本發(fā)明公開了一種復合瀝青乳化劑的制備方法，屬于乳化劑制備技術領域。

背景技術：

瀝青乳化劑是能用于瀝青乳化的表面活性劑。在加入很少量時就能使水的表面張力大幅度的降低，能明顯改變體系的界面性質(zhì)和狀態(tài)，從而產(chǎn)生潤濕、乳化、起泡、洗滌、分散、抗靜電、潤滑、加溶等一系列作用，以達到實際應用的要求。

瀝青乳化劑因其具有使用方便、節(jié)省資源，降低能耗，減少環(huán)境污染等優(yōu)點，越來越受到重視。近年來，由于多種新型瀝青乳化劑的研發(fā)成功，采用瀝青乳液進行道路鋪筑和路面養(yǎng)護在國內(nèi)外道路施工中已得到了廣泛的使用。隨著近代界面與膠體化學的進展，近20年來，陽離子乳化瀝青發(fā)展速度很快。這種瀝青乳液是使瀝青微粒帶有陽離子電荷，當與骨料表面接觸時，異性相吸的作用，使瀝青微粒吸附在骨料表面上。日本使用瀝青乳化劑是在1925年東京大地震恢復時期。1930年開始有商品提供市場，戰(zhàn)后有得到迅速恢復與發(fā)展。1951年法國開始研制陽離子乳化劑。1957年美國把陽離子乳化劑應用在道路施工上，并于1959年開始商業(yè)化。60年代蘇聯(lián)僅應用陰離子乳化劑，隨著化學工業(yè)的發(fā)展開始試制某些類型的陽離子表面活性劑，并發(fā)現(xiàn)了它作為道路瀝青乳化劑是可行的。但目前乳化劑在使用中易達不到慢裂快凝的效果，使其對不同瀝青及集料適應性差，破乳速率難以控制，導致其原料來源受限制及環(huán)境友好性不佳的影響。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明主要解決的技術問題是：針對傳統(tǒng)瀝青乳化劑在制備和使用過程中出現(xiàn)的，對不同瀝青及集料適應性差，破乳速率難控制，達不到慢裂快凝效果的缺陷，提供了一種復合瀝青乳化劑的制備方法，本發(fā)明首先將蘋果清洗后涂抹果蠟，靜置發(fā)霉，收集霉菌，再將霉菌培養(yǎng)后收集菌絲懸浮液，隨后將其與機油、葡萄糖等于弱酸性環(huán)境下發(fā)酵，抽濾，離心分離，將所得上層清液用鹽酸調(diào)節(jié)pH后與乙酸乙酯混合，靜置分層，將有機層用無水氯化鈣干燥后，旋蒸濃縮制得濃縮液，最后將濃縮液與十六烷基三甲基氯化銨等混合均勻，即得復合瀝青乳化劑。本發(fā)明采用蘋果果蠟表面生長的細菌在發(fā)酵過程中產(chǎn)生的分泌物作為乳化劑，與十六烷基三甲基氯化銨等復配，適用范圍廣，使瀝青乳液可拌和時間延長，初凝時間延長，破乳速率明顯減慢，達到慢裂快凝效果，可大規(guī)模推廣使用。

為了解決上述技術問題，本發(fā)明所采用的技術方案是：

（1）稱取200～300g新鮮采摘蘋果，經(jīng)人工用去離子水反復清洗3～5次，去除表面污物后，在蘋果表面涂抹果蠟，隨后將蘋果置于避光通風處存放，直至蘋果表面發(fā)霉，再用毛刷收集蘋果表面霉菌，并將其轉(zhuǎn)入固態(tài)培養(yǎng)基，再將培養(yǎng)基轉(zhuǎn)入恒溫培養(yǎng)箱中，于溫度為30～35℃條件下，培養(yǎng)24～36h，用100～200mL去離子水淋洗培養(yǎng)基表面，收集淋洗液，得菌絲懸浮液；

