壬基酚慢裂快凝型瀝青乳化劑的合成工藝的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及精細有機化工產品的合成與實際應用，屬于有機化工合成與建筑工程 材料領域。
【背景技術】
[0002] 浙青乳化劑是指乳化水和浙青的表面活性劑，制得的溶液為浙青乳液。與熱浙青 相比，浙青乳化劑對石料具有較強的粘合力，且具有能耗低，環境污染小等優點。浙青乳化 劑廣泛應用于鋪路及建筑材料。
[0003] 根據微粒電荷的種類，浙青乳化劑可以分為陰離子型、陽離子型、兩性型及非離子 型。研究初期使用的主要是陰離子型乳化劑，如長鏈磺酸鹽、木質素的堿金屬鹽和羧酸鹽 等，后被乳化性能更好的陽離子型乳化劑代替。陽離子乳化劑具有很好的乳化性能及對石 料較強的黏附力，主要的陽離子乳化劑有機胺類、季銨鹽類和咪唑啉。PeterSchilling研 究了由脂肪胺、聚胺、木質素和含有甲醛的非離子表面活性劑反應合成出的一種優良的乳 化劑。Gemini乳化劑是一種含有多個親水基和親油基的表面活性劑，具有很強的乳化性能。 陶旭等人以壬基酚和甲醛為原料經縮合反應制備出中間體雙（2-羥基-5-壬基苯基）甲 烷，并與環氧氯丙烷和三乙胺反應，合成出一種新型Gemini型陽離子浙青乳化劑雙[5-壬 基-2-((2'-羥基-3'-三乙基氯化銨）丙氧基苯基）]甲烷。此外，不同乳化劑可以復 配以達到理想的乳化效果。Graf等人研究了一種包括浙青、陽離子乳化劑、非離子水溶液增 稠劑的中裂型陽離子浙青乳液。
[0004] 兩性離子乳化劑也是一個活躍的研究方向，這類乳化劑結構上親水基同時具有酸 性和堿性基團，在不同的pH環境下表現為陽離子或陰離子，分類主要有甜菜堿型和氨基酸 型等。甜菜堿型乳化劑分子堿性基團是季銨鹽，酸性基團主要是羧基和磺酸基。甜菜堿型 乳化劑的研究很廣，溶解度很強，受pH的影響較小，等電位無明顯沉淀，具有較好的乳化性 能，與陰離子、陽離子、非離子表面活性劑均具有很好的配伍性。
[0005]目前國內生產的浙青乳化劑大多為中裂型，拌和時破乳時間短，達不到慢裂快凝 效果，而且其乳化浙青貯存穩定性較差，對不同品種的浙青適應性差，難以乳化重交浙青和 改性浙青。這些因素導致乳化劑的實際操作性能較差，在一定程度上限制了微表處的推廣 應用。本研究從分子角度出發，針對慢裂快凝型浙青乳化劑的分子結構特點和對其要求， 即：分子中要求有盡可能多的親水基團，增加乳化劑分子結構的空間位阻效應，以阻止乳化 浙青遇到石料的迅速破乳，延緩破乳速度，達到慢裂快凝的效果。
【發明內容】
[0006] 本發明涉及一種新型慢裂快凝浙青乳化劑的制備方法。合成的乳化劑是一種慢裂 型浙青乳化劑。可廣泛應用于粘層、霧封層和無溶劑冷拌以及用于浙青再回收利用和浙青 路面基層穩定。
[0007] 本發明的技術方案如下：
[0008] 以壬基酚、甲醛與三乙烯四胺、丙烯酸經兩步反應合成出一種新型慢裂快凝型浙 青乳化劑2, 6-雙（三乙烯四胺基亞甲基）-4-壬基苯酚。確定最佳合成工藝條件，步驟如 下：
[0009]第一步：
[0010] (1)在500mL的三口燒瓶中加入一定量的壬基酚和50mL無水乙醇，45~55°C水浴 加熱并攪拌；
[0011] (2)逐滴加入與壬基酚物質的量比為1的三乙烯四胺，升溫至60~70°C
[0012] (3)將物質的量比為2~2. 5的甲醛逐滴加入，然后升溫至85~95°C反應5~ 8h〇
[0013] 第二步：取適量的第一步反應產物2, 6-雙（三乙烯四胺基亞甲基）-4-壬基苯酚， 控制溫度在65~70°C，逐滴加入與其物質的量比為2. 8~3的丙烯酸，反應4h。產物無需 提純，可直接應用。
[0014] 根據本發明優選的，在第一步步驟（2)中壬基酚與三乙烯四胺的物質的量比為1， 反應溫度為65°C;
[0015] 根據本發明優選的，步驟（3)中甲醛與壬基酚的物質的量比為2. 5,反應溫度為 85°C，反應時間為6h;
[0016] 根據本發明優選的，在第二步中，第一步產物與丙烯酸的物質的量比為1 :2. 8.反 應時間為4h，反應溫度為65°C。
[0017] 反應步驟如下所示：
[0018] 第一步：
【主權項】
1. 一種能將常用建筑用浙青的界面張力降至超低，且具有一定穩定性的表面活性劑浙 青乳化劑，這種新型陽離子表面活性劑合成工藝要求在第一步步驟（2)中壬基酚與三乙烯 四胺的物質的量比為1，反應溫度為65°C;步驟（3)中甲醛與壬基酚的物質的量比為2. 5， 反應溫度為85°C，反應時間為6h;在第二步中，第一步產物與丙烯酸的物質的量比為1 : 2. 8.反應時間為4h，反應溫度為65°C。
2. 權利要求1所述的乳化浙青，以石油浙青為最佳原料，其中乳化劑濃度2~5%。
3. 權利要求1所述的乳化浙青與石料的拌合，以石油浙青為最佳原料，乳化浙青濃度 為6~8%，水泥用量為1%~5%。
【專利摘要】本發明根據慢裂快凝型瀝青乳化劑的分子結構要求，設計了兩性型瀝青乳化劑的分子。由壬基酚、甲醛與三乙烯四胺反應，合成出2,6-雙(三乙烯四胺基亞甲基)-4-壬基苯酚新型陽離子瀝青乳化劑，2,6-雙(三乙烯四胺基亞甲基)-4-壬基苯酚再與丙烯酸反應，制備出2,6-雙(N-丙酸基三乙烯四胺基亞甲基)-4-壬基苯酚，得到具有陰離子和陽離子兩種親水基的兩性型瀝青乳化劑。目標產物的CMC值為4.26×10-4mol/L，其數值較小；在臨界膠束濃度下表面張力為29.11mN/m。合成的乳化劑是一種快裂型瀝青乳化劑。可廣泛應用于粘層、霧封層和無溶劑冷拌以及用于瀝青再回收利用和瀝青路面基層穩定。
【IPC分類】C08L95-00, C08J3-03, C07C227-06, C04B24-12, C07C229-16
【公開號】CN104693056
【申請號】CN201310647059
【發明人】徐蘋, 劉德志, 潘延坤
【申請人】青島惠城石化科技有限公司
【公開日】2015年6月10日
【申請日】2013年12月4日