菜籽油新型阳离子沥青乳化剂的合成方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及浙青乳化剂的合成与实际应用，属于精细化工与建筑工程领域。
【背景技术】
[0002]乳化浙青是浙青和乳化剂在一定工艺作用下，生成水包油或油包水(具体谁包谁要看乳化剂的种类)的液态浙青。乳化浙青是将通常高温使用的道路浙青，经过机械搅拌和化学稳定的方法(乳化)，扩散到水中而液化成常温下粘度很低、流动性很好的一种道路建筑材料。可以常温使用，且可以和冷的和潮湿的石料一起使用。
[0003]乳化浙青为水包油型乳液，浙青乳化剂可分为阳离子型、阴离子型、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。阳离子型乳化剂近年来发展迅速，阳离子浙青乳化剂具有很好的乳化性能及对石料较强的黏附力。大多数石料具有负电荷，阳离子乳化浙青可以迅速吸附并粘结在其表面。主要的阳离子乳化剂为含氮有机胺衍生物。
[0004]季铵盐类乳化剂是应用最为广泛的阳离子乳化剂。主要有烷基季铵盐(如1831、18331、1621等)，杂环结构的季铵盐，通过酰胺、酯、醚等基团连接的季铵盐(如ArOC2H4OC2H4N+MeEtCV)等。特别是含氯烷基季铵盐类，如烷基吡啶氯化物，用于稀浆封层中能减少快裂型浙青乳液的流失。连有CS?C22链的芳基或环烷基季铵盐，可以减慢浙青的破乳，并有改善与石料、混凝土等粘附性的作用。尽管季铵盐类的乳化能力与二胺类相当，但与石料等基体结合破乳后形成的覆盖膜层较薄。
[0005]酰胺类乳化剂常由脂肪酸(酯)胺解得到，其单酰胺化合物是一类重要的表面活性剂，反应过程中通入CO2可防止二酰胺的生成。由脂肪酰胺的盐酸盐得到的乳液具有良好的贮存稳定性和对各种基体的粘附性能。脂肪酸的衍生物，特别是妥尔油与二乙烯三胺或四乙烯五胺的产物，是一种很有用的浙青乳化剂。另外，烷基酰胺多胺RCO-NH(C3H6NH)nC3H6NH2中含有多个亲水性胺基，所以能通过调节pH值，得到性能各异的浙青乳液。但是酰胺类乳化剂在水中有水解现象。酰胺类乳化剂经进一步加热脱水可以形成眯唑啉类阳离子乳化剂，它的无机酸盐也是很好的乳化剂。
[0006]本发明合成了一种具有很好乳化性能的阳离子型浙青乳化剂，并对合成路线进行了改进优化。
【发明内容】
[0007]本发明涉及一种新型阳离子浙青乳化剂的制备方法。合成的乳化剂是一种中裂型浙青乳化剂。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。
[0008]本发明的技术方案如下:
[0009]一种新型阳离子浙青乳化剂的制备方法，采用一锅法合成，以菜籽油、酸酐、混合胺为原料，制备了一种阳离子浙青乳化剂，，步骤如下:
[0010](I)在带有电动搅拌器和温度计的500ml三口烧瓶中加入物质的量比为1:1的籽油和酸酐，一定量的水和无水乙醇，40?60°C溶解；
[0011](2)滴加物质量比为I的环氧氯丙烷，50?60°C搅拌反应3?4h;
[0012](3)再将温度升至70°C，加入混合胺147.5g，在70°C搅拌反应2?3h后生成新型乳化剂。
[0013]根据本发明优选的，所述的混合胺为三甲基四胺，二甲胺，三乙胺等。
[0014]根据本发明优选的，步骤⑴的物料物质的量比1:1 ;
[0015]根据本发明优选的，步骤(2)的反应温度50?60°C，反应时间为3?4h ;
[0016]根据本发明优选的，步骤(3)中反应温度70°C，反应时间为2?3h。
[0017]本发明制备的浙青乳化剂，无需进行分离纯化，直接用于和石油拌合制备乳化浙青。
[0018]本发明制备的浙青乳化剂，主产物为长链烷基季铵盐，副产物为氨基酯、酰胺酯等，还含有部分未反应的高级脂肪酸的甘油酯(菜籽油的主要成分)，混合胺。所述主产物占70-85wt%、副产物占15-30wt%，其余为未反应完全的三乙烯四胺。所述主产物、副产物以及未反应的反应物自然构成复配增效体系。其在较低浓度(产物总浓度可小于0.3wt%)下，不需要加入碱及其它助表面活性剂，较宽温度(20°C?40°C)条件下，与不同产地的浙青均能达到超低界面张力，即10_3mN/m数量级，最低可达10-5mN/m。达到理想的乳化效果。
[0019]本发明研究结果表明，适宜结构的副产物在含量合适的情况下具有提高界面活性和油相适应性的突出效果，在很低浓度即可达到超低油水界面张力，并且降低界面张力快，吸附损失低，乳化浙青能力强，提高乳化效果显著。因此，本发明采用简单的一锅法合成制备季铵盐阳离子表面活性剂，通过特定比例的反应物条件，合适催化剂量，无需抽真空，且不需加入中和剂，副产物及未反应物都可以作为有效成分，无需纯化，产品具有较高的界面活性和油相适应性，适用于建筑用乳化浙青的制备。
【具体实施方式】
