[發明專利]一種含有秸稈乙醇發酵殘渣的防水卷材用改性瀝青復合材料及其制備方法

無效

• 申請號: 200910172726.2
• 申請日: 2009-11-25
• 公開（公告）號: CN102070908A
• 公開（公告）日: 2011-05-25
• 發明（設計）人: 宋安東;任天寶;袁衛國;張軍;張百良;耿濤;陳元明;郎玉道
• 申請（專利權）人: 河南農業大學;新鄉中科燎原生物能源有限公司
• 主分類號: C08L95/00
• 分類號: C08L95/00;C08L97/02;C08L9/06;C08K3/34
• 代理公司: 鄭州聯科專利事務所(普通合伙) 41104
• 代理人: 時立新

技術領域

本發明屬于防水卷材技術領域，特別涉及了一種含有秸稈乙醇發酵殘渣的防水卷材用改性瀝青復合材料及其制備方法。

背景技術

利用生物質生產液體燃料是世界可再生能源的發展趨勢之一。近年來，以燃料乙醇為代表的生物質液體燃料產業發展迅速，據統計，全球已經建立40多條中試生產線。隨著纖維乙醇技術進步的日益發展，其乙醇蒸餾后的廢渣(主要成分為木質素及其衍生物)利用也受到更廣泛的關注。在研究的報道中，通常把廢渣作為鍋爐的燃料加以利用，因此尋找木質素新的利用途徑已經成為國內外研究的焦點之一。

木質素是一種復雜的、非結晶性的、三維網狀酚類高分子聚合物。在植物體內木質素與纖維素、半纖維素等一起構成超分子體系，木質素作為纖維素的粘結劑，以增強植物體內的機械強度。經試驗分析，當溫度達到200～300℃時，木質素成熔融狀，粘性增強。近幾年來，國內外專家更加注重木質素本身反應特性和提高附加值的研究。張萬烽等以木質素、四乙烯五胺(TEPA)及甲醛為主要原料，通過Mannich反應合成出一種陽離子瀝青乳化劑--木質素胺(《應用化工》，2006(5)：366～368)，以及程賢甦等對木質素或其衍生物在道路瀝青改性劑方面的應用(酶解木質素或其衍生物改性復合材料及其制備方法，國家發明專利申請號：200810071004.3)。

目前，現有防水卷材主要采用的瀝青復合材料，一方面，由于使用了大量瀝青，不僅致使生產成本高，而且瀝青在生產和施工過程中易產生環境污染，以及有毒性的氣體，并且老化后的瀝青卷材難以自然降解，帶來新的環境污染；另一方面，現有防水卷材用瀝青復合材料的抗耐老化性能差，使用壽命也相對比較短。

木質素高分子具有可再生、可降解性等性質日益受到重視。處理后的秸稈乙醇發酵殘渣經分析測定，木質素含量大于92％。但是迄今為止，還未見有將秸稈乙醇發酵殘渣應用在防水卷材相關材料中以提高材料理化性能的相關報道。

發明內容

本發明的目的旨在提供一種含有秸稈乙醇發酵殘渣的防水卷材用改性瀝青復合材料及其制備方法。

為實現上述目的，本發明采取了如下的技術方案：

一種含有秸稈乙醇發酵殘渣的防水卷材用改性瀝青復合材料，由瀝青、橡膠顆粒、填充料和聚合物改性助劑制成，其特別之處在于所述復合材料中添加有秸稈乙醇發酵殘渣，其中各原料的質量百分含量為：瀝青37～39％、秸稈乙醇發酵殘渣10～12％、橡膠顆粒15.5～17％、填充料17.5～19％、聚合物改性助劑16～18％。

進一步，各原料的質量百分含量優選為：瀝青38％、秸稈乙醇發酵殘渣10％、橡膠顆粒16.5％、填充料18.5％、聚合物改性助劑17％。

較好地，所述秸稈乙醇發酵殘渣需經過干燥處理或風干處理控制其含水量為10～13％(質量百分含量)。

一種含有秸稈乙醇發酵殘渣的防水卷材用改性瀝青復合材料的制備方法，包括以下步驟：

(1)、把瀝青預先加熱融化，待瀝青完全融化后再將混合均勻的秸稈乙醇發酵殘渣與填充料緩慢添加到熱熔態的瀝青液中混合均勻，以原料液不發生飛濺為準；

(2)、在步驟(1)的瀝青、秸稈乙醇發酵殘渣和填充料的混合液中，加入橡膠顆粒混合均勻，待橡膠顆粒完全融化后再加入聚合物改性助劑混合均勻。

進一步，步驟(1)中，待瀝青完全融化后開啟攪拌并升溫至230～255℃時再加入秸稈乙醇發酵殘渣與填充料混合均勻，攪拌速率為60～80rpm。

再進一步，步驟(2)中，將瀝青、秸稈乙醇發酵殘渣和填充料的混合液加熱至265～270℃時再加入橡膠顆粒，并調節攪拌速率為45～50rpm。

更進一步，瀝青預先融化溫度為210～215℃。

秸稈乙醇發酵殘渣是纖維乙醇生產過程中產生的價值相對較低的廢物，現有的具有工業化前景的纖維乙醇技術主要是稀酸預處理技術和蒸汽爆破預處理技術，然后經糖化和發酵生產纖維乙醇。本發明中的秸稈乙醇發酵殘渣的制備也是源于這兩種方法，所述秸稈乙醇發酵殘渣是秸稈原料(例如玉米秸稈、稻草和小麥秸稈)或其它草本植物(例如皇竹草、柳枝稷)經稀酸預處理和蒸汽爆破預處理后，經復合纖維素酶系糖化和高活性酵母發酵后，通過高效固液分離器將發酵廢液的固形物分離出來得到的廢渣，粒度為≤100目，其主要成分為木質素以及其衍生物。