一種微表處用瀝青乳化劑及其制備方法
【專利摘要】本發明涉及一種微表處用瀝青乳化劑，是以摩爾比為1∶1～2的有機酸與有機多胺為反應原料，在溶劑存在下通過酰胺化和環化反應制備咪唑啉中間體，再加入與咪唑啉中間體摩爾比為1∶1～1.5∶1～1.5的有機酮和有機醛進行曼尼希反應得到瀝青乳化劑產品。本發明所述的瀝青乳化劑的優點在于：制備該瀝青乳化劑的原料來源廣泛，低廉易得，質量穩定，制備方法簡單，條件溫和，易控制，環境友好，易于工業化生產。該瀝青乳化劑對不同瀝青具有良好的乳化能力，制備的乳化瀝青微粒均勻細膩，儲存穩定性好，可用于制備微表處用乳化瀝青，也可用于稀漿封層。
【專利說明】一種微表處用瀝青乳化劑及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種瀝青乳化劑及其制備方法，更具體的說涉及一種微表處用瀝青乳化劑及其制備方法。
【背景技術】
[0002]從20世紀30年代開始，乳化瀝青逐漸在道路工程中得到應用，最初主要是陰離子型瀝青乳液。至20世紀50年代又研制出了陽離子瀝青乳液，至此乳化瀝青技術迅速發展起來。乳化瀝青的推廣和應用在一定程度上改變了傳統的道路建設工藝，在環境保護、能源利用和路面服務性能等方面都發揮了十分積極的作用。
[0003]微表處是采用專用設備將聚合物改性乳化瀝青、集料、填料、水和添加劑等按合理配比拌和并攤鋪到原路面上，并能夠在攤鋪后I?2h內迅速開放交通的薄層結構。微表處技術作為乳化瀝青技術的一個重要分支，可廣泛應用于各等級公路的罩面和車轍填充，具有防水、防滑、耐磨、耐久等作用，被認為是修復道路車轍及其他多種路面病害的最有效、最經濟的手段之一，在歐美和澳大利亞已得到普及，并且正向世界其他地區推廣、發展。
[0004]微表處用乳化瀝青既要求與集料有足夠的可拌和時間，還要在攤鋪后能迅速破乳成型，快速開放交通，因此對瀝青乳化劑提出了很高的技術要求，其性能優劣將直接影響施工質量和進度。微表處用乳化瀝青所用的乳化劑要求為陽離子乳化劑，實踐證明，由陽離子型瀝青乳化劑制備的乳化瀝青與石料表面吸附力強，抗剝落性能好，成型速度快，早期強度高，但是由于其親水基團具有較強的極性，因此破乳速度快，導致可拌和時間短，而微表處混合料為冷拌冷鋪型混合料，施工過程中呈稀漿狀態，考慮到施工和易性及快速開放交通的要求，因此微表處用瀝青乳化劑要求為慢裂快凝型，否則難以滿足施工要求。
[0005]目前廣泛使用的陽離子型瀝青乳化劑，主要有以下幾種類型:烷基胺類、季銨鹽類、咪唑啉類、酰胺類和木質胺類。烷基胺類乳化能力較好，通過調節pH值后帶有很強的正電荷，其制備的乳化瀝青一般破乳速度快，為快裂型；季銨鹽類乳化劑本身為帶電狀態，其無法通過pH值調節拌和性能，與集料反應較快，一般為中、快裂型；咪挫啉結構中有一碳氮五元雜環，氮上的孤電子由于共軛效應部分轉向環狀結構，因此與質子結合能力降低，由此制備的乳化瀝青破乳速度一般較慢；酰胺類乳化劑，特別是烷基酰胺多胺類乳化劑由于含有多個親水基，因此可以通過調節PH值得到性能各異的乳化瀝青，但是酰胺類乳化劑在水中有水解現象；木質胺類是慢裂乳化劑的重要一類，常用作稀漿封層用，但是其一般為慢凝類乳化劑，對于微表處快速開放交通的要求難以滿足。
[0006]關于慢裂快凝型的瀝青乳化劑的有關文獻報道有:中國專利CN201210207852公開了一種多胺類慢裂快凝瀝青乳化劑及其制備方法和應用，該乳化劑由以下方法制得:以一定摩爾比向多乙烯多胺中滴加甲醛，在室溫下反應0.5?2小時，然后升溫到110°C，反應2小時，再升溫到160?200°C，反應I?3.5小時后，降溫到100?110°C，減壓脫水得到中間體；再按一定摩爾比加入有機酸和攜水劑，將體系升溫到160?200°C，反應5小時后，降溫到70?80°C，減壓蒸餾，得到多胺類慢裂快凝瀝青乳化劑。該發明所述的瀝青乳化劑為慢裂快凝型，但是其制備過程相對復雜。
[0007]發明專利CN103923325A公開了一種慢裂快凝型陽離子瀝青乳化劑，由以下組分組成:含16-22個碳的脂肪酸；三乙烯四胺；有機溶劑；抗氧化劑；催化劑和非離子型表面活性劑。本發明所述慢裂快凝型陽離子型瀝青乳化劑制成的乳化瀝青用于稀漿封層，可以保證路面迅速凝結，開放交通時間可以縮短至30-40min，實現快速通車。本發明所述瀝青乳化劑分四步反應完成，在制備過程中采用微波加熱技術，使合成時間縮短，但是存在不易于工業化生產的問題。
