专利名称：一种阳离子沥青乳化剂的组成、制备方法及其应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种阳离子浙青乳化剂、制备方法及其应用，这种乳化剂制备的阳离 子乳化浙青可应用于新建高等级浙青路面，也可以用于浙青路面或水泥路面的预防性养护 和轻微病害的矫正性养护。用于新建浙青路面时，主要用作路面的改性粘层或者封层。用 于预防性养护时，主要用于碎石封层和超薄磨耗层。
背景技术：
乳化浙青尤其是阳离子乳化浙青由于具有节能环保、可以改善施工条件，并能有 效地减少浙青过度老化等许多优良的应用特点，越来越广泛地在道路建设和维护中得到推 广及应用。而且随着道路工程对浙青结合料的要求越来越高，更多的情况下要使用改性乳 化浙青。目前改性乳化浙青多数是通过外加SBR胶乳的方式生产，SBR改性乳化浙青存在以 下不足①SBR胶乳主要改善浙青的低温性能，对浙青的高温性能改善不明显；②SBR胶乳 和乳化剂的配伍性差，路用性能不好。为了提高改性乳化浙青的高温性能而对SBS改性浙 青进行乳化通常存在乳化困难、乳液颗粒偏粗、储存稳定性差、实际路用性能不好等问题。影响乳化浙青路用性能的最关键因素就是浙青乳化剂，目前，我国阳离子乳化剂 主要是季铵盐及其复合物，品种少，价格昂贵，且生产的乳化浙青储存稳定性差，与石料的 粘附性不好，且不能乳化SBS改性浙青，直接影响乳化浙青的路用性能。
发明内容
本发明的目的之一是克服现有技术中的缺点，提供了一种阳离子浙青乳化剂的组 成，这种阳离子浙青乳化剂能直接乳化SBS改性浙青，使所制得的乳化浙青具有更好的路 用性能。本发明所述的阳离子浙青乳化剂含有四种活性组分A、B、C、D和一种溶剂E，活性 组分A为C12 C22的脂肪胺类，分子式为R-NH2,含量为15-35%，B为C12 C22的脂肪烷基 丙烯基二胺，分子式为R-NH-C3H6-NH2，含量10-25%，C为C12 C22的脂肪酰胺基多胺，代表 结构式为R-CO-NH-(C2H4-NH)nH,其中η为1 10，含量为10-30%，D为一种非离子组分脂
肪胺聚氧乙烯醚，结构式为R为C12 C22的脂肪基，m、n均
、0~(CH2-CH2-O)fir H
大于等于1且m+n为2 60，优选值为2_30，含量10-30%，溶剂E为一种小分子醇类，可以 使用乙醇，异丙醇或者丁醇，优先使用异丙醇，溶剂的含量为20 55%，优选为25 40%。本发明的另一个目的在于提出上述阳离子浙青乳化剂的制备方法及其用途。本发明的阳离子乳化剂是一种复合物，生产时先把20 55%的溶剂E投入到反应 釜中，升温至40-90°C，再把15-35%的A、10-25%的B、10-30%的C以及10-30%的D按照 ABCD的投料顺序加入到反应釜中，搅拌均勻后即可制得。本发明所述的阳离子浙青乳化剂 生产工艺简单易行，生产过程中没有三废排放，是一种环保型的产品。
本发明所述的阳离子浙青乳化剂可以直接乳化SBS改性浙青，克服了其它乳化剂 只能乳化基质浙青，在乳化浙青中添加SBR胶乳后又容易离析，耐高温性能不好的缺点。本 发明所述的乳化剂在生产乳化浙青时用量较低，每生产一吨普通乳化浙青只需添加该乳化 剂2kg，每生产一吨SBS改性浙青是只需添加该乳化剂5kg，即可达到很好的乳化效果，所得 乳液能够稳定储存，路用性能好，高低温性能都有明显改善，是一种高效型的乳化剂。本发明所述的阳离子乳化剂制备的浙青乳液用于改性粘层油、碎石封层和超薄磨 耗层。这种乳化剂制备的阳离子乳化浙青可应用于新建高等级浙青路面，也可以用于浙青 路面或水泥路面的预防性养护和轻微病害的矫正性养护。