一种苯二胺型阳离子沥青乳化剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种苯二胺型阳离子沥青乳化剂及其制备方法，所述乳化剂的结构式如通式(1)所示，其中，n＝12、16或18。本发明专利技术乳化剂在实际应用中不需调酸，节约了成本，减少了污染，制备乳化沥青时不需要添加促凝剂和缓凝剂，使用起来更加方便。 1

Benzene two amine cationic asphalt emulsifier and preparation method thereof

The invention discloses a benzyl two amine type cationic asphalt emulsifier and a preparation method, and the structural formula of the emulsifier is shown as a general formula (1), in which n = 12, 16, or 18. In the actual application, the emulsifier does not need to regulate acid, saves the cost, reduces the pollution, and does not need to add coagulant and retarder when preparing emulsified asphalt, and it is more convenient to use. One

【技术实现步骤摘要】
一种苯二胺型阳离子沥青乳化剂及其制备方法
本专利技术涉及精细有机化学
，尤其是涉及一种以苯二胺与季铵盐为原料，制备的苯二胺型阳离子沥青乳化剂。
技术介绍
我国交通道路事业正处于平稳增长期，2016年末全国公路总里程469.63万公里，比上年增加11.90万公里，其中高速公路里程突破13万公里。公路密度48.92公里百平方公里，增加1.24公里百平方公里。公路养护里程459.00万公里，占公路总里程97.7％。为了降低路面养护的成本，并且能够使养护效果明显，乳化沥青的使用对于解决目前交通发展需要和道路养护不足之间的矛盾，促进公共交通事业的发展具有重要意义。现有的沥青乳化剂有阴离子，阳离子，两性和非离子型沥青乳化剂。阴离子型破乳速度较慢，与骨料的粘附性也较差，影响路面的早期成型且易受天气因素制约。阳离子沥青乳化剂发展较阴离子沥青乳化剂晚一些，但由于其克服了阴离子沥青乳化剂的缺点，破乳速度较快，与各种骨料粘附性较好，在国内外发展迅速。两性型乳化剂制备成本较高，大多处于实验室研发阶段，在实际应用中使用较少。非离子型由于其不能形成带电荷的乳化沥青微粒，所以与骨料的结合力较差，一般不单独使用。阳离子型包括季铵盐类，烷基胺类，氧化胺类，木质素类，酰胺类，咪唑啉类。阳离子沥青乳化剂是目前用量最大的沥青乳化剂，但国内阳离子沥青乳化剂存在产品质量不稳定、慢裂快凝型乳化剂品种单一等问题，与国外相比还有很大差距。虽然阳离子沥青乳化剂发展相对晚一些，但由于其展现出的优异的性能，如破乳速度较快，与各种骨料粘附性较好等特点，得到了世界各国的重视，在国内外发展迅速，种类和用量迅速增长。
技术实现思路
针对现有技术存在的上述问题，本专利技术申请人提供了一种苯二胺型阳离子沥青乳化剂及其制备方法。本专利技术乳化剂在实际应用中不需调酸，节约了成本，减少了污染，制备乳化沥青时不需要添加促凝剂和缓凝剂，使用起来更加方便。本专利技术的技术方案如下：一种苯二胺型阳离子沥青乳化剂，所述乳化剂的结构式如通式(1)所示：其中，n＝12、16或18。一种所述苯二胺型阳离子沥青乳化剂的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：(1)将长链叔胺加入极性溶剂中，然后逐滴滴加盐酸，搅拌，20～30℃条件下反应25～35min，之后继续滴加环氧氯丙烷，继续搅拌反应，40～50℃条件下反应6～10h，重结晶制得中间体N-(3-氯-2-羟基)丙基-N,N-二甲基长链烷基氯化铵；(2)将对苯二胺和无机碱溶解在极性溶剂中，之后再加入步骤(1)制得的中间体，搅拌反应，85～95℃条件下反应40～48h，重结晶，制得所述苯二胺型阳离子沥青乳化剂。步骤(1)中所述长链叔胺、盐酸与环氧氯丙烷之间的摩尔比为1:1～1.3:1～1.3。步骤(1)中所述长链叔胺为N,N-二甲基十二烷基胺、N,N-二甲基十六烷基胺或N,N-二甲基十八烷基胺；所述极性溶剂为乙醇。步骤(1)中所述重结晶所用溶剂为乙醇与乙酸乙酯的混合溶剂，乙醇与乙酸乙酯的体积比为1～3:20。步骤(2)中所述无机碱为无水碳酸钠或无水碳酸钾。步骤(2)中所述极性溶剂为水和异丙醇的混合溶剂，水与异丙醇的体积比为1:1～2。步骤(2)中所述苯二胺、中间体与无机碱的摩尔比为1:2～2.5:2～2.5。步骤(2)中所述重结晶所用溶剂为乙醇和乙酸乙酯的混合溶剂，乙醇与乙酸乙酯的体积比为1～3:20。本专利技术苯二胺型阳离子沥青乳化剂的制备方法，具体的合成步骤如下：(1)(2)式中n＝12、16或18。