[发明专利]一种纤维素多醚类季铵盐阳离子沥青乳化剂及其制备方法

说明书

本发明提出一种纤维素多醚类季铵盐阳离子沥青乳化剂及其制备方法。一种纤维素多醚类季铵盐阳离子沥青乳化剂的制备方法，其分子结构通式为：其中n＝1,2,3,4，cellulose代表纤维素分子链。本发明的原料来源广泛，生产成本低，制备工艺简单，制备的沥青乳化剂性能优良，乳化沥青细腻均匀，稳定性好，具有中裂型和慢裂型沥青乳化剂的特性，有广阔应用前景。

技术领域

本发明属于精细化工领域，具体涉及一种纤维素多醚类季铵盐阳离子型沥青乳化剂。

背景技术

随着沥青应用水平的不断发展，普通热沥青的不足也开始显现：沥青凝结速度太快，使用时需要反复加热，这在使用过程中造成了极大的能源浪费和环境污染。将冷沥青加热到融化粘稠状态，在含有适量乳化剂的水溶液中，经过搅拌使沥青能以一种微细的颗粒状态散布在溶液中，形成(O/W)状的乳液，这就是乳化沥青。这种沥青乳液在常温下以液态形式存在，呈深棕色或黑色，高温下具有良好的流动性。影响乳化沥青路用性能的最关键因素就是沥青乳化剂，目前国内外阳离子型沥青乳化剂主要品种有有机胺类、季铵盐类、咪唑啉类、酰胺类等，随着阳离子乳化沥青的应用，沥青乳化剂的品种也逐渐丰富。

美国专利USP4338136以C_12-18长碳链脂肪酸与二乙烯三胺在一定条件下反应制备沥青乳化剂。该方法的缺点是制备的沥青乳化剂价格昂贵，用于稀浆封层施工时，破乳时间长，成型时间慢，开放交通时间长。中国专利CN1096714利用炼油厂副产环烷酸与烯基多胺反应，制备沥青乳化剂。该方法的缺点是乳化剂的原料供应受到很大制约，不利于推广应用。中国专利CN1861721A涉及一种松香阳离子沥青乳化剂。该乳化剂是由松香和烯基多胺反应，得到松香中间体，然后，与不同类型的季铵盐中间体缩合，制得性能优良的松香阳离子沥青乳化剂。这一方法的缺点是反应步骤繁琐，需要高温反应。中国专利CN101712625A涉及一种两性慢裂快凝沥青乳化剂合成方法，采用油酸与多胺反应生成酰胺多胺，然后加入氯乙酸发生卤代反应，制得沥青乳化剂。该方法的缺点是制备时需要高温反应。中国专利CN101745340A涉及一种阳离子沥青乳化剂制备方法，主剂由混合有机酸和有机胺反应得到中间体，再进行季铵化反应制得，辅剂为非离子表面活性剂和改性助剂。该方法的缺点是制备步骤繁琐，成本较高，需要高温反应。

发明内容

为了解决上述的技术问题，本发明一种纤维素多醚类季铵盐阳离子型沥青乳化剂及其制备方法，本发明制备的沥青乳化剂原料来源广泛，生产成本低，制备工艺简单，可乳化多种不同型号的沥青，制备的乳化沥青细腻均匀，储存稳定性好。

本发明提供一种纤维素多醚类季铵盐阳离子沥青乳化剂，其分子结构通式为：

其中n＝1,2,3,4，cellulose代表纤维素分子链。

本发明进一步提供一种纤维素多醚类季铵盐阳离子沥青乳化剂的制备方法，按照以下步骤进行：

(1)将对羟基苯甲醛、纤维素、二氯亚砜和三乙胺混合反应，得到反应中间体Ⅰ，中间体Ⅰ为：

(2)将聚乙二醇与对甲苯磺酰氯、氢氧化钾混合反应，得到中间体Ⅱ，聚乙二醇的聚合度n＝1,2,3,4，中间体Ⅱ为：TsO(CH₂CH₂O)nH；

(3)将中间体Ⅰ、中间体Ⅱ和碳酸钾混合反应，得到中间体Ⅲ，中间体Ⅲ为：

(4)将中间体Ⅲ和氢溴酸混合反应，得到中间体Ⅳ，中间体Ⅳ为：

(5)将乙醇合三氯乙醛与碘甲烷混合反应，得到中间体Ⅴ，中间体Ⅴ为：(CH2CH3)2CH3N+CH2CH2COOCH2CH3_.I-；

(6)将中间体Ⅴ和中间体Ⅳ混合反应，得到纤维素多醚类季铵盐阳离子沥青乳化剂；以上步骤只要不影响制备，可置换。