CN105541721A - 一种双子咪唑啉季铵盐及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种双子咪唑啉季铵盐，是以长链有机酸和有机多胺经酰胺化、环化过程得到咪唑啉基体；然后以环氧氯丙烷和二烷基胺反应得到中间体；最后，将咪唑啉基体和中间体进行反应得到双子咪唑啉季铵盐。本发明所提供的双子咪唑啉季铵盐，具有以下优点：(1)本发明的沥青乳化剂，所用原料价廉易得，制备工艺简单，无需使用催化剂，生产成本低；(2)在分子结构设计上，将双季铵盐结构引入到乳化剂分子中，提高了乳化剂的水溶性和乳化性能；同时增加了阳离子的数量，显著降低乳化沥青破乳速度；(3)该沥青乳化剂对不同沥青均具有良好的乳化能力，制备的乳化沥青均匀细腻，储存稳定性好，可用于稀浆封层乳化沥青，也可用于微表处乳化沥青。

Description

一种双子咪唑啉季铵盐及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及一种快速开放交通型稀浆封层用沥青乳化剂及其制备方法，更具体地说是一种双子咪唑啉季铵盐及其制备方法和应用。
背景技术
随着国家公路网络结构的日趋完善，养护管理在整个公路系统中的主导地位将逐渐建立起来，我国公路将由大规模全面建设时期逐渐进入养护时期。基于乳化沥青具有节约能源、节省资源、延长施工季节和减少环境污染等优点，被认为是修复道路车辙、裂缝及其他多种路面病害的最有效、最经济的手段之一。
稀浆封层技术是采用机械设备将适当级配的乳化沥青、粗细集料、水、填料(水泥、石灰、粉煤灰、石粉等)和添加剂等按照设计配比拌和成稀浆混合料摊铺到原路面上形成的薄层。由于这些乳化沥青混合料稠度较稀呈浆糊状，铺筑厚度较薄，可以使磨损、老化、裂缝、光滑、松散等路面伤害处迅速得到恢复，起到防水、防滑、平整、耐磨和改善路面功能的封层作用。
快速开放交通型稀浆封层用乳化沥青既要求与集料有足够的可拌和时间，还要在摊铺后能迅速破乳成型，快速开放交通，因此对沥青乳化剂提出了很高的技术要求，其性能优劣将直接影响施工质量和进度。稀浆封层用沥青乳化剂为阳离子型乳化剂，但是目前广泛使用的阳离子型沥青乳化剂结构单一，多为中、快裂型或者慢凝类，无法满足稀浆封层技术慢裂快凝的要求。
关于慢裂快凝型的沥青乳化剂的有关文献报道有：发明专利CN102580607A公开了一种双季铵盐慢裂快凝沥青乳化剂的合成工艺，该乳化剂以混合脂肪酸、脂肪族叔胺和环氧氯丙烷为原料，经酰胺化、季铵化反应后得到双季铵盐型阳离子沥青乳化剂。但是反应过程中需要加入苯磺酸作为催化剂，产物提纯过程复杂且成本较高。
发明专利CN104530445A公开了一种慢裂快凝型沥青乳化剂的制备方法，该乳化剂以工业妥尔油脂肪酸和木质素为原料得到一种慢裂快凝型沥青乳化剂。原料为天然产物，价格虽便宜，但是存在来源不稳定，质量无法保证的问题。
发明专利CN103923325A公开了一种慢裂快凝型阳离子沥青乳化剂，该乳化剂由脂肪酸、三乙烯四胺为原料，在加入有机溶剂、抗氧化剂、催化剂条件下得到一种慢裂快凝型阳离子沥青乳化剂。本发明在乳化剂制备过程中采用微波加热技术，虽然使合成时间缩短，但是存在无法工业化生产的问题；而且需要加入非离子型表面活性剂进行物理混合后才能满足慢裂快凝的要求。
