脂肪胺聚氧乙烯醚陽離子瀝青乳化劑及製備方法及用途
2023-05-19 22:42:41 1
脂肪胺聚氧乙烯醚陽離子瀝青乳化劑及製備方法及用途
【專利摘要】本發明涉及一種脂肪胺聚氧乙烯醚陽離子瀝青乳化劑及製備方法及用途。該乳化劑是由環氧氯丙烷和三甲胺、三乙胺或其鹽酸鹽反應，得到三甲胺或三乙胺季銨鹽中間體，然後，與不同配比的脂肪胺聚氧乙烯醚縮合，製得性能優良、破乳時間可調節性的陽離子瀝青乳化劑。乳化劑的合成原料，廉價易得，來源豐富；該乳化劑製備的瀝青乳液細膩均勻，儲存穩定性好，可製備普通的陽離子乳化瀝青或SBR改性乳化瀝青。本發明突出的特點是通過合成工藝的變化，可以生產適合多種用途的陽離子乳化瀝青，製得的乳化瀝青，各項性能均能達到中國交通部制訂的陽離子乳化瀝青的標準和美國ASTMD2397標準。
【專利說明】脂肪胺聚氧乙烯醚陽離子瀝青乳化劑及製備方法及用途
【技術領域】
[0001]本發明涉及精細化工陽離子浙青乳化劑及製備方法及用途。
【背景技術】
[0002]隨著陽離子浙青乳化劑的廣泛應用，浙青乳化劑品種也日益豐富，在公路養護方面包括透層有的撒布、稀漿封層和微表處的施工等，均廣泛使用陽離子浙青乳化劑製備的乳化浙青材料。在大多數路面維護施工中，陽離子乳化浙青多與不同級配的石料混合使用，由於不同地域的石料材質、粒度和表面性質差異，使得乳化浙青材料的路面施工和易性差異較大。
[0003]美國專利USP4338136以C12_18的長碳鏈脂肪酸與二乙烯三胺在一定條件下反應製備浙青乳化劑。這一方法製備的乳化劑主要用於稀漿封層施工，由於乳化劑結構的單一性原因，該方法製備的浙青乳化劑和乳化浙青對石料的要求高，用於稀漿封層施工時，石料中粉料含量要求苛刻，破乳時間和開放交通時間長。中國專利CN1096714利用煉廠副產環烷酸與多乙烯多胺反應，製得浙青乳化劑，這一方法的缺點是乳化劑原料受限制，產品的改進餘地不大。
【發明內容】
[0004]本發明提供一種脂肪胺聚氧乙烯醚陽離子浙青乳化劑及製備方法及用途，目的是用脂肪胺聚氧乙烯醚為原料，通過與三甲胺或三乙胺季銨鹽中間體反應，製備具有非離子聚氧乙烯醚基團和季銨鹽基團的、性能優良、破乳時間可調節性的浙青乳化劑，同時控制脂肪胺聚氧乙烯醚與三甲胺或三乙胺季銨鹽基團的摩爾比，調節乳化劑的電性，從而調控制備的乳化浙青與石料拌合時的破乳時間。
[0005]本發明採取技術方案是，包括下列步驟:
(一)、將三甲胺、三乙胺或其鹽酸鹽與環氧氯丙烷按摩爾比1:0.5-3，乙醇或水為溶劑，控制pH=7-12，在20-80°C，反應2-8小時，降溫，攪拌均勻，得到三甲胺或三乙胺季銨鹽中間體；
(二)、將三甲胺或三乙胺季銨鹽中間體與脂肪胺聚氧乙烯醚按摩爾比1:0.5-1.1，溫度20-80°C，反應時間2-8小時，得到脂肪胺聚氧乙烯醚陽離子浙青乳化劑。
[0006]本發明所述脂肪胺聚氧乙烯醚的長碳鏈為碳原子數為12-24的烷烴，聚氧乙烯醚平均聚合度為2-10.。
[0007]本發明所述脂肪胺聚氧乙烯醚採用十二烷基胺聚氧乙烯醚或十八烷基胺聚氧乙烯醚，十二烷基胺聚氧乙烯醚的環氧乙烷聚合度5，平均分子量405g/mol，十八烷基胺聚氧乙烯醚的環氧乙燒聚合度5,平均分子量489g/mol。
`[0008]本發明所述脂肪胺聚氧乙烯醚陽離子浙青乳化劑在製備浙青乳液中的用途。
