專利名稱：非離子/陽離子復(fù)合型瀝青乳化劑的合成工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種非離子/陽離子復(fù)合型浙青乳化劑的合成工藝，屬于精細(xì)有機(jī)化學(xué)品領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
乳化浙青因其具有節(jié)省能源、減少污染和使用方便等特點(diǎn)而在交通、建筑及其它一些行業(yè)獲得廣泛的應(yīng)用。目前國內(nèi)外制備浙青乳液所用的乳化劑主要是陽離子乳化劑， 已商品化的主要品種有季銨鹽類、木質(zhì)胺類、酰胺基多胺類和咪唑啉類陽離子浙青乳化劑。單一品種的乳化劑往往僅能針對特定的浙青、石料及使用環(huán)境，對于不同品種的浙青、不同性質(zhì)的石料及不同的使用環(huán)境，其使用性能存在各種各樣的缺陷，應(yīng)用范圍受到限制；研究和開發(fā)復(fù)合型浙青乳化劑是提高乳化浙青使用性能和拓展應(yīng)用范圍的重要途徑。有關(guān)復(fù)合型浙青乳化劑的文獻(xiàn)報(bào)導(dǎo)主要集中在各類不同類型乳化劑的復(fù)配專利 CN1060661A公開了一種含木質(zhì)胺的復(fù)合型陽離子浙青乳化劑的制備技術(shù)，該技術(shù)主要是通過選用廉價的木質(zhì)胺類表面活性劑為主體，摻加適量其他陽離子表面活性劑和相宜的助劑；專利CN101745340A公開了一種酰胺類復(fù)合型陽離子浙青乳化劑的制備技術(shù)，該技術(shù)主要通過改變酰胺上的烴基結(jié)構(gòu)來達(dá)到靈活調(diào)整乳化劑的配方以適用不同的要求，摻以脂肪醇聚氧乙烯醚非離子表面活性劑為輔劑和其他相宜的助劑而使其獲得優(yōu)良的穩(wěn)定性；王洪國，等.復(fù)合型乳化浙青的研制[J].化工月刊，2005，19(5)，報(bào)導(dǎo)了一種以十八烷基三甲基氯化銨為基礎(chǔ)乳化劑，非離子表面活性劑為輔助乳化劑，與助劑按一定比例復(fù)配的復(fù)合型浙青乳化劑。逯艷華.復(fù)合乳化浙青的研制.北方交通[J]. 2007，0)，報(bào)導(dǎo)了采用陰離子表面活性劑和非離子表面活性劑復(fù)配型乳化劑制備浙青乳液，較好地解決了強(qiáng)堿性石料與陽離子乳化浙青配伍性差的問題。李江，等.復(fù)合乳化劑的研制，石油浙青(增刊)
.2003，(17)，報(bào)導(dǎo)了采用兩種陽離子乳化劑與非離子乳化劑復(fù)配制備的浙青乳液，具有慢裂快凝和儲存穩(wěn)定性好的特點(diǎn)。通過化學(xué)反應(yīng)將不同種類的乳化劑有機(jī)地鍵合在一起的復(fù)合乳化劑，尚未見文獻(xiàn)報(bào)導(dǎo)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對上述現(xiàn)有技術(shù)而提供一種非離子/陽離子復(fù)合型浙青乳化劑的合成工藝，所得乳化劑具有分子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的靈活性、優(yōu)良的乳化性能和廣泛的適用性。本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是非離子/陽離子復(fù)合型浙青乳化劑的合成工藝，包括有以下步驟
1)將非離子表面活性劑與環(huán)氧氯丙烷按摩爾比為廣2:1加入到反應(yīng)容器中，5(T80°C 攪拌反應(yīng)2飛小時，得到非離子中間體；