发明专利CN104877146A公开了一种含乙氧基的双阳离子沥青乳化剂及其制备和应用。该乳化剂以脂肪醇聚氧乙烯醚、环氧丙基三甲基氯化铵、长链叔胺和环氧氯丙烷为原料，在催化剂的作用下得到一种含乙氧基的双阳离子沥青乳化剂。该乳化剂虽合成工艺简单、价格低廉，但是该乳化剂中阳离子基团单一且需要通过调节非离子基团个数达到慢裂快凝的效果，在乳化性能和慢裂快凝效果方面仍需改进。
经上述分析，稀浆封层用乳化沥青，要求与集料有足够的可拌和时间，还要在摊铺后能迅速破乳成型，满足慢裂快凝的要求。目前稀浆封层用沥青乳化剂存在成本高、原料来源不稳定、慢裂快凝效果不好等缺点。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种性能优异的双子咪唑啉季铵盐，该乳化剂可作为稀浆封层用沥青乳化剂。本发明通过对乳化剂分子进行结构设计，将咪唑啉结构引入到双季铵盐分子中，从而得到一种乳化效果好、慢裂快凝效果好的沥青乳化剂。
本发明的目的之二在于提供一种双子咪唑啉季铵盐的制备方法。本发明首先以长链有机酸和有机胺经酰胺化、环化过程得到咪唑啉基体；然后以环氧氯丙烷和二烷基胺反应得到中间体；最后，将咪唑啉基体和中间体进行反应得到双子咪唑啉季铵盐。
为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：
一种双子咪唑啉季铵盐，其结构如下：
一种如上所述的双子咪唑啉季铵盐的制备方法，具体步骤如下：
首先，以摩尔比为1∶1.0～2.0的长链有机酸和有机胺为原料，加入占反应物料总重量20～50％的有机溶剂，搅拌升温至140～180℃，恒定温度反应2～4h；在真空条件下升高温度至220～260℃为原料，继续反应2～6h，脱除溶剂和水，得到咪唑啉基体；
然后，以摩尔比为1∶2.0～3.0的二烷基胺和环氧氯丙烷为原料，加入占反应物料总重量30～50％的醇类溶剂1，向反应体系内滴加与环氧氯丙烷相同摩尔量的盐酸，搅拌升温至20～60℃，恒定温度反应8～12h，脱除溶剂和未反应物料，得到N-丁基-N，N-二(3-氯-2-羟丙基)丁烷-1-铵盐(中间体)；
最后，以摩尔比为2.0～3.0∶1的咪唑啉基体和中间体为原料，加入占反应物料总重量30～60％的醇类溶剂2，搅拌升温至50～90℃，恒定温度反应10～14h，脱除溶剂和未反应物料，即得到双子咪唑啉季铵盐。
在上述方案的基础上，所述长链有机酸为癸酸、月桂酸、十四酸、棕榈酸、硬脂酸、油酸、环烷酸、妥尔油和松香酸中的一种或几种。
在上述方案的基础上，所述的有机胺为乙二胺、羟乙基乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺或四乙烯五胺。
在上述方案的基础上，所述的二烷基胺为二甲胺、二乙胺、二丙胺或二丁胺。
在上述方案的基础上，所述的有机溶剂为甲苯、间二甲苯、邻二甲苯、对二甲苯、混二甲苯或石油醚；所述的醇类溶剂为乙醇、丙醇、丁醇、异丙醇和异丁醇中的一种或几种；所述的醇类溶剂为乙醇、丙醇、丁醇、异丙醇或异丁醇。
本发明所提供的一种双子咪唑啉季铵盐，具有以下优点：(1)本发明的沥青乳化剂，所用原料价廉易得，制备工艺简单，无需使用催化剂，生产成本低；(2)在分子结构设计上，将双季铵盐结构引入到乳化剂分子中，提高了乳化剂的水溶性和乳化性能；同时增加了阳离子的数量，显著降低乳化沥青破乳速度；(3)该沥青乳化剂对不同沥青均具有良好的乳化能力，制备的乳化沥青均匀细腻，储存稳定性好，可用于稀浆封层乳化沥青，也可用于微表处乳化沥青。
具体实施方式
实施例1