[0008]CN103030983A公開了一種高彈改性乳化瀝青，它主要由普通瀝青、乳化劑、改性劑和水為原料制得的；所述的普通瀝青采用SK70#基質瀝青，所述乳化劑為陽離子瀝青乳化劑，所述改性劑由SBR膠乳、SBS膠乳及高彈I號改性劑組成。同時，專利權人在CN103073232A中公開了利用上述高彈改性瀝青為原料的微表處混合料。上述兩發明所用的瀝青乳化劑為慢裂快凝型陽離子瀝青乳化劑，但是未公開其具體結構。
[0009]申請號為201210114643.X名稱為“用于微表處的咪唑啉類陽離子瀝青乳化劑的制備方法“的發明專利，公開了一種用于微表處的咪唑啉類陽離子瀝青乳化劑的制備方法，其使用羧酸和多乙烯多胺在攜水劑回流條件反應制得咪唑啉。上述專利的最終產物為羧酸與多乙烯多胺生成的咪唑啉，慢裂快凝效果一般，且制備過程中需使用金屬離子化合物作為催化劑。
[0010]授權號為CN102675890B的發明提供了一種微波加熱破乳慢裂快凝型改性乳化瀝青及其制備方法，采用一定比例的瀝青、陽離子-陰離子-非離子三元復合乳化劑及助劑在高剪切力作用下乳化而成的瀝青乳液。本發明所用的乳化劑為陽離子-陰離子-非離子三元復合乳化劑，由烷基酰胺基多胺或胺化木質素陽離子表面活性劑、烷基磺酸鈉或木質素磺酸鹽陰離子表面活性劑、聚氧乙烯型或多元醇型非離子表面活性劑組成。
[0011]發明專利CN102580607A公開了一種雙季銨鹽慢裂快凝瀝青乳化劑的合成工藝，該乳化劑以混合脂肪酸、長鏈脂肪胺、芳烴類溶劑及催化劑為原料，經酰胺化、季銨化，再與脂肪族季銨鹽中間體反應得到雙季銨鹽型陽離子瀝青乳化劑，反應過程較為復雜。
[0012]CN102604125B公布了一種慢裂快凝型陽離子瀝青乳化劑及其制備方法和應用。該乳化劑由以下步驟制備而得:低溫下將環氧氯丙烷滴入裝有叔胺的反應器，升溫反應得到季銨鹽中間體環氧丙基三甲基氯化銨；然后再向上述中間體中加入烷基酚聚氧乙烯醚及溶劑、催化劑，反應3-5小時，即得到目標產物聚氧乙烯型慢裂快凝型陽離子瀝青乳化劑。
[0013]李莉等[李莉，張承紅，楊郭，等.瀝青乳化劑的合成及乳化性能研宄[J].化工時干IJ，2006，20 (8):40-41]采用環烷酸、乙二胺合成了咪唑啉陽離子瀝青乳化劑，并用硫酸二甲酯進行季銨化得到慢裂快凝型瀝青乳化劑，此方法中使用硫酸二甲酯為季銨化試劑，存在嚴重的環境問題。
[0014]經上述分析，微表處用乳化瀝青，要求與集料有足夠的可拌和時間，還要在攤鋪后能迅速破乳成型，快速開放交通，目前微表處用瀝青乳化劑普遍存在慢裂快凝效果不好，對不同瀝青及集料適應性差，價格昂貴，原料來源受限制及環境友好性不佳等缺點。
【發明內容】
[0015]本發明的目的之一是提供一種微表處用瀝青乳化劑，該乳化劑首先以有機酸、有機多胺經酰胺化和環化反應制備咪唑啉中間體，由于由有機多胺，特別是三胺基以上的多胺制備出的咪唑啉結構中仍有未反應的胺基，其與集料的吸附性很強，破乳速率快，難以滿足慢裂效果，因此本發明進一步將咪唑啉中間體與有機醛和有機酮經曼尼希反應使胺基上的活潑氫反應，以達到控制其與集料的吸附性能，由該瀝青乳化劑制備的乳化瀝青具有良好的慢裂快凝效果，與集料有足夠的可拌和時間，并且在攤鋪后可以快速成型，達到微表處快速開放交通的要求。
[0016]本發明的目的之二是提供一種微表處用瀝青乳化劑的制備方法，該乳化劑以有機多胺、有機酸為原料，制得咪唑啉中間體，再將咪唑啉中間體與有機醛和有機酮進行曼尼希反應接枝改性制備出具有慢裂快凝效果的瀝青乳化劑，該制備方法簡單，產品性質穩定，乳化性能優良，慢裂快凝效果明顯。
[0017]本發明提供的技術方案之一是提供一種微表處用瀝青乳化劑，是以摩爾比為I: I?2的有機酸與有機多胺為反應原料，在溶劑存在下通過酰胺化和環化反應制備咪唑啉中間體，再加入與咪唑啉中間體摩爾比為1:1?1.5: I?1.5的有機酮和有機醛進行曼尼希反應得到瀝青乳化劑產品。