本专利技术有益的技术效果在于：(1)本专利技术的制备工艺简单，反应条件温和且易控制。(2)本专利技术的苯二胺类阳离子沥青乳化剂，含有苯环刚性活性基团使头基距离固定能使其在水-空气界面的单个分子吸附面积增加，更易达到吸附饱和，降低表面张力的效率高，表面活性较高。(3)本专利技术制备的阳离子沥青乳化剂在实际应用中不需调酸，节约了成本，减少了污染，制备乳化沥青时不需要添加促凝剂和缓凝剂，使用起来更加方便。(4)本专利技术以苯二胺为连接基的双子表面活性剂，有多个氨基作为亲水基，并且有两个氨基与苯环相连接增加了空间位阻。本专利技术作为沥青乳化剂时表现出的性能为慢裂快凝。附图说明图1为十二碳的阳离子沥青乳化剂的质谱图；图2为十六碳的阳离子沥青乳化剂的质谱图；图3为十八碳的阳离子沥青乳化剂的质谱图；图4为本专利技术乳化剂水溶液在25℃下的表面张力曲线图。具体实施方式下面结合附图和实施例，对本专利技术进行具体描述。实施例1十二碳的阳离子沥青乳化剂的制备方法，具体制备步骤如下：(1)在25℃下向250mL单口烧瓶中加入0.1molN,N-二甲基十二烷基胺和40mL乙醇，然后滴加0.1mol盐酸，搅拌反应0.5h，再继续滴加0.1mol环氧氯丙烷，搅拌反应8h，旋蒸除去溶剂，用乙醇和乙酸乙酯的混合溶液(体积比1:10)重结晶，抽滤，真空干燥，得到中间体N-(3-氯-2-羟基)丙基-N,N-二甲基十二烷基氯化铵；(2)向100mL三口烧瓶中加入10mmol对苯二胺，用10mL异丙醇溶解，然后将22mmol无水碳酸钠用15mL水溶解后加入烧瓶中，再将22mmol中间体用20mL异丙醇溶解，在80℃下将其滴加到烧瓶中，滴加完毕将温度升至90℃，回流反应48h后，过滤，旋蒸掉溶剂后经重结晶(重结晶溶剂为乙醇与乙酸乙酯混合溶剂，体积比为3:20)，得到十二碳的阳离子沥青乳化剂。产品的质谱图如图1所示。由图1可以看出324.3处为C12的分子峰m/2z，其它三个为碎片峰。实施例2十六碳的阳离子沥青乳化剂的制备方法，具体制备步骤如下：(1)在30℃下向250mL单口烧瓶中加入0.1molN,N-二甲基十六烷基胺和40mL乙醇，然后滴加0.13mol盐酸，搅拌反应25min，再继续滴加0.12mol环氧氯丙烷，搅拌反应6h，旋蒸除去溶剂，用乙醇和乙酸乙酯的混合溶液(体积比3:20)重结晶，抽滤，真空干燥，得到中间体N-(3-氯-2-羟基)丙基-N,N-二甲基十六烷基氯化铵；(2)向100mL三口烧瓶中加入10mmol对苯二胺，用10mL异丙醇溶解，然后将20mmol无水碳酸钠用15mL水溶解后加入烧瓶中，再将25mmol中间体用10mL异丙醇溶解，在80℃下将其滴加到烧瓶中，滴加完毕将温度升至85℃，回流反应40h后，过滤，旋蒸掉溶剂后经重结晶(重结晶溶剂为乙醇与乙酸乙酯混合溶剂，体积比为1:10)，得到十六碳的阳离子沥青乳化剂。产品的质谱图如图2所示。由图2可以看出380.4为C16的分子峰m/2z，其它三个为碎片峰。实施例3十八碳的阳离子沥青乳化剂的制备方法，具体制备步骤如下：(1)在20℃下向250mL单口烧瓶中加入0.1molN,N-二甲基十八烷基胺和40mL乙醇，然后滴加0.12mol盐酸，搅拌反应35min，再继续滴加0.13mol环氧氯丙烷，搅拌反应10h，旋蒸除去溶剂，用乙醇和乙酸乙酯的混合溶液(体积比1:20)重结晶，抽滤，真空干燥，得到中间体N-(3-氯-2-羟基)丙基-N,N-二甲基十八烷基氯化铵；(2)向100mL三口烧瓶中加入10mmol对苯二胺，用10mL异丙醇溶解，然后将25mmol无水碳酸钠用10mL水溶解后加入烧瓶中，再将20mmol中间体用10mL异丙醇溶解，在80℃下将其滴加到烧瓶本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种苯二胺型阳离子沥青乳化剂，其特征在于所述乳化剂的结构式如通式(1)所示：

【技术特征摘要】
1.一种苯二胺型阳离子沥青乳化剂，其特征在于所述乳化剂的结构式如通式(1)所示：其中，n＝12、16或18。2.一种权利要求1所述苯二胺型阳离子沥青乳化剂的制备方法，其特征在于所述制备方法包括如下步骤：(1)将长链叔胺加入极性溶剂中，然后逐滴滴加盐酸，搅拌，20～30℃条件下反应25～35min，之后继续滴加环氧氯丙烷，继续搅拌反应，40～50℃条件下反应6～10h，重结晶制得中间体N-(3-氯-2-羟基)丙基-N,N-二甲基长链烷基氯化铵；(2)将对苯二胺和无机碱溶解在极性溶剂中，之后再加入步骤(1)制得的中间体，搅拌反应，85～95℃条件下反应40～48h，重结晶，制得所述苯二胺型阳离子沥青乳化剂。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于步骤(1)中所述长链叔胺、盐酸与环氧氯丙烷之间的摩尔比为1:1～1.3:1～1.3。4.根据权利要求2所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：许虎君，王晨，
申请(专利权)人：江南大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32