首先，以摩尔比为1∶1的癸酸和乙二胺为原料，加入占反应物料总重量20％的甲苯，搅拌升温至140℃，恒定温度反应4h；在真空条件下升高温度至220℃为原料，继续反应2h脱除溶剂和水，得到咪唑啉基体。然后，以摩尔比为1∶2.0的二甲胺和环氧氯丙烷为原料，加入占反应物料总重量30％的乙醇，向反应体系内滴加与环氧氯丙烷相同摩尔量的盐酸，搅拌升温至20℃，恒定温度反应12h，脱除溶剂和未反应物料，得到N-丁基-N，N-二(3-氯-2-羟丙基)丁烷-1-铵盐(中间体)。最后，以摩尔比为2∶1的咪唑啉基体和中间体为原料，加入占反应物料总重量30％的丙醇，搅拌升温至50℃，恒定温度反应10h，脱除溶剂和未反应物料，即得到双子咪唑啉季铵盐。
将所述的双子咪唑啉季铵盐按乳化沥青总质量的1.0％配制成水溶液，并用酸调节乳化剂水溶液pH值至2，加热至40℃；重交道路沥青加热到140℃，在胶体磨中剪切60s制得固含量为55％的乳化沥青。
对上述所制备的乳化沥青进行性能测试：乳化沥青为阳离子型，体积平均粒度为2.4μm，1天和5天的贮存稳定性分别为0.6％和2.7％，筛上剩余量为0.03％，蒸发残留物含量为54.6wt％，与ES-3型玄武岩集料拌和为慢裂型，可拌和时间为大于120s，初凝时间25min。
对比实施例1
将实施例1中未进行季铵化反应而制备的咪唑啉基体作为沥青乳化剂，制备乳化沥青的条件同实施例1。对所制备的乳化沥青进行性能测试：乳化沥青为阳离子型，体积平均粒度为2.8μm，1天和5天的贮存稳定性分别为0.9％和3.8％，筛上剩余量为0.06％，蒸发残留物含量为54.2wt％，与ES-3型玄武岩集料拌和为中裂型，可拌和时间为为82s，初凝时间32min。
实施例2
首先，以摩尔比为1∶2的月桂酸和羟乙基乙二胺为原料，加入占反应物料总重量50％的间二甲苯，搅拌升温至180℃，恒定温度反应2h；在真空条件下升高温度至260℃为原料，继续反应6h脱除溶剂和水，得到咪唑啉基体。然后，以摩尔比为1∶3.0的二乙胺和环氧氯丙烷为原料，加入占反应物料总重量50％的丙醇，向反应体系内滴加与环氧氯丙烷相同摩尔量的盐酸，搅拌升温至60℃，恒定温度反应8h，脱除溶剂和未反应物料，得到N-丁基-N，N-二(3-氯-2-羟丙基)丁烷-1-铵盐(中间体)。最后，以摩尔比为3∶1的咪唑啉基体和中间体为原料，加入占反应物料总重量60％的丁醇，搅拌升温至90℃，恒定温度反应14h，脱除溶剂和未反应物料，即得到双子咪唑啉季铵盐。
将所述的双子咪唑啉季铵盐按乳化沥青总质量的3.0％配制成水溶液，并用酸调节乳化剂水溶液pH值至5，加热至60℃；重交道路沥青加热到120℃，在胶体磨中剪切60s制得固含量为60％的乳化沥青。
对上述所制备的乳化沥青进行性能测试：乳化沥青为阳离子型，体积平均粒度为2.2μm，1天和5天的贮存稳定性分别为0.4％和2.7％，筛上剩余量为0.03％，蒸发残留物含量为60.2wt％，与ES-3型玄武岩集料拌和为慢裂型，可拌和时间为大于120s，初凝时间27min。
对比实施例2
将实施例2中未进行季铵化反应而制备的咪唑啉基体作为沥青乳化剂，制备乳化沥青的条件同实施例2。对所制备的乳化沥青进行性能测试：乳化沥青为阳离子型，体积平均粒度为2.9μm，1天和5天的贮存稳定性分别为0.6％和3.5％，筛上剩余量为0.05％，蒸发残留物含量为60.9wt％，与ES-3型玄武岩集料拌和为慢裂型，可拌和时间为为92s，初凝时间35min。
实施例3
