CN109400914B - 一种双子型阳离子慢裂快凝型沥青乳化剂的制备方法 - Google Patents

一种双子型阳离子慢裂快凝型沥青乳化剂的制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN109400914B
CN109400914B CN201811359373.2A CN201811359373A CN109400914B CN 109400914 B CN109400914 B CN 109400914B CN 201811359373 A CN201811359373 A CN 201811359373A CN 109400914 B CN109400914 B CN 109400914B
Authority
CN
China
Prior art keywords
tertiary amine
emulsifier
breaking
quick
slow
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201811359373.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109400914A (zh
Inventor
张倩
李�杰
王月欣
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hebei University of Technology
Original Assignee
Hebei University of Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hebei University of Technology filed Critical Hebei University of Technology
Priority to CN201811359373.2A priority Critical patent/CN109400914B/zh
Publication of CN109400914A publication Critical patent/CN109400914A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109400914B publication Critical patent/CN109400914B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J3/00—Processes of treating or compounding macromolecular substances
    • C08J3/02—Making solutions, dispersions, lattices or gels by other methods than by solution, emulsion or suspension polymerisation techniques
    • C08J3/03—Making solutions, dispersions, lattices or gels by other methods than by solution, emulsion or suspension polymerisation techniques in aqueous media
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2395/00—Bituminous materials, e.g. asphalt, tar or pitch

Abstract

本发明为一种双子型阳离子慢裂快凝型沥青乳化剂的制备方法。该方法包括如下步骤：将长链叔胺溶于有机溶剂中,加入盐酸,35～40℃下反应15～30min,升温到60～75℃,再加入环氧氯丙烷,60～75℃下反应6～8h；得到季铵盐中间体；再将季铵盐中间体溶于异丙醇中,加入催化剂,然后升温到70～80℃,加入1,3‑丙二胺,70～80℃下反应8～10h,得到双子型阳离子慢裂快凝型沥青乳化剂。本发明制得的乳化剂原料易得、制备条件温和、工艺简单且表面活性优良。

