[發明專利]一種木質素雙胺類陽離子型瀝青乳化劑及其制備方法

有效

• 申請號: 201610462391.8
• 申請日: 2016-06-22
• 公開（公告）號: CN105860092B
• 公開（公告）日: 2018-03-16
• 發明（設計）人: 施來順;馬存飛;陳孟;李德梅;邢亞楠;惠雅筠
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: C08H7/00
• 分類號: C08H7/00;C08J3/03;C08L95/00
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司37221
• 代理人: 張曉鵬

技術領域

本發明涉及一種木質素雙胺類陽離子型瀝青乳化劑及其制備方法，屬于精細化工技術領域。

背景技術

乳化瀝青是瀝青和水在乳化劑的作用下，形成水包油的液態瀝青乳液。乳化瀝青主要分為陽離子乳化瀝青、陰離子乳化瀝青和非離子乳化瀝青。其中，陽離子乳化瀝青由于具有節能環保,可以改善施工條件,與石料粘附力強，并能有效減少瀝青過度老化等許多優良的應用特點,而被廣泛的應用于道路建設和路面維護中。

影響乳化瀝青路用性能的最關鍵因素就是瀝青乳化劑，目前國內外陽離子型瀝青乳化劑主要品種有有機胺類、季銨鹽類、咪唑啉類、酰胺類等，隨著陽離子乳化瀝青的應用，瀝青乳化劑的品種也逐漸豐富。

美國專利USP4338136以C_12-18長碳鏈脂肪酸與二乙烯三胺在一定條件下反應制備瀝青乳化劑。該方法的缺點是制備的瀝青乳化劑價格昂貴，用于稀漿封層施工時，破乳時間長，成型時間慢，開放交通時間長。中國專利CN1096714利用煉油廠副產環烷酸與烯基多胺反應，制備瀝青乳化劑。該方法的缺點是乳化劑的原料供應受到很大制約，不利于推廣應用。中國專利CN1861721A涉及一種松香陽離子瀝青乳化劑。該乳化劑是由松香和烯基多胺反應，得到松香中間體，然后，與不同類型的季銨鹽中間體縮合，制得性能優良的松香陽離子瀝青乳化劑。這一方法的缺點是反應步驟繁瑣，需要高溫反應。中國專利CN101712625A涉及一種兩性慢裂快凝瀝青乳化劑合成方法，采用油酸與多胺反應生成酰胺多胺，然后加入氯乙酸發生鹵代反應，制得瀝青乳化劑。該方法的缺點是制備時需要高溫反應。中國專利CN101745340A涉及一種陽離子瀝青乳化劑制備方法，主劑由混合有機酸和有機胺反應得到中間體，再進行季銨化反應制得，輔劑為非離子表面活性劑和改性助劑。該方法的缺點是制備步驟繁瑣，成本較高，需要高溫反應。

上述陽離子型瀝青乳化劑及其制備方法普遍存在的不足是：制備乳化劑的原料成本較高，來源受到限制，制備時需要高溫反應，對生產實驗設備要求較高。木質素是自然界中存量僅次于纖維素的位于第二的天然生物有機化合物。研究木質素類瀝青乳化劑可降低造紙中黑液帶來的環境污染。以木質素作為瀝青乳化劑的原料可降低瀝青乳化劑的生產成本，并且合成工藝簡單，原料來源廣泛。因此，開發基于木質素為原料的性能優良、成本低廉的新型瀝青乳化劑具有十分重要的實際應用價值。

發明內容

針對上述現有技術，本發明的目的是提供一種木質素雙胺類陽離子型瀝青乳化劑及其制備方法。該制備方法所需原料來源廣泛，生產成本低，制備工藝簡單，無需高溫反應。制備得到的瀝青乳化劑性能優良，可乳化多種不同型號的瀝青，制備的乳化瀝青細膩均勻，儲存穩定性好。

為實現上述目的，本發明采用下述技術方案：

一種木質素雙胺類陽離子型瀝青乳化劑，其分子結構通式為：

其中，R為甲基(-CH₃)、乙基(-C₂H₅)或羥乙基(-C₂H₄OH)；LIGNIN代表木質素分子鏈。

一種木質素雙胺類陽離子型瀝青乳化劑的制備方法，包括如下步驟：

1)將β-羥乙基乙二胺和丙烯酸混合反應，得到反應中間體I，中間體I為HOC₂H₄NHC₂H₄NHCH₂CH₂COOH；

2)將低碳數叔胺、工業鹽酸和環氧氯丙烷混合，反應，得到反應中間體II，低碳數叔胺為三甲胺、三乙胺或三乙醇胺，中間體II為R為甲基(-CH₃)、乙基(-C₂H₅)或羥乙基(-C₂H₄OH)；

3)將木質素和氫氧化鈉水溶液混合反應，得到反應中間體III；

4)將反應中間體I加入到反應中間體III中，再滴加甲醛溶液，反應，得到反應中間體IV，中間體IV為

5)將反應中間體II滴加到反應中間體IV中，反應，即得到木質素雙胺類陽離子型瀝青乳化劑；

以上步驟只要不影響制備，可互換。

優選的，所述甲醛水溶液的濃度為37％，工業鹽酸的濃度為30％，三甲胺水溶液的濃度為33％。