[發明專利]一種熱儲存穩定的木質素改性瀝青組合物及其制備方法

有效

• 申請號: 200810228423.3
• 申請日: 2008-10-29
• 公開（公告）號: CN101724276A
• 公開（公告）日: 2010-06-09
• 發明（設計）人: 劉樹華;黎元生;寧愛民
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司撫順石油化工研究院
• 主分類號: C08L95/00
• 分類號: C08L95/00;C08L97/00;C08K5/06;C08K5/13;C08J3/205;C04B26/26
• 代理公司: 撫順宏達專利代理有限責任公司 21102
• 代理人: 李微

技術領域

本發明涉及一種木質素改性瀝青組合物及其制備方法，特別是涉及木質素 在瀝青中穩定分散的木質素改性瀝青組合物及其制備方法。

背景技術

木質素是一種具有三維空間結構的復雜高分子聚合物，與纖維素和半纖維素 一起構成植物的骨架。木質素在陸地植物中的含量僅次于纖維素，為第二大天 然有機物，占木質纖維生物質的15％-30％，造紙廢液是其主要工業來源。雖然 人類利用纖維素已有幾千年的歷史，但目前工業木質素的利用率不足10％，大 部分作為燃料燃燒和廢物排放，浪費資源，污染環境。

為解決能源短缺，人們正在加緊開發生物質制乙醇燃料技術。在生物質發 酵制乙醇的生產過程中，木質素與纖維素和半纖維素不同，在歷經稀酸預處理、 糖化和發酵步驟后，不能轉化為可發酵糖，作為固體殘渣排放，也就是說生物 質乙醇燃料生產過程中必然產生大量的木質素副產品，其有效利用將直接影響 生物質制乙醇的經濟競爭力。

研究表明，由于木質素中存在多酚結構，將其加入瀝青中，可以降低瀝青 的老化指數，因此木質素是一種潛在的瀝青路面抗氧化劑。例如，在美國的 SHRP-A-361報告中，使用硫酸鹽木質素作為瀝青的填充劑，提高了瀝青的粘度、 軟化點，增加了混合料的彈性模量、抗拉強度、抗永久變形能力和抗疲勞開裂 能力。也有人將乙醇燃料副產品木質素通過機械攪拌的方法調入瀝青中，混合 料的試驗表明，馬歇爾穩定性隨木質素含量的增加而增加，而流值則不受木質 素含量的影響。WO?2005/100312?A2在瀝青中加入3％-7％木質素，不影響瀝青 的PG分級，降低了PAV老化樣品的羰基濃度增加幅度，提高了瀝青的抗老化 性能。

木質素的密度在1.3-1.4g/cm³之間，而瀝青的密度大約在1.0g/cm³左右，兩 者的密度差比較大；同時，木質素與瀝青基本上無相容性，這樣木質素很容易 從瀝青中沉淀下來，因此木質素改性瀝青是不穩定體系。

對于生產和使用木質素改性瀝青而言，木質素在瀝青中的穩定分散或與瀝 青形成比較穩定的分散體十分重要，必須盡力解決這個難題。

US6737443?B1公開了一種避免木質素在瀝青中結塊的方法，其方法是造紙 黑液與潤滑油在水沸點以下混合，逐漸升溫脫水，促進黑液中的木質素在潤滑 油中分散。脫水溫度在110℃—160℃之間，形成的奶油狀膏體易與熱瀝青以任 何比例混合，生產木質素改性瀝青。該方法由于黑液中含有50％(質量分數) 以上的水，在瀝青中和/或潤滑油中脫水十分耗時(2小時以上)，而且浪費能源。 更為重要的是，該專利未涉及木質素改性瀝青的穩定性。

發明內容

為克服現有技術中的不足之處，本發明的目的在于提供一種體系穩定性好的 木質素改性瀝青組合物及其制備方法，該瀝青組合物延緩了木質素在液相瀝青 中的沉降速度，有利于工業化生產木質素改性瀝青。

本發明的木質素改性瀝青組合物，其組成為，以木質素改性瀝青組合物的總 重量計：

(1)瀝青和/或渣油???????????????????????65.0％～98.0％，優選88.0％～97.0％；

(2)木質素??????????????????????????????1.0％～20.0％，優選1.0％～6.0％；

(3)穩定劑??????????????????????????????0.5％～15.0％，優選1.0％～10％；

所述的穩定劑為乙二醇醚和/或酚類化合物，其沸點在110℃以上，一般為 110℃～350℃，優選為140～300℃。所述的乙二醇醚優選乙二醇苯醚、乙二醇丁 醚、乙二醇叔丁醚、乙二醇異丁醚中的一種或多種，酚類化合物優選單環或兩 個環的、側鏈總碳數為5～20的酚類化合物，最好為壬基苯酚。

所述的木質素改性瀝青組合物中還可以含有0.2％～1.0％，優選為0.2％～ 0.5％的乳化劑，以重量計，優選為非離子乳化劑和/或陽離子乳化劑，所述的非 離子乳化劑可以為烷基醇酰胺、脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚中的一 種或多種，優選為脂肪醇聚氧乙烯醚系列非離子乳化劑，其中n為3～20。陽離 子乳化劑可以為季銨鹽、多胺、酰胺中的一種或多種，優選多胺類陽離子乳化 劑，最好為N-牛脂基-1，3-丙撐二胺。