Description

一种双子型阳离子慢裂快凝型沥青乳化剂的制备方法
技术领域
本发明涉及一种双子型阳离子慢裂快凝型沥青乳化剂的制备方法,属于精细化工技术领域。
背景技术
我国道路交通事业发展迅猛,部分道路因年久失修出现了不同程度的损坏,道路养护问题日益受到相关部门的重视。道路养护过程中为了降低成本,并且使养护效果显著,环境友好,将乳化沥青应用于稀浆封层及微表处修复。在各类乳化剂中,阳离子沥青乳化剂因能与多种骨料更好的粘附而被广泛应用。目前阳离子沥青乳化剂快裂型及中裂型居多,难以满足稀浆封层及微表处修复施工的需求,慢裂快凝型阳离子沥青乳化剂成为研究的热点。
现用慢裂快凝型阳离子沥青乳化剂多为传统单季铵盐型阳离子沥青乳化剂,如:赵亚峰.新型沥青乳化剂的合成与性能测试[J].石油沥青,2010,24(02):45-48.采用烷基二胺、氯乙酸和环氧丙烷合成单季铵盐型阳离子沥青乳化剂,该乳化剂原料易得,合成条件温和；许虎君.油酰基苄基季铵盐沥青乳化剂的合成和性能[J].石油沥青,2017,31(04):5-8.采用油酸、三乙烯四胺和氯化苄合成单季铵盐型阳离子沥青乳化剂,该乳化剂制备工艺简单,应用乳化剂获得的产品储存稳定性好。除了传统的单季铵盐型阳离子沥青乳化剂外,近几年又出现了具有慢裂快凝性质的双子型阳离子沥青乳化剂,中国专利CN108164430A采用长链叔胺、盐酸、环氧氯丙烷和苯二胺合成双子型阳离子沥青乳化剂,该乳化剂乳化效果好,较传统单季铵盐型阳离子沥青乳化剂用量少。但上述报道的几种乳化剂,存在常温下表面张力γcmc普遍偏高的局限性。
发明内容
本发明目的是提供一种具有慢裂快凝性质的双子型阳离子沥青乳化剂的制备方法,该乳化剂以1,3-丙二胺为基础,结合长链叔胺、盐酸与环氧氯丙烷季铵化反应得到双子型结构阳离子沥青乳化剂。该乳化剂分子中多条疏水链可起到一个空间阻碍作用,在拌合期间延缓骨料与乳化沥青的接触过程,达到慢裂的目的；同时分子中多个正电基团与骨料表面的负电荷静电引力增强,在拌合后加快骨料对乳化沥青的吸附过程,达到快凝的目的。本发明制得的乳化剂原料易得、制备条件温和、工艺简单且表面活性优良。
本发明技术方案为：
一种双子型阳离子慢裂快凝型沥青乳化剂的制备方法,该方法包括如下步骤：
(1)将长链叔胺溶于有机溶剂中,加入盐酸,35～40℃下反应15～30min,然后升温到60～75℃,再加入环氧氯丙烷,60～75℃下反应6～8h；冷却到室温后,洗涤,抽滤；50℃真空干燥得到季铵盐中间体；
其中,物料摩尔配比为长链叔胺:盐酸:环氧氯丙烷＝1:1～1.2:1～1.2；每15～30ml有机溶剂加0.1～0.15mol长链叔胺。
(2)将季铵盐中间体溶于异丙醇中,加入催化剂,然后升温到70～80℃,加入1,3-丙二胺,70～80℃下反应8～10h,冷却到室温后,过滤,洗涤,抽滤；50℃真空干燥得双子型阳离子慢裂快凝型沥青乳化剂；
其中,物料摩尔配比为催化剂:1,3-丙二胺:季铵盐中间体＝4～6:1:4～6。
所述的步骤(1)中长链叔胺为十二烷基二甲基叔胺、十四烷基二甲基叔胺、十六烷基二甲基叔胺或十八烷基二甲基叔胺。
所述的步骤(1)中有机溶剂为无水乙醇、正丁醇或异丙醇。
所述的步骤(1)中盐酸的质量百分浓度为20～37％。
所述的步骤(2)中催化剂为碳酸钠或碳酸钾。
本发明实质性特点在于：
乳化剂分子中多条疏水链起到一个空间阻碍作用,在拌合期间延缓骨料与乳化沥青的接触过程,达到慢裂的目的；同时分子中多个正电基团与骨料表面的负电荷静电引力增强,在拌合后加快骨料对乳化沥青的吸附过程,达到快凝的目的；并且分子中多个正电基团使乳液中胶团的ζ电位增大,相互排斥力增强,最终使乳化沥青储存稳定性增强。本发明核心创新点是使用1,3-丙二胺,与其它双子型阳离子沥青乳化剂相比,该乳化剂分子上多增添两条疏水链和两个亲水基季铵基团。
本发明具有以下积极有益的效果：
(1)制备乳化剂的原料易得,反应条件温和,工艺简单；
(2)乳化剂分子正电基团增多,乳液中胶团的ζ电位增大,相互排斥力增强,乳化沥青储存稳定性增强；
(3)乳化剂表面活性优良。一般的双子型表面活性剂常温下表面张力γcmc在25.00～45.00mN/m之间,本发明双子型表面活性剂常温下表面张力γcmc在20.00～25.00mN/m之间,乳化剂用量占沥青质量的1％时乳化沥青能到达良好的稳定性,稳定储存7天以上。本发明乳化剂可对齐鲁石化70#沥青、中海油70#沥青和滨州70#沥青进行乳化,破乳速度试验和初凝试验果显示乳化剂为慢裂快凝型。
具体实施方式
下面结合乳化沥青实施例进一步说明本发明,但不是限制本发明的范围。
实施例1
乳化剂的制备：
将25.56g(0.12mol)十二烷基二甲基叔胺溶于15ml无水乙醇中,加入12.17g(0.12mol)盐酸(质量百分浓度36％),35℃下反应30min。升温到60℃,加入11.10g(0.12mol)环氧氯丙烷后,60℃下反应6h,冷却到室温后,洗涤,抽滤；50℃真空干燥得到季铵盐中间体。将6.84g(0.02mol)上述季铵盐中间体溶于20ml异丙醇中,加入2.10g(0.02mol)碳酸钠。升温到75℃,加入0.37g(0.005mol)1,3-丙二胺,75℃下反应8h,冷却到室温后,过滤,洗涤,抽滤；50℃真空干燥得双子型阳离子慢裂快凝型沥青乳化剂。