2)將長鏈脂肪胺與脂肪酸按摩爾比為廣2 2 1混合，并加入占反應(yīng)物總重量廣5%的催化劑，在10(T150°C反應(yīng)；Γ8小時后，加入占反應(yīng)物總重量20 80%的醇類溶劑和與長鏈脂肪胺摩爾比為廣6:1的非離子中間體，在75、5°C反應(yīng)3、小時，得到酰胺中間體；
3)將脂肪族叔胺與鹽酸按摩爾比1 Γ2加入到反應(yīng)容器中，得到叔胺鹽酸鹽溶液，然后將與脂肪族叔胺摩爾比為1:廣2的環(huán)氧氯丙烷滴加到叔胺鹽酸鹽溶液中，控制反應(yīng)溫度為3(T70°C，攪拌反應(yīng)3、小時，得到季銨鹽中間體；
4)將上述制備得到的季銨鹽中間體滴加到7(T10(TC前述制備得到的酰胺中間體中，并在此溫度下攪拌反應(yīng)3、小時，得到復(fù)合型浙青乳化劑。按上述方案，所述的非離子表面活性劑為分子量20(Γ1000的聚乙二醇、 ΤΧ-1(ΓΤΧ-50、0Ρ-1(Γ0Ρ-50、ΑΕ0-7 ΑΕ0-30、司班 40 司班 85、吐溫 40 吐溫 85 中的一種或
多種的組合。按上述方案，所述的長鏈脂肪胺為C12Iw的脂肪族伯胺、二胺或多烯多胺中的一種或多種的組合。據(jù)上述方案，所述的脂肪酸為不飽和脂肪酸或飽和脂肪酸與不飽和脂肪酸按摩爾比為1 5:5 1的混合。按上述方案，所述的不飽和脂肪酸為丙烯酸、α -甲基丙烯酸、衣康酸、順丁烯二酸、2-丁烯酸、肉桂酸、油酸、蓖麻酸或桐油酸中的一種或多種的組合。按上述方案，所述的飽和脂肪酸為c12 c18的長鏈脂肪酸。按上述方案，所述的催化劑為苯磺酸、對甲基苯磺酸或強(qiáng)酸性陽離子交換樹脂。按上述方案，所述的脂肪族叔胺為三甲胺、三乙胺、含有一個CltTC^l長鏈烷基的二甲基叔胺、含有一個CltTc2tl長鏈烷基的二乙基叔胺中的一種或多種的組合。按上述方案，所述的醇類溶劑為甲醇、乙醇、正丙醇、異丙醇、正丁醇、異丁醇、仲丁醇中的一種或多種的組合。陽離子浙青乳化劑具有乳化能力強(qiáng)、黏附性好、對骨料的適應(yīng)性強(qiáng)、浙青乳液存儲穩(wěn)定性好以及乳化劑分子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上的靈活性等優(yōu)點(diǎn)，是目前浙青乳化廣泛使用的一類乳化劑。非離子表面活性劑作為浙青乳化劑，對不同種類的石料和不同使用環(huán)境及不同來源的浙青具有廣泛的適應(yīng)性，按不同的比例與陽離子浙青乳化劑的混合使用，能顯著降低臨界膠束濃度，乳化劑分子在兩相的定向排列，縮小了油水兩相的相對密度差和粘度差值，乳膠粒表面雙電層變厚、電勢增強(qiáng)、空間位阻效應(yīng)增大、乳膠粒之間的相互斥力加強(qiáng)，降低了乳膠粒子的聚集傾向，形成更為穩(wěn)定的浙青乳液。本發(fā)明通過化學(xué)反應(yīng)將非離子表面活性劑和陽離子表面活性劑有機(jī)地結(jié)合在一起，得到的乳化劑兼具非離子表面活性劑和陽離子表面活性劑的結(jié)構(gòu)和性能特點(diǎn)，并具有增效作用，有效地提高了乳化劑的乳化性能。通過調(diào)節(jié)非離子表面活性劑與長鏈脂肪胺的比例、不飽和有機(jī)酸脂肪鏈長度和種類、季銨鹽中間體中的脂肪鏈長度，可改善乳化劑的乳化效果、慢裂性能、儲存穩(wěn)定性和對不同來源的浙青和石料的適應(yīng)性。通過調(diào)節(jié)飽和脂肪酸和不飽和有機(jī)酸的比例，可改善乳化劑的快凝性能。