[0009]脂肪胺聚氧乙烯醚陽離子乳化劑的合成原料易得，來源豐富，製備的浙青乳液細膩均勻，儲存穩定性好，可製備普通的陽離子乳化浙青或SBR改性乳化浙青。通過季銨鹽中間體與不同配比的脂肪胺聚氧乙烯醚縮合，得到的浙青乳化劑可以適用於公路透層油或粘結油的灑布，或稀漿封層施工用快裂慢凝浙青乳化劑。
[0010]在浙青乳液的製備過程中，所用的設備為膠體磨或高速剪切機，浙青乳液可根據不同需要含有30-70%的浙青，0.1-10%的乳化劑，其餘均為水，乳液總重百分數為100%。
[0011]與現有的常規陽離子浙青乳化劑相比，本發明突出的特點是通過合成工藝和原料配比的變化，可以生產適合多種用途的陽離子乳化浙青，製得的乳化浙青，各項性能均能達到中國交通部制訂的陽離子乳化浙青的標準和美國ASTMD2397標準。
【具體實施方式】
[0012]實施例1
(一)、將三甲胺或其鹽酸鹽與環氧氯丙烷按摩爾比1:0.5，乙醇或水為溶劑，控制pH=7，在20°C，反應2小時，降溫，攪拌均勻，得到三甲胺季銨鹽中間體；
(二)、將三甲胺季銨鹽中間體與十二烷基胺聚氧乙烯醚(環氧乙烷聚合度5，平均分子量405g/mol)按摩爾比1:0.5，溫度20°C，反應時間2小時，得到十二胺聚氧乙烯醚陽離子浙青乳化劑。
[0013]實施例2
(一)、將三甲胺或其鹽酸鹽與環氧氯丙烷按摩爾比1:1.7，乙醇或水為溶劑，控制pH=9，在50°C，反應5小時，降溫，攪拌均勻，得到三甲胺季銨鹽中間體；
(二)、將三甲胺季銨鹽中間體與十二烷基胺聚氧乙烯醚(環氧乙烷聚合度5，平均分子量405g/mol)按摩爾比1:0.8，溫度50°C，反應時間5小時，得到十二胺聚氧乙烯醚陽離子浙青乳化劑。
`[0014]實施例3
(一)、將三甲胺或其鹽酸鹽與環氧氯丙烷按摩爾比1:3，乙醇或水為溶劑，控制pH=12，在80V，反應8小時，降溫，攪拌均勻，得到三甲胺季銨鹽中間體；
(二)、將三甲胺季銨鹽中間體與十二烷基胺聚氧乙烯醚(環氧乙烷聚合度10，平均分子量625g/mol)按摩爾比1:1.1，溫度80°C，反應時間8小時，得到脂肪胺聚氧乙烯醚陽離子浙青乳化劑。
[0015]實施例4
(一)、將三乙胺或其鹽酸鹽與環氧氯丙烷按摩爾比1:0.5，乙醇或水為溶劑，控制pH=7，在20°C，反應2小時，降溫，攪拌均勻，得到三乙胺季銨鹽中間體；
(二)、將三乙胺季銨鹽中間體與十八烷基胺聚氧乙烯醚(環氧乙烷聚合度5，平均分子量489g/mol)按摩爾比1:0.5，溫度20°C，反應時間2小時，得到脂肪胺聚氧乙烯醚陽離子浙青乳化劑。
[0016]實施例5
(一)、將三乙胺或其鹽酸鹽與環氧氯丙烷按摩爾比1:1.8，乙醇或水為溶劑，控制pH=10，在50°C，反應5小時，降溫，攪拌均勻，得到三乙胺季銨鹽中間體；
(二)、將三乙胺季銨鹽中間體與十八烷基胺聚氧乙烯醚(環氧乙烷聚合度5，平均分子量489g/mol)按摩爾比1:0.8，溫度50°C，反應時間5小時，得到脂肪胺聚氧乙烯醚陽離子浙青乳化劑。[0017]實施例6
(一)、將三乙胺或其鹽酸鹽與環氧氯丙烷按摩爾比1:3，乙醇或水為溶劑，控制pH=12，在80V，反應8小時，降溫，攪拌均勻，得到三乙胺季銨鹽中間體；
(二)、將三乙胺季銨鹽中間體與十八烷基胺聚氧乙烯醚(環氧乙烷聚合度10，平均分子量709g/mol)按摩爾比1:1.1，溫度80°C，反應時間8小時，得到脂肪胺聚氧乙烯醚陽離子浙青乳化劑。
