一种季铵盐多胺两性型沥青乳化剂、乳化沥青及其制备方法与应用技术

本发明专利技术提供一种季铵盐多胺两性型沥青乳化剂、乳化沥青及其制备方法与应用，该季铵盐多胺两性型沥青乳化剂具有式X所示通式：式X：

【技术实现步骤摘要】
一种季铵盐多胺两性型沥青乳化剂、乳化沥青及其制备方法与应用
本专利技术涉及精细化工
，具体涉及一种季铵盐多胺两性型沥青乳化剂、乳化沥青及其制备方法与应用。
技术介绍
公开该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。乳化沥青是沥青和水在乳化剂的作用下，形成水包油的液态沥青乳液。乳化沥青主要分为阳离子乳化沥青、阴离子乳化沥青和非离子乳化沥青。其中，阳离子乳化沥青由于具有节能环保,可以改善施工条件,与石料粘附力强，并能有效减少沥青过度老化等许多优良的应用特点,而被广泛的应用于道路建设和路面维护中。影响乳化沥青路用性能的最关键因素就是沥青乳化剂，目前国内外阳离子型沥青乳化剂主要品种有有机胺类、季铵盐类、咪唑啉类、酰胺类等，随着阳离子乳化沥青的应用，沥青乳化剂的品种也逐渐丰富。马艳秋利用石油加工副产品环烷酸和某种胺化物合成了乳化性能良好的环烷基酰胺型阳离子沥青乳化剂，此沥青乳化剂为快裂型沥青乳化剂，具有合成成本低，易于工业化使用的特点[马艳秋,王仁辉.新型阳离子沥青乳化剂的研究.抚顺石油化工研究院院报,1995,(2):43-47]。李艳华采用皂化后的废油脂和混合胺反应制备了一种RHJ型阳离子沥青乳化剂[李艳华,司秀丽,张大志,吕其岗.RHJ型阳离子沥青乳化剂的研究.沈阳工业大学学报,1996,(S1):24-27]。陈玉成以工业油脂(硬化油)和乙二胺为原料，在180～220℃下反应制得硬化油脂肪酸酰胺多胺，用浓盐酸中和制得AY-1型阳离子沥青乳化剂，加入计量的水配制成一定浓度的乳白色或淡黄色膏状物。该产品具有乳化能力强、用量少、价格低、质量稳定等优点[陈玉成,林榕光.AY-1型阳离子沥青乳化剂的研制.贵州大学学报(自然版),2002,19(4):346-349]。但是，专利技术人发现，这些方法的缺点是合成工艺中需要高温反应，反应步骤较繁琐，原料来源受到限制。
技术实现思路
因此，针对上述阳离子型沥青乳化剂及其制备方法普遍存在的不足即制备乳化剂的原料成本较高，来源受到限制，制备时需要高温反应，对生产实验设备要求较高的问题，本专利技术的目的在于提供一种生产成本低、工艺简单、不需要高温反应的季铵盐多胺两性型沥青乳化剂及其制备方法。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：在本专利技术的第一方面，本专利技术提供了一种季铵盐多胺两性型沥青乳化剂，其具有式X所示通式：式X：其中，R为n为不小于12的偶数，m不小于2。在本专利技术的实施方式中，n优选为12、14、16或18，m优选为2、3或4。根据本专利技术所述的季铵盐多胺两性型沥青乳化剂，其可以选自以下结构：本专利技术的沥青乳化剂分子亲水性大，具有季铵盐多胺化学结构，增强了沥青乳化剂分子的电荷强度，沥青乳化剂结构中含有的亲水基较多，羟基、胺基、季铵盐和羧基，使得界面膜、水合层和界面电荷层都相应的增强，具有较好的乳化性能，能够提高乳液的稳定性。在本专利技术的第二方面，本专利技术提供了一种制备上述第一方面所述的季铵盐多胺两性型沥青乳化剂的方法，其包括：以式I所示化合物与环氧氯丙烷混合反应得到式II所示化合物，然后向式II化合物中加入长链烷基二甲基叔胺进行反应，然后加入水，混合反应，即得到式X所示季铵盐多胺两性型沥青乳化剂；其中，式I、式II和式X结构如下所示：式I：HRCH2CH2COOH；式II：ClCH2CH(OH)CH2RCH2CH2COOH；式X：式I、式II和式X中所示R基团的定义同上文中所定义。在本专利技术的实施方式中，式I化合物可以通过以下反应制备得到：将多胺类化合物在醇类溶剂中和丙烯酸混合反应，得到式I化合物；其中，所述多胺类化合物选自以下结构：NH2(CH2CH2NH)m-1CH2CH2NH2；HOCH2CH2NHCH2CH2NH2；m的定义同上文中所述。在本专利技术的实施方式中，所述多胺类化合物优选为二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、β-羟乙基乙二胺或N-氨乙基哌嗪；所述醇类溶剂优选为异丙醇或无水乙醇。在本专利技术的一些实施方式中，所述季铵盐多胺两性型沥青乳化剂的制备方法包括：将多胺类化合物在醇类溶剂中和丙烯酸混合反应，得到式I中间体化合物；式I：HRCH2CH2COOH；然后向反应中间体I中再逐渐加入环氧氯丙烷，混合反应，得到式II所示反应中间体；式II：ClCH2CH(OH)CH2RCH2CH2COOH；然后向反应中间体II中再逐渐加入长链烷基二甲基叔胺进行反应，然后加入水，混合反应，即得到式X所示季铵盐多胺两性型沥青乳化剂；式X：所述长链烷基二甲基叔胺为十八烷基二甲基叔胺、十六烷基二甲基叔胺、十四烷基二甲基叔胺或十二烷基二甲基叔胺；其中，式I、式II和式X中所示R基团的定义同上文中所定义。根据本专利技术所述的制备方法，所述长链烷基二甲基叔胺、醇类溶剂、水、环氧氯丙烷、多胺类化合物、丙烯酸的摩尔比为1mol：(4.50-7.00)mol：(14.00-18.00)mol：(1.00-1.15)mol：(1.00-1.20)mol：(1.00-1.20)mol；在本专利技术的一些实施方式中，式I化合物的制备反应中，反应温度为60-80℃，优选为65-75℃，反应时间为2-3h。在本专利技术的一些实施方式中，式II化合物的制备反应中，反应的温度为60-80℃，优选为65-75℃，反应时间为2-3h；在本专利技术的一些实施方式中，以式II化合物制备式X化合物的反应中，反应温度为60-80℃，优选为65-75℃，反应时间为0.5-1h；优选地，加水后的反应温度为60-80℃，优选为65-75℃，反应时间为3-4h。在一种较为具体的实施方式中，所述季铵盐多胺两性型沥青乳化剂的制备方法包括以下步骤：(1)将多胺类化合物加入到反应容器中，加入醇类溶剂，加热搅拌混合，再分批加入丙烯酸，加入完毕后，在60-80℃搅拌反应2-3h，得到反应中间体I；(2)向反应中间体I中再逐渐加入环氧氯丙烷，加入完毕后，在60-80℃反应2-3h，得到反应中间体II；(3)向反应中间体II中再逐渐加入长链烷基二甲基叔胺，加入完毕后，在60-80℃反应0.5-1h，再加入水，加水完毕后，在60-80℃反应3-4h，即得到季铵盐多胺两性型沥青乳化剂。在本专利技术的第三方面，本专利技术提供了上述第一方面中所述的季铵盐多胺两性型沥青乳化剂在制备乳化沥青中的应用；尤其是，本专利技术提供了上述第一方面中所述的季铵盐多胺两性型沥青乳化剂在制备快裂型阳离子乳化沥青中的应用。在本专利技术的第四方面，本专利技术还提供了一种阳离子乳化沥青的制备方法，其包括：将上述第一方面中所述的沥青乳化剂加水配制成水溶液，用工业盐酸调节pH值至2-3，加热至60-70℃，制得皂本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种季铵盐多胺两性型沥青乳化剂，其具有式X所示通式：/n式X：