首先，以摩尔比为1∶1.5的十四酸和二乙烯三胺为原料，加入占反应物料总重量30％的邻二甲苯，搅拌升温至150℃，恒定温度反应3h；在真空条件下升高温度至230℃为原料，继续反应3h脱除溶剂和水，得到咪唑啉基体。然后，以摩尔比为1∶2.5的二丙胺和环氧氯丙烷为原料，加入占反应物料总重量40％的丁醇，向反应体系内滴加与环氧氯丙烷相同摩尔量的盐酸，搅拌升温至30℃，恒定温度反应9h，脱除溶剂和未反应物料，得到N-丁基-N，N-二(3-氯-2-羟丙基)丁烷-1-铵盐(中间体)。最后，以摩尔比为2.5∶1的咪唑啉基体和中间体为原料，加入占反应物料总重量40％的异丙醇，搅拌升温至60℃，恒定温度反应11h，脱除溶剂和未反应物料，即得到双子咪唑啉季铵盐。
将所述的双子咪唑啉季铵盐按乳化沥青总质量的2.0％配制成水溶液，并用酸调节乳化剂水溶液pH值至4，加热至50℃；重交道路沥青加热到130℃，在胶体磨中剪切60s制得固含量为65％的乳化沥青。
对上述所制备的乳化沥青进行性能测试：乳化沥青为阳离子型，体积平均粒度为2.2μm，1天和5天的贮存稳定性分别为0.4％和2.4％，筛上剩余量为0.01％，蒸发残留物含量为65.1wt％，与ES-3型玄武岩集料拌和为慢裂型，可拌和时间为大于120s，初凝时间24min。
对比实施例3
将实施例3中未进行季铵化反应而制备的咪唑啉基体作为沥青乳化剂，制备乳化沥青的条件同实施例3。对所制备的乳化沥青进行性能测试：乳化沥青为阳离子型，体积平均粒度为3.6μm，1天和5天的贮存稳定性分别为0.7％和4.6％，筛上剩余量为0.07％，蒸发残留物含量为64.6wt％，与ES-3型玄武岩集料拌和为慢裂型，可拌和时间为为85s，初凝时间37min。
实施例4
首先，以摩尔比为1∶1.2的棕榈酸和三乙烯四胺为原料，加入占反应物料总重量40％的对二甲苯，搅拌升温至160℃，恒定温度反应2.5h；在真空条件下升高温度至240℃为原料，继续反应4h脱除溶剂和水，得到咪唑啉基体。然后，以摩尔比为1∶2.1的二丁胺和环氧氯丙烷为原料，加入占反应物料总重量35％的异丙醇，向反应体系内滴加与环氧氯丙烷相同摩尔量的盐酸，搅拌升温至40℃，恒定温度反应10h，脱除溶剂和未反应物料，得到N-丁基-N，N-二(3-氯-2-羟丙基)丁烷-1-铵盐(中间体)。最后，以摩尔比为2.1∶1的咪唑啉基体和中间体为原料，加入占反应物料总重量50％的异丁醇，搅拌升温至70℃，恒定温度反应12h，脱除溶剂和未反应物料，即得到双子咪唑啉季铵盐。
将所述的双子咪唑啉季铵盐按乳化沥青总质量的1.5％配制成水溶液，并用酸调节乳化剂水溶液pH值至3，加热至45℃；重交道路沥青加热到125℃，在胶体磨中剪切60s制得固含量为55％的乳化沥青。
对上述所制备的乳化沥青进行性能测试：乳化沥青为阳离子型，体积平均粒度为2.4μm，1天和5天的贮存稳定性分别为0.6％和3.0％，筛上剩余量为0.02％，蒸发残留物含量为55.2wt％，与ES-3型玄武岩集料拌和为慢裂型，可拌和时间为大于120s，初凝时间23min。
实施例5
首先，以摩尔比为1∶1.3的硬脂酸和四乙烯五胺为原料，加入占反应物料总重量25％的混二甲苯，搅拌升温至170℃，恒定温度反应3.5h；在真空条件下升高温度至250℃为原料，继续反应5h脱除溶剂和水，得到咪唑啉基体。然后，以摩尔比为1∶2.2的二丁胺和环氧氯丙烷为原料，加入占反应物料总重量45％的异丁醇，向反应体系内滴加与环氧氯丙烷相同摩尔量的盐酸，搅拌升温至50℃，恒定温度反应11h，脱除溶剂和未反应物料，得到N-丁基-N，N-二(3-氯-2-羟丙基)丁烷-1-铵盐(中间体)。最后，以摩尔比为2.2∶1的咪唑啉基体和中间体为原料，加入占反应物料总重量60％的乙醇，搅拌升温至80℃，恒定温度反应13h，脱除溶剂和未反应物料，即得到双子咪唑啉季铵盐。