（2）按重量份數(shù)計，在發(fā)酵罐中依次加入8～12份上述所得菌絲懸浮液，200～300份去離子水，20～30份機油，10～15份葡萄糖，40～60份玉米淀粉，滴加質(zhì)量分數(shù)為6～8%檸檬酸溶液，調(diào)節(jié)pH至6.2～6.4，再以3～5mL/min速率向發(fā)酵罐中通入空氣，隨后于溫度為30～35℃，轉(zhuǎn)速為100～120r/min條件下，發(fā)酵48～72h；

（3）待發(fā)酵結(jié)束，抽濾，除去濾餅，將所得濾液轉(zhuǎn)入離心機，于轉(zhuǎn)速為10000～12000r/min條件下，離心分離30～45min，棄去下層沉淀物，收集上層清液，滴加質(zhì)量分數(shù)為10～15%鹽酸，調(diào)節(jié)上層清液pH至2.2～2.4，隨后將所得上層清液與等體積的乙酸乙酯混合均勻，靜置分層，去除水層，將所得有機層轉(zhuǎn)入燒杯中，再加入15～20g無水氯化鈣，用玻璃棒攪拌混合6～8min，過濾，除去濾渣，將所得濾液轉(zhuǎn)入旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀，于溫度為45～50℃條件下，旋蒸濃縮至原體積的1/8～1/10，得濃縮液；

（4）按重量份數(shù)計，在混料機中依次加入10～15份上述所得濃縮液，8～10份十六烷基三甲基氯化銨，2～4份氯化鈣，0.6～0.8份阿拉伯樹膠，100～120份去離子水，于溫度為65～70℃，轉(zhuǎn)速為400～500r/min條件下，恒溫攪拌混合15～20min，再用質(zhì)量分數(shù)為10～15%鹽酸調(diào)節(jié)pH至3.5～4.0，繼續(xù)恒溫攪拌混合45～60min，待自然冷卻至室溫，出料，即得復合瀝青乳化劑。

所述的固態(tài)培養(yǎng)基是由10～15g葡萄糖，20～30g蛋白胨，8～10g酵母粉，0.2～0.4g氯化鎂，0.3～0.5g氯化鈣，0.1～0.3g磷酸二氫鉀，30～45g瓊脂，1000～1200mL去離子水混合而成。

本發(fā)明的應用方法：按重量份數(shù)計，在膠體磨中，依次加入100～120份預熱至70～75℃的本發(fā)明所得復合瀝青乳化劑，150～170份預熱至130～150℃的石油瀝青，循環(huán)研磨10～15min，即得瀝青乳液。經(jīng)檢測，采用本發(fā)明所得瀝青乳化劑制得的瀝青乳液在使用過程中，可拌和時間延長3～5min，初凝時間延長8～10min，破乳速度減慢20～40%。