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于①乳化劑分子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的靈活性，可根據(jù)不同性質(zhì)的浙青、不同類型的石料及不同的使用環(huán)境和要求，靈活地調(diào)整乳化劑分子結(jié)構(gòu)，產(chǎn)品適用面廣；②原料來源廣泛，工藝條件容易實(shí)現(xiàn)，適宜于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)；③乳化劑用量小，制備的浙青乳液均勻、細(xì)膩、儲存穩(wěn)定性好，浙青乳液放置20天以上，不分層，不結(jié)塊。
具體實(shí)施例方式下面所述的實(shí)施例是為了進(jìn)一步說明本發(fā)明的具體內(nèi)容，本發(fā)明的使用范圍不受實(shí)施例的影響，具體的實(shí)施方式可依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案和使用時的具體情況來確定。實(shí)施例1 乳化劑制備
將9. Og 0P-10,1. 2g環(huán)氧氯丙烷加入反應(yīng)容器，5(T55°C攪拌反應(yīng)3小時，制得非離子中間體；
將16. 3g N-十八烷基丙撐二胺、3. Og硬脂酸，3. Og丙烯酸和1. Og對甲基苯磺酸，加入到反應(yīng)容器中，在125 130°C反應(yīng)5小時后，降溫，加入20. Og異丙醇和上述制得的非離子中間體，75 80°C反應(yīng)4小時，得到酰胺中間體；
將15. Og十八烷基二甲基胺和5. Og濃鹽酸加入到反應(yīng)容器中，得到叔胺鹽酸鹽溶液， 然后滴加4. 6g環(huán)氧氯丙烷到反應(yīng)容器中，在65 70°C攪拌反應(yīng)4小時，得到季銨鹽中間體； 將上述制得的季銨鹽中間體滴加入8(T85°C前述制得的酰胺中間體中，并在此溫度下攪拌反應(yīng)5小時，即得到復(fù)合型浙青乳化劑。乳化劑水溶液的制備將1. 5g該乳化劑加入到IOOg 7(T75°C的熱水中，待乳化劑溶解后用鹽酸調(diào)節(jié)PH為4. 5 5，得到乳化劑水溶液。浙青乳液制備
開啟膠體磨，先將7(T75°C的乳化劑水溶液加入膠體磨中，然后將加熱至13(T140°C的 150g 70#石油浙青快速加入膠體磨中，循環(huán)研磨lmin，即得到均勻細(xì)膩的浙青乳液。浙青乳液性能測試
微表處理和稀漿封層混合料技術(shù)指標(biāo)
權(quán)利要求
1.非離子/陽離子復(fù)合型浙青乳化劑的合成工藝，包括有以下步驟1)將非離子表面活性劑與環(huán)氧氯丙烷按摩爾比為廣2:1加入到反應(yīng)容器中，5(T80°C 攪拌反應(yīng)2飛小時，得到非離子中間體；2)將長鏈脂肪胺與脂肪酸按摩爾比為廣2 2 1混合，并加入占反應(yīng)物總重量廣5%的催化劑，在10(Γ150 反應(yīng)3、小時后，加入占反應(yīng)物總重量20、0%的醇類溶劑和與長鏈脂肪胺摩爾比為廣6:1的非離子中間體，在75、5°C反應(yīng)3、小時，得到酰胺中間體；3)將脂肪族叔胺與鹽酸按摩爾比1 Γ2加入到反應(yīng)容器中，得到叔胺鹽酸鹽溶液，然后將與脂肪族叔胺摩爾比為1:廣2的環(huán)氧氯丙烷滴加到叔胺鹽酸鹽溶液中，控制反應(yīng)溫度為3(T70°C，攪拌反應(yīng)3、小時，得到季銨鹽中間體；4)將上述制備得到的季銨鹽中間體滴加到7(T10(TC前述制備得到的酰胺中間體中，并在此溫度下攪拌反應(yīng)3、小時，得到復(fù)合型浙青乳化劑。