将所述的双子咪唑啉季铵盐按乳化沥青总质量的1.5％配制成水溶液，并用酸调节乳化剂水溶液pH值至2，加热至55℃；重交道路沥青加热到135℃，在胶体磨中剪切60s制得固含量为70％的乳化沥青。
对上述所制备的乳化沥青进行性能测试：乳化沥青为阳离子型，体积平均粒度为2.0μm，1天和5天的贮存稳定性分别为0.3％和1.8％，筛上剩余量为0.01％，蒸发残留物含量为69.8wt％，与ES-3型玄武岩集料拌和为慢裂型，可拌和时间为大于120s，初凝时间20min。
实施例6
首先，以摩尔比为1∶1.4的油酸和二乙烯三胺为原料，加入占反应物料总重量35％的石油醚，搅拌升温至145℃，恒定温度反应4.0h；在真空条件下升高温度至220℃为原料，继续反应3.5h脱除溶剂和水，得到咪唑啉基体。然后，以摩尔比为1∶2.4的二丁胺和环氧氯丙烷为原料，加入占反应物料总重量50％的乙醇，向反应体系内滴加与环氧氯丙烷相同摩尔量的盐酸，搅拌升温至35℃，恒定温度反应12h，脱除溶剂和未反应物料，得到N-丁基-N，N-二(3-氯-2-羟丙基)丁烷-1-铵盐(中间体)。最后，以摩尔比为2.4∶1的咪唑啉基体和中间体为原料，加入占反应物料总重量40％的丙醇，搅拌升温至50℃，恒定温度反应14h，脱除溶剂和未反应物料，即得到双子咪唑啉季铵盐。
将所述的双子咪唑啉季铵盐按乳化沥青总质量的1.7％配制成水溶液，并用酸调节乳化剂水溶液pH值至3，加热至60℃；重交道路沥青加热到140℃，在胶体磨中剪切60s制得固含量为60％的乳化沥青。
对上述所制备的乳化沥青进行性能测试：乳化沥青为阳离子型，体积平均粒度为2.3μm，1天和5天的贮存稳定性分别为0.4％和1.5％，筛上剩余量为0.02％，蒸发残留物含量为60.2wt％，与ES-3型玄武岩集料拌和为慢裂型，可拌和时间为大于120s，初凝时间25min。
实施例7
首先，以摩尔比为1∶1.6的环烷酸和二乙烯三胺为原料，加入占反应物料总重量40％的石油醚，搅拌升温至155℃，恒定温度反应3.0h；在真空条件下升高温度至240℃为原料，继续反应4.5h脱除溶剂和水，得到咪唑啉基体。然后，以摩尔比为1∶2.6的二甲胺和环氧氯丙烷为原料，加入占反应物料总重量40％的丙醇，向反应体系内滴加与环氧氯丙烷相同摩尔量的盐酸，搅拌升温至55℃，恒定温度反应11h，脱除溶剂和未反应物料，得到N-丁基-N，N-二(3-氯-2-羟丙基)丁烷-1-铵盐(中间体)。最后，以摩尔比为2.6∶1的咪唑啉基体和中间体为原料，加入占反应物料总重量50％的丁醇，搅拌升温至60℃，恒定温度反应12h，脱除溶剂和未反应物料，即得到双子咪唑啉季铵盐。
将所述的双子咪唑啉季铵盐按乳化沥青总质量的1.9％配制成水溶液，并用酸调节乳化剂水溶液pH值至4，加热至40℃；重交道路沥青加热到130℃，在胶体磨中剪切60s制得固含量为50％的乳化沥青。
对上述所制备的乳化沥青进行性能测试：乳化沥青为阳离子型，体积平均粒度为2.7μm，1天和5天的贮存稳定性分别为0.8％和2.3％，筛上剩余量为0.03％，蒸发残留物含量为50.3wt％，与ES-3型玄武岩集料拌和为慢裂型，可拌和时间为大于120s，初凝时间27min。