本發(fā)明的有益效果是：

（1）采用本發(fā)明所得復合瀝青乳化劑制備的乳化瀝青與礦料具有優(yōu)良的粘附性能，同時可滿足不同破乳速度的要求，達到慢裂快凝的目的；

（2）本發(fā)明所得乳化劑在使用過程中無刺激性氣味，對施工操作人員危害小，可乳化不同種類瀝青和集料，對瀝青性能有較大的改善作用，可大規(guī)模推廣使用。

具體實施方式

稱取200～300g新鮮采摘蘋果，經(jīng)人工用去離子水反復清洗3～5次，去除表面污物后，在蘋果表面涂抹果蠟，隨后將蘋果置于避光通風處存放，直至蘋果表面發(fā)霉，再用毛刷收集蘋果表面霉菌，并將其轉(zhuǎn)入固態(tài)培養(yǎng)基，再將培養(yǎng)基轉(zhuǎn)入恒溫培養(yǎng)箱中，于溫度為30～35℃條件下，培養(yǎng)24～36h，用100～200mL去離子水淋洗培養(yǎng)基表面，收集淋洗液，得菌絲懸浮液；按重量份數(shù)計，在發(fā)酵罐中依次加入8～12份上述所得菌絲懸浮液，200～300份去離子水，20～30份機油，10～15份葡萄糖，40～60份玉米淀粉，滴加質(zhì)量分數(shù)為6～8%檸檬酸溶液，調(diào)節(jié)pH至6.2～6.4，再以3～5mL/min速率向發(fā)酵罐中通入空氣，隨后于溫度為30～35℃，轉(zhuǎn)速為100～120r/min條件下，發(fā)酵48～72h；待發(fā)酵結(jié)束，抽濾，除去濾餅，將所得濾液轉(zhuǎn)入離心機，于轉(zhuǎn)速為10000～12000r/min條件下，離心分離30～45min，棄去下層沉淀物，收集上層清液，滴加質(zhì)量分數(shù)為10～15%鹽酸，調(diào)節(jié)上層清液pH至2.2～2.4，隨后將所得上層清液與等體積的乙酸乙酯混合均勻，靜置分層，去除水層，將所得有機層轉(zhuǎn)入燒杯中，再加入15～20g無水氯化鈣，用玻璃棒攪拌混合6～8min，過濾，除去濾渣，將所得濾液轉(zhuǎn)入旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀，于溫度為45～50℃條件下，旋蒸濃縮至原體積的1/8～1/10，得濃縮液； 按重量份數(shù)計，在混料機中依次加入10～15份上述所得濃縮液，8～10份十六烷基三甲基氯化銨，2～4份氯化鈣，0.6～0.8份阿拉伯樹膠，100～120份去離子水，于溫度為65～70℃，轉(zhuǎn)速為400～500r/min條件下，恒溫攪拌混合15～20min，再用質(zhì)量分數(shù)為10～15%鹽酸調(diào)節(jié)pH至3.5～4.0，繼續(xù)恒溫攪拌混合45～60min，待自然冷卻至室溫，出料，即得復合瀝青乳化劑。所述的固態(tài)培養(yǎng)基是由10～15g葡萄糖，20～30g蛋白胨，8～10g酵母粉，0.2～0.4g氯化鎂，0.3～0.5g氯化鈣，0.1～0.3g磷酸二氫鉀，30～45g瓊脂，與1000～1200mL去離子水混合而成。

實例1

稱取200g新鮮采摘蘋果，經(jīng)人工用去離子水反復清洗3次，去除表面污物后，在蘋果表面涂抹果蠟，隨后將蘋果置于避光通風處存放，直至蘋果表面發(fā)霉，再用毛刷收集蘋果表面霉菌，并將其轉(zhuǎn)入固態(tài)培養(yǎng)基，再將培養(yǎng)基轉(zhuǎn)入恒溫培養(yǎng)箱中，于溫度為30℃條件下，培養(yǎng)24h，用100mL去離子水淋洗培養(yǎng)基表面，收集淋洗液，得菌絲懸浮液；按重量份數(shù)計，在發(fā)酵罐中依次加入8份上述所得菌絲懸浮液，200份去離子水，20份機油，10份葡萄糖，40份玉米淀粉，滴加質(zhì)量分數(shù)為6%檸檬酸溶液，調(diào)節(jié)pH至6.2，再以3mL/min速率向發(fā)酵罐中通入空氣，隨后于溫度為30℃，轉(zhuǎn)速為100r/min條件下，發(fā)酵48h；待發(fā)酵結(jié)束，抽濾，除去濾餅，將所得濾液轉(zhuǎn)入離心機，于轉(zhuǎn)速為10000r/min條件下，離心分離30min，棄去下層沉淀物，收集上層清液，滴加質(zhì)量分數(shù)為10%鹽酸，調(diào)節(jié)上層清液pH至2.2，隨后將所得上層清液與等體積的乙酸乙酯混合均勻，靜置分層，去除水層，將所得有機層轉(zhuǎn)入燒杯中，再加入15g無水氯化鈣，用玻璃棒攪拌混合6min，過濾，除去濾渣，將所得濾液轉(zhuǎn)入旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀，于溫度為45℃條件下，旋蒸濃縮至原體積的1/8，得濃縮液； 按重量份數(shù)計，在混料機中依次加入10份上述所得濃縮液，8份十六烷基三甲基氯化銨，2份氯化鈣，0.6份阿拉伯樹膠，100份去離子水，于溫度為65℃，轉(zhuǎn)速為400r/min條件下，恒溫攪拌混合15min，再用質(zhì)量分數(shù)為10%鹽酸調(diào)節(jié)pH至3.5，繼續(xù)恒溫攪拌混合45min，待自然冷卻至室溫，出料，即得復合瀝青乳化劑。所述的固態(tài)培養(yǎng)基是由10g葡萄糖，20g蛋白胨，8g酵母粉，0.2g氯化鎂，0.3g氯化鈣，0.1g磷酸二氫鉀，30g瓊脂，與1000mL去離子水混合而成。