[0018]應用例
取90#浙青180g，加熱至130 oC,乳化劑水溶液120g，其中浙青乳化劑3g，調節pH值為2-3，加熱至65 °e，通過膠體磨乳化製備陽離子乳化浙青，得到均勻、細膩的中裂型陽離子乳化浙青。
[0019]取90#浙青180g，加熱至130 °G，乳化劑水溶液103g，其中浙青乳化劑3g，加入22%的陽離子SBR膠乳，攪拌均勻，調節pH值為2-3，加熱至65 °G，通過膠體磨乳化製備陽離子乳化浙青，得到均勻、細膩的SBR改性陽離子乳化浙青。
[0020]實驗例I
採用實施例1飛的方法製備的浙青乳化劑，考察在三甲胺季銨鹽、三乙胺季銨鹽和十二、十八烷基胺聚氧乙烯醚配比不同的情況下，乳化劑製備普通陽離子乳化浙青的乳化性能，結果如下:
【權利要求】
1.一種脂肪胺聚氧乙烯醚陽離子浙青乳化劑，其特徵在於是由下列方法得到的: (一)、將三甲胺、三乙胺或其鹽酸鹽與環氧氯丙烷按摩爾比1:0.5-3，乙醇或水為溶劑，控制pH=7-12，在20-80°C，反應2-8小時，降溫，攪拌均勻，得到三甲胺或三乙胺季銨鹽中間體； (二)、將三甲胺或三乙胺季銨鹽中間體與脂肪胺聚氧乙烯醚按摩爾比1:0.5-1.1，溫度20-80°C，反應時間2-8小時，得到脂肪胺聚氧乙烯醚陽離子浙青乳化劑。
2.根據權利要求1所述的脂肪胺聚氧乙烯醚陽離子浙青乳化劑，其特徵在於:脂肪胺聚氧乙烯醚的長碳鏈為碳原子數為12-24的烷烴，聚氧乙烯醚平均聚合度為2-10.。
3.根據權利要求2所述的脂肪胺聚氧乙烯醚陽離子浙青乳化劑，其特徵在於:脂肪胺聚氧乙烯醚採用十二烷基胺聚氧乙烯醚或十八烷基胺聚氧乙烯醚，十二烷基胺聚氧乙烯醚的環氧乙烷聚合度5，平均分子量405g/mol，十八烷基胺聚氧乙烯醚的環氧乙烷聚合度5，平均分子量489g/mol。
4.如權利要求1所述的脂肪胺聚氧乙烯醚陽離子浙青乳化劑的製備方法，其特徵在於包括下列步驟: (一)、將三甲胺、三乙胺或其鹽酸鹽與環氧氯丙烷按摩爾比1:0.5-3，乙醇或水為溶劑，控制pH=7-12，在20-80°C，反應2-8小時，降溫，攪拌均勻，得到三甲胺或三乙胺季銨鹽中間體； (二)、將三甲胺或三乙胺季銨鹽中間體與脂肪胺聚氧乙烯醚按摩爾比1:0.5-1.1，溫度20-80°C，反應時 間2-8小時，得到脂肪胺聚氧乙烯醚陽離子浙青乳化劑。
5.根據權利要求4所述的脂肪胺聚氧乙烯醚陽離子浙青乳化劑，其特徵在於:脂肪胺聚氧乙烯醚的長碳鏈為碳原子數為12-24的烷烴，聚氧乙烯醚平均聚合度為2-10.。
6.根據權利要求5所述的脂肪胺聚氧乙烯醚陽離子浙青乳化劑，其特徵在於:脂肪胺聚氧乙烯醚採用十二烷基胺聚氧乙烯醚或十八烷基胺聚氧乙烯醚，十二烷基胺聚氧乙烯醚的環氧乙烷聚合度5，平均分子量405g/mol，十八烷基胺聚氧乙烯醚的環氧乙烷聚合度5，平均分子量489g/mol。
7.如權利要求1所述的脂肪胺聚氧乙烯醚陽離子浙青乳化劑在製備浙青乳液中的用途。
【文檔編號】C08J3/03GK103819348SQ201410084671
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2014年3月10日 優先權日:2014年3月10日
【發明者】申凱華, 王慧 申請人:吉林恆升化工有限公司