhì)素浙青乳化劑5-10份，所述份數(shù)為質(zhì)量分?jǐn)?shù)。這種組合物的乳化效果更佳。上述聚氧乙烯醚優(yōu)選為壬基酚聚氧乙烯醚。本發(fā)明制備方法簡單，所得乳化劑，不僅容易乳化，且有良好的黏附性能，與聚氧乙烯醚復(fù)配黏附效果更佳。
具體實(shí)施例方式為了更好地理解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步闡明本發(fā)明的內(nèi)容，但本發(fā)明的內(nèi)容不僅僅局限于下面的實(shí)施例。以下實(shí)施例中，轉(zhuǎn)化率通過液相色譜計(jì)算。液相色譜分離產(chǎn)物的條件為采用反向色譜柱，流動相為甲醇/水=75/25，紫外吸收波長選擇在230nm。采用內(nèi)標(biāo)法測轉(zhuǎn)化率。干料的級配、抗折、抗壓和分離度試驗(yàn)和標(biāo)準(zhǔn)參照《客運(yùn)專線鐵路CRTS II型板式無砟軌道水泥乳化浙青暫行技術(shù)條件》。實(shí)施例I將40g的江西木質(zhì)素(江西省黃崗山木質(zhì)素開發(fā)部)，加入水至100g，調(diào)節(jié)PH=IO. 5，加入0. 05mol的Na2SO3，升溫到90° C反應(yīng)4h得到木質(zhì)素磺酸鹽；再向上述溶液中加入0. 15mol 二乙醇胺后，在60° C下滴加0. 5mol的苯甲醛到上述溶液中，保持溫度反應(yīng)2h (包括醛的滴加時間)，得到木質(zhì)素陰離子浙青乳化劑。產(chǎn)物通過液相色譜測得木質(zhì)素轉(zhuǎn)化率為65. 4%，黏稠狀的液體留做制備乳化浙青實(shí)驗(yàn)。先稱取4g壬基酚聚氧乙烯醚(E0=40，廠家上海恒集化工國際貿(mào)易有限公司AR)，加55° C溫水IOOg使其溶液，再向其中加入34g上述自制木質(zhì)素乳化劑，然后水至350g，滴加30%的NaOH (市售)至PH=Il左右。最后加水至400g (皂液)，留作乳化浙青，標(biāo)號I。稱取34g自制木質(zhì)素乳化劑，然后水至350g，滴加30%的NaOH (市售)至PH=Il左右。最后加水至400g (皂液)，留作乳化浙青,標(biāo)號2。
取SK70#浙青(江陰寶利石化制品有限公司)600g，加熱到140° C ;上述皂液400g，加熱到60° C，通過膠體磨(型號DSH100工藝參數(shù)磨盤間距0. 015mm、轉(zhuǎn)速2000r/min)制備浙青乳液。得到均勻、細(xì)膩的陰離子慢裂慢凝乳化浙青。CA砂漿的制備取2000g的干料(江蘇博特新材料有限公司)；在攪拌鍋中加入乳化浙青320g ;稱取DF201型消泡劑(江蘇博特新材料有限公司)0. 15g，PCA-RX減水劑(江蘇博特新材料有限公司)3. 5g,加水至185g ;將上述水溶液和干料在慢速攪拌2min(60r/min)下分別加入到乳化浙青鍋里，快速攪拌3min(200r/min),后慢速攪拌2min (60r/min)。表I為乳化劑的性能評價表。 表I乳化劑的性能評價
實(shí)施例2將25g的江西木質(zhì)素(江西省黃崗山木質(zhì)素開發(fā)部)，加入水至100g，調(diào)節(jié)PH=8. 5，加入0. 3mol的濃硫酸，升溫到60° C反應(yīng)5h得到木質(zhì)素磺酸鹽；再向上述溶液中加入0. Imol 二乙烯三胺后，在80° C下滴加0. 3mol的叔丁醛到上述溶液中，保持溫度反應(yīng)3h(包括醛的滴加時間)，得到木質(zhì)素陰離子浙青乳化劑。產(chǎn)物通過液相色譜測得木質(zhì)素轉(zhuǎn)化率為83. 2%，黏稠狀的液體留做制備乳化浙青實(shí)驗(yàn)。先稱取4g壬基酚聚氧乙烯醚(E0=40，廠家上海恒集化工國際貿(mào)易有限公司AR)g，加55° C溫水IOOg使其溶液，再向其中加入21g上述自制木質(zhì)素乳化劑，然后水至350g，滴加30%的NaOH (市售)至PH=Il左右。最后加水至400g，留作乳化浙青，標(biāo)號I。稱取21g自制木質(zhì)素乳化劑，然后水至350g，滴加30%的NaOH (市售)至PH=Il左右。最后加水至400g (皂液)，留作乳化浙青,標(biāo)號2。取SK70#浙青(江陰寶利石化制品有限公司)600g，加熱到140° C ;上述皂液400g，加熱到60° C，通過膠體磨(型號DSH100工藝參數(shù)磨盤間距0. 015mm、轉(zhuǎn)速2000r/min)制備浙青乳液。得到均勻、細(xì)膩的陰離子慢裂慢凝乳化浙青。CA砂漿的制備取2000g的干料(江蘇博特新材料有限公司)；在攪拌鍋中加入乳化浙青320g ;稱取DF201型消泡劑(江蘇博特新材料有限公司)0. 15g，PCA-RX減水劑(江蘇博特新材料有限公司)3. 5g,加水至185g ;將上述水溶液和干料在慢速攪拌2min(60r/min)下分別加入到乳化浙青鍋里，快速攪拌3min(200r/min),后慢速攪拌2min (60r/min)。每次測量后需在50° C的恒溫箱中保溫。表2為乳化劑的性能評價表。表2乳化劑的性能評價
