含有双子表面活性剂的复配沥青乳化剂的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种复配沥青乳化剂，所述复配沥青乳化剂由阳离子季铵盐单链表面活性剂和双子表面活性剂组成，所述阳离子季铵盐单链表面活性剂和双子表面活性剂的质量比为1-2:1。使用该复配乳化剂制备的沥青乳液，在乳化剂的使用量上有了显著的降低，克服了目前制备的沥青乳液大多存在表面活性剂用量大的缺点，并且制备的沥青乳液性质良好，符合JTJ052-2000试验方法的检测标准。
【专利说明】含有双子表面活性剂的复配沥青乳化剂
【技术领域】
[0001]本发明涉及浙青乳化【技术领域】，尤其涉及一种含有双子表面活性剂的复配浙青乳化剂。
【背景技术】
[0002]浙青是由不同分子量的碳氢化合物及其非金属衍生物组成的黑褐色复杂混合物，呈液态、半固态或固态，是一种防水防潮和防腐的有机胶凝材料。广泛用于涂料、塑料、橡胶等工业以及铺筑路面等。由于常温下大部分浙青为固体，所以最开始是用加热的方法将浙青转化为液态使用。但是随着浙青使用量的增大，人们越来越感觉到浙青加热施工的不便，以及加热过程出现的环境污染、能源消耗、生产不安全等问题，开始对浙青的常温施工方法进行探索。于是，稀释浙青、乳化浙青等开始出现并得到应用。乳化浙青技术起源于20世纪初的欧洲，是将浙青热融，然后在乳化剂作用下经过机械分散使浙青以细小的微粒状态分散于水中形成乳状液，进而可以实现常温应用。这种浙青乳化技术能够省去施工前加热浙青的步骤，不但减少了环境的污染，降低了燃料使用量，还可以显著提高生产效率。
[0003]在浙青乳液的研究过程中，最早使用的乳化剂是阴离子乳化剂，由于原料易得，来源广泛，阴离子乳化剂在相当长的一段时间内作为最主要的乳化剂类型，在世界范围内得到了广泛的应用。但由于阴离子浙青乳液中浙青微粒带负电荷，与在潮湿状态下带负电荷的石料粘附性差，造成浙青微粒不能尽快、牢固的黏附到石料表面，影响路用性能而逐渐被带正电荷的阳离子浙青乳液所代替。目前，被广泛应用于制备浙青乳液的阳离子表面活性剂包括:(1)季铵盐类；(2)烷基胺类；(3)酰胺基胺类；(4)咪唑啉类；(5)木质素胺类等。
[0004]浙青乳液的性质影响后续施工的使用效果，现阶段制备的浙青乳液已经达到了相应的施工要求，但依然存在一些问题，如表面活性剂用量偏大。中国专利CN 101643584A中胡曙光等人使用的阳离子咪唑啉和聚氧乙烯山梨糖醇酐三油酸酯复配乳化剂的用量为总浙青乳液重量比的10%左右，中国专利CN 1746242A中赵欣平等人制备的一种石油浙青乳液涂料中使用了十八烷基三甲基氯化铵和环氧乙烷合剂的复配乳化剂，这种乳化剂的使用量在1.5^2.5%之间，中国专利CN 101153118A中张洪武制备的一种乳化浙青使用了离子型表面活性剂和非离子型表面活性剂的复配，它们的使用量分别为总质量比的1~15%和
2.5~19%，乳化剂使用量的偏大不可避免的增加了制备浙青乳液的生产成本。
[0005]乳化剂结构性质是决定浙青乳液性质好坏的关键因素，目前应用的浙青乳化剂多为单链结构的阳离子浙青乳化剂，而双子表面活性剂是一类新型表面活性剂。双子表面活性剂是通过化学键将两个或两个以上的同一或几乎同一的表面活性剂单体，在亲水基或靠近亲水基附近用连接基团将两亲成份连接在一起。双子表面活性剂与传统表面活性剂结构有明显的区别，这种表面活性剂分子中含有两个亲油、亲水基团和一个连接基团，具有良好的水溶性和表面活性，其显著特点表现在:(I)更低的CMC值；(2) KrafTt点低，增溶性好；
(3)复配效果明显。双子表面活性剂不但具有传统表面活性剂的性质特点而且具有很多新的优良特点，但是双子表面活性剂应用到浙青乳液中的相关专利还鲜有报道。
【发明内容】
[0006]本发明所要解决的技术问题是，提供ー种含有双子表面活性剂的复配浙青乳化剂。
