壬基酚聚氧乙烯醚慢裂快凝型沥青乳化剂的合成工艺的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及精细有机化工产品的合成与实际应用，属于精细化工合成与建筑工程 材料领域。
【背景技术】
[0002] 浙青乳化剂是指乳化水和浙青的表面活性剂，制得的溶液为浙青乳液。与热浙青 相比，浙青乳化剂对石料具有较强的粘合力，且具有能耗低，环境污染小等优点。浙青乳化 剂广泛应用于铺路及建筑材料。
[0003] 根据微粒电荷的种类，浙青乳化剂可以分为阴离子型、阳离子型、两性型及非离子 型。研究初期使用的主要是阴离子型乳化剂，如长链磺酸盐、木质素的碱金属盐和羧酸盐 等，后被乳化性能更好的阳离子型乳化剂代替。阳离子乳化剂具有很好的乳化性能及对石 料较强的黏附力，主要的阳离子乳化剂有机胺类、季铵盐类和咪唑啉。PeterSchilling研 究了由脂肪胺、聚胺、木质素和含有甲醛的非离子表面活性剂反应合成出的一种优良的乳 化剂。Gemini乳化剂是一种含有多个亲水基和亲油基的表面活性剂，具有很强的乳化性能。 陶旭等人以壬基酚和甲醛为原料经缩合反应制备出中间体双（2-羟基-5-壬基苯基）甲 烷，并与环氧氯丙烷和三乙胺反应，合成出一种新型Gemini型阳离子浙青乳化剂双[5-壬 基-2-((2'-羟基-3'-三乙基氯化铵）丙氧基苯基）]甲烷。此外，不同乳化剂可以复 配以达到理想的乳化效果。Graf等人研究了一种包括浙青、阳离子乳化剂、非离子水溶液增 稠剂的中裂型阳离子浙青乳液。
[0004] 两性离子乳化剂也是一个活跃的研究方向，这类乳化剂结构上亲水基同时具有酸 性和碱性基团，在不同的pH环境下表现为阳离子或阴离子，分类主要有甜菜碱型和氨基酸 型等。甜菜碱型乳化剂分子碱性基团是季铵盐，酸性基团主要是羧基和磺酸基。甜菜碱型 乳化剂的研究很广，溶解度很强，受pH的影响较小，等电位无明显沉淀，具有较好的乳化性 能，与阴离子、阳离子、非离子表面活性剂均具有很好的配伍性。
[0005]目前国内生产的浙青乳化剂大多为中裂型，拌和时破乳时间短，达不到慢裂快凝 效果，而且其乳化浙青贮存稳定性较差，对不同品种的浙青适应性差，难以乳化重交浙青和 改性浙青。这些因素导致乳化剂的实际操作性能较差，在一定程度上限制了微表处的推广 应用。本研究从分子角度出发，针对慢裂快凝型浙青乳化剂的分子结构特点和对其要求， 即：分子中要求有尽可能多的亲水基团，增加乳化剂分子结构的空间位阻效应，以阻止乳化 浙青遇到石料的迅速破乳，延缓破乳速度，达到慢裂快凝的效果。
【发明内容】
[0006] 本发明涉及一种新型慢裂快凝浙青乳化剂的制备方法。合成的乳化剂是一种慢裂 型浙青乳化剂。可广泛应用于粘层、雾封层和无溶剂冷拌以及用于浙青再回收利用和浙青 路面基层稳定。
[0007] 本发明的技术方案如下：
[0008] 由NP-10(壬基酚聚氧乙烯醚）、三甲胺和环氧氯丙烷、甲醛、三乙烯四胺反应，合 成出3-[2'，6'-双（三乙烯四胺基亚甲基）-4'-壬基苯酚聚氧乙烯醚]-2-羟基丙基 三甲基氯化铵新型阳离子浙青乳化剂。步骤如下：
[0009] 第一步：在催化剂作用下，由NP-10 (壬基酚聚氧乙烯醚）、三甲胺和环氧氯丙烷反 应，合成出中间体。
[0010] (1)在500mL的三口烧瓶中加入物质的量比为1:1的NP-10和NaOH，再加入30~ 50mL异丙醇，水浴加热并搅拌；
[0011] (2)升至60~70°C后将与NP-10物质的量比为1. 2的环氧氯丙烷逐滴加入；
[0012] (3)然后将NP-10物质的量比为1. 2三甲胺逐滴加入，此后反应8~10h。
[0013] 第二步：中间体再与甲醛、三乙烯四胺反应，合成出3-[2'，6'-双（三乙烯四胺 基亚甲基）-4'-壬基苯酚聚氧乙烯醚]-2-羟基丙基三甲基氯化铵新型阳离子浙青乳化 剂。
[0014] (1)在500mL的三口烧瓶中加入1 一定量的中间体和足量的无水乙醇，45~55°C 水浴加热并搅拌；
[0015] (2)逐滴加入与中间体物质的量比为1的三乙烯四胺，升温至60~70°C
[0016] (3)将物质的量比为2~2. 5的甲醛逐滴加入，然后升温至85~95°C反应5~ 8h〇
[0017] 根据本发明优选的，在第一步步骤（2)中NP-10与环氧氯丙烷的物质的量比为 1.2,反应温度为65°C;
[0018] 根据本发明优选的，步骤⑶中NP-10与三甲胺的物质的量比为2. 5,反应温度为 85°C，反应时间为8h;
[0019] 根据本发明优选的，在第二步中，第一步中间产物与三乙烯四胺的物质的量比为 1 :2. 8.反应时间为4h，反应温度为65°C。
[0020] 反应步骤如下所示：
[0021] 第一步：
[0022]
【主权项】
1. 一种能将常用建筑用浙青的界面张力降至超低，且具有一定稳定性的表面活性剂浙 青乳化剂，这种新型阳离子表面活性剂合成工艺要求在第一步步骤（2)中壬基酚聚氧乙烯 醚与环氧氯丙烷的物质的量比为1.2,反应温度为65°C;步骤（3)中三甲胺与壬基酚聚氧乙 烯醚的物质的量比为1. 2,反应时间为8h。
2. 在第二步中，中间体与三乙烯四胺物质的量比为1，反应温度为60~70°C;甲醛与 中间体的物质的量比为2~2. 5,反应温度为85~95°C，反应时间为5~8h。
3. 权利要求1所述的乳化浙青与石料的拌合，以石油浙青为最佳原料，乳化浙青浓度 为6~8%，水泥用量为1%~5%。
【专利摘要】本发明根据慢裂快凝型沥青乳化剂的分子结构要求，设计了两性型沥青乳化剂的分子。合成出由NP-10(壬基酚聚氧乙烯醚)、三甲胺和环氧氯丙烷、甲醛、三乙烯四胺反应，合成出3-[2′,6′-双(三乙烯四胺基亚甲基)-4′-壬基苯酚聚氧乙烯醚]-2-羟基丙基三甲基氯化铵新型阳离子沥青乳化剂，得到具有阴离子和阳离子两种亲水基的两性型沥青乳化剂。目标产物的CMC值为4.26×10-4mol/L，其数值较小；在临界胶束浓度下表面张力为29.11mN/m。合成的乳化剂是一种快裂型沥青乳化剂。可广泛应用于粘层、雾封层和无溶剂冷拌以及用于沥青再回收利用和沥青路面基层稳定。
【IPC分类】C04B24-12, C07C213-02, C07C217-58, C08J3-03, C08L95-00
【公开号】CN104693048
【申请号】CN201310647058
【发明人】张森
【申请人】青岛惠城石化科技有限公司
【公开日】2015年6月10日
【申请日】2013年12月4日