[0018]所述的有機酸為癸酸、月桂酸、十四酸、棕櫚酸、硬脂酸、油酸、環烷酸、妥爾油酸、松香酸中的一種或幾種。
[0019]所述的有機多胺為乙二胺、羥乙基乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺中的一種。
[0020]所述的溶劑為甲苯、間二甲苯、鄰二甲苯、對二甲苯、混二甲苯、石油醚中的一種。
[0021]所述的有機酮為丙酮、丁酮、戊酮、環己酮中的一種。
[0022]所述的有機醛為甲醛、甲醛水溶液或可解離出甲醛的聚甲醛。
[0023]本發明提供的技術方案之二是提供一種微表處用瀝青乳化劑的制備方法，是以摩爾比為1:1?2的有機酸與有機多胺為反應原料，加入占反應原料總重量為20?50wt%的溶劑，攪拌升溫至140?180°C，恒定溫度反應2?4小時，然后在真空條件下升高反應體系溫度至220?260°C，繼續反應2?6小時，脫除溶劑和生成的水，得到咪唑啉中間體，將溫度降至70?90°C后，加入與咪唑啉中間體摩爾比為1:1?1.5: I?1.5的有機酮和有機醛，將體系PH值調至2?6，在90?130°C條件下攪拌反應2?4小時，即得到瀝青乳化劑產品。
[0024]所述的優選工藝條件為:有機酸與有機多胺摩爾比為1:1?1.3，加入占反應原料總重量為25?35wt%的溶劑，攪拌升溫至150?165°C，恒定溫度反應2.5?3.5小時，然后在真空條件下升高反應體系溫度至230?240°C，繼續反應3?4.5小時，脫除溶劑和生成的水，得到咪唑啉中間體，將溫度降至80?85°C后，加入與咪唑啉中間體摩爾比為1:1?1.2:1?1.3的有機酮和有機醛，將體系pH值調至3?5，在100?115°C條件下攪拌反應2.5?3小時，得到瀝青乳化劑產品。
[0025]本發明的技術方案之三是提供一種微表處用乳化瀝青的制備方法，將所述的微表處用瀝青乳化劑按乳化瀝青總質量的1.0?3.0wt %配制成水溶液，加入改性劑固含量占瀝青質量3.0?5.0wt %改性劑乳液，用酸將其調節pH值為2?5，加熱至45?70°C，通過膠體磨與加熱至I1?140°C的基質瀝青充分剪切混合制備出瀝青含量為50?7(^1:%的乳化瀝青。
[0026]所述的優選工藝條件為:瀝青乳化劑按乳化瀝青總質量的1.2?2.4wt%配制成水溶液，用酸將其調節PH值為2?4，加入改性劑固含量占瀝青質量3.0?4.0wt %改性劑乳液，加熱至50?65°C，通過膠體磨與加熱至125?135°C的基質瀝青充分剪切混合制備出瀝青含量為60?65wt%的乳化瀝青。
[0027]所述的調節pH值所用的酸為鹽酸、甲酸、乙酸、磷酸中的一種。
[0028]所述的改性劑為陽離子型SBR膠乳。
[0029]本發明的創新點在于乳化劑結構的設計，以咪唑啉結構為基體，通過對其進行接枝改性，調節親水基團與集料表面的吸附作用，控制乳化瀝青的破乳速率。本發明以有機酸、有機多胺制備咪唑啉中間體，再將咪唑啉中間體與有機醛和有機酮經曼尼希反應進行改性，調節親水端的電荷強度和空間位阻，改善慢裂性能和乳化性能，以使制備的乳化瀝青具有良好的慢裂快凝效果，達到微表處快速開放交通的要求。
[0030]本發明所述的瀝青乳化劑的優點在于:制備該瀝青乳化劑的原料來源廣泛，低廉易得，質量穩定，制備方法簡單，條件溫和，易控制，環境友好，易于工業化生產。該瀝青乳化劑對不同瀝青具有良好的乳化能力，制備的乳化瀝青微粒均勻細膩，儲存穩定性好，可用于制備微表處用乳化瀝青，也可用于稀漿封層。
【具體實施方式】
[0031]實施例1
[0032]將十四酸與羥乙基乙二胺以摩爾比為1:1加入到三口燒瓶中，加入占反應原料總重量25wt %的甲苯為溶劑，攪拌升溫至150°C，恒定溫度反應2.5小時，然后在真空條件下升高反應體系溫度至230°C，繼續反應3小時，脫除溶劑和生成的水，得到咪唑啉中間體，將溫度降至80°C后，加入與咪唑啉中間體摩爾比為1:1:1的丙酮和甲醛，將體系pH值調至3，在100°C條件下攪拌反應2.5小時，得到瀝青乳化劑產品。
[0033]將上述制備的微表處用瀝青乳化劑按乳化瀝青總質量的3.0wt%配制成水溶液，加入SBR膠乳(固含量占瀝青質量的3.0wt % )，用鹽酸將其調節pH值為2.0，加熱至55°C，通過膠體磨與加熱至120°C的AH-90基質瀝青充分剪切混合制備出瀝青含量為60wt %的乳化瀝青。