用于新建浙青路面时，主要用作 路面的改性粘层或者封层。用于预防性养护时，主要用于碎石封层和超薄磨耗层。 本发明所述的浙青乳化剂是一种阳离子乳化剂，使用时需用无机酸将皂液的PH 值调成2. 0-4.0才能发挥最佳的乳化效果。最常使用的酸为盐酸，最佳的pH值范围为 2. 0-2. 5。生产乳化浙青时，包括以下步骤先把乳化剂加入50-60°C的热水中，加入盐酸调 整pH值为2. 0-4. 0，即为皂液，皂液中乳化剂的质量百分含量为0. 4-2%;乳化基质浙青时， 浙青的温度采用135-140°C，乳化剂用量为乳化浙青质量的0. 2-0. 3%，将浙青和皂液同时 加入胶体磨中进行剪切后就可制得乳化基质浙青；乳化SBS改性浙青时改性浙青温度采用 165-170°C，乳化剂用量为乳化浙青质量的0. 5-1.0%，将改性浙青和皂液同时加入胶体磨 中进行剪切后就可制得乳化SBS改性浙青。浙青用量视用途可以在45-65%之间进行调节， 用作粘层油时，浙青含量可以用50-55% ；用作碎石封层时，浙青用量采用63-68% ；用作超 薄磨耗层时，采用65-68%的改性浙青为宜。把按要求配好的皂液和浙青同时泵送至胶体磨 或剪切机就可制得乳化浙青。本发明的阳离子乳化剂可直接乳化SBS改性浙青，所得乳化改性浙青的储存稳定 性好，高温抗车辙和低温抗开裂性能优异，从本质上解决了掺加SBR胶乳的乳化浙青容易 离析，高低温性能不好的缺点。本乳化剂在生产过程中无三废排放，是一种环保型的高效乳 化剂。乳化浙青用作改性粘层油时，能有效的弥合裂缝，形成隔水层，可明显提高层间粘 结力，明显提高封层强度及其抗变形能力，延长路面使用寿命；乳化浙青用作碎石封层时， 由于乳化浙青具有很强的粘结力和较高的粘度，使得撒布的碎石和原路面紧密的粘结成一 个整体，由于使用SBS改性剂，使得乳化浙青具有良好的抗温变能力和抗疲劳能力，还可抑 制原路面裂缝的反射和发展，作为裂缝反射的应力吸收层，能使结构层的使用寿命延长3-5 年。该乳化浙青还可用于超薄磨耗层时，具有路面构造深度大、抗滑性能好、行车噪声低的 特点，主要应用于高等级浙青路面或水泥路面的预防性养护和轻微病害的矫正性养护，也 可作为新建路面的表面磨耗层，可延长路面使用寿命8-12年。
具体实施例方式下面结合改性乳化浙青实施例进一步说明本发明，而不是限制本发明的范围。实施例1制备阳离子乳化剂把35g十八胺、IOg硬脂基-1，3-丙撑二胺和 IOgC17H35-CO-NH-C2H4-NH2,以及IOg十八胺聚氧乙烯醚(AC1802)按顺序投入到35g的异丙 醇中，在80°C搅拌lh，使之混合均勻，得到阳离子乳化剂。
制备改性浙青把辽河90#基质浙青加热到160°C，加入3. 5%的SBS，保温搅拌 60min,再用胶体磨研磨30-90min，制成SBS改性浙青。将SBS改性浙青在165 170°C保温备用。制备皂液称取该阳离子乳化剂5g，加入492g热水中，加入3g浓度为36 %的盐 酸，此时溶液的PH值为2. 0，即为皂液。保持皂液的温度为55-60°C。开启胶体磨，把500g温度为165°C的SBS改性浙青和上述皂液同时加入胶体磨中 进行剪切后就可制得乳化SBS改性浙青。其性能见表1。这种乳化改性浙青适合用于新建 路的改性粘层油。实施例2制备阳离子乳化剂把15g十八胺、25g牛脂基-1，3-丙撑二胺和 20gC17H35-C0-NH-(C2H4NH)4H,以及15g十八胺聚氧乙烯醚(AC1810)按顺序投入到25g的异 丙醇中，在90°C搅拌lh，得到阳离子乳化剂。