本發(fā)明按重量份數(shù)計，在膠體磨中，依次加入100份預熱至70℃的本發(fā)明所得復合瀝青乳化劑，150g預熱至130℃的石油瀝青，循環(huán)研磨10min，即得瀝青乳液。經(jīng)檢測，采用本發(fā)明所得瀝青乳化劑制得的瀝青乳液在使用過程中，可拌和時間延長3min，初凝時間延長8min，破乳速度減慢20%。

實例2

稱取200g新鮮采摘蘋果，經(jīng)人工用去離子水反復清洗3次，去除表面污物后，在蘋果表面涂抹果蠟，隨后將蘋果置于避光通風處存放，直至蘋果表面發(fā)霉，再用毛刷收集蘋果表面霉菌，并將其轉(zhuǎn)入固態(tài)培養(yǎng)基，再將培養(yǎng)基轉(zhuǎn)入恒溫培養(yǎng)箱中，于溫度為30℃條件下，培養(yǎng)24h，用150mL去離子水淋洗培養(yǎng)基表面，收集淋洗液，得菌絲懸浮液；按重量份數(shù)計，在發(fā)酵罐中依次加入8份上述所得菌絲懸浮液，200份去離子水，20份機油，10份葡萄糖，40份玉米淀粉，滴加質(zhì)量分數(shù)為6%檸檬酸溶液，調(diào)節(jié)pH至6.2，再以3mL/min速率向發(fā)酵罐中通入空氣，隨后于溫度為30℃，轉(zhuǎn)速為100r/min條件下，發(fā)酵48h；待發(fā)酵結(jié)束，抽濾，除去濾餅，將所得濾液轉(zhuǎn)入離心機，于轉(zhuǎn)速為10000r/min條件下，離心分離45min，棄去下層沉淀物，收集上層清液，滴加質(zhì)量分數(shù)為10～15%鹽酸，調(diào)節(jié)上層清液pH至2.4，隨后將所得上層清液與等體積的乙酸乙酯混合均勻，靜置分層，去除水層，將所得有機層轉(zhuǎn)入燒杯中，再加入20g無水氯化鈣，用玻璃棒攪拌混合8min，過濾，除去濾渣，將所得濾液轉(zhuǎn)入旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀，于溫度為50℃條件下，旋蒸濃縮至原體積的1/10，得濃縮液； 按重量份數(shù)計，在混料機中依次加入15份上述所得濃縮液，10份十六烷基三甲基氯化銨，4份氯化鈣，0.8份阿拉伯樹膠，120份去離子水，于溫度為70℃，轉(zhuǎn)速為500r/min條件下，恒溫攪拌混合20min，再用質(zhì)量分數(shù)為15%鹽酸調(diào)節(jié)pH至4.0，繼續(xù)恒溫攪拌混合60min，待自然冷卻至室溫，出料，即得復合瀝青乳化劑。所述的固態(tài)培養(yǎng)基是由15g葡萄糖，30g蛋白胨，10g酵母粉，0.4g氯化鎂，0.5g氯化鈣，0.3g磷酸二氫鉀，45g瓊脂，與1200mL去離子水混合而成。