实施例8
首先，以摩尔比为1∶1.8的妥尔油和羟乙基乙二胺为原料，加入占反应物料总重量50％的间二甲苯，搅拌升温至165℃，恒定温度反应2.0h；在真空条件下升高温度至250℃为原料，继续反应6h脱除溶剂和水，得到咪唑啉基体。然后，以摩尔比为1∶2.8的二丙胺和环氧氯丙烷为原料，加入占反应物料总重量30％的丁醇，向反应体系内滴加与环氧氯丙烷相同摩尔量的盐酸，搅拌升温至45℃，恒定温度反应9h，脱除溶剂和未反应物料，得到N-丁基-N，N-二(3-氯-2-羟丙基)丁烷-1-铵盐(中间体)。最后，以摩尔比为2.8∶1的咪唑啉基体和中间体为原料，加入占反应物料总重量30％的异丙醇，搅拌升温至80℃，恒定温度反应10h，脱除溶剂和未反应物料，即得到双子咪唑啉季铵盐。
将所述的双子咪唑啉季铵盐按乳化沥青总质量的2.3％配制成水溶液，并用酸调节乳化剂水溶液pH值至5，加热至50℃；重交道路沥青加热到120℃，在胶体磨中剪切60s制得固含量为70％的乳化沥青。
对上述所制备的乳化沥青进行性能测试：乳化沥青为阳离子型，体积平均粒度为2.1μm，1天和5天的贮存稳定性分别为0.3％和2.2％，筛上剩余量为0.01％，蒸发残留物含量为70.1wt％，与ES-3型玄武岩集料拌和为慢裂型，可拌和时间为大于120s，初凝时间20min。
实施例9
首先，以摩尔比为1∶1.9的松香酸和二乙烯三胺为原料，加入占反应物料总重量20％的邻二甲苯，搅拌升温至140℃，恒定温度反应4.0h；在真空条件下升高温度至220℃为原料，继续反应2h脱除溶剂和水，得到咪唑啉基体。然后，以摩尔比为1∶2.9的二丙胺和环氧氯丙烷为原料，加入占反应物料总重量50％的异丙醇，向反应体系内滴加与环氧氯丙烷相同摩尔量的盐酸，搅拌升温至20℃，恒定温度反应10h，脱除溶剂和未反应物料，得到N-丁基-N，N-二(3-氯-2-羟丙基)丁烷-1-铵盐(中间体)。最后，以摩尔比为2∶1的咪唑啉基体和中间体为原料，加入占反应物料总重量40％的异丁醇，搅拌升温至90℃，恒定温度反应11h，脱除溶剂和未反应物料，即得到双子咪唑啉季铵盐。
将所述的双子咪唑啉季铵盐按乳化沥青总质量的2.7％配制成水溶液，并用酸调节乳化剂水溶液pH值至3，加热至60℃；重交道路沥青加热到125℃，在胶体磨中剪切60s制得固含量为60％的乳化沥青。
对上述所制备的乳化沥青进行性能测试：乳化沥青为阳离子型，体积平均粒度为1.9μm，1天和5天的贮存稳定性分别为0.4％和2.1％，筛上剩余量为0.01％，蒸发残留物含量为60.3wt％，与ES-3型玄武岩集料拌和为慢裂型，可拌和时间为大于120s，初凝时间19min。
实施例10
首先，将摩尔比为1∶1.5的癸酸和环烷酸的混合物与四乙烯五胺以摩尔比为1∶1.3加入到三口烧瓶中，加入占反应物料总重量30％的对二甲苯，搅拌升温至150℃，恒定温度反应3.0h；在真空条件下升高温度至230℃为原料，继续反应3h脱除溶剂和水，得到咪唑啉基体。然后，以摩尔比为1∶3的二乙胺和环氧氯丙烷为原料，加入占反应物料总重量40％的异丁醇，向反应体系内滴加与环氧氯丙烷相同摩尔量的盐酸，搅拌升温至30℃，恒定温度反应12h，脱除溶剂和未反应物料，得到N-丁基-N，N-二(3-氯-2-羟丙基)丁烷-1-铵盐(中间体)。最后，以摩尔比为2.5∶1的咪唑啉基体和中间体为原料，加入占反应物料总重量50％的乙醇，搅拌升温至80℃，恒定温度反应12h，脱除溶剂和未反应物料，即得到双子咪唑啉季铵盐。
