二胺类阳离子沥青乳化剂的合成工艺优化的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及浙青乳化剂的合成与有效利用，属于精细化工与建筑材料领域。
【背景技术】
[0002] 浙青是石油和煤蒸馏以后产生的残渣。浙青使用有两种形式，即乳化浙青和热浙 青。浙青直接加热即是热浙青。乳化化浙青是由浙青、乳化剂、水和其他添加剂组成。与热 浙青相比，乳化浙青可在常温下应用，具有与石料更好的粘合能力、低能耗以及环境污染小 等优点，广泛应用于公路和防水材料。
[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] 此类乳化剂发展较晚，但实践发现它与各种矿料有更好的粘附性，用量少等优点， 得到了更广泛的应用。主要有烷基胺类、酰胺类、咪唑啉类、季铵盐类、环氧乙烷双胺、胺化 木质素等。其中二烷基或三烷基胺类一般没有乳化性，含有C12~C22的单烷基胺类乳化剂 效果较好，但是烷基单胺缺乏足够的乳化能力，所以现在常用有CI2~C22烷基、2~4个亚 甲基的N-烷基聚亚甲基二胺盐类乳化剂。烷基丙烯二胺常由丙烯腈与伯胺加成还原得到， 而卤代烷同乙二胺反应也是合成N-烷基乙二胺的最普通方法。同样，卤代烷与多亚甲基 多胺（二亚甲基三胺、三亚甲基四胺等）反应，可以得到N-烷基多胺。实践证明，有C16~ C20的脂肪烃基取代的乙撑或丙撑二胺是性能良好的阳离子乳化剂。
[0005] 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 Ar0C2H40C2H4N+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C8~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。
[0006] 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C02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RC0-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。
[0007] 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 了优化。
【发明内容】
[0008] 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。
[0009] 本发明的技术方案如下：
[0010] 一种新型阳离子浙青乳化剂的制备方法，采用一锅法合成，以松香、环氧氯丙烷和 一种二胺直接制得浙青乳化剂，步骤如下：
[0011] (1)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的松 香、NaOH，40g水、50~150ml无水乙醇，35~55°C溶解
[0012] (2)滴加物质的量比为1的环氧氯丙烷，搅拌反应3~5h后，
[0013] (3)再将温度升至70°C，滴加物质的量比为1的羟乙基乙二胺，在70°C搅拌反 应2~3h生成新型乳化剂。
[0014]根据本发明优选的，所述的胺为羟乙基乙二胺，。
[0015] 根据本发明优选的，步骤（1)的物料物质的量比1:1 ;
[0016] 根据本发明优选的，步骤⑵的反应温度35~55°C，反应时间为3~5h;
[0017] 根据本发明优选的，步骤（4)中反应温度70°C，反应时间为2~3h。
[0018] 以羟乙基乙二胺为例，合成步骤与反应方程式为：
[0019](1)松香与氢氧化钠初步反应
[0020] C19H29C00H+Na0H-C19H29C00Na+H20
[0021] (2)再加入环氧氯丙烷参加反应
【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合成工艺，其中原料选自：乙二胺， e-羟乙基乙二胺，四甲基乙二胺等二胺。
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所述的乳化浙青与石料的拌合，以石油浙青为最佳原料，表面活性剂浓 度2%~5%，水泥1%~5%。
【专利摘要】本发明利用松香、环氧氯丙烷和β-羟乙基乙二胺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4.26×10-4mol/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】C08J3-03, C04B24-34, C08L95-00, C09F1-04
【公开号】CN104694012
【申请号】CN201310648790
【发明人】邵星红
【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