2.按權(quán)利要求1所述的非離子/陽離子復(fù)合型浙青乳化劑的合成工藝，其特征在于所述的非離子表面活性劑為分子量200 1000的聚乙二醇、ΤΧ-1(ΓΤΧ-50、0Ρ_1(Γ0Ρ-50、 ΑΕ0-7 ΑΕ0-30、司班4(Γ司班85、吐溫40 吐溫85中的一種或多種的組合。
3.按權(quán)利要求1或2所述的非離子/陽離子復(fù)合型浙青乳化劑的合成工藝，其特征在于所述的長鏈脂肪胺為C12I18的脂肪族伯胺、二胺或多烯多胺中的一種或多種的組合。
4.按權(quán)利要求1或2所述的非離子/陽離子復(fù)合型浙青乳化劑的合成工藝，其特征在于所述的脂肪酸為不飽和脂肪酸或飽和脂肪酸與不飽和脂肪酸按摩爾比為廣5:5 1的混I=I O
5.按權(quán)利要求1或2所述的非離子/陽離子復(fù)合型浙青乳化劑的合成工藝，其特征在于所述的不飽和脂肪酸為丙烯酸、α -甲基丙烯酸、衣康酸、順丁烯二酸、2-丁烯酸、肉桂酸、油酸、蓖麻酸或桐油酸中的一種或多種的組合。
6.按權(quán)利要求1或2所述的非離子/陽離子復(fù)合型浙青乳化劑的合成工藝，其特征在于所述的飽和脂肪酸為C12I18的長鏈脂肪酸。
7.按權(quán)利要求1或2所述的非離子/陽離子復(fù)合型浙青乳化劑的合成工藝，其特征在于所述的催化劑為苯磺酸、對甲基苯磺酸或強(qiáng)酸性陽離子交換樹脂。
8.按權(quán)利要求1或2所述的非離子/陽離子復(fù)合型浙青乳化劑的合成工藝，其特征在于所述的脂肪族叔胺為三甲胺、三乙胺、含有一個CicTC2tl長鏈烷基的二甲基叔胺、含有一個 CltTC2tl長鏈烷基的二乙基叔胺中的一種或多種的組合。
9.按權(quán)利要求1或2所述的非離子/陽離子復(fù)合型浙青乳化劑的合成工藝，其特征在于所述的醇類溶劑為甲醇、乙醇、正丙醇、異丙醇、正丁醇、異丁醇、仲丁醇中的一種或多種的組合。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種非離子/陽離子復(fù)合型瀝青乳化劑的合成工藝，包括有以下步驟1)將非離子表面活性劑與環(huán)氧氯丙烷攪拌反應(yīng)，得到非離子中間體；2)將長鏈脂肪胺與脂肪酸混合，并加入催化劑，反應(yīng)，加入醇類溶劑和與非離子中間體，反應(yīng)，得到酰胺中間體；3)將脂肪族叔胺與鹽酸加入到反應(yīng)容器中，得到叔胺鹽酸鹽溶液，然后將環(huán)氧氯丙烷滴加到叔胺鹽酸鹽溶液中，攪拌反應(yīng)，得到季銨鹽中間體；4)將季銨鹽中間體滴加到酰胺中間體中，并攪拌反應(yīng)即可。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于①靈活地調(diào)整乳化劑分子結(jié)構(gòu)，產(chǎn)品適用面廣；②適宜于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)；③乳化劑用量小，制備的瀝青乳液均勻、細(xì)膩、儲存穩(wěn)定性好。
文檔編號C08G65/00GK102532508SQ201110453849
公開日2012年7月4日 申請日期2011年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月30日
發(fā)明者劉軍, 龐金興, 邱輝, 靳素榮, 韓秀, 黃紅明 申請人:武漢理工大學(xué)