[0007]本发明所要解决的第二个技术问题是，提供ー种乳化剂含量较低的浙青乳液。
[0008]本发明所要解决的第三个技术问题是，提供ー种乳化剂含量较低的浙青乳液制备方法。
[0009]为了解决上述第一个问题，本发明提供了ー种复配浙青乳化剤，所述复配浙青乳化剂由阳离子季铵盐单链表面活性剂和双子表面活性剂组成，所述阳离子季铵盐单链表面活性剂和双子表面活性剂的质量比为1-2:1。
[0010]所述阳离子季铵盐单链表面活性剂为十二烷基三甲基氯化铵、十四烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基氯化铵、十八烷基三甲基氯化铵表面活性剂中的ー种或几种。
[0011]所述双子表面活性剂为双十八烷基二甲基卤化铵表面活性剤。
[0012]所述双十八烷基二甲基卤化铵表面活性剂为乙烷-1，2-双十八烷基二甲基氯化铵、丙烷_1，3-双十八烷基二甲基氯化铵、丁烧_1，4-双十八烷基二甲基氯化铵、己烧_1，6-双十八烷基二甲基氯化铵、辛烧-1，8-双十八烷基二甲基氯化铵、十二烷-1，12-双十八烷基二甲基氯化铵表面活性剂中的ー种或几种。
[0013]为了解决上述第二个技术问题，本发明提供ー种乳化剂含量较低的浙青乳液，包含浙青、乳化剤、稳定剂和水，其中各组分的含量按质量百分比计为:浙青55~70%，乳化剂0.05、.5%，稳定剂0.5~2%，余量为水，其中所述乳化剂是指上述复配浙青乳化剤，所述复配浙青乳化剂由阳离子季铵盐单链表面活性剂和双子表面活性剂组成，所述阳离子季铵盐单链表面活性剂和双子表面活性剂的质量比为1-2:1。
[0014]所述阳离子季铵盐单链表面活性剂为十二烷基三甲基氯化铵、十四烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基氯化铵、十八烷基三甲基氯化铵表面活性剂中的ー种或几种。
[0015]所述双子表面活性剂为双十八烷基二甲基卤化铵表面活性剤。
[0016]所述双十八烷基二甲基卤化铵表面活性剂为乙烷-1，2-双十八烷基二甲基氯化铵、丙烷_1，3-双十八烷基二甲基氯化铵、丁烧_1，4-双十八烷基二甲基氯化铵、己烧-1，6-双十八烷基二甲基氯化铵、辛烧-1，8-双十八烷基二甲基氯化铵、十二烷-1，12-双十八烷基二甲基氯化铵表面活性剂中的ー种或几种。
[0017]所述稳定剂是NaCl、CaCl2、FeCl3、FeCl2、MgCl2、AlCl3、NaN03、Na3P04、MgS04、CaC03、K2SO4' NH4Cl中的ー种或几种。
[0018]为了解决上述第三个技术问题，本发明提供ー种乳化剂含量较低的浙青乳液的制备方法，其特征在于，包括以下步骤:
(1)将质量分数为55~70%的浙青加热融化，加热温度为150±0.50C ；
(2)称取质量分数为0.05、.5%的乳化剤，其中阳离子季铵盐单链表面活性剂和双子表面活性剂的质量比为1-2:1，加水溶解后，配制成皂液，65°C水浴恒温；
(3)称取质量分数为0.5-2%的稳定剂，加水溶解后，65°C水浴恒温；
(4)将步骤(2)获得的皂液在高剪切分散乳化机上搅拌，将步骤(1)加热好的浙青加入到皂液中，经过乳化机的剪切、粉碎和混合乳化，使浙青以细小的微粒分散于含有乳化剂的水溶液中，形成水包油的均匀稳定的多相分散体系，该体系即为乳化浙青；
(5)将步骤(3)溶解的稳定剂加入到步骤(4)制备的乳化浙青中，即为浙青乳液。
[0019]本发明的优点在于，本发明公开了一种用于制备浙青乳液的复配浙青乳化剂，该乳化剂是由阳离子季铵盐单链表面活性剂与双子表面活性剂的复配组成，使用该复配乳化剂制备的浙青乳液，在乳化剂的使用量上有了显著的降低，克服了目前制备的浙青乳液大多存在表面活性剂用量大的缺点，并且制备的浙青乳液性质良好，符合JTJ052-2000试验方法的检测标准。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1为浙青乳液显微镜照片。
