[发明专利]一种双阳离子双阴离子叔酰胺型沥青乳化剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种双阳离子双阴离子叔酰胺型沥青乳化剂及其制备方法，该沥青乳化剂是由以下摩尔配比的原料制备而成：N‑氢化牛脂基‑1,3‑丙撑二胺、醇类溶剂、N,N‑二甲基丙烯酰胺、氯乙酸钠的摩尔比为1mol：(5.00‑11.00)mol：(3.00‑3.10)mol：(2.02‑2.10)mol。所述醇类溶剂为乙醇、甲醇或异丙醇。该双阳离子双阴离子叔酰胺型沥青乳化剂具有优异的乳化性能，制备得到的乳化沥青的各项性能指标优良，可乳化多种不同型号的沥青，制备的乳化沥青细腻均匀，良好的集料裹附性。

技术领域

本发明涉及一种双阳离子双阴离子叔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

乳化剂是由非极性的疏水基和极性的亲水基组成的两亲性分子，这种结构使乳化剂在溶液表(界)面形成定向紧密排列，改变了体系的表(界)面化学性质。当乳化剂的浓度超过其临界胶束浓度CMC，表(界)面张力降至最低，从而具有乳化、消泡、分散等功能，在建材化工、石油开采、日用品、纺织印染等领域有广泛的应用。

按照乳化剂亲水基性质的不同，乳化剂分为阴离子型、阳离子型、两性离子型、非离子乳化型以及复合离子型等。其中，两性沥青乳化剂同时携带正负离子电荷，它的表面活性离子的亲水基既具有阴离子部分，又具有阳离子部分；它的结构既不同于阴离子型沥青乳化剂，又有别于阳离子型沥青乳化剂，因此，具有许多优异的性能，如：(1)良好的乳化性和分散性；(2)低毒性；(3)耐硬水、钙分散能力较强，与其他各类型的乳化剂具有良好的配伍性。

但有关两性沥青乳化剂的开发较晚，品种和数量都不多；目前已报道的两性沥青乳化剂主要有甜菜碱型、氨基酸型、咪唑啉型等。美国专利USP3342840介绍合成了一种亲水基为氨基和羟基同时存在的两性型乳化剂，由于两性离子的带电状态可以随环境的变化而变化，故应用范围较广；但该乳化剂的制备成本较高。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。

本申请发明人在前期研究中提出了一种两性甜菜碱型沥青乳化剂的制备方法，该乳化剂采用椰油酰基丙基二甲基叔胺为原料，在醇类溶剂中，与环氧氯丙烷反应得到中间体；继续与二甲胺水溶液、氯乙酸钠反应，得到两性甜菜碱型沥青乳化剂。该沥青乳化剂的合成原料易得、生产成本低、工艺简单、不需要高温反应。但该两性甜菜碱型沥青乳化剂制备得到的为中裂型阳离子乳化沥青。

本申请发明人在早期研究中还提出了双阳离子双阴离子型沥青乳化剂，是一种非酰胺型两性沥青乳化剂，该乳化剂以丙烯酸为原料，在醇类溶剂中，与十八胺反应得到十八烷基胺基丙酸；低碳数叔胺，加入浓盐酸，再逐渐加入环氧氯丙烷，反应得到环氧丙基三烷基氯化铵盐酸盐中间体I，将环氧丙基三烷基氯化铵盐酸盐中间体加入十八烷基胺基丙酸中得到中间体II；将中间体II的反应液加入氯乙酸钠溶液，得到双阳离子双阴离子型沥青乳化剂。该双阳离子双阴离子型沥青乳化剂的优点是：合成原料易得、生产成本低、不需要高温反应。但是经过研究发现，该双阳离子双阴离子型沥青乳化剂的性能还有待进一步提高；还有，以丙烯酸为原料，其刺激性较大，不利于生产工人的身体健康。

因此，有必要开发新的两性沥青乳化剂，以使得沥青乳化剂的产品收率高，乳化性能更加优异，丰富两性沥青乳化剂的种类，满足道路建设和路面维护的不同应用要求。

发明内容

针对现有技术中两性沥青乳化剂的不足，本发明提供一种双阳离子双阴离子叔酰胺型沥青乳化剂，该乳化剂首次以N,N-二甲基丙烯酰胺作为沥青乳化剂的反应原料，制备得到一种新型的双阳离子双阴离子叔酰胺型沥青乳化剂，该双阳离子双阴离子叔酰胺型沥青乳化剂具有优异的乳化性能，制备得到的乳化沥青的各项性能指标优良，可乳化多种不同型号的沥青，制备的乳化沥青细腻均匀，具有良好的集料裹附性。

具体技术方案如下：

一种双阳离子双阴离子叔酰胺型沥青乳化剂，其分子结构式为：