采用吊环法测上述双子型阳离子慢裂快凝型沥青乳化剂常温下表面张力γcmc，结果为21.25mN/m。
乳化沥青的制备：
取该乳化剂0.60g(沥青质量的1％),加入60ml水溶解后配置乳化剂水溶液,用稀盐酸(质量百分浓度36％的浓盐酸和水体积比1:2)调节溶液pH值到2～3,加热并保持溶液温度至60～70℃。取中海油70#沥青60g,加热至110～120℃得到熔融沥青,开启胶体磨,将加热好的沥青倒入搅拌中的乳化剂水溶液,充分搅拌1min,得到细腻均匀的乳化沥青。
乳化沥青经性能测试稳定储存7天以上,储存稳定性良好。矿料与乳化沥青拌合后,混合料呈糊状,破乳速度试验现象显示乳化剂为慢裂型。初凝时间92min,初凝试验结果显示乳化剂为快凝型。蒸发残留量61％,筛上剩余量0.03％,蒸发残留量和筛上剩余量测试结果符合《公路沥青路面施工技术规范》(JTGF40-2004)要求。
实施例2
乳化剂的制备：
将28.92g(0.12mol)十四烷基二甲基叔胺溶于15ml正丁醇中,加入12.17g(0.12mol)盐酸(质量百分浓度36％),35℃下反应30min。升温到65℃,加入12.95g(0.14mol)环氧氯丙烷后,65℃下反应6h,冷却到室温后,洗涤,抽滤；50℃真空干燥得到季铵盐中间体。将7.40g(0.02mol)上述季铵盐中间体溶于20ml异丙醇中,加入2.10g(0.02mol)碳酸钠。升温到70℃,加入0.37g(0.005mol)1,3-丙二胺,70℃下反应8h,冷却到室温后,过滤,洗涤,抽滤；50℃真空干燥得双子型阳离子慢裂快凝型沥青乳化剂。
采用吊环法测上述双子型阳离子慢裂快凝型沥青乳化剂常温下表面张力γcmc，结果为23.16mN/m。
乳化沥青的制备：
参照实施例1方法,将上述制备的乳化剂用于乳化沥青。乳化沥青经性能测试稳定储存7天以上,储存稳定性良好。矿料与乳化沥青拌合后,混合料呈糊状,破乳速度试验现象显示乳化剂为慢裂型。初凝时间87min,初凝试验结果显示乳化剂为快凝型。蒸发残留量63％,筛上剩余量0.04％,蒸发残留量和筛上剩余量测试结果符合《公路沥青路面施工技术规范》(JTGF40-2004)要求。
实施例3
乳化剂的制备：
将32.28g(0.12mol)十六烷基二甲基叔胺溶于20ml无水乙醇中,加入12.17g(0.12mol)盐酸(质量百分浓度36％),35℃下反应30min。升温到60℃,加入11.10g(0.12mol)环氧氯丙烷后,60℃下反应6h,冷却到室温后,洗涤,抽滤；50℃真空干燥得到季铵盐中间体。将7.96g(0.02mol)上述季铵盐中间体溶于20ml异丙醇中,加入3.45g(0.025mol)碳酸钾。升温到80℃,加入0.37g(0.005mol)1,3-丙二胺,80℃下反应8h,冷却到室温后,过滤,洗涤,抽滤；50℃真空干燥得双子型阳离子慢裂快凝型沥青乳化剂。
采用吊环法测上述双子型阳离子慢裂快凝型沥青乳化剂常温下表面张力γcmc，结果为20.83mN/m。
乳化沥青的制备：
参照实施例1方法,将上述制备的乳化剂用于乳化沥青。乳化沥青经性能测试稳定储存7 天以上,储存稳定性良好。矿料与乳化沥青拌合后,混合料呈糊状,破乳速度试验现象显示乳化剂为慢裂型。初凝时间95min,初凝试验结果显示乳化剂为快凝型。蒸发残留量61％,筛上剩余量0.03％,蒸发残留量和筛上剩余量测试结果符合《公路沥青路面施工技术规范》(JTGF40-2004)要求。
实施例4
乳化剂的制备：
将35.64g(0.12mol)十八烷基二甲基叔胺溶于20ml异丙醇中,加入12.17g(0.12mol)盐酸(质量百分浓度36％),35℃下反应30min。升温到70℃,加入11.10g(0.12mol)环氧氯丙烷后,70℃下反应6h,冷却到室温后,洗涤,抽滤；50℃真空干燥得到季铵盐中间体。将10.65g(0.025mol)上述季铵盐中间体溶于20ml异丙醇中,加入2.10g(0.02mol)碳酸钠。升温到80℃,加入0.37g(0.005mol)1,3-丙二胺,80℃下反应8h,冷却到室温后,过滤,洗涤,抽滤；50℃真空干燥得双子型阳离子慢裂快凝型沥青乳化剂。
采用吊环法测上述双子型阳离子慢裂快凝型沥青乳化剂常温下表面张力γcmc，结果为24.52mN/m。
乳化沥青的制备：
参照实施例1方法,将上述制备的乳化剂用于乳化沥青。乳化沥青经性能测试稳定储存7天以上,储存稳定性良好。矿料与乳化沥青拌合后,混合料呈糊状,破乳速度试验现象显示乳化剂为慢裂型。初凝时间85min,初凝试验结果显示乳化剂为快凝型。蒸发残留量63％,筛上剩余量0.03％,蒸发残留量和筛上剩余量测试结果符合《公路沥青路面施工技术规范》(JTGF40-2004)要求。
本发明未尽事宜为公知技术。

