[發(fā)明專利]酚類季銨鹽乳化劑及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110401184.9
• 申請日: 2011-12-07
• 公開（公告）號: CN102531931A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 繆昌文;陳香;洪錦祥;周偉玲;王文峰
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇博特新材料有限公司;江蘇蘇博特新材料股份有限公司;江蘇省建筑科學(xué)研究院有限公司
• 主分類號: C07C217/32
• 分類號: C07C217/32;C07C213/04;B01F17/42;C08J3/02;C08L95/00
• 代理公司: 南京天翼專利代理有限責任公司 32112
• 代理人: 湯志武

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種酚類季銨鹽乳化劑及其制備方法。

背景技術(shù)

石油瀝青是交通、建筑及其它一些行業(yè)不可缺少的基建材料。19世紀后期，歐美一些發(fā)達國家開始將石油瀝青用于修建道路工程。20世紀初，石油瀝青作為筑路材料得到迅速發(fā)展，其品種日益增多，產(chǎn)量與日俱增，質(zhì)量日益提高，應(yīng)用也日益廣泛。從各國的石油瀝青消費量可看出：道路所用瀝青占總用量的70％～85％，工業(yè)用占10％～20％.其他僅占2％～4％。

在道路瀝青的使用過程中，為保持瀝青的流動性，要消耗大量的燃料，且產(chǎn)生污染等問題。因此在瀝青的使用過程中，如何解決瀝青的流動性，節(jié)約資源，降低能耗，保護環(huán)境已引起人們的普遍重視。近年，由于不同類型和品種的新型瀝青乳液的研制成功，采用乳化瀝青乳液進行公路鋪筑在國內(nèi)外道路施工中已得到了廣泛的使用。從而使乳化瀝青在各國迅速發(fā)展起來，這就為瀝青乳化劑的發(fā)展提供了一個較好的平臺。目前有關(guān)瀝青乳化劑的報到有很多，如：朱顯純利用長鏈脂肪酸和多乙烯多胺反應(yīng)制取陽離子乳化劑(《河南化工》，1987，2)。東北大學(xué)的梁博等人開發(fā)出中裂和慢裂的新型壬基酚系列瀝青乳化劑(《東北大學(xué)學(xué)報》，2011，8)。山東大學(xué)的施來順課題組利用十八烷基二甲基叔胺和環(huán)氧氯丙烷等反應(yīng)制備出新型的Gemini型快裂瀝青乳化劑(《石油瀝青》，2010，24，6)。山東大學(xué)的施來順課題組還利用烷基二胺、氯乙酸為原料經(jīng)一步反應(yīng)合成出N，N-二乙酸基-N′-十八烷基丙撐二胺鹽酸鹽系列新型甜菜堿瀝青乳化劑《2010年第十二次全國石油瀝青技術(shù)交流會論文集》。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種酚類季銨鹽乳化劑的制備方法，工藝簡單、反應(yīng)條件溫和、產(chǎn)率較高，易于實現(xiàn)工業(yè)化。

本發(fā)明還提供上述制備方法得到的酚類季銨鹽乳化劑，可有效提高乳化瀝青的穩(wěn)定性和粘附性。

酚類季銨鹽乳化劑的制備方法為，將結(jié)構(gòu)式(II)所示的烷基酚和環(huán)氧氯丙烷進行開環(huán)反應(yīng)，得到式(III)所示的中間體，然后使中間體與結(jié)構(gòu)式(Ⅳ)所示的胺反應(yīng)，得到結(jié)構(gòu)式(I)所示的酚類季銨鹽乳化劑，

其中，R₁為C8-C14的直鏈烷基，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。結(jié)構(gòu)式(Ⅳ)所示的胺具體的為：甲胺、二甲胺、三甲胺、二乙胺、三乙胺或二丁胺。

優(yōu)選，結(jié)構(gòu)式(II)所示的烷基酚、環(huán)氧氯丙烷與結(jié)構(gòu)式(Ⅳ)所示的胺的摩爾比為1∶1∶(1～2)，將結(jié)構(gòu)式(II)所示的烷基酚和環(huán)氧氯丙烷進行開環(huán)反應(yīng)至轉(zhuǎn)化率100％，得到式(III)所示的中間體，然后使中間體與結(jié)構(gòu)式(Ⅳ)所示的胺反應(yīng)至轉(zhuǎn)化率為80％-95％，得到結(jié)構(gòu)式(I)所示的酚類季銨鹽乳化劑。進一步優(yōu)選所述開環(huán)反應(yīng)的條件為：在20～80℃下反應(yīng)2～8小時；中間體與結(jié)構(gòu)式(Ⅳ)所示的胺反應(yīng)的條件為：在30～90℃下反應(yīng)3～8小時。

優(yōu)選，所述開環(huán)反應(yīng)以及中間體與結(jié)構(gòu)式(Ⅳ)所示的胺反應(yīng)均在溶劑中進行，所述溶劑為二甲基亞砜、N，N-二甲基甲酰胺、二氧六環(huán)、乙腈、正辛烷、乙醇、甲苯、甲醇、四氫呋喃、乙酸乙酯、正己烷、環(huán)己烷、氯仿、二氯甲烷、水或吡啶中的一種或兩種任意比例的混合物。

所得酚類季銨鹽乳化劑的結(jié)構(gòu)式如(I)所示。

本發(fā)明所述酚類季銨鹽乳化劑的制備方法，工藝簡單、反應(yīng)條件溫和、產(chǎn)率較高，易于實現(xiàn)工業(yè)化，所得酚類季銨鹽乳化劑，乳化性能較好，儲存穩(wěn)定性高，可有效提高乳化瀝青的穩(wěn)定性和滲透性，制備的乳化瀝青各項性能均滿足交通部制定的陽離子乳化瀝青標準和拌合性能的技術(shù)指標。

具體實施方式

為對本發(fā)明進行更好的說明，舉實施例如下：