本发明涉及一种高稳定性复合阳离子沥青乳化剂的制备方法，属于沥青乳化剂技术领域。
背景技术：
沥青是由多种化学成分复杂的长链分子组成的混合物，具有良好的粘接性、耐老化性和防水性，长期以来被广泛用作防水、筑路和密封材料等，目前，沥青的使用形式主要有热沥青、稀释沥青、乳化沥青。乳化沥青就是将沥青热熔，经过机械的作用，沥青以细小的微粒状态分散于含有乳化剂的水溶液中，形成水包油型沥青乳状液。乳化沥青由于具有节省能源、提高功效、延长施工季节、减少环境污染、提高沥青路面使用寿命等优点，获得了迅速发展。
现在道路修建和养护中常用的乳化沥青为阳离子乳化沥青。阳离子乳化沥青带正电荷，能增强与骨料表面的粘附力，提高路面的早期强度，尽快地开放交通，因此得到公路修建部门的大力欢迎。乳化沥青电荷性质由乳化剂决定。阳离子乳化剂按结构形式大致分为：烷基胺类、酰胺类、咪唑啉类、环氧乙烷二胺类、胺化木质素类、季铵盐类。乳化剂是制备乳化沥青的关键原料。乳化剂选择的标准首先是乳化能力强，其次是来源广泛，价格低廉。每种沥青乳化剂都有特定的亲油亲水平衡值，只有当乳化剂与沥青两者的亲油亲水平衡值相近时，沥青才能被乳化。由于沥青是复杂的混合物，其性能与原油性质和产地有关，单一沥青乳化剂往往得不到性能理想的乳化沥青，而乳化剂的亲油亲水平衡值具有加和性，因此对乳化剂进行复配，可以扩大亲油亲水平衡值范围，提高乳化能力。
目前市场上常用的单一乳化剂和复合乳化剂，只能对一定类型的沥青有较好的乳化效果，乳化范围较窄。中国专利CN90107891.3制备的复合型阳离子乳化剂，复合乳化剂没有明确的组分和配比，阳离子电荷相对较弱，实施例中只用了石油沥青进行乳化。中国专利CN201210564827.6中复合乳化剂是一种可用于渗透型乳化沥青透层油的复合胺类阳离子乳化剂，但该乳化剂只能对针入度为60～200的沥青进行乳化。上述专利制备的乳化剂只能对普通的石油沥青进行乳化，对软化点较高的沥青和改性沥青的乳化都没有涉及。因此，对于复合阳离子沥青乳化剂的研究，显得尤为重要。
技术实现要素：
本发明主要解决的技术问题是：针对传统阳离子沥青乳化剂存在品种单一，尤其是稀浆封层需要的慢裂乳化剂品种太少，且存储稳定性差，达不到慢裂快凝的施工效果的缺陷，提供了一种通过对菜籽进行提取并制备氯代糖苷，将氯代糖苷，通过氯代糖苷与过氧化苯甲酰和环氧大豆油复配，使其形成稳定的阳离子乳化剂结构，有效增强阳离子沥青乳化剂的稳定性能，本发明利用菜籽脱脂灭酶并抽提制备糖苷浓缩液，再将糖苷浓缩液和环氧氯丙烷与硫酸置于烧杯中搅拌在加热后收集滤液，制备得氯代糖苷，通过制备的氯代糖苷作为主体，提高乳化剂的稳定性，随后与过氧化苯甲酰和环氧大豆油等置于三口烧瓶中，搅拌并加热后制备得高稳定性复合阳离子沥青乳化剂。本发明制备的高稳定性复合阳离子沥青乳化剂针对不同品种的沥青均具有优良的乳化性能，质量稳定，能广泛与各种矿料配伍、裹覆性好，而且施工不受季节限制，从而保证筑路和修路的质量。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
（1）选取新鲜菜籽，将其置于75～80℃下干燥6～8h，收集干燥菜籽并粉碎过80～90目筛，收集干燥菜籽颗粒并按质量比1:8，将干燥菜籽粉末与石油醚搅拌混合，随后过滤并收集滤饼，在110～120℃下干燥6～8h，制备得脱脂灭酶菜籽颗粒；
（2）按质量比1:5，将上述制备的脱脂灭酶菜籽颗粒与去离子水搅拌混合，在200～300W下超声振荡25～30min，收集得混合分散液，按质量比1:5，将0.5mol/L醋酸铅溶液滴加至混合分散液中，控制滴加时间为10～15min，待滴加完成后，过滤并收集滤液，再在55～60℃下旋转蒸发至原体积的1/5，制备得提取浓缩液；
（3）按重量份数计，分别称量45～50份环氧氯丙烷、15～20份上述制备的提取浓缩液和1～2份质量分数98%硫酸置于烧杯中，搅拌混合并置于95～100℃下油浴加热3～5h，随后停止加热并静置冷却至室温，过滤并收集滤液，再在65～70℃下旋转蒸发至原体积的1/6，制备得改性浓缩液；