【具体实施方式】
[0021]下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
[0022]实施例1
称取浙青35.6g，在150 ±0.5 °C的烘箱中恒温60分钟；称取十八烷基三甲基氯化铵0.0300，乙烷-1，2-双十八烷基二甲基氯化铵0.0182g，加入14毫升去离子水溶解，待乳化液完全溶解之后，放于65°C的水浴中恒温20分钟；称取NaCl0.696g，加入8毫升去离子水溶解，放于65°C的水浴中恒温20分钟；浙青和乳化液恒温之后，在高剪切分散乳化机上以16000rpm转速分散5分钟,最后将NaCl溶液加入到浙青乳液中，即为最终浙青乳液。
`[0023]实施例2
称取浙青32g，在150±0.5°C的烘箱中恒温60分钟；称取十八烷基三甲基氯化铵0.0422g，乙烷-1，2-双十八烷基二甲基氯化铵0.0268g，加入14毫升去离子水溶解，待乳化液完全溶解之后，放于65°C的水浴中恒温20分钟；称取NaCl0.696g，加入8毫升去离子水溶解，放于65°C的水浴中恒温20分钟；浙青和乳化液恒温之后，在高剪切分散乳化机上以16000rpm转速分散5分钟,最后将NaCl溶液加入到浙青乳液中，即为最终浙青乳液。
[0024]实施例3
称取浙青35g，在150±0.5°C的烘箱中恒温60分钟；称取十八烷基三甲基氯化铵0.0420g,乙烷-1，2-双十八烷基二甲基氯化铵0.0428g，加入14毫升去离子水溶解，待乳化液完全溶解之后，放于65°C的水浴中恒温20分钟；称取NaCl0.5568g，加入8毫升去离子水溶解，放于65°C的水浴中恒温20分钟；浙青和乳化液恒温之后，在高剪切分散乳化机上以16000rpm转速分散5分钟,最后将NaCl溶液加入到浙青乳液中，即为最终浙青乳液。
[0025]实施例4
称取浙青34g，在150±0.5°C的烘箱中恒温60分钟；称取十八烷基三甲基氯化铵
0.0874g，乙烷-1，2-双十八烷基二甲基氯化铵0.0624g，加入14毫升去离子水溶解，待乳化液完全溶解之后，放于65°C的水浴中恒温20分钟；称取NaCl0.5568g，加入8毫升去离子水溶解，放于65°C的水浴中恒温20分钟；浙青和乳化液恒温之后，在高剪切分散乳化机上以16000rpm转速分散5分钟,最后将NaCl溶液加入到浙青乳液中，即为最终浙青乳液。[0026]实施例5
称取浙青34.8g，在150 ±0.5 °C的烘箱中恒温60分钟；称取十八烷基三甲基氯化铵0.0920g，丙烷-1，3-双十八烷基二甲基氯化铵0.0566g，加入14毫升去离子水溶解，待乳化液完全溶解之后，放于65°C的水浴中恒温20分钟；称取NaCl0.5568g，加入8毫升去离子水溶解，放于65°C的水浴中恒温20分钟；浙青和乳化液恒温之后，在高剪切分散乳化机上以16000rpm转速分散5分钟,最后将NaCl溶液加入到浙青乳液中，即为最终浙青乳液。
[0027]实施例6
称取浙青35.2g，在150 ±0.5 °C的烘箱中恒温60分钟；称取十八烷基三甲基氯化铵0.1835g，己烷-1，6-双十八烷基二甲基氯化铵0.0984g,加入14毫升去离子水溶解，待乳化液完全溶解之后，放于65°C的水浴中恒温20分钟；称取NaCl0.5568g，加入8毫升去离子水溶解，放于65°C的水浴中恒温20分钟；浙青和乳化液恒温之后，在高剪切分散乳化机上以16000rpm转速分散5分钟,最后将NaCl溶液加入到浙青乳液中，即为最终浙青乳液。
[0028]实施例7
