[发明专利]一种用植物原料制备环保防水植物沥青的方法

说明书

技术领域

本发明属于沥青的制备领域，特别涉及一种用植物原料制备环保防水植物沥青的方法。

背景技术

在用生物资源取代石油的后石油时代，国际上现仅完成了生物柴油、生物乙醇（一元醇）的“生物能源”的大规模工业化开发。而二元醇是除能源之外消耗石油资源最大化工产品（聚酯）的原料之一。发明专利ZL 2007 1 0038146.5“一种玉米原料多组分二元醇的制备方法”，以及发明专利ZL 2007 1 0038144.6“一种PDT共聚酯纤维的制备方法”，和发明申请专利：2007 1 00381408“用再生生物原料制取的树脂二元醇制备不饱和树脂的方法”，为在国际上第一个完成“生物化工”二元醇的大规模产业化作出了贡献。到2010年10月，长春大成集团年产能20万吨级的生物质二元醇，已经广泛地应用于国内外化工市场。但是，制约该项目发展的瓶颈是“生物化工”中“分镏底物”的应用开发。在石油化工业中，最后的分镏底物被称为“石油沥青”，它们约占整个石油化工产量的15%，石油沥青能广泛地应用于道路和建筑行业，构成了石油化工业的完整产业链，因而能使石油工业得到大规模开发和发展。与石油化工业类似，在生物化工中，也有约15%的分镏底物，称为“植物沥青”。20万吨级的生物质二元醇生产线将有年3万吨分镏底物。只有开发并找到植物沥青的应用市场，形成完整的生物化工产业链，生物质二元醇的更大规模的产业化才能实现。

与石油沥青的本质区别是：石油沥青是疏水的，而制备植物二元醇的植物沥青是亲水的。因而该植物沥青不能直接用于筑路行业。该植物沥青的最大优点是它不含石油沥青中的多芳环致癌物。

为完成“生物能源”的大规模工业化开发，生物能源产业链中的分镏底物已开发出可再生“生物沥青”的工艺，例如，发明专利：US 2010/0034586 A1。本发明与现有发明专利的根本区别在于：本发明中未改性的植物沥青原料是亲水的，与石油沥青不相容，二者很难混合，电镜照片显示，未改性的植物沥青原料在最好情况下，也只能以微米尺度的颗粒状分散在沥青中。而像US 2010/0034586 A1专利中所述的原料是（来自生物能源工业中的）非亲水的“油性”材料，其油溶性与石油沥青接近，二者很易混合。

另一方面，根据正在实施的中国《国家高速公路网规划》，计划到2020年中国高速公

路规模达到8.5万公里。庞大的公路网建设规划，形成了对道路沥青的巨大需求。2010年，中国沥青的表观消费量超过了2000万吨，其中，沥青产量为1626万吨，进口沥青410万吨，创下了历史新高，也同时推动了价格不断攀升，使沥青价格超过5000元/吨的水平。可以预见，沥青的进口依存度必将会进一步提高。石化沥青也属于不可再生资源，随着石油资源的日渐枯竭，人们必须寻找其替代品或者一种可再生乃至环保的沥青，以实现可持续发展。

目前，作为沥青的成熟替代原料——水泥，尽管可以在城市道路中发挥一定的作用，但水泥并不适合高速公路使用，其舒适性，汽车行驶安全性，路面膨胀性能以及路面沉降等因素均难以全部替代沥青的使用。

此外，石化沥青具有不可降解，路面翻新产生的废旧沥青利用率甚低，难以处理，在使用过程中，沥青烟中还含有大量致癌物质，污染环境。国内外，许多专家为此致力于“石化沥青温拌技术”，通过溶剂或表面活性剂将加工温度控制在130摄氏度以内，避免青烟的产生，但该技术成本高昂，仍难以大规模推广使用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种用植物原料制备环保防水植物沥青的方法，该方法操作简单，原料成本低，对设备的要求较低，环保，可以规模化生产；产物可以部分替代石油沥青，既环保，又取得较大的经济利益，应用前景广阔。

本发明的一种用植物原料制备环保防水植物沥青的方法，包括：

在分镏底物中加入占分镏底物重量10-15%的苯酐，然后在密闭条件下于190-210℃搅拌，进行酯化环化反应3-4小时；当反应脱出的水的蒸汽压力不再增加时，停止反应，卸压，即得环保防水植物沥青。

所述的分镏底物为制备二元醇的生产线上的镏塔温度为230-240度的分镏底物，具体是指，以植物淀粉质材料或玉米秸秆中的C5、C6糖醇材料制备二元醇的生产线中的镏塔温度为230-240度的分镏底物。

所述的酯化环化反应的起始压力为零。

所述的酯化环化反应时，反应釜的容积为分镏底物体积的3-4倍，其中反应釜为能耐压0.8MPa(8Kg)的常规反应釜。

所述当反应脱出的水的蒸汽压力不再增加时，压力为3-4公斤。