（4）按重量份数计，分别称量55～60份上述制备的改性浓缩液、10～15份过氧化苯甲酰、5～10份环氧大豆油、1～2份硫酸二甲酯和1～2份二月桂酸二丁基锡置于三口烧瓶中，搅拌混合并置于120～130℃油浴加热3～5h，随后过滤并收集滤液，静置冷却至室温，即可制备得一种高稳定性复合阳离子沥青乳化剂。
本发明的应用方法：将本发明制备的高稳定性复合阳离子沥青乳化剂与水混合，配制成质量分数为2～5%乳化剂水溶液，加热至60～80℃，用盐酸将其pH值调整至2～6后，再加热至60～80℃，在预热的胶体磨中研磨60～120s，将预先加热至130～150℃的石油沥青缓慢加入本发明制备的阳离子沥青乳化剂水溶液中，研磨60～120s，其中石油沥青的用量占乳化沥青总质量的50～65%，即得乳化沥青。经检测，采用本发明所得阳离子沥青乳化剂制得的乳化沥青在使用过程中，可拌合时间缩短5～6min，初凝时间缩短5～8min，贮存稳定性较传统阳离子沥青乳化剂延长了2～3倍。
本发明的有益效果是：
（1）本发明制备的高稳定性复合阳离子沥青乳化剂，乳化能力强、乳化效果好、用量少、阳离子性强；
（2）本发明制备的高稳定性复合阳离子沥青乳化剂，制备工艺简单，产品均匀、稳定，最佳存放时间能达到6个月以上，能满足慢裂快凝乳化沥青的要求。
具体实施方式
选取新鲜菜籽，将其置于75～80℃下干燥6～8h，收集干燥菜籽并粉碎过80～90目筛，收集干燥菜籽颗粒并按质量比1:8，将干燥菜籽粉末与石油醚搅拌混合，随后过滤并收集滤饼，在110～120℃下干燥6～8h，制备得脱脂灭酶菜籽颗粒；按质量比1:5，将上述制备的脱脂灭酶菜籽颗粒与去离子水搅拌混合，在200～300W下超声振荡25～30min，收集得混合分散液，按质量比1:5，将0.5mol/L醋酸铅溶液滴加至混合分散液中，控制滴加时间为10～15min，待滴加完成后，过滤并收集滤液，再在55～60℃下旋转蒸发至原体积的1/5，制备得提取浓缩液；按重量份数计，分别称量45～50份环氧氯丙烷、15～20份上述制备的提取浓缩液和1～2份质量分数98%硫酸置于烧杯中，搅拌混合并置于95～100℃下油浴加热3～5h，随后停止加热并静置冷却至室温，过滤并收集滤液，再在65～70℃下旋转蒸发至原体积的1/6，制备得改性浓缩液；按重量份数计，分别称量55～60份上述制备的改性浓缩液、10～15份过氧化苯甲酰、5～10份环氧大豆油、1～2份硫酸二甲酯和1～2份二月桂酸二丁基锡置于三口烧瓶中，搅拌混合并置于120～130℃油浴加热3～5h，随后过滤并收集滤液，静置冷却至室温，即可制备得一种高稳定性复合阳离子沥青乳化剂。
实例1
选取新鲜菜籽，将其置于75℃下干燥6h，收集干燥菜籽并粉碎过80目筛，收集干燥菜籽颗粒并按质量比1:8，将干燥菜籽粉末与石油醚搅拌混合，随后过滤并收集滤饼，在110℃下干燥6h，制备得脱脂灭酶菜籽颗粒；按质量比1:5，将上述制备的脱脂灭酶菜籽颗粒与去离子水搅拌混合，在200W下超声振荡25min，收集得混合分散液，按质量比1:5，将0.5mol/L醋酸铅溶液滴加至混合分散液中，控制滴加时间为10min，待滴加完成后，过滤并收集滤液，再在55℃下旋转蒸发至原体积的1/5，制备得提取浓缩液；按重量份数计，分别称量45份环氧氯丙烷、15份上述制备的提取浓缩液和1份质量分数98%硫酸置于烧杯中，搅拌混合并置于95℃下油浴加热3～5h，随后停止加热并静置冷却至室温，过滤并收集滤液，再在65℃下旋转蒸发至原体积的1/6，制备得改性浓缩液；按重量份数计，分别称量55份上述制备的改性浓缩液、10份过氧化苯甲酰、5份环氧大豆油、1份硫酸二甲酯和1份二月桂酸二丁基锡置于三口烧瓶中，搅拌混合并置于120℃油浴加热3h，随后过滤并收集滤液，静置冷却至室温，即可制备得一种高稳定性复合阳离子沥青乳化剂。
