[发明专利]Gemini型沥青乳化剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种Gemini型沥青乳化剂及其制备方法。

背景技术

石油沥青是交通行业不可缺少的基建材料。从各国的石油沥青消费量可看出：道路所用沥青占总70％～85％。而在道路沥青的使用过程中，为保持沥青的流动性，需要消耗大量的燃料，产生大量的污染等问题。因此如何解决沥青的流动性，节约资源，降低能耗，保护环境是近年来石油沥青研究的一个主要方向。而不同类型和品种的沥青乳化剂的研制成功，使得乳化沥青乳液在公路铺筑中得到了广泛的使用。

Gemini乳化剂被称为第三代表面活性剂。Gemini乳化剂特殊的结构使其与只含有一个疏水基团和亲水基团的传统表面活性剂性质有很大差别。Gemini型乳化剂具有以下特点：(1)形成胶束能力强，cmc值低；(2)吸附在界面的能力超过形成胶束的能力，降低表面张力效率高；(3)Kr拙点低，水溶性好，且有优异的水溶助长性和增溶性，有助于配方设计；(4)与其他表面活性剂的配伍性好。目前，此类乳化剂研究报道很少。因此，开发性能优良、成本低廉的Gemini型沥青乳化剂将是沥青乳化剂的发展方向之一。

发明内容

本发明提供一种Gemini型沥青乳化剂的制备方法，工艺简单、反应条件温和、产率较高，易于实现工业化。

本发明还提供上述制备方法得到的Gemini型沥青乳化剂，可有效提高乳化沥青的稳定性和渗透性。

所述Gemini型沥青乳化剂的制备方法为：将结构式(II)所示的长链脂肪胺和环氧氯丙烷进行开环反应，得到式(III)所示的中间体，然后使中间体与结构式(IV)所示的胺反应，得到结构式(I)所示的Gemini型沥青乳化剂，

R₁-NH₂                            (II)

其中，R₁为十二烷基、十四烷基、十五烷基、十六烷基、十八烷基或十九烷基；R₂＝R₃＝R₄＝CH₃、或R₂＝R₃＝R₄＝Et、或R₂＝R₃＝CH₃，R₄＝H、或R₂＝R₃＝H，R₄＝CH₃、或R₂＝R₃＝Et，R₄＝H、或R₂＝R₃＝Buty，R₄＝H、或R₂＝R₃＝CH₂CH₂OH，R₄＝H、或R₂＝十八胺基，R₃＝CH₃，R₄＝H。结构式(IV)所示的胺具体的为：甲胺、二甲胺、三甲胺、二乙胺、三乙胺、二丁胺、N-甲基十八胺或二乙醇胺，优选甲胺、二甲胺、三甲胺、三乙胺、N-甲基十八胺或二乙醇胺。

优选，结构式(II)所示的长链脂肪胺、环氧氯丙烷与结构式(IV)所示的胺的摩尔比为1∶(2～3)∶(2～3)，将结构式(II)所示的长链脂肪胺和环氧氯丙烷进行开环反应，得到式(III)所示的中间体，产率为100％；然后使中间体与结构式(IV)所示的胺反应，得到结构式(I)所示的Gemini型沥青乳化剂，产率为75％-97％。进一步优选结构式(II)所示的长链脂肪胺和环氧氯丙烷进行开环反应的条件为：在30～70℃下反应4～9小时；中间体与结构式(IV)所示的胺反应的条件为：在20～90℃下反应5～10小时。

优选，结构式(II)所示的长链脂肪胺和环氧氯丙烷进行开环反应以及中间体与结构式(IV)所示的胺反应均在溶剂中进行，所述溶剂为二甲基亚砜、N，N-二甲基甲酰胺、二氧六环、乙腈、正辛烷、乙醇、甲苯、甲醇、THF、乙酸乙酯、正己烷、环己烷、氯仿、二氯甲烷、水或吡啶。

所得Gemini型沥青乳化剂的结构式如(I)所示。

本发明所述Gemini型沥青乳化剂的制备方法，工艺简单、反应条件温和、产率较高，易于实现工业化，所得Gemini型沥青乳化剂，可有效提高乳化沥青的稳定性和渗透性。

具体实施方式

以下实施例中，经柱分离计算产率。