将所述的双子咪唑啉季铵盐按乳化沥青总质量的1.2％配制成水溶液，并用酸调节乳化剂水溶液pH值至3，加热至50℃；重交道路沥青加热到130℃，在胶体磨中剪切60s制得固含量为60％的乳化沥青。
对上述所制备的乳化沥青进行性能测试：乳化沥青为阳离子型，体积平均粒度为2.1μm，1天和5天的贮存稳定性分别为0.4％和2.2％，筛上剩余量为0.03％，蒸发残留物含量为60.1wt％，与ES-3型玄武岩集料拌和为慢裂型，可拌和时间为大于120s，初凝时间25min。
实施例11
首先，将摩尔比为1∶1.2的月桂酸和松香酸的混合物与四乙烯五胺以摩尔比为1∶1.5加入到三口烧瓶中，加入占反应物料总重量50％的混二甲苯，搅拌升温至160℃，恒定温度反应4.0h；在真空条件下升高温度至240℃为原料，继续反应4h脱除溶剂和水，得到咪唑啉基体。然后，以摩尔比为1∶2.5的二丁胺和环氧氯丙烷为原料，加入占反应物料总重量30％的丁醇，向反应体系内滴加与环氧氯丙烷相同摩尔量的盐酸，搅拌升温至50℃，恒定温度反应10h，脱除溶剂和未反应物料，得到N-丁基-N，N-二(3-氯-2-羟丙基)丁烷-1-铵盐(中间体)。最后，以摩尔比为2.2∶1的咪唑啉基体和中间体为原料，加入占反应物料总重量40％的乙醇，搅拌升温至70℃，恒定温度反应12h，脱除溶剂和未反应物料，即得到双子咪唑啉季铵盐。
将所述的双子咪唑啉季铵盐按乳化沥青总质量的1.5％配制成水溶液，并用酸调节乳化剂水溶液pH值至4，加热至55℃；重交道路沥青加热到135℃，在胶体磨中剪切60s制得固含量为65％的乳化沥青。
对上述所制备的乳化沥青进行性能测试：乳化沥青为阳离子型，体积平均粒度为2.7μm，1天和5天的贮存稳定性分别为0.5％和4.1％，筛上剩余量为0.02％，蒸发残留物含量为65.2wt％，与ES-3型玄武岩集料拌和为慢裂型，可拌和时间大于120s，初凝时间20min。
实施例12
首先，将摩尔比为1∶1.2的油酸和癸酸的混合物与三乙烯四胺以摩尔比为1∶1.5加入到三口烧瓶中，加入占反应物料总重量30％的对二甲苯，搅拌升温至140℃，恒定温度反应2.0h；在真空条件下升高温度至220℃为原料，继续反应3h脱除溶剂和水，得到咪唑啉基体。然后，以摩尔比为1∶2的二丙胺和环氧氯丙烷为原料，加入占反应物料总重量50％的乙醇和异丙醇，向反应体系内滴加与环氧氯丙烷相同摩尔量的盐酸，搅拌升温至40℃，恒定温度反应12h，脱除溶剂和未反应物料，得到N-丁基-N，N-二(3-氯-2-羟丙基)丁烷-1-铵盐(中间体)。最后，以摩尔比为2.5∶1的咪唑啉基体和中间体为原料，加入占反应物料总重量50％的乙醇，搅拌升温至90℃，恒定温度反应14h，脱除溶剂和未反应物料，即得到双子咪唑啉季铵盐。
将所述的双子咪唑啉季铵盐按乳化沥青总质量的2.0％配制成水溶液，并用酸调节乳化剂水溶液pH值至5，加热至45℃；重交道路沥青加热到125℃，在胶体磨中剪切60s制得固含量为70％的乳化沥青。
对上述所制备的乳化沥青进行性能测试：乳化沥青为阳离子型，体积平均粒度为2.3μm，1天和5天的贮存稳定性分别为0.3％和3.0％，筛上剩余量为0.05％，蒸发残留物含量为70.2wt％，与MS-3型玄武岩集料拌和为慢裂型，可拌和时间大于120s，初凝时间16min