将本发明制备的高稳定性复合阳离子沥青乳化剂配制成质量比2%水溶液，加热至60℃，用盐酸将其pH值调整至2后，再加热至60℃，在预热的胶体磨中研磨60s，将预先加热至130℃的石油沥青缓慢加入本发明制备的阳离子沥青乳化剂水溶液中，研磨60～120s，其中石油沥青的用量占乳化沥青总质量的50%，即得乳化沥青。经检测，采用本发明所得阳离子沥青乳化剂制得的乳化沥青在使用过程中，可拌合时间延长5min，初凝时间延长5min，贮存稳定性较传统阳离子沥青乳化剂延长2倍。
实例2
选取新鲜菜籽，将其置于80℃下干燥8h，收集干燥菜籽并粉碎过90目筛，收集干燥菜籽颗粒并按质量比1:8，将干燥菜籽粉末与石油醚搅拌混合，随后过滤并收集滤饼，在120℃下干燥8h，制备得脱脂灭酶菜籽颗粒；按质量比1:5，将上述制备的脱脂灭酶菜籽颗粒与去离子水搅拌混合，在300W下超声振荡30min，收集得混合分散液，按质量比1:5，将0.5mol/L醋酸铅溶液滴加至混合分散液中，控制滴加时间为15min，待滴加完成后，过滤并收集滤液，再在60℃下旋转蒸发至原体积的1/5，制备得提取浓缩液；按重量份数计，分别称量50份环氧氯丙烷、20份上述制备的提取浓缩液和2份质量分数98%硫酸置于烧杯中，搅拌混合并置于100℃下油浴加热5h，随后停止加热并静置冷却至室温，过滤并收集滤液，再在70℃下旋转蒸发至原体积的1/6，制备得改性浓缩液；按重量份数计，分别称量60份上述制备的改性浓缩液、15份过氧化苯甲酰、10份环氧大豆油、2份硫酸二甲酯和2份二月桂酸二丁基锡置于三口烧瓶中，搅拌混合并置于130℃油浴加热5h，随后过滤并收集滤液，静置冷却至室温，即可制备得一种高稳定性复合阳离子沥青乳化剂。
将本发明制备的高稳定性复合阳离子沥青乳化剂配制成质量比5%水溶液，加热至80℃，用盐酸将其pH值调整至6后，再加热至80℃，在预热的胶体磨中研磨120s，将预先加热至150℃的石油沥青缓慢加入本发明制备的阳离子沥青乳化剂水溶液中，研磨120s，其中石油沥青的用量占乳化沥青总质量的65%，即得乳化沥青。经检测，采用本发明所得阳离子沥青乳化剂制得的乳化沥青在使用过程中，可拌合时间延长6min，初凝时间延长8min，贮存稳定性较传统阳离子沥青乳化剂延长了3倍。
实例3
选取新鲜菜籽，将其置于78℃下干燥7h，收集干燥菜籽并粉碎过85目筛，收集干燥菜籽颗粒并按质量比1:8，将干燥菜籽粉末与石油醚搅拌混合，随后过滤并收集滤饼，在115℃下干燥7h，制备得脱脂灭酶菜籽颗粒；按质量比1:5，将上述制备的脱脂灭酶菜籽颗粒与去离子水搅拌混合，在250W下超声振荡28min，收集得混合分散液，按质量比1:5，将0.5mol/L醋酸铅溶液滴加至混合分散液中，控制滴加时间为13min，待滴加完成后，过滤并收集滤液，再在58℃下旋转蒸发至原体积的1/5，制备得提取浓缩液；按重量份数计，分别称量48份环氧氯丙烷、18份上述制备的提取浓缩液和2份质量分数98%硫酸置于烧杯中，搅拌混合并置于98℃下油浴加热4h，随后停止加热并静置冷却至室温，过滤并收集滤液，再在68℃下旋转蒸发至原体积的1/6，制备得改性浓缩液；按重量份数计，分别称量58份上述制备的改性浓缩液、13份过氧化苯甲酰、8份环氧大豆油、2份硫酸二甲酯和2份二月桂酸二丁基锡置于三口烧瓶中，搅拌混合并置于125℃油浴加热4h，随后过滤并收集滤液，静置冷却至室温，即可制备得一种高稳定性复合阳离子沥青乳化剂。
将本发明制备的高稳定性复合阳离子沥青乳化剂配制成质量比4%水溶液，加热至70℃，用盐酸将其pH值调整至4后，再加热至70℃，在预热的胶体磨中研磨90s，将预先加热至140℃的石油沥青缓慢加入本发明制备的阳离子沥青乳化剂水溶液中，研磨90s，其中石油沥青的用量占乳化沥青总质量的58%，即得乳化沥青。经检测，采用本发明所得阳离子沥青乳化剂制得的乳化沥青在使用过程中，可拌合时间延长6min，初凝时间延长7min，贮存稳定性较传统阳离子沥青乳化剂延长了3倍。