[发明专利]一种双阳离子酰胺型沥青乳化剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种双阳离子酰胺型沥青乳化剂及其制备方法，属于精细化工技术领域。

背景技术

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。

美国专利USP4338136以C_12-18长碳链脂肪酸与二乙烯三胺在一定条件下反应制备沥青乳化剂。该方法的缺点是制备的沥青乳化剂价格昂贵，用于稀浆封层施工时，破乳时间长，成型时间慢，开放交通时间长。中国专利CN1096714利用炼油厂副产环烷酸与烯基多胺反应，制备沥青乳化剂。该方法的缺点是乳化剂的原料供应受到很大制约，不利于推广应用。中国专利CN1861721A涉及一种松香阳离子沥青乳化剂。该乳化剂是由松香和烯基多胺反应，得到松香中间体，然后，与不同类型的季铵盐中间体缩合，制得性能优良的松香阳离子沥青乳化剂。这一方法的缺点是反应步骤繁琐，需要高温反应。中国专利CN101712625A涉及一种两性慢裂快凝沥青乳化剂合成方法，采用油酸与多胺反应生成酰胺多胺，然后加入氯乙酸发生卤代反应，制得沥青乳化剂。该方法的缺点是制备时需要高温反应。中国专利CN101745340A涉及一种阳离子沥青乳化剂制备方法，主剂由混合有机酸和有机胺反应得到中间体，再进行季铵化反应制得，辅剂为非离子表面活性剂和改性助剂。该方法的缺点是制备步骤繁琐，成本较高，需要高温反应。美国专利USP5019168、USP4990591公开了利用十二烷基酚同氨乙基哌嗪反应合成一系列沥青乳化剂，但专利中所述的反应原料不易得到，开发这类沥青乳化剂的成本较高。

上述阳离子型沥青乳化剂及其制备方法普遍存在的不足是：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。因此，开发性能优良、成本低廉的新型沥青乳化剂具有十分重要的实际应用价值。

发明内容

针对上述现有技术，本发明的目的是提供一种双阳离子酰胺型沥青乳化剂及其制备方法。该制备方法所需原料来源广泛，生产成本低，制备工艺简单，无需高温反应。制备得到的双阳离子酰胺型沥青乳化剂性能优良，可乳化多种不同型号的沥青，制备的乳化沥青细腻均匀，储存稳定性好。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种双阳离子酰胺型沥青乳化剂，其分子结构为：

其中，R＝甲基(-CH₃),乙基(-C₂H₅)或乙醇基(-C₂H₄OH)。

本发明还提供一种双阳离子酰胺型沥青乳化剂的制备方法，步骤为：将十八胺、醇类溶剂和丙烯酰胺混合反应，构成反应体系I；将低碳数叔胺、工业盐酸和环氧氯丙烷混合反应，构成反应体系II，在30-70℃反应，得到反应中间体，将反应中间体加入到反应体系I的合成产物中，60-80℃反应2-4h，即得到双阳离子酰胺型沥青乳化剂。

上述十八胺、醇类溶剂、丙烯酰胺、低碳数叔胺、工业盐酸、环氧氯丙烷的摩尔比为1：(4.00-9.00)：(2.00-2.10)：(1.02-1.10)：(1.02-1.10)：(1.02-1.08)。

所述的醇类溶剂为乙醇、甲醇或异丙醇。

所述的低碳数叔胺为三甲胺水溶液、三乙胺或三乙醇胺。

上述双阳离子酰胺型沥青乳化剂的制备方法，具体包括如下步骤：

(1)将十八胺加入到反应容器中，加入醇类溶剂，加热搅拌溶解，再加入丙烯酰胺，在60-80℃搅拌反应2-4h；

(2)在另一反应器中加入低碳数叔胺，逐渐加入工业盐酸，再逐渐加入环氧氯丙烷，30-70℃搅拌反应2h，得到反应中间体；将制备的反应中间体滴加到上述步骤(1)合成产物中，60-80℃搅拌反应2-4h，即得到双阳离子酰胺型沥青乳化剂。

优选的，步骤(1)中，反应温度为65-75℃；

优选的，步骤(2)中，将制备的反应中间体滴加到步骤(1)合成产物中，在65-75℃进行搅拌反应。