称取浙青32.8g，在150 ±0.5 °C的烘箱中恒温60分钟；称取十八烷基三甲基氯化铵0.1703g,辛烷-1，8-双十八烷基二甲基氯化铵0.0646g,加入14毫升去离子水溶解，待乳化液完全溶解之后，放于65°C的水浴中恒温20分钟；称取NaCl0.5568g，加入8毫升去离子水溶解，放于65°C的水浴中恒温20分钟；浙青和乳化液恒温之后，在高剪切分散乳化机上以16000rpm转速分散5分钟,最后将NaCl溶液加入到浙青乳液中，即为最终浙青乳液。
[0029]实施例8
称取浙青34.4g，在150 ±0.5 °C的烘箱中恒温60分钟；称取十八烷基三甲基氯化铵0.1121g，十二烷-1，12-双十八烷基二甲基氯化铵0.0564g，加入14毫升去离子水溶解，待乳化液完全溶解之后，放于65°C的水浴中恒温20分钟；称取NaCl0.5568g，加入8毫升去离子水溶解，放于65°C的水浴中恒温20分钟；浙青和乳化液恒温之后，在高剪切分散乳化机上以16000rpm转速分散5分钟，最后将NaCl溶液加入到浙青乳液中，即为最终浙青乳液。
[0030]实施例9
称取浙青34g，在150±0.5°C的烘箱中恒温60分钟；称取十四烷基三甲基氯化铵0.1021g,乙烷-1，2-双十八烷基二甲基氯化铵0.0523g，加入14毫升去离子水溶解，待乳化液完全溶解之后，放于65°C的水浴中恒温20分钟；称取NaCl0.696g，加入8毫升去离子水溶解，放于65°C的水浴中恒温20分钟；浙青和乳化液恒温之后，在高剪切分散乳化机上以16000rpm转速分散5分钟,最后将NaCl溶液加入到浙青乳液中，即为最终浙青乳液。
[0031]实施例10
称取浙青35g，在150±0.5°C的烘箱中恒温60分钟；称取十四烷基三甲基氯化铵0.0806g,己烷-1，6-双十八烷基二甲基氯化铵0.0672g，加入14毫升去离子水溶解，待乳化液完全溶解之后，放于65°C的水浴中恒温20分钟；称取NaCl0.5568g，加入8毫升去离子水溶解，放于65°C的水浴中恒温20分钟；浙青和乳化液恒温之后，在高剪切分散乳化机上以16000rpm转速分散5分钟,最后将NaCl溶液加入到浙青乳液中，即为最终浙青乳液。
[0032]实施例11
称取浙青34g，在150±0.5°C的烘箱中恒温60分钟；称取十六烷基三甲基氯化铵
0.1220g,丙烷-1，3-双十八烷基二甲基氯化铵0.0766g,加入14毫升去离子水溶解，待乳化液完全溶解之后，放于65°C的水浴中恒温20分钟；称取NaCl0.696g，加入8毫升去离子水溶解，放于65°C的水浴中恒温20分钟；浙青和乳化液恒温之后，在高剪切分散乳化机上以16000rpm转速分散5分钟,最后将NaCl溶液加入到浙青乳液中，即为最终浙青乳液。
[0033]实施例12
称取浙青36g，在150±0.5°C的烘箱中恒温60分钟；称取十六烷基三甲基氯化铵
0.0985g，十二烷-1，12-双十八烷基二甲基氯化铵0.0498g，加入14毫升去离子水溶解，待乳化液完全溶解之后，放于65°C的水浴中恒温20分钟；称取NaCl0.696g，加入8毫升去离子水溶解，放于65°C的水浴中恒温20分钟；浙青和乳化液恒温之后，在高剪切分散乳化机上以16000rpm转速分散5分钟，最后将NaCl溶液加入到浙青乳液中，即为最终浙青乳液。
[0034]本发明所制备的浙青乳液中含有复配乳化剂的质量比在0.05-0.5%之间，通过乳化剂的复配，减少了乳化剂的使用量，而且制备的浙青乳液性质良好，由显微镜观察可以看出，制备的浙青乳液颗粒直径在10-100 μ m之间，通过以上实例可以看出，当单链表面活性剂和双子表面活性剂的质量比在1-2:1之间时均可制备出性质良好浙青乳液。
[0035]浙青乳液显微镜照片见图1，实例配方见表1，性能指标见表2。
[0036]表1实例中浙青乳液各组分的重量百分比
【权利要求】
1.一种复配浙青乳化剂，其特征在于，所述复配浙青乳化剂由阳离子季铵盐单链表面活性剂和双子表面活性剂组成，所述阳离子季铵盐单链表面活性剂和双子表面活性剂的质量比为1-2:1。