[0020]实施例1:在烧杯中称取一定量的该乳化剂，添加200ml水，加热到50?60°C，用玻璃棒搅拌，使其溶解，用工业盐酸调节PH至2?3。再称取300g道路石油浙青100号，力口热至110°C使其熔化。启动胶体磨(启动前先用60°C热水预热)，将乳化剂水溶液注入胶体磨中，再缓缓将浙青倒入胶体磨中进行乳化，在胶体磨中大约一分钟，将乳液装入矿泉水瓶中，关闭胶体磨。
[0021]称取10g石料，取一定量的水和助剂，加入到铁碗中，混合均匀，再称取一定量的乳化浙青，倒入铁碗中，迅速充分搅拌，并开始计时，记录开始可拌和时间和成型时间。结果表明乳化时间为1.5min。
[0022]乳化条件:道路石油浙青100号，pH=2，乳化计量为1%。
[0023]乳化效果:乳化完全，效果良好。
[0024]贮存稳定性:长期贮存无沉淀析出和破乳现象，稳定性良好。
[0025]拌合条件:在气温为18°C，加入10g石料、Ig水泥、8g水、Ilg乳化浙青。
[0026]拌合结果:可拌合时间为55s，为中裂型浙青乳化剂。
[0027]实施例2:在烧杯中称取一定量的乳化剂，添加200ml水，加热到50?60°C，用玻璃棒搅拌，使其溶解，用工业盐酸调节pH至2?3。再称取300AH-90浙青，加热至120°C使其熔化。启动胶体磨(启动前先用60°C热水预热)，将乳化剂水溶液注入胶体磨中，再缓缓将浙青倒入胶体磨中进行乳化，在胶体磨中大约一分钟，将乳液装入矿泉水瓶中，关闭胶体磨。
[0028]称取10g石料，取一定量的水和助剂，加入到铁碗中，混合均匀，再称取一定量的乳化浙青，倒入铁碗中，迅速充分搅拌，并开始计时，记录开始可拌和时间和成型时间。乳化时间为2.3min。
[0029]乳化条件:AH-90浙青，pH=2,乳化计量为1%。
[0030]乳化效果:乳化完全，效果良好。
[0031]贮存稳定性疋存16天，无沉淀析出和破乳现象，稳定性良好。
[0032]拌合条件:在气温为18°C，加入10g石料、Ig水泥、8g水、Ilg乳化浙青。
[0033]拌合结果:可拌合时间为lmin，为中裂型浙青乳化剂。
[0034]实施例3:在烧杯中称取一定量的乳化剂，添加200ml水，加热到50?60°C，用玻璃棒搅拌，使其溶解，用工业盐酸调节PH至2?3。再称取300g道路石油浙青180号，加热至100°C使其熔化。启动胶体磨(启动前先用60°C热水预热)，将乳化剂水溶液注入胶体磨中，再缓缓将浙青倒入胶体磨中进行乳化，在胶体磨中大约一分钟，将乳液装入矿泉水瓶中，关闭胶体磨。
[0035]称取10g石料，取一定量的水和助剂，加入到铁碗中，混合均匀，再称取一定量的乳化浙青，倒入铁碗中，迅速充分搅拌，并开始计时，记录开始可拌和时间和成型时间。
[0036]乳化条件:道路石油浙青180号，pH=2?3，乳化计量为1%。
[0037]乳化效果:乳化完全，效果良好。
[0038]贮存稳定性疋存16天，无沉淀析出和破乳现象，稳定性良好。
[0039]拌合条件:在气温为18°C，加入10g石料、Ig水泥、8g水、8?10%乳化浙青。
[0040]拌合结果:可拌合时间为。2.5min，为中裂型浙青乳化剂。
[0041]上述实施例仅仅是为清楚的说明本发明创造所作的举例，而并非对本发明创造【具体实施方式】的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可做出其他不同形式的变化和变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。
【主权项】
1.一种能将常用建筑用浙青的胜面界张力将至超低，且具有一定稳定性的表面活性剂浙青乳化剂，其特征在于种新型阳离子表面活性剂的合成工艺，在反应条件的要求，反应步骤(2)要求温度控制在50?60°C，反应时间在3?4小时。
2.权利要求1所述的乳化浙青，以石油浙青为最佳原料，其中表面活性剂浓度1%?2%。
3.权利要求1所述的乳化浙青，以石油浙青为最佳原料进行的拌合，表面活性剂:0.3%。
【专利摘要】本发明利用以菜籽油、酸酐、混合胺为原料，制备了一种阳离子沥青乳化剂经两步反应合成了一种新型沥青乳化剂，并得到合成该种沥青乳化剂的最佳反应工艺条件。目标产物的CMC值为4.89×10-4mol/L，其数值较小；在临界胶束浓度下表面张力为25.28mN/m。合成的乳化剂是一种中裂型沥青乳化剂。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】C07C213-04, C08J3-03, C07C219-08, C08L95-00, C04B24-36
【公开号】CN104693049
【申请号】CN201310646609
【发明人】朱洪学, 黄喜峰
【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