[发明专利]一种新型慢裂慢凝型沥青乳化剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种新型慢裂慢凝型沥青乳化剂的制备方法，属于精细有机化学品领域。

背景技术

石油沥青是道路交通、建筑及其它一些行业重要的原材料，其中道路沥青占石油沥青总用量的70～85%。道路沥青的传统使用方法是先将沥青加热熔化至流动态(称作热沥青)，然后与其它骨料混合后使用或直接使用；为了保持沥青的流动性，需要消耗大量的能源且污染环境。沥青乳液因其具有使用方便、节省资源，降低能耗，减少环境污染等优点，越来越受到重视。近年来，由于多种新型沥青乳化剂的研发成功，采用沥青乳液进行道路铺筑和路面养护在国内外道路施工中已得到了广泛的使用。

乳化沥青的关键原材料是沥青乳化剂。沥青乳液可根据不同用途和施工要求分为慢裂、中裂和快裂三大系列，各系列又可根据凝固速度的不同分为慢凝、中凝和快凝三大品种。与之相对应的沥青乳化剂也可分为九大品种。

慢裂慢凝沥青乳液在道路修筑方面主要用于稀浆封层、冷拌冷铺、基层稳定、粘层油、表面处理及修补坑槽等。目前国内制备慢裂慢凝沥青乳液所用的乳化剂绝大多数是木质胺类乳化剂，该类乳化剂具有制备工艺简单，原材料来源广泛，价格便宜等优点。但是，制备木质胺类乳化剂的主要原料是造纸工业的副产品木质素、木质素磺酸盐，多数生产厂家直接使用造纸黑液，由于不同造纸厂所用造纸原料和生产工艺不同，黑液中木质素含量相差很大，造成产品质量不稳定。此外，木质胺类乳化剂在分子结构设计上缺乏灵活性，难以满足高铁及高等级公路对沥青乳液使用性能的要求。采用其它方法制备慢裂慢凝型沥青乳化剂，国内尚未见文献报导。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术而提供一种新型慢裂慢凝型沥青乳化剂的制备方法，制得的乳化剂具有分子结构设计的灵活性、优异的乳化性能和广泛的适应性。

本发明解决上述技术问题所采用的的技术方案是：一种新型慢裂慢凝型沥青乳化剂的制备方法，包括以下步骤：

1) 将长链脂肪胺与氯代脂肪醇按摩尔比1∶2～6加入到反应容器中，再加入醇类溶剂，在70～100℃搅拌反应3～8小时，得到羟烷基取代长链脂肪胺中间体溶液；

2) 将脂肪族叔胺与盐酸按摩尔比1∶1～2加入到反应容器中，得到叔胺盐酸盐溶液，然后将与脂肪族叔胺摩尔比为1∶1～2的环氧氯丙烷加入到叔胺盐酸盐溶液中，在30～70℃下搅拌反应3～8小时，得到季铵盐中间体溶液；

3) 将与羟烷基取代长链脂肪胺中间体溶液摩尔比为1～3∶1的季铵盐中间体溶液滴加到=羟烷基取代长链脂肪胺中间体溶液中，在70～100℃下搅拌反应4～8小时，得到慢裂慢凝型沥青乳化剂。

按上述方案，所述的长链脂肪胺为含有C₁₂~C₁₈长链烷基的乙撑二胺、C₁₂~C₁₈长链烷基的丙撑二胺、C₁₂~C₁₈长链烷基的二乙烯三胺、C₁₂~C₁₈长链烷基的三乙烯四胺和C₁₂~C₁₈长链烷基的四乙烯五胺中的任意一种或多种的混合。

按上述方案，所述的氯代脂肪醇为氯乙醇、1-氯-2-丙醇和3-氯-1,2-丙二醇中的任意一种或多种的混合。

按上述方案，所述的醇类溶剂为甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇和正丁醇中的任意一种或多种的混合。

按上述方案，所述的脂肪族叔胺为三甲胺、三乙胺、三丙胺和三丁胺中的任意一种或多种的混合。

本发明所涉及的反应方程式是：

本发明的有益效果：本发明所述的慢裂慢凝型沥青乳化剂属于阳离子乳化剂，具有乳化能力强、黏附性能好、对骨料的适应性强、沥青乳液细腻均匀、储存稳定性好及乳化剂分子结构设计上的灵活性等优点，是目前沥青乳化广泛使用的一类乳化剂。本发明所述的新型慢裂慢凝型沥青乳化剂的制备方法，可通过改变所用的长链脂肪胺种类，调节乳化剂分子中的活性点数量，改善沥青乳液的慢裂性能和储存稳定性；改变脂肪族叔胺的种类，调节乳化剂的空间位阻效应，提高沥青乳液的储存稳定性和使用性能；改变氯代脂肪醇的种类及与长链脂肪胺的比例，改善沥青乳液的慢凝性能；改变长链脂肪胺脂肪链长度及脂肪族叔胺中脂肪链长度，提高乳化剂对不同来源和不同牌号沥青的适应性及沥青乳液对不同石料的适应性。

具体实施方式