【技术特征摘要】
1.一种季铵盐多胺两性型沥青乳化剂，其具有式X所示通式：
式X：
其中，R为
n为不小于12的偶数，m不小于2。


2.根据权利要求1所述的季铵盐多胺两性型沥青乳化剂，其特征在于，n为12、14、16或18，m为2、3或4。


3.根据权利要求1或2所述的季铵盐多胺两性型沥青乳化剂，其特征在于，其选自以下结构：





4.一种制备权利要求1至3中任一项所述的季铵盐多胺两性型沥青乳化剂的方法，其包括：以式I所示化合物与环氧氯丙烷混合反应得到式II所示化合物，然后向式II化合物中加入长链烷基二甲基叔胺进行反应，然后加入水，混合反应，即得到式X所示季铵盐多胺两性型沥青乳化剂；
其中，式I、式II和式X结构如下所示：
式I：HRCH2CH2COOH；
式II：ClCH2CH(OH)CH2RCH2CH2COOH；
式X：
式I、式II和式X中所示R基团的定义同权利要求1至3中任一项中所述。


5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，式I化合物通过以下反应制备得到：将多胺类化合物在醇类溶剂中和丙烯酸混合反应，得到式I化合物；
其中，所述多胺类化合物选自以下结构：
NH2(CH2CH2NH)m-1CH2CH2NH2；HOCH2CH2NHCH2CH2NH2；
m的定义同权利要求1至3中任一项中所述；
优选地，所述多胺类化合物为二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、β-羟乙基乙二胺或N-氨乙基哌嗪；
优选地，所述醇类溶剂为异丙醇或无水乙醇。


6.根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于，所述季铵盐多胺两性型沥青乳化剂的制备方法包括：
将多胺类化合物在醇类溶剂中和丙烯酸混合反应，得到式I中间体化合物；
式I：HRCH2CH2COOH；
然后向反应中间体I中再逐渐加入环氧氯丙烷，混合...

【专利技术属性】
技术研发人员：施来顺，季通，陈雅雯，巩雪笛，张欣磊，范仕尧，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：山东;37