申請日2013.12.04

　　公開(公告)日2015.06.10

　　IPC分類號C08H7/00; C04B26/26; C08J3/03; C08L95/00

　　摘要

　　以廢水為溶劑，以木質(zhì)素、三乙烯四胺及甲醛為原料，通過Mannich反應(yīng)制備了陽離子瀝青乳化劑木質(zhì)素胺。制備木質(zhì)素胺的最佳工藝條件為：反應(yīng)溫度85℃，反應(yīng)時間5h，甩(甲醛)：n(三乙烯四胺)=3.0。經(jīng)FTIR表征，以廢水為溶劑和以去離子水為溶劑所制備的木質(zhì)素胺結(jié)構(gòu)相同，廢水得到了綜合利用。將制備的木質(zhì)素胺為乳化劑制得的乳化瀝青的性能指標達到JTG E20-20《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規(guī)程》的指標。

　　權(quán)利要求書

　　1.本發(fā)明權(quán)利要求，取自環(huán)己酮生產(chǎn)企業(yè)的廢水，COD為3000～3800mg/L，環(huán)己酮質(zhì) 量濃度為200～300mg/L，pH為9～10;物質(zhì)的量甲醛：三乙烯四胺為3.0時，木質(zhì)素胺中 氮元素質(zhì)量分數(shù)最高，木質(zhì)素改性程度最高;反應(yīng)時間為5h，本實驗適宜的反應(yīng)溫度為85℃。

　　說明書

　　用環(huán)己酮廢水合成陽離子瀝青乳化劑

　　技術(shù)領(lǐng)域

　　本發(fā)明涉及有機化工產(chǎn)品的合成，及其產(chǎn)品在環(huán)境保護方面的作用，屬于精細化工與環(huán) 境工程領(lǐng)域。

　　背景技術(shù)

　　目前，國內(nèi)環(huán)己酮的制備主要采用環(huán)己烷空氣氧化法。該工藝以苯和氫氣作為主要原料， 通過加氫、環(huán)己烷氧化、過氧化物分解以及脫氫等步驟制得環(huán)己酮。環(huán)己酮生產(chǎn)廢水具有水 量大、污染物濃度高及成分復(fù)雜的特點。目前國內(nèi)大部分企業(yè)采用汽提法、微電解一混凝法 及萃取法處理環(huán)己酮生產(chǎn)廢水，但均存在能耗高的缺點。

　　乳化瀝青在公路工程上具有廣泛的應(yīng)用。與陰離子乳化瀝青相比，陽離子乳化瀝青具有 黏附性好、對石料要求低的特點。利用木質(zhì)素制備陽離子瀝青乳化劑，在國內(nèi)外已有廣泛報 道。

　　Falkehag用木質(zhì)素、叔胺制備了陽離子乳化劑，劉祖廣以乙胺和環(huán)氧氯丙烷為原料制備 了木質(zhì)素季銨鹽，其中利用Mannich反應(yīng)來制備木質(zhì)素胺的應(yīng)用最為廣泛。

　　本發(fā)明以環(huán)己酮生產(chǎn)廢水(以下簡稱廢水)為溶劑，以木質(zhì)素、三乙烯四胺及甲醛為原料， 通過Mannich反應(yīng)制備了陽離子瀝青乳化劑木質(zhì)素胺，并將其制成乳化瀝青，測定了乳化瀝 青的性能指標，實現(xiàn)了廢水的綜合利用。

　　發(fā)明內(nèi)容

　　本發(fā)明以環(huán)己酮生產(chǎn)廢水(以下簡稱廢水)為溶劑，以木質(zhì)素、乙烯四胺及甲醛為原料，通 過Mannich反應(yīng)制備了陽離子瀝青乳化劑木質(zhì)素胺�？蓮V泛應(yīng)用于粘層、霧封層和無溶劑冷 拌以及用于瀝青再回收利用和瀝青路面基層穩(wěn)定。

　　本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

　　取15mL廢水置于100mL三口瓶中，加入4g木質(zhì)素，在室溫下攪拌10min，加入一定 量質(zhì)量分數(shù)為37%的甲醛溶液，攪拌10rain后再加入一定量三乙烯四胺，升至適當?shù)臏囟龋?反應(yīng)一段時間后得到木質(zhì)素胺。

　　將瀝青加熱至120oC，取出60g在80℃下保溫。取O.5g木質(zhì)素胺及O.1g烷基酚聚 氧乙烯醚(OP一10)溶解于40mL廢水中，用HCI溶液調(diào)節(jié)廢水pH=2，在600r/min轉(zhuǎn)速條 件下，將上述溶液加入到瀝青中，攪拌15min，制得乳化瀝青。

　　根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，所述的廢水取自某環(huán)己酮生產(chǎn)企業(yè)，COD為3227mg/L，環(huán)己酮質(zhì) 量濃度為200mg/L，pH為9.7。

　　根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，即物質(zhì)的量甲醛：三乙烯四胺為3.0時，木質(zhì)素胺中氮元素質(zhì)量分 數(shù)最高，木質(zhì)素改性程度最高;

　　根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，反應(yīng)時間為5h;

　　根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，本實驗適宜的反應(yīng)溫度選擇85℃.

　　本發(fā)明制備的瀝青乳化劑，無需進行分離純化，直接用于和石油拌合制備乳化瀝青。

　　所述主產(chǎn)物占75-85wt%、副產(chǎn)物占15-20wt%,其余為未反應(yīng)完全的脂肪仲胺、叔胺胺和 雜質(zhì)。所述主產(chǎn)物、副產(chǎn)物以及未反應(yīng)的反應(yīng)物自然構(gòu)成復(fù)配增效體系。其在較低濃度(產(chǎn) 物總濃度可小于0.3wt%)下，不需要加入堿及其它助表面活性劑，較寬溫度(20℃～40℃) 條件下，與不同產(chǎn)地的瀝青均能達到超低界面張力,即10-3mN/m數(shù)量級，最低可達10-5 mN/m。達到理想的乳化效果。

　　本發(fā)明研究結(jié)果表明，適宜結(jié)構(gòu)的副產(chǎn)物在含量合適的情況下具有提高界面活性和油相 適應(yīng)性的突出效果，在很低濃度即可達到超低油水界面張力，并且降低界面張力快，吸附損 失低，乳化瀝青能力強，提高乳化效果顯著。因此，本發(fā)明采用簡單的一鍋法合成制備季銨 鹽陽離子表面活性劑，通過特定比例的反應(yīng)物條件，無需使用分析純的物料，都可使用工業(yè) 產(chǎn)品，且不需加入中和劑，副產(chǎn)物及未反應(yīng)物都可以作為有效成分，無需純化，產(chǎn)品具有較 高的界面活性和油相適應(yīng)性，適用于建筑用乳化瀝青的制備。