制备皂液称取该阳离子乳化剂6g，加入341g热水中，加入3g浓度为36 %的盐 酸，此时溶液的PH值为2. 0，即为皂液。保持皂液的温度为55-60°C。开启胶体磨，把650g实施例1中制备的温度为165°C的SBS改性浙青和上述皂液 同时加入胶体磨中进行剪切后就可制得乳化SBS改性浙青。此乳化浙青为高粘度高浓度乳 化改性浙青，适合做高速公路的超薄磨耗层。其性能见表1。实施例3制备阳离子乳化剂把15g氢化牛脂基伯胺、10g油基-1，3_丙撑二胺和 30gC17H33-C0-NH- (C2H4-NH) 4H,以及10g十八胺聚氧乙烯醚(AC1820)按顺序投入到35g的异 丙醇中，在80°C搅拌lh，得到阳离子乳化剂。制备皂液称取该阳离子乳化剂8g，加入358g热水中，加入4g浓度为36 %的盐 酸，此时溶液的PH值为2. 0，即为皂液。保持皂液的温度为55-60°C。开启胶体磨，把630g实施例1中制备的温度为165°C的SBS改性浙青和上述皂液 同时加入胶体磨中进行剪切后就可制得乳化SBS改性浙青。此乳化浙青为高粘度乳化改性 浙青，适合做高速公路的改性粘层油，也可用作碎石封层。其性能见表1。实施例4制备阳离子乳化剂把15g十八胺、10g油基-1，3_丙撑二胺和 10gC17H33-C0-NH- (C2H4-NH) 4H,以及30g十八胺聚氧乙烯醚(AC1830)按顺序投入到35g的异 丙醇中，在80°C搅拌lh，得到阳离子乳化剂。制备皂液称取该阳离子乳化剂10g，加入305g热水中，加入5g浓度为36%的盐 酸，此时溶液的PH值为2. 0，即为皂液。保持皂液的温度为55-60°C。开启胶体磨，把680g实施例1中制备的温度为165°C的SBS改性浙青和上述皂液 同时加入胶体磨中进行剪切后就可制得乳化SBS改性浙青。此乳化浙青为高粘度高浓度乳 化改性浙青，适合在高速公路养护作业中作为超薄磨耗层，也可用作碎石封层。其性能见表 1。 对比例1 (乳化基质浙青) 称取实施例1中的阳离子乳化剂3g，加入496g热水中，加入lg浓度为36%的盐 酸，此时溶液的PH值为2. 0，即为皂液。保持皂液的温度为55-60°C。
开启胶体磨，把500g温度为135°C的辽河90#基质浙青和上述皂液同时加入胶体 磨中进行剪切后就可制得乳化浙青。其性能见表1。对比例2 (外掺SBR胶乳的改性乳化浙青)称取市场上购买的某种阳离子乳化剂8g，加入486. 5g热水中，然后加入3. 5gSBR 胶乳，再加入2g浓度为36%的盐酸，此时溶液的pH值为2. 0，即为皂液。保持皂液的温度 为 55-60 °C。开启胶体磨，把500g温度为135°C的辽河90#基质浙青和上述皂液同时加入胶体 磨中进行剪切后就可制得乳化浙青。其性能见表1。对比例3 (其它乳化剂乳化的基质浙青)称取市场上购买的某种阳离子乳化剂8g，加入490g热水中，再加入2g浓度为 36%的盐酸，此时溶液的pH值为2. 0，即为皂液。保持皂液的温度为55-60°C。开启胶体磨，把500g温度为135°C的辽河90#基质浙青和上述皂液同时加入胶体 磨中进行剪切后就可制得乳化浙青。其性能见表1。表 1 测试方法1.筛上剩余量，T0652-1993 ；2.标准粘度，T0621-1993 ；3.蒸发残留物性质，a软化点，T0606-2000 ；b针入度，T0604-2000 ；低温延度， T0605-1993 ；4. 1 天稳定度，T0655-1993。由表1可以看出，由本发明的阳离子乳化剂制得的乳化SBS改性浙青的蒸发残留 物与相应的普通乳化浙青残留物(对比例1)相比，可增加软化点15°C以上，明显改善了原 浙青的高温性能。