權(quán)利要求
1.一種高黏附性的木質(zhì)素浙青乳化劑的制備方法，其特征在于包括如下步驟 A、將木質(zhì)素磺化； B、將胺和醛加入步驟A所得物料中，60°C 100° C下，反應(yīng)I 3h ;其中，胺和醛的摩爾比為(I: I) (1:5),胺的質(zhì)量用量為木質(zhì)素質(zhì)量的20-50% ； 上述，胺為二乙醇胺、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 (CH2CH2MOnH中的一種或兩種以上任意配比的混合物，其中η為不大于6的自然數(shù)；醛為1 _1 其中R1為H、無α H的烷基或芳香基。 Jtx，
2.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于步驟A中木質(zhì)素按如下方法磺化將質(zhì)量濃度為25-40%、Ph為8-11的木質(zhì)素堿溶液中加入磺化劑，在60° C 100° C下，反應(yīng)I 5h，其中，磺化劑的用量為每40g木質(zhì)素O. 05-0. 5mol。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于所述磺化劑為濃硫酸、三氧化硫、發(fā)煙硫酸、氯磺酸、氨基磺酸、或亞硫酸鹽中的一種或兩種以上任意配比的混合物。
4.如權(quán)利要求I至3任意一項(xiàng)所述的方法，其特征在于步驟B中，胺在室溫下加入，醛在60° C 100° C下，邊反應(yīng)邊滴加。
5.如權(quán)利要求I至3任意一項(xiàng)所述的方法，其特征在于所述Rl為H、苯基或丁基。
6.由權(quán)利要求I至5任意一項(xiàng)所述的方法所制備的高黏附性的木質(zhì)素浙青乳化劑。
7.含權(quán)利要求I至5任意一項(xiàng)所述的方法所制備的高黏附性的木質(zhì)素浙青乳化劑的組合物，其特征在于包括聚氧乙烯醚I份，權(quán)利要求I至5任意一項(xiàng)所述的方法所制備的高黏附性的木質(zhì)素浙青乳化劑5-10份，所述份數(shù)為質(zhì)量分?jǐn)?shù)。
8.如權(quán)利要求7所述的組合物，其特征在于所述聚氧乙烯醚為壬基酚聚氧乙烯醚。
9.權(quán)利要求I至5任意一項(xiàng)所述的方法所制備的高黏附性的木質(zhì)素浙青乳化劑的應(yīng)用，其特征在于其用量為乳化浙青質(zhì)量的2-6%。
10.含權(quán)利要求I至5任意一項(xiàng)所述的一種高黏附性的木質(zhì)素浙青乳化劑的乳化浙青。
全文摘要
本發(fā)明公開一種高黏附性的木質(zhì)素瀝青乳化劑、其制備方法及其應(yīng)用，以及包含本發(fā)明高黏附性的木質(zhì)素瀝青乳化劑的乳化瀝青和包含本發(fā)明高黏附性的木質(zhì)素瀝青乳化劑的組合物。本發(fā)明種高黏附性的木質(zhì)素瀝青乳化劑的制備方法，包括如下步驟A、將木質(zhì)素磺化；B、將胺和醛加入上述反應(yīng)物中，60°C～100°C下，反應(yīng)1～3h；其中，胺和醛的摩爾比為(1∶1)～(1∶5)，胺的質(zhì)量用量為木質(zhì)素質(zhì)量的20-50％。本發(fā)明制備方法簡單，所得乳化劑，不僅容易乳化，且有良好的黏附性能，與聚氧乙烯醚復(fù)配黏附效果更佳。
文檔編號C08H7/00GK102757569SQ201210259748
公開日2012年10月31日 申請日期2012年7月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月25日
發(fā)明者萬赟, 劉加平, 劉杰, 周偉玲, 洪錦祥, 王文峰, 繆昌文, 陳香 申請人:攀枝花博特建材有限公司, 江蘇博特新材料有限公司, 江蘇省建筑科學(xué)研究院有限公司, 江蘇蘇博特新材料股份有限公司