Claims (3)

1.一种双子型阳离子慢裂快凝型沥青乳化剂的制备方法,其特征为该方法包括如下步骤：
(1)将长链叔胺溶于有机溶剂中,加入盐酸,35～40℃下反应15～30min,然后升温到60～75℃,再加入环氧氯丙烷,60～75℃下反应6～8h；冷却到室温后,洗涤,抽滤；50℃真空干燥得到季铵盐中间体；
其中,物料摩尔配比为长链叔胺:盐酸:环氧氯丙烷＝1:1～1.2:1～1.2；
(2)将季铵盐中间体溶于异丙醇中,加入催化剂,然后升温到70～80℃,加入1,3-丙二胺,70～80℃下反应8～10h,冷却到室温后,过滤,洗涤,抽滤；50℃真空干燥得双子型阳离子慢裂快凝型沥青乳化剂；
其中,物料摩尔配比为催化剂:1,3-丙二胺:季铵盐中间体＝4～6:1:4～6；
所述的步骤(2)中催化剂为碳酸钠或碳酸钾；
所述的步骤(1)中长链叔胺为十二烷基二甲基叔胺、十四烷基二甲基叔胺、十六烷基二甲基叔胺或十八烷基二甲基叔胺；
所述的步骤(1)中有机溶剂为无水乙醇、正丁醇或异丙醇。
2.如权利要求1所述的双子型阳离子慢裂快凝型沥青乳化剂的制备方法,其特征为所述的步骤(1)中盐酸的质量百分浓度为20～37％。
3.如权利要求1所述的双子型阳离子慢裂快凝型沥青乳化剂的制备方法,其特征为步骤(1)中每15～30mL有机溶剂加0.1～0.15mol长链叔胺。
CN201811359373.2A 2018-11-15 2018-11-15 一种双子型阳离子慢裂快凝型沥青乳化剂的制备方法 Active CN109400914B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811359373.2A CN109400914B (zh) 2018-11-15 2018-11-15 一种双子型阳离子慢裂快凝型沥青乳化剂的制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811359373.2A CN109400914B (zh) 2018-11-15 2018-11-15 一种双子型阳离子慢裂快凝型沥青乳化剂的制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109400914A CN109400914A (zh) 2019-03-01
CN109400914B true CN109400914B (zh) 2021-06-22

