[發明專利]長鏈烷基多胺系列瀝青抗剝離劑及其制備方法

有效

• 申請號: 201310552067.1
• 申請日: 2013-11-08
• 公開（公告）號: CN103601392A
• 公開（公告）日: 2014-02-26
• 發明（設計）人: 李國鋒;唐江;俞韶秋;蔣鶴;周建庭;嚴恒;周超;李佳佳;尹勤思;葉六地;沈盼;單國嬌;鄭丹;劉思孟;李文輝;李昌洲;郁彩霞;徐正邦
• 申請（專利權）人: 云南云嶺高速公路養護綠化工程有限公司;重慶交通大學
• 主分類號: C04B24/12
• 分類號: C04B24/12;C07C213/04;C07C219/06;C08G73/04
• 代理公司: 北京海虹嘉誠知識產權代理有限公司 11129
• 代理人: 謝殿武

技術領域

本發明屬建筑材料及土木工程材料領域，特別涉及一種可提高瀝青與無機礦物之間的膠結能力和膠結界面的抗水損害特性的長鏈烷基多胺系列瀝青抗剝離劑及其制備方法。

背景技術

瀝青具有一定的膠結性、可變形性和防水性，在工程中得到了大量利用，被廣泛應用于道路面層、屋面材料、防水密封等領域。瀝青一般與廉價的天然或人工礦料混合使用，以取得較好的技術經濟性。礦料可按酸堿性分為兩類：酸性礦料如石英巖、花崗巖等；堿性礦料如石灰巖、大理石等，一般酸性礦料致密、光滑、強度高。瀝青自身表現出酸性特性，因而與堿性礦料粘附力較強而與酸性礦料粘附力較弱。用作路面的瀝青混合料往往采用強度較高的酸性（石英類）集料以提高路面的耐磨性；用作瀝青瓦的屋面材料也常采用石英類礦料以提高耐雨水沖刷能力；另外，某些地域缺乏石灰巖、大理石等堿性礦料，只有采用酸性礦料與瀝青混合制備材料。瀝青與酸性礦料組成的混合料，除本身粘結力較弱、強度較低外，在雨水沖刷、積水浸泡、及車輛碾壓等外力作用下，膠結界面容易被水侵蝕、剝離，混合物逐漸松散瓦解，最終導致結構失效，耐久性較差。為提高瀝青與酸性礦料的粘附性和抗水損害性，現有技術可分為三類：

1.在混合物中添加消石灰、水泥等堿性細粉料。其優點是原料廉價，目前應用較普遍。其缺點一是使熔融瀝青的粘度大幅提高，增加了加工或施工的工藝難度，如：對路面瀝青混合料需提高拌合溫度、延長拌合時間、提高碾壓溫度等；二是細粉料比表面大吸附大量瀝青，為保證熱瀝青對礦料的裹覆需增加瀝青用量。

2.在瀝青中摻加有機類抗剝離劑。其優點是用量少（一般為瀝青用量的0.3%-0.5%）、不增加工藝難度，而且抗剝離效果較好。目前應用也較多，其缺點抗剝離劑是價格高于前者。

3.先用有機聚合物裹覆礦料，再與瀝青混合。其效果較好，但成本高、工藝環節也增加，實用性不良，目前應用極少。

三類方法中的第2類具有較強的應用前景，選取適當的原料、采取較好的方法可進一步提高抗剝離劑的性價比，進而獲得更普遍的應用。

現有的瀝青抗剝離劑又分為酰胺類、醛胺縮合類、有機銨鹽（表面活性劑）類。酰胺類由有機酸和有機胺進行酰胺化學反應合成，一般需高溫、減壓脫水，反應條件較苛刻，而且使用中耐水解能力不足；醛胺類由有機胺和醛縮合，其反應條件較溫和但產物極性較大，與瀝青的相容性較差；有機胺鹽分子量較小，摻入瀝青高溫拌合時易揮發，另有一定的水溶性而長期使用中會遷移流失，降低抗剝離效果。

因此，需要一種新型的理想的瀝青抗剝離劑，不但具有良好的抗剝離能力，還應具備與瀝青相容性好（易于在瀝青中溶解分散）、分子量適度（揮發性小、粘度低于瀝青、不遷移析出）、合成條件溫和等特性。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種長鏈烷基多胺系列瀝青抗剝離劑及其制備方法，不但具有良好的抗剝離能力，還具有與瀝青相容性好，易于在瀝青中溶解分散；分子量適度，揮發性小、粘度低于瀝青、不遷移析出；合成條件溫和等特性。

本發明的長鏈烷基多胺系列瀝青抗剝離劑，抗剝離劑原料按重量份包括以下組分：長鏈烷基有機酸0.42-0.76份、環氧氯丙烷0.19-0.44份、有機胺0.05-0.14份；

進一步，抗剝離劑原料按重量份包括以下組分：長鏈烷基有機酸0.6份、環氧氯丙烷0.3份、有機胺0.1份。

進一步，所述有機多胺為乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、多乙烯多胺中的一種或兩種以上混合物。

本發明還公開一種長鏈烷基多胺系列瀝青抗剝離劑的制備方法，包括以下步驟：

a.有機酸的環氧化：按設定重量份將長鏈烷基有機酸和環氧氯丙烷混合攪拌下水浴加熱升溫至酸全部溶解并控制溫度不超過80℃，恒溫回流1-2.5h后經萃取、洗滌制得環氧化的有機酸；

b.將步驟a中的產物與設定重量份的有機胺混合加熱至70～80℃并恒溫保持0.5～1h，制得長鏈烷基多胺系列瀝青抗剝離劑；

進一步，步驟a中，恒溫回流1.5h后經萃取、洗滌制得環氧化的有機酸；

進一步，步驟b中，將步驟a中的產物與設定重量份的有機胺混合加熱至75℃并恒溫保持0.8h。

本發明的合成方法分兩步：先由環氧氯丙烷將有機酸環氧化(式1），再將產物與多胺進行開環反應(式2），共價結合為一定分子量的抗剝離劑分子，反應通式如下：