而且从表1可以看出，使用本专利的阳离子浙青乳化剂乳化的SBS改性 浙青的低温性能比基质浙青有极大改善。相对于比外掺SBR胶乳的乳化浙青而言，SBS改 性浙青的高温性能和低温性能也优于SBR胶乳改性浙青。用本发明的阳离子乳化剂可直接乳化SBS改性浙青，所得乳化改性浙青的储存稳定性好，高温抗车辙和低温抗开裂性能优异，从本质上解决了掺加SBR胶乳的乳化浙青容 易离析，高低温性能不好的缺点。本乳化剂在生产过程中无三废排放，是一种环保型的高效 乳化剂。
权利要求
一种阳离子沥青乳化剂，其特征在于，其含有四种活性组分A、B、C、D和一种溶剂E，活性组分A为C12～C22的脂肪胺类，分子式为R-NH2，含量为15-35％，B为C12～C22的脂肪烷基丙烯基二胺，分子式为R-NH-C3H6-NH2，含量10-25％，C为C12～C22的脂肪酰胺基多胺，结构式为R-CO-NH-(C2H4-NH)nH，其中n为1～10，含量为10-30％，D为一种非离子组分脂肪胺聚氧乙烯醚，结构式为R为C12～C22的脂肪基，m、n均大于等于1且m+n为2～60，含量10-30％，溶剂E为一种小分子醇类，含量为20～55％。FSA00000122316200011.tif
2.权利要求1的阳离子浙青乳化剂，其特征在于，所述m+n优选值为2-30。
3.权利要求1的阳离子浙青乳化剂，其特征在于，所述溶剂E为乙醇，异丙醇或者丁醇， 优先使用异丙醇，含量优选为25 40%。
4.权利要求1的阳离子浙青乳化剂的制备方法，其特征在于，步骤包括先把20 55%的溶剂E投入到反应釜中，升温至40-90°C，再把15-35%的A、10-25%的B、10-30%的 C以及10-30%的D按照AB⑶的投料顺序加入到反应釜中，搅拌均勻后即可。
5.权利要求1的阳离子浙青乳化剂直接乳化SBS改性浙青。
6.权利要求1的阳离子浙青乳化剂乳化浙青的方法，其特征在于，包括以下步骤先 把乳化剂加入50-60°C的热水中，加入盐酸调整pH值为2. 0-4. 0，即为皂液，皂液中乳化剂 的质量百分含量为0. 4-2% ；乳化基质浙青时，浙青的温度采用135-140°C，乳化剂用量为 乳化浙青质量的0. 2-0. 3%，将浙青和皂液同时加入胶体磨中进行剪切后就可制得乳化基 质浙青；乳化SBS改性浙青时改性浙青温度采用165-170°C，乳化剂用量为乳化浙青质量的 0. 5-1. 0%，将改性浙青和皂液同时加入胶体磨中进行剪切后就可制得乳化SBS改性浙青。
7.一种包括权利要求1的阳离子浙青乳化剂的乳化SBS改性浙青。
全文摘要
本发明公开了一种阳离子沥青乳化剂的组成、制备方法及其应用，阳离子沥青乳化剂含有(A)C12～C22的脂肪胺类，含量为15-35％；(B)C12～C22的脂肪烷基丙烯基二胺，含量10-25％；(C)C12～C22的脂肪酰胺基多胺，含量为10-30％；(D)一种非离子组分脂肪胺聚氧乙烯醚，含量为10-30％；(E)一种溶剂小分子醇类含量为20～55％。制备时先把溶剂E投入到反应釜中，升温至40-90℃，再把ABCD的投料依次加入到反应釜中，搅拌均匀后即可制得。本发明所述的阳离子沥青乳化剂可以直接乳化SBS改性沥青，克服了其它乳化剂只能乳化基质沥青，在乳化沥青中添加SBR胶乳后又容易离析，耐高温性能不好的缺点。
文档编号B01F17/16GK101845228SQ201010177660
公开日2010年9月29日 申请日期2010年5月20日 优先权日2010年5月20日
发明者王建荣 申请人:北京万博汇佳科贸有限公司