Family

ID=65473391

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201811359373.2A Active CN109400914B (zh) 2018-11-15 2018-11-15 一种双子型阳离子慢裂快凝型沥青乳化剂的制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109400914B (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110144023B (zh) * 2019-06-17 2021-08-31 河北工业大学 一种改性聚乙烯醇阳离子慢裂型沥青乳化剂的制备方法
CN110423202B (zh) * 2019-08-22 2022-03-08 四川羽玺电子科技有限公司 一种含氟离型剂及其制备方法
CN111349347A (zh) * 2020-05-14 2020-06-30 海娇 一种改性乳化沥青及其制备方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101564661A (zh) * 2009-05-18 2009-10-28 南京工业大学 一种具有柔性连接基的双子型两性表面活性剂及其制备方法
US7622596B1 (en) * 2004-06-10 2009-11-24 Sandia Corporation Thermally cleavable surfactants
CN102604125A (zh) * 2012-03-16 2012-07-25 河北工业大学 一种慢裂快凝型沥青乳化剂及其制备方法和应用
CN104877146A (zh) * 2015-05-06 2015-09-02 河北工业大学 一种含乙氧基的双阳离子沥青乳化剂及其制备方法和应用
CN108164430A (zh) * 2018-02-01 2018-06-15 江南大学 一种苯二胺型阳离子沥青乳化剂及其制备方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7622596B1 (en) * 2004-06-10 2009-11-24 Sandia Corporation Thermally cleavable surfactants
CN101564661A (zh) * 2009-05-18 2009-10-28 南京工业大学 一种具有柔性连接基的双子型两性表面活性剂及其制备方法
CN102604125A (zh) * 2012-03-16 2012-07-25 河北工业大学 一种慢裂快凝型沥青乳化剂及其制备方法和应用
CN104877146A (zh) * 2015-05-06 2015-09-02 河北工业大学 一种含乙氧基的双阳离子沥青乳化剂及其制备方法和应用
CN108164430A (zh) * 2018-02-01 2018-06-15 江南大学 一种苯二胺型阳离子沥青乳化剂及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN109400914A (zh) 2019-03-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109400914B (zh) 一种双子型阳离子慢裂快凝型沥青乳化剂的制备方法
CN102863804A (zh) Sbs聚合物改性乳化沥青及其制备方法
CN104877146B (zh) 一种含乙氧基的双阳离子沥青乳化剂及其制备方法和应用
CN102924299B (zh) 一种新型慢裂慢凝型沥青乳化剂的制备方法
CN112812076B (zh) 一种双磺酸基表面活性剂、清洁压裂液及其制备方法
CN102936206B (zh) 一种快裂快凝型沥青乳化剂的制备方法
CN109734819B (zh) 一种改性羟乙基纤维素阳离子慢裂型沥青乳化剂的制备方法
US4007127A (en) Bituminous cationic emulsion
CN104387595A (zh) 一种复合型慢裂慢凝阳离子沥青乳化剂的制备方法
CN116514447B (zh) 一种用于轻质混凝土的双子表面活性稳泡剂及制备方法
CN106497104B (zh) 乳化改性沥青及其制备方法
CN108164430B (zh) 一种苯二胺型阳离子沥青乳化剂及其制备方法
CN107162979B (zh) 化合物、温拌沥青、沥青混合料及其制备方法和应用
CN110305336B (zh) 一种酰胺多胺型沥青乳化剂、乳化沥青及其制备方法与应用
CN111978561B (zh) 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
CN111320551B (zh) 一种仲酰胺双胺季铵盐两性型沥青乳化剂及其制备方法
CN111088013A (zh) 阴阳离子复合驱油表面活性剂及其制备方法和驱油方法
CN108517040A (zh) 一种纤维素类季铵盐阳离子沥青乳化剂及其制备方法
CN111320764B (zh) 一种仲酰胺多胺季铵盐两性型沥青乳化剂及其制备方法
CN108467495A (zh) 一种木质素类季铵盐阳离子沥青乳化剂及其制备方法
CN112480898B (zh) 一种复合清洁压裂液体系及制备方法
CN111320595B (zh) 一种仲酰胺环胺季铵盐两性型沥青乳化剂及其制备方法
CN111088014B (zh) 采油用阴阳复合表面活性剂及其制备方法和驱油方法
CN110144023B (zh) 一种改性聚乙烯醇阳离子慢裂型沥青乳化剂的制备方法
CN115490620B (zh) 一种阴阳离子可调控表面活性剂及其制备方法与应用

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
CB03 Change of inventor or designer information

Inventor after: Zhang Qian

Inventor after: Li Jie

Inventor after: Wang Yuexin

Inventor before: Wang Yuexin

Inventor before: Li Jie

Inventor before: Zhang Qian

CB03 Change of inventor or designer information
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant