[发明专利]阳离子沥青乳化剂

说明书

本发明属于阳离子沥青乳化剂，该乳化剂由炼厂副产环烷酸和烯基多胺反应制得。

随着阳离子乳化沥青的广泛应用，沥青乳化剂的品种也逐渐增多。近年来，就阳离子沥青乳化剂的开发而言，以多胺与长链脂肪酸为主要原料的居多。与本发明有关的是USP4338136中提到的沥青乳化剂。该乳化剂由C_12-18长链脂肪酸同二乙烯基三胺在一定条件下反应制得。这一方法的缺点是原料来源紧缺，价格高，而且合成工艺比较复杂。

本发明的目的是提供一种阳离子沥青乳化剂。该乳化剂的合成原料廉价易得，且乳化剂生产成本低，乳化性能好。

本发明所用原料为炼油厂副产环烷酸及烯基多胺。制得的产物可作为有效的阳离子沥青乳化剂用于沥青的乳化。用该乳化剂制得的沥青乳液细腻均匀，贮存稳定性令人满意。

环烷酸，一般结构式为（CH₂）_m-COOH。它是精制各种石油馏分时得到的有机羧酸，主要是一元酸。环烷酸是混合物。其中，环戊基的数目一般为1至5个，有的含有很少量的环己基。R由较小的脂肪基组成，如甲基。m一般大于1。羧基一般不直接与环相连。对于含两个以上环的环烷酸，确定其结构则很困难，但同样具有良好的乳化性能。

试验所用环烷酸的平均分子量为200～600。

同环烷酸反应的烯基多胺是水溶性的有机物，如乙二胺、二乙烯基三胺等。

在乳化剂的合成反应中，通常多胺的加入量为反应物总量的5w%～20w%，反应温度为100～250℃，反应时间为3hr～10hr。选用的环烷酸为炼油厂粗环烷酸即可。精环烷酸也可用做原料，但不是必需的，因为合成出的乳化剂是用于沥青乳化，而且环烷酸和沥青都源于石油炼制过程。

在上述条件下，环烷酸和烯基多胺发生反应，生成环烷酰胺或咪唑啉类化合物。环烷酰胺是一种良好的沥青乳化剂，用其制得的乳液粘度适中，贮存稳定性好，表面结皮薄。环烷咪唑啉也可用作沥青乳化剂，但其起泡性稍强，乳液表面结皮较厚。

在沥青乳液的制备过程中，所用设备为胶体磨，沥青乳液可根据不同需要含有30～80w%的沥青，0.1～10w%的该乳化剂，其余由水补足至乳液总重百分数为100%。

与已有技术相比，本发明的突出特点是选用炼厂副产环烷酸为主要原料，大大降低了乳化剂的生产成本，而且合成工艺简单，易工业化，同时乳化剂的乳化性能优良，制得乳液各项性能均满足交通部制订的阳离子乳化沥青标准及美国ASTM    D2397标准。

实例1

取环烷酸（平均分子量250）125g，乙二胺30g，将二者混和后加热，在200℃下加热4hr，取出产物，留做乳化试验。

取60＃沥青180g，乳化剂水溶液120g，其中乳化剂1.5g。在沥青温度140℃，水温70℃，PH值为4的条件下，通过胶体磨制得沥青乳液。乳液均匀、细腻，为中凝型阳离子沥青乳液。

实例2

用与例1相同的方法考察在两组分配比不同的情况下，制得乳化剂的乳化性能。结果如下。

配比(环烷酸:乙二胺),g    乳化情况    贮存稳定性(观察一星期)

125:30    良好    稳定,不分层

103:16    良好    稳定,不分层

90:10    良好    稳定,不分层

92:8    良好    第二天即破乳

实例3

取环烷酸（平均分子量470）80g，乙二胺10g，混和物在230℃条件下反应4hr。取出产物，留做乳化试验，乳液试验方法同例1。乳液性能分析结果如下：

乳液  粘度C,s  筛分,%  贮存稳定性,24hr,%  沥青含量,%  拌合稳定度乳液电荷

性能    20    0.04    0.2    61.0    中凝    +

ASTM  D2397    20～100    <0.1    <1    ≮57    中凝    +

实例4

取例1所用环烷酸100g，二乙烯基三胺15g，混合物在160℃下加热反应6hr。取出产物，留做乳化试验。乳化试验方法同例1，乳化结果：能将沥青乳化。

实例5

取实例1乳化剂，与平平加系表面活性剂复配，做沥青乳化试验。

取100＃道路沥青180g，实例1乳化剂1.5g，平平加系乳化剂0.6g，水118.2g，通过胶体磨制得沥青乳液。加入平平加后乳液与骨料的拌和性能更好。