[0034]對上述所制備的乳化瀝青進行性能測試:乳化瀝青為陽離子型，體積平均粒度為
2.3 μ m，I天和5天的貯存穩定性分別為0.3%和2.6%，篩上剩余量為0.01 %，蒸發殘留物含量為62.lwt%，與MS-3型玄武巖集料拌和為慢裂型，可拌和時間為大于180s，初凝時間20mino
[0035]對比實施例1
[0036]將實施例1中未經曼尼希反應而制備的咪唑啉中間體作為瀝青乳化劑，用于制備乳化瀝青，制備乳化瀝青的條件同實施例1。多所制備的乳化瀝青進行性能測試:乳化瀝青為陽離子型，體積平均粒度為2.6 μ m，I天和5天的貯存穩定性分別為0.6%和3.1 %，篩上剩余量為0.04%，蒸發殘留物含量為62.2wt%，與MS-3型玄武巖集料拌和為中裂型，可拌和時間為為75s，初凝時間40min。
[0037]實施例2
[0038]將癸酸與乙二胺以摩爾比為1: 1.5加入到三口燒瓶中，加入占反應原料總重量為20被％的混二甲苯溶劑，攪拌升溫至140°C，恒定溫度反應2小時，然后在真空條件下升高反應體系溫度至220°C，繼續反應2小時，脫除溶劑和生成的水，得到咪唑啉中間體，將溫度降至90°C后，加入與咪唑啉中間體摩爾比為1: 1.5: 1.5的丁酮和甲醛水溶液(甲醛含量37wt% )，將體系pH值調至6，在90°C條件下攪拌反應4小時，即得到瀝青乳化劑產品。
[0039]將上述制備的微表處用瀝青乳化劑按乳化瀝青總質量的2.0wt%配制成水溶液，加入SBR膠乳(固含量占瀝青質量的3.5wt% )，用酸將其調節pH值為3.0，加熱至70°C，通過膠體磨與加熱至110°C的AH-90基質瀝青充分剪切混合制備出瀝青含量為65wt%的乳化瀝青。
[0040]對上述所制備的乳化瀝青進行性能測試:乳化瀝青為陽離子型，體積平均粒度為
2.6 μπι，I天和5天的貯存穩定性分別為0.5%和3.6%，篩上剩余量為0.05%，蒸發殘留物含量為65.6wt%，與MS-3型玄武巖集料拌和為慢裂型，可拌和時間為大于180s，初凝時間25min0
[0041]對比實施例2
[0042]將實施例2中未經曼尼希反應而制備的咪唑啉中間體作為瀝青乳化劑，用于制備乳化瀝青，制備乳化瀝青的條件同實施例2。多所制備的乳化瀝青進行性能測試:乳化瀝青為陽離子型，體積平均粒度為2.8 μπι，I天和5天的貯存穩定性分別為0.6%和3.5%，篩上剩余量為0.05%，蒸發殘留物含量為64.9wt%，與MS-3型玄武巖集料拌和為慢裂型，可拌和時間為為90s，初凝時間35min。
[0043]實施例3
[0044]將棕櫚酸與二乙烯三胺以摩爾比為1: 2加入到三口燒瓶中，加入占反應原料總重量為50被％的混二甲苯溶劑，攪拌升溫至180°C，恒定溫度反應2小時，然后在真空條件下升高反應體系溫度至260°C，繼續反應2小時，脫除溶劑和生成的水，得到咪唑啉中間體，將溫度降至70°C后，加入與咪唑啉中間體摩爾比為1: 1.3:1的丁酮和甲醛水溶液(甲醛含量37wt% )，將體系pH值調至5，在130°C條件下攪拌反應3小時，即得到瀝青乳化劑
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[0045]將上述制備的微表處用瀝青乳化劑按乳化瀝青總質量的1.8￥丨％配制成水溶液，加入SBR膠乳(固含量占瀝青質量的5.0wt % )，用酸將其調節pH值為5.0，加熱至60°C，通過膠體磨與加熱至130°C的AH-70基質瀝青充分剪切混合制備出瀝青含量為63wt %的乳化瀝青。
[0046]對上述所制備的乳化瀝青進行性能測試:乳化瀝青為陽離子型，體積平均粒度為
3.Ιμπι,Ι天和5天的貯存穩定性分別為0.7%和3.2%，篩上剩余量為0.03%，蒸發殘留物含量為63.4wt%，與MS-3型玄武巖集料拌和為慢裂型，可拌和時間為大于180s，初凝時間30mino
[0047]對比實施例3
[0048]將實施例3中未經曼尼希反應而制備的咪唑啉中間體作為瀝青乳化劑，用于制備乳化瀝青，制備乳化瀝青的條件同實施例3。多所制備的乳化瀝青進行性能測試:乳化瀝青為陽離子型，體積平均粒度為3.6 μπι，I天和5天的貯存穩定性分別為0.7%和4.8%，篩上剩余量為0.05%，蒸發殘留物含量為64.0wt%，與MS-3型玄武巖集料拌和為慢裂型，可拌和時間為為105s，初凝時間35min。
[0049]實施例4
[0050]將月桂酸與三乙烯四胺以摩爾比為1: 1.2加入到三口燒瓶中，加入占反應原料總重量為30被％的間二甲苯溶劑，攪拌升溫至160°C，恒定溫度反應4小時，然后在真空條件下升高反應體系溫度至240°C，繼續反應6小時，脫除溶劑和生成的水，得到咪唑啉中間體，將溫度降至75°C后，加入與咪唑啉中間體摩爾比為1: 1.5:1的戊酮和甲醛，將體系pH值調至2，在110°C條件下攪拌反應2小時，即得到瀝青乳化劑產品。
[0051]將上述制備的微表處用瀝青乳化劑按乳化瀝青總質量的1.(^丨％配制成水溶液，加入SBR膠乳(固含量占瀝青質量的4.0wt % )，用酸將其調節pH值為4.0，加熱至45°C，通過膠體磨與加熱至140°C的AH-90基質瀝青充分剪切混合制備出瀝青含量為50wt %的乳化瀝青。
[0052]對上述所制備的乳化瀝青進行性能測試:乳化瀝青為陽離子型，體積平均粒度為
2.8 μπι, I天和5天的貯存穩定性分別為0.6%和4.2%，篩上剩余量為0.07%，蒸發殘留物含量為50.4wt %，與MS-3型玄武巖集料拌和為中裂型，可拌和時間為140s，初凝時間27min0
[0053]對比實施例4
[0054]將實施例4中未經曼尼希反應而制備的咪挫啉中間體作為瀝青乳化劑，用于制備乳化瀝青，制備乳化瀝青的條件同實施例4。多所制備的乳化瀝青進行性能測試:乳化瀝青為陽離子型，體積平均粒度為3.0 μπι，I天和5天的貯存穩定性分別為0.7%和4.5%，篩上剩余量為0.1%，蒸發殘留物含量為50.lwt%，與MS-3型玄武巖集料拌和為中裂型，可拌和時間為為60s，初凝時間37min。
[0055]實施例5
[0056]將硬脂酸與四乙烯五胺以摩爾比為1: 1.7加入到三口燒瓶中，加入占反應原料總重量為40被％的對二甲苯溶劑，攪拌升溫至170°C，恒定溫度反應3小時，然后在真空條件下升高反應體系溫度至240°C，繼續反應6小時，脫除溶劑和生成的水，得到咪唑啉中間體，將溫度降至75°C后，加入與咪唑啉中間體摩爾比為1: 1.5:1的戊酮和甲醛，將體系pH值調至2，在110°C條件下攪拌反應2小時，即得到瀝青乳化劑產品。
[0057]將上述制備的微表處用瀝青乳化劑按乳化瀝青總質量的1.6￥丨％配制成水溶液，加入SBR膠乳(固含量占瀝青質量的4.5wt% )，用酸將其調節pH值為2.0，加熱至65°C，通過膠體磨與加熱至110°C的AH-70基質瀝青充分剪切混合制備出瀝青含量為70wt%的乳化瀝青。
[0058]對上述所制備的乳化瀝青進行性能測試:乳化瀝青為陽離子型，體積平均粒度為
3.2 μπι, I天和5天的貯存穩定性分別為0.1%和4.0%，篩上剩余量為0.06%，蒸發殘留物含量為69.9wt%，與MS-3型玄武巖集料拌和為慢裂型，可拌和時間為160s，初凝時間22min0
[0059]實施例6
[0060]將油酸與乙二胺以摩爾比為1: 1.6加入到三口燒瓶中，加入占反應原料總重量為35wt%的石油醚溶劑，攪拌升溫至165°C，恒定溫度反應3.5小時，然后在真空條件下升高反應體系溫度至250°C，繼續反應4小時，脫除溶劑和生成的水，得到咪唑啉中間體，將溫度降至85°C后，加入與咪唑啉中間體摩爾比為1: 1.5: 1.2的戊酮和甲醛，將體系pH值調至4，在120°C條件下攪拌反應3.5小時，即得到瀝青乳化劑產品。
[0061]將上述制備的微表處用瀝青乳化劑按乳化瀝青總質量的2.2￥丨％配制成水溶液，加入SBR膠乳(固含量占瀝青質量的3.7wt% )，用酸將其調節pH值為3.0，加熱至50°C，通過膠體磨與加熱至120°C的AH-90基質瀝青充分剪切混合制備出瀝青含量為65wt %的乳化瀝青。
[0062]對上述所制備的乳化瀝青進行性能測試:乳化瀝青為陽離子型，體積平均粒度為2.2 μπι, I天和5天的貯存穩定性分別為0.4%和2.7%，篩上剩余量為0.02%，蒸發殘留物含量為64.9wt%，與MS-3型玄武巖集料拌和為慢裂型，可拌和時間大于180s，初凝時間24min0
[0063]實施例7
[0064]將環烷酸與二乙烯三胺以摩爾比為1: 1.9加入到三口燒瓶中，加入占反應原料總重量為45被％的間二甲苯溶劑，攪拌升溫至155°C，恒定溫度反應3.0小時，然后在真空條件下升高反應體系溫度至255°C，繼續反應5小時，脫除溶劑和生成的水，得到咪唑啉中間體，將溫度降至87°C后，加入與咪唑啉中間體摩爾比為1: 1.3: 1.2的環己酮和甲醛水溶液(甲醛含量37wt% )，將體系pH值調至5，在95°C條件下攪拌反應3.0小時，即得到瀝青乳化劑產品。
[0065]將上述制備的微表處用瀝青乳化劑按乳化瀝青總質量的2.4￥〖％配制成水溶液，加入SBR膠乳(固含量占瀝青質量的3.0wt% )，用酸將其調節pH值為4.0，加熱至65°C，通過膠體磨與加熱至125°C的AH-70基質瀝青充分剪切混合制備出瀝青含量為55.0被％的乳化瀝青。
[0066]對上述所制備的乳化瀝青進行性能測試:乳化瀝青為陽離子型，體積平均粒度為
1.9 μπι，I天和5天的貯存穩定性分別為0.3%和3.5%，篩上剩余量為0.08%，蒸發殘留物含量為55.3wt%，與MS-3型玄武巖集料拌和為慢裂型，可拌和時間大于180s，初凝時間19min0
[0067]實施例8
[0068]將妥爾酸與四乙烯五胺以摩爾比為1: 1.8加入到三口燒瓶中，加入占反應原料總重量為40被％的對二甲苯溶劑，攪拌升溫至160°C，恒定溫度反應3.5小時，然后在真空條件下升高反應體系溫度至220°C，繼續反應3小時，脫除溶劑和生成的水，得到咪唑啉中間體，將溫度降至78°C后，加入與咪唑啉中間體摩爾比為1: 1.2: 1.5的環己酮和甲醛水溶液(甲醛含量37wt% )，將體系pH值調至3，在115°C條件下攪拌反應2.0小時，即得到瀝青乳化劑產品。
[0069]將上述制備的微表處用瀝青乳化劑按乳化瀝青總質量的1.4￥〖％配制成水溶液，加入SBR膠乳(固含量占瀝青質量的5.0wt % )，用酸將其調節pH值為4.0，加熱至70°C，通過膠體磨與加熱至135°C的AH-70基質瀝青充分剪切混合制備出瀝青含量為70.0被％的乳化瀝青。
[0070]對上述所制備的乳化瀝青進行性能測試:乳化瀝青為陽離子型，體積平均粒度為
1.5 μπι，I天和5天的貯存穩定性分別為0.6%和4.1 %，篩上剩余量為0.04%，蒸發殘留物含量為70.3wt%，與MS-3型玄武巖集料拌和為慢裂型，可拌和時間為160s，初凝時間27min0
[0071]實施例9
[0072]將松香酸與三乙烯四胺以摩爾比為1: 1.3加入到三口燒瓶中，加入占反應原料總重量為23被％的混合二甲苯溶劑，攪拌升溫至150°C，恒定溫度反應4.0小時，然后在真空條件下升高反應體系溫度至225°C，繼續反應4小時，脫除溶劑和生成的水，得到咪唑啉中間體，將溫度降至82°C后，加入與咪唑啉中間體摩爾比為1: 1.2: 1.4的環己酮和甲醛水溶液(甲醛含量37wt% )，將體系pH值調至6，在125°C條件下攪拌反應3.0小時，即得到瀝青乳化劑產品。
[0073]將上述制備的微表處用瀝青乳化劑按乳化瀝青總質量的1.5￥丨％配制成水溶液，加入SBR膠乳(固含量占瀝青質量的4.7wt% )，用酸將其調節pH值為2.0，加熱至50°C，通過膠體磨與加熱至130°C的AH-70基質瀝青充分剪切混合制備出瀝青含量為60.0被％的乳化瀝青。
[0074]對上述所制備的乳化瀝青進行性能測試:乳化瀝青為陽離子型，體積平均粒度為
1.9 μπι，I天和5天的貯存穩定性分別為0.3%和2.5%，篩上剩余量為0.01%，蒸發殘留物含量為60.3wt%，與MS-3型玄武巖集料拌和為慢裂型，可拌和時間為150s，初凝時間18min0
[0075]實施例10
[0076]將松香酸、環烷酸與三乙烯四胺以摩爾比為1: 1.5: 1.3加入到三口燒瓶中，加入占反應原料總重量為27被％的鄰二甲苯溶劑，攪拌升溫至144°C，恒定溫度反應3.5小時，然后在真空條件下升高反應體系溫度至220°C，繼續反應3小時，脫除溶劑和生成的水，得到咪唑啉中間體，將溫度降至75°C后，加入與咪唑啉中間體摩爾比為1: 1.3: 1.5的環己酮和甲醛水溶液(甲醛含量37wt% )，將體系pH值調至3，在120°〇條件下攪拌反應2.0小時，即得到瀝青乳化劑產品。
[0077]將上述制備的微表處用瀝青乳化劑按乳化瀝青總質量的1.0wt%配制成水溶液，加入SBR膠乳(固含量占瀝青質量的3.0wt % )，用酸將其調節pH值為3.0，加熱至45°C，通過膠體磨與加熱至110°C的AH-70基質瀝青充分剪切混合制備出瀝青含量為50.0被％的乳化瀝青。
[0078]對上述所制備的乳化瀝青進行性能測試:乳化瀝青為陽離子型，體積平均粒度為
1.8 μπι，I天和5天的貯存穩定性分別為0.4%和3.5%，篩上剩余量為0.05%，蒸發殘留物含量為50.3wt%，與MS-3型玄武巖集料拌和為慢裂型，可拌和時間為120s，初凝時間28min0
[0079]實施例11
[0080]將十四酸、妥爾酸與三乙烯四胺以摩爾比為1: 1.4: 1.3加入到三口燒瓶中，加入占反應原料總重量為37被％的間二甲苯溶劑，攪拌升溫至155°C，恒定溫度反應4.0小時，然后在真空條件下升高反應體系溫度至240°C，繼續反應4小時，脫除溶劑和生成的水，得到咪唑啉中間體，將溫度降至85°C后，加入與咪唑啉中間體摩爾比為1: 1.1: 1.4的環己酮和甲醛水溶液(甲醛含量37wt% )，將體系pH值調至5，在110°〇條件下攪拌反應3.0小時，即得到瀝青乳化劑產品。
[0081]將上述制備的微表處用瀝青乳化劑按乳化瀝青總質量的2.(^丨％配制成水溶液，加入SBR膠乳(固含量占瀝青質量的4.0wt % )，用酸將其調節pH值為4.0，加熱至55°C，通過膠體磨與加熱至140°C的AH-70基質瀝青充分剪切混合制備出瀝青含量為60.0被％的乳化瀝青。
[0082]對上述所制備的乳化瀝青進行性能測試:乳化瀝青為陽離子型，體積平均粒度為
2.7 μπι, I天和5天的貯存穩定性分別為0.5%和4.1 %，篩上剩余量為0.02%，蒸發殘留物含量為60.2wt%，與MS-3型玄武巖集料拌和為慢裂型，可拌和時間為140s，初凝時間20mino
[0083]實施例12
[0084]將油酸、癸酸與三乙烯四胺以摩爾比為1: 1.2: 1.5加入到三口燒瓶中，加入占反應原料總重量為47被％的間二甲苯溶劑，攪拌升溫至177°C，恒定溫度反應2.5小時，然后在真空條件下升高反應體系溫度至260°C，繼續反應5小時，脫除溶劑和生成的水，得到咪唑啉中間體，將溫度降至90°C后，加入與咪唑啉中間體摩爾比為1: 1.2: 1.4的環己酮和甲醛水溶液(甲醛含量37wt% )，將體系pH值調至6，在130°C條件下攪拌反應4.0小時，即得到瀝青乳化劑產品。
[0085]將上述制備的微表處用瀝青乳化劑按乳化瀝青總質量的3.0wt%配制成水溶液，加入SBR膠乳(固含量占瀝青質量的5.0wt % )，用酸將其調節pH值為5.0，加熱至65°C，通過膠體磨與加熱至160°C的AH-90基質瀝青充分剪切混合制備出瀝青含量為70.0被％的乳化瀝青。
[0086]對上述所制備的乳化瀝青進行性能測試:乳化瀝青為陽離子型，體積平均粒度為
2.3 μπι, I天和5天的貯存穩定性分別為0.3%和3.0%，篩上剩余量為0.05%，蒸發殘留物含量為70.2wt%，與MS-3型玄武巖集料拌和為慢裂型，可拌和時間為160s，初凝時間16min0
[0087]實施例13
[0088]將棕櫚酸、油酸與乙二胺以摩爾比為1: 1.2: 1.3加入到三口燒瓶中，加入占反應原料總重量為35被％的間二甲苯溶劑，攪拌升溫至160°C，恒定溫度反應3.0小時，然后在真空條件下升高反應體系溫度至230°C，繼續反應3小時，脫除溶劑和生成的水，得到咪唑啉中間體，將溫度降至80°C后，加入與咪唑啉中間體摩爾比為1: 1.4: 1.5的環己酮和甲醛，將體系pH值調至4，在100°C條件下攪拌反應3.0小時，即得到瀝青乳化劑產品。