2.根据权利要求1所述的一种复配浙青乳化剂，其特征在于，所述阳离子季铵盐单链表面活性剂为十二烷基三甲基氯化铵、十四烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基氯化铵、十八烷基三甲基氯化铵表面活性剂中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的一种复配浙青乳化剂，其特征在于，所述双子表面活性剂为双十八烷基二甲基卤化铵表面活性剂。
4.根据权利要求3所述的一种复配浙青乳化剂，其特征在于，所述双十八烷基二甲基卤化铵表面活性剂为乙烷-1，2-双十八烷基二甲基氯化铵、丙烷-1，3-双十八烷基二甲基氯化铵、丁烧_1, 4-双十八烷基二甲基氯化铵、己烧-1, 6-双十八烷基二甲基氯化铵、辛烷-1，8-双十八烷基二甲基氯化铵、十二烷-1，12-双十八烷基二甲基氯化铵表面活性剂中的一种或几种。
5.一种乳化剂含量较低的浙青乳液，其特征在于，包含浙青、乳化剂、稳定剂和水，其中各组分的含量按质量百分比 计为:浙青55~70%，乳化剂0.05、.5%，稳定剂0.5~2%，余量为水，其中所述乳化剂是指权利要求1所述的复配浙青乳化剂，所述复配浙青乳化剂由阳离子季铵盐单链表面活性剂和双子表面活性剂组成，所述阳离子季铵盐单链表面活性剂和双子表面活性剂的质量比为1-2:1。
6.根据权利要求5所述的一种乳化剂含量较低的浙青乳液，其特征在于，所述阳离子季铵盐单链表面活性剂为十二烷基三甲基氯化铵、十四烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基氯化铵、十八烷基三甲基氯化铵表面活性剂中的一种或几种。
7.根据权利要求5所述的一种乳化剂含量较低的浙青乳液，其特征在于，所述双子表面活性剂为双十八烷基二甲基卤化铵表面活性剂。
8.根据权利要求7所述的一种乳化剂含量较低的浙青乳液，其特征在于，所述双十八烷基二甲基卤化铵表面活性剂为乙烷-1，2-双十八烷基二甲基氯化铵、丙烷-1，3-双十八烷基二甲基氯化铵、丁烷-1，4-双十八烷基二甲基氯化铵、己烷-1，6-双十八烷基二甲基氯化铵、辛烷-1，8-双十八烷基二甲基氯化铵、十二烷-1，12-双十八烷基二甲基氯化铵表面活性剂中的一种或几种。
9.根据权利要求5所述的一种乳化剂含量较低的浙青乳液，其特征在于，所述稳定剂是 NaCl、CaCl2' FeCl3' FeCl2' MgCl2' AlCl3' NaNO3' Na3PO4' MgSO4' CaCO3> K2SO4' NH4Cl 中的一种或几种。
10.权利要求5—9任一所述的乳化剂含量较低的浙青乳液的制备方法，其特征在于，包括以下步骤: (1)将质量分数为55~70%的浙青加热融化，加热温度为150±0.50C ； (2)称取质量分数为0.05、.5%的乳化剂，其中阳离子季铵盐单链表面活性剂和双子表面活性剂的质量比为1-2:1，加水溶解后，配制成皂液，65°C水浴恒温； (3)称取质量分数为0.5^2%的稳定剂，加水溶解后，65°C水浴恒温； (4)将步骤(2)获得的皂液在高剪切分散乳化机上搅拌，将步骤(1)加热好的浙青加入到皂液中，经过乳化机的剪切、粉碎和混合乳化，使浙青以细小的微粒分散于含有乳化剂的水溶液中，形成水包油的均匀稳定的多相分散体系，该体系即为乳化浙青；(5)将步骤(3)溶解的稳定剂 加入到步骤(4)制备的乳化浙青中，即为浙青乳液。
【文档编号】C08L95/00GK103525099SQ201210226139
【公开日】2014年1月22日 申请日期:2012年7月3日 优先权日:2012年7月3日
【发明者】王小永, 杨乾乾, 舒萍, 洪锦祥, 冉千平 申请人:华东理工大学, 江苏省建筑科学研究院有限公司