上述实施方案为本发明最佳的实施方案，但本发明的实施方案并不受上述实施方案的限制，其他的任何不违背本发明原理的条件下，可以通过改变参数的形式所产生的实施例，都包含于本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种双子咪唑啉季铵盐，其特征于，结构如下：
2.一种根据权利要求1所述的双子咪唑啉季铵盐的制备方法，其特征在于：是以长链有机酸和有机胺经酰胺化、环化过程得到咪唑啉基体；然后以环氧氯丙烷和二烷基胺反应得到中间体；最后，将咪唑啉基体和中间体进行反应得到双子咪唑啉季铵盐。
3.根据权利要求2所述的双子咪唑啉季铵盐的制备方法，其特征在于：是以摩尔比为1∶1.0～2.0的长链有机酸和有机胺经酰胺化、环化过程得到咪唑啉基体；然后以摩尔比为1∶2.0～3.0的二烷基胺和环氧氯丙烷反应得到中间体；最后以摩尔比为2.0～3.0∶1的咪唑啉基体和中间体进行反应得到双子咪唑啉季铵盐。
4.根据权利要求3所述的双子咪唑啉季铵盐的制备方法，其特征在于：
首先，以摩尔比为1∶1.0～2.0的长链有机酸和有机胺为原料，加入占反应物料总重量20～50％的有机溶剂，搅拌升温至140～180℃，恒定温度反应2～4h；在真空条件下升高温度至220～260℃为原料，继续反应2～6h，脱除溶剂和水，得到咪唑啉基体；
然后，以摩尔比为1∶2.0～3.0的二烷基胺和环氧氯丙烷为原料，加入占反应物料总重量30～50％的醇类溶剂1，向反应体系内滴加与环氧氯丙烷相同摩尔量的盐酸，搅拌升温至20～60℃，恒定温度反应8～12h，脱除溶剂和未反应物料，得到N-丁基-N，N-二(3-氯-2-羟丙基)丁烷-1-铵盐(中间体)；
最后，以摩尔比为2.0～3.0∶1的咪唑啉基体和中间体为原料，加入占反应物料总重量30～60％的醇类溶剂2，搅拌升温至50～90℃，恒定温度反应10～14h，脱除溶剂和未反应物料，即得到双子咪唑啉季铵盐。
5.根据权利要求2-4任一项所述的双子咪唑啉季铵盐的制备方法，其特征在于：
所述长链有机酸为癸酸、月桂酸、十四酸、棕榈酸、硬脂酸、油酸、环烷酸、妥尔油和松香酸中的一种或几种。
6.根据权利要求2-4任一项所述的双子咪唑啉季铵盐的制备方法，其特征在于：
所述的有机胺为乙二胺、羟乙基乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺或四乙烯五胺。
7.根据权利要求2-4任一项所述的双子咪唑啉季铵盐的制备方法，其特征在于：
所述的二烷基胺为二甲胺、二乙胺、二丙胺或二丁胺。
8.根据权利要求4所述的双子咪唑啉季铵盐的制备方法，其特征在于：
所述的有机溶剂为甲苯、间二甲苯、邻二甲苯、对二甲苯、混二甲苯或石油醚；
所述的醇类溶剂1为乙醇、丙醇、丁醇、异丙醇和异丁醇中的一种或几种；
所述的醇类溶剂2为乙醇、丙醇、丁醇、异丙醇或异丁醇。
9.根据权利要求1所述的双子咪唑啉季铵盐，其特征在于：作为快速开放交通型稀浆封层用沥青乳化剂。
10.一种由权利要求1所述的双子咪唑啉季铵盐制备的乳化沥青，其特征在于，制备方法为：
将所述的双子咪唑啉季铵盐按乳化沥青总质量的1.0-3.0％配制成水溶液，并用酸调节乳化剂水溶液pH值至2-5，加热至40-60℃；重交道路沥青加热到120-140℃，在胶体磨中剪切60s制得固含量为50％-70％的乳化沥青。
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