本發(fā)明按重量份數(shù)計，在膠體磨中，依次加入120份預熱至75℃的本發(fā)明所得復合瀝青乳化劑，170g預熱至150℃的石油瀝青，循環(huán)研磨15min，即得瀝青乳液。經(jīng)檢測，采用本發(fā)明所得瀝青乳化劑制得的瀝青乳液在使用過程中，可拌和時間延長5min，初凝時間延長10min，破乳速度減慢40%。

實例3

稱取250g新鮮采摘蘋果，經(jīng)人工用去離子水反復清洗4次，去除表面污物后，在蘋果表面涂抹果蠟，隨后將蘋果置于避光通風處存放，直至蘋果表面發(fā)霉，再用毛刷收集蘋果表面霉菌，并將其轉(zhuǎn)入固態(tài)培養(yǎng)基，再將培養(yǎng)基轉(zhuǎn)入恒溫培養(yǎng)箱中，于溫度為32℃條件下，培養(yǎng)30h，用200mL去離子水淋洗培養(yǎng)基表面，收集淋洗液，得菌絲懸浮液；按重量份數(shù)計，在發(fā)酵罐中依次加入10份上述所得菌絲懸浮液，250份去離子水，25份機油，13份葡萄糖，50份玉米淀粉，滴加質(zhì)量分數(shù)為6～8%檸檬酸溶液，調(diào)節(jié)pH至6.3，再以4mL/min速率向發(fā)酵罐中通入空氣，隨后于溫度為32℃，轉(zhuǎn)速為110r/min條件下，發(fā)酵60h；待發(fā)酵結(jié)束，抽濾，除去濾餅，將所得濾液轉(zhuǎn)入離心機，于轉(zhuǎn)速為11000r/min條件下，離心分離38min，棄去下層沉淀物，收集上層清液，滴加質(zhì)量分數(shù)為13%鹽酸，調(diào)節(jié)上層清液pH至2.3，隨后將所得上層清液與等體積的乙酸乙酯混合均勻，靜置分層，去除水層，將所得有機層轉(zhuǎn)入燒杯中，再加入17g無水氯化鈣，用玻璃棒攪拌混合7min，過濾，除去濾渣，將所得濾液轉(zhuǎn)入旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀，于溫度為47℃條件下，旋蒸濃縮至原體積的1/9，得濃縮液； 按重量份數(shù)計，在混料機中依次加入13份上述所得濃縮液，9份十六烷基三甲基氯化銨，3份氯化鈣，0.7份阿拉伯樹膠，110份去離子水，于溫度為67℃，轉(zhuǎn)速為450r/min條件下，恒溫攪拌混合18min，再用質(zhì)量分數(shù)為12%鹽酸調(diào)節(jié)pH至3.8，繼續(xù)恒溫攪拌混合52min，待自然冷卻至室溫，出料，即得復合瀝青乳化劑。所述的固態(tài)培養(yǎng)基是由13g葡萄糖，25g蛋白胨，9g酵母粉，0.3g氯化鎂，0.4g氯化鈣，0.2g磷酸二氫鉀，40g瓊脂，與1100mL去離子水混合而成。

本發(fā)明按重量份數(shù)計，在膠體磨中，依次加入110份預熱至73℃的本發(fā)明所得復合瀝青乳化劑，160g預熱至140℃的石油瀝青，循環(huán)研磨13min，即得瀝青乳液。經(jīng)檢測，采用本發(fā)明所得瀝青乳化劑制得的瀝青乳液在使用過程中，可拌和時間延長4min，初凝時間延長9min，破乳速度減慢30%。