申请日2013.12.04
公开(公告)日2015.06.10
IPC分类号C08H7/00; C04B26/26; C08J3/03; C08L95/00
摘要
以废水为溶剂，以木质素、三乙烯四胺及甲醛为原料，通过Mannich反应制备了阳离子沥青乳化剂木质素胺。制备木质素胺的最佳工艺条件为：反应温度85℃，反应时间5h，甩(甲醛)：n(三乙烯四胺)=3.0。经FTIR表征，以废水为溶剂和以去离子水为溶剂所制备的木质素胺结构相同，废水得到了综合利用。将制备的木质素胺为乳化剂制得的乳化沥青的性能指标达到JTG E20-20《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》的指标。
权利要求书
1.本发明权利要求，取自环己酮生产企业的废水，COD为3000～3800mg/L，环己酮质 量浓度为200～300mg/L，pH为9～10;物质的量甲醛：三乙烯四胺为3.0时，木质素胺中 氮元素质量分数最高，木质素改性程度最高;反应时间为5h，本实验适宜的反应温度为85℃。
说明书
用环己酮废水合成阳离子沥青乳化剂
技术领域
本发明涉及有机化工产品的合成，及其产品在环境保护方面的作用，属于精细化工与环 境工程领域。
背景技术
目前，国内环己酮的制备主要采用环己烷空气氧化法。该工艺以苯和氢气作为主要原料， 通过加氢、环己烷氧化、过氧化物分解以及脱氢等步骤制得环己酮。环己酮生产废水具有水 量大、污染物浓度高及成分复杂的特点。目前国内大部分企业采用汽提法、微电解一混凝法 及萃取法处理环己酮生产废水，但均存在能耗高的缺点。
乳化沥青在公路工程上具有广泛的应用。与阴离子乳化沥青相比，阳离子乳化沥青具有 黏附性好、对石料要求低的特点。利用木质素制备阳离子沥青乳化剂，在国内外已有广泛报 道。
Falkehag用木质素、叔胺制备了阳离子乳化剂，刘祖广以乙胺和环氧氯丙烷为原料制备 了木质素季铵盐，其中利用Mannich反应来制备木质素胺的应用最为广泛。
本发明以环己酮生产废水(以下简称废水)为溶剂，以木质素、三乙烯四胺及甲醛为原料， 通过Mannich反应制备了阳离子沥青乳化剂木质素胺，并将其制成乳化沥青，测定了乳化沥 青的性能指标，实现了废水的综合利用。
发明内容
本发明以环己酮生产废水(以下简称废水)为溶剂，以木质素、乙烯四胺及甲醛为原料，通 过Mannich反应制备了阳离子沥青乳化剂木质素胺。可广泛应用于粘层、雾封层和无溶剂冷 拌以及用于沥青再回收利用和沥青路面基层稳定。
本发明的技术方案如下：
取15mL废水置于100mL三口瓶中，加入4g木质素，在室温下搅拌10min，加入一定 量质量分数为37%的甲醛溶液，搅拌10rain后再加入一定量三乙烯四胺，升至适当的温度， 反应一段时间后得到木质素胺。
将沥青加热至120oC，取出60g在80℃下保温。取O.5g木质素胺及O.1g烷基酚聚 氧乙烯醚(OP一10)溶解于40mL废水中，用HCI溶液调节废水pH=2，在600r/min转速条 件下，将上述溶液加入到沥青中，搅拌15min，制得乳化沥青。
根据本发明优选的，所述的废水取自某环己酮生产企业，COD为3227mg/L，环己酮质 量浓度为200mg/L，pH为9.7。
根据本发明优选的，即物质的量甲醛：三乙烯四胺为3.0时，木质素胺中氮元素质量分 数最高，木质素改性程度最高;
根据本发明优选的，反应时间为5h;
根据本发明优选的，本实验适宜的反应温度选择85℃.
本发明制备的沥青乳化剂，无需进行分离纯化，直接用于和石油拌合制备乳化沥青。
所述主产物占75-85wt%、副产物占15-20wt%,其余为未反应完全的脂肪仲胺、叔胺胺和 杂质。所述主产物、副产物以及未反应的反应物自然构成复配增效体系。其在较低浓度(产 物总浓度可小于0.3wt%)下，不需要加入碱及其它助表面活性剂，较宽温度(20℃～40℃) 条件下，与不同产地的沥青均能达到超低界面张力,即10-3mN/m数量级，最低可达10-5 mN/m。达到理想的乳化效果。
本发明研究结果表明，适宜结构的副产物在含量合适的情况下具有提高界面活性和油相 适应性的突出效果，在很低浓度即可达到超低油水界面张力，并且降低界面张力快，吸附损 失低，乳化沥青能力强，提高乳化效果显著。因此，本发明采用简单的一锅法合成制备季铵 盐阳离子表面活性剂，通过特定比例的反应物条件，无需使用分析纯的物料，都可使用工业 产品，且不需加入中和剂，副产物及未反应物都可以作为有效成分，无需纯化，产品具有较 高的界面活性和油相适应性，适用于建筑用乳化沥青的制备。