[0089]將上述制備的微表處用瀝青乳化劑按乳化瀝青總質量的2.0wt%配制成水溶液，加入SBR膠乳(固含量占瀝青質量的3.5wt% )，用酸將其調節pH值為4.0，加熱至50°C，通過膠體磨與加熱至130°C的AH-70基質瀝青充分剪切混合制備出瀝青含量為55.0被％的乳化瀝青。
[0090]對上述所制備的乳化瀝青進行性能測試:乳化瀝青為陽離子型，體積平均粒度為
2.0 μπι, I天和5天的貯存穩定性分別為0.5%和3.4%，篩上剩余量為0.03%，蒸發殘留物含量為55.2wt%，與MS-3型玄武巖集料拌和為慢裂型，可拌和時間為130s，初凝時間26min0
[0091]實施例14
[0092]將環烷酸、硬脂酸與三乙烯四胺以摩爾比為1: 1.1: 1.5加入到三口燒瓶中，加入占反應原料總重量為45wt %的間二甲苯溶劑，攪拌升溫至170°C，恒定溫度反應4.0小時，然后在真空條件下升高反應體系溫度至250°C，繼續反應4小時，脫除溶劑和生成的水，得到咪唑啉中間體，將溫度降至90°C后，加入與咪唑啉中間體摩爾比為1: 1.4: 1.2的環己酮和甲醛，將體系PH值調至5，在120°C條件下攪拌反應4.0小時，即得到瀝青乳化劑產品O
[0093]將上述制備的微表處用瀝青乳化劑按乳化瀝青總質量的3.(^1:%配制成水溶液，加入SBR膠乳(固含量占瀝青質量的4.5wt% )，用酸將其調節pH值為5.0，加熱至60°C，通過膠體磨與加熱至140°C的AH-90基質瀝青充分剪切混合制備出瀝青含量為65.0被％的乳化瀝青。
[0094]對上述所制備的乳化瀝青進行性能測試:乳化瀝青為陽離子型，體積平均粒度為
2.7 μπι, I天和5天的貯存穩定性分別為0.1 %和3.1 %，篩上剩余量為0.02%，蒸發殘留物含量為65.3wt%，與MS-3型玄武巖集料拌和為慢裂型，可拌和時間為155s，初凝時間19min0
[0095]上面以舉例方式對本發明進行了說明，但本發明不限于上述具體實施例，凡基于本發明所做的任何改動或變型均屬于本發明要求保護的范圍。
【權利要求】
1.一種微表處用瀝青乳化劑，其特征在于:以摩爾比為1: 1?2的有機酸與有機多胺為反應原料首先制備咪唑啉中間體，再加入與咪唑啉中間體摩爾比為1: 1?1.5: 1?1.5的有機酮和有機醛通過曼尼希反應對咪唑啉進行改性，得到瀝青乳化劑產品。
2.根據權利要求1所述的微表處用瀝青乳化劑，其特征在于:所述的有機酸為癸酸、月桂酸、十四酸、棕櫚酸、硬脂酸、油酸、環烷酸、妥爾油酸、松香酸中的一種或幾種。
3.根據權利要求1所述的微表處用瀝青乳化劑，其特征在于:所述的有機多胺為乙二胺、羥乙基乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺中的一種。
4.根據權利要求1所述的微表處用瀝青乳化劑，其特征在于:所述的有機酮為丙酮、丁酮、戊酮、環己酮中的一種。
5.根據權利要求1所述的微表處用瀝青乳化劑，其特征在于:所述的有機醛為甲醛、甲醛水溶液或可解離出甲醛的聚甲醛中的一種。
6.—種微表處用瀝青乳化劑的制備方法，其特征在于:以摩爾比為1: 1?2的有機酸與有機多胺為反應原料，加入占反應原料總重量為20?50被％的溶劑，攪拌升溫至140?1801，恒定溫度反應2?4小時，然后在真空條件下升高反應體系溫度至220?2601，繼續反應2?6小時，脫除溶劑和生成的水，得到咪唑啉中間體，將溫度降至70?901:后，加入與咪唑啉中間體摩爾比為1: 1?1.5: 1?1.5的有機酮和有機醛，將體系邱值調至2?6，在90?1301:條件下攪拌反應2?4小時，即得到瀝青乳化劑產品。
7.根據權利要求6所述的微表處用瀝青乳化劑的制備方法，其特征在于: 所述的溶劑為甲苯、間二甲苯、鄰二甲苯、對二甲苯、混二甲苯、石油醚中的一種；所述的調節邱值所用的酸為鹽酸、甲酸、乙酸、磷酸中的一種。
【文檔編號】C08L9/06GK104497599SQ201410778569
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年12月9日 優先權日:2014年12月9日
【發明者】范維玉, 孔祥軍, 姚艷, 羅輝, 劉娜娜, 翟哲, 南國枝, 梁明, 孫華東, 徐振, 錢成多 申請人:中國石油大學(華東)