[發明專利]一種雙陽離子雙陰離子叔酰胺型瀝青乳化劑及其制備方法

有效

• 申請號: 201710050997.5
• 申請日: 2017-01-23
• 公開（公告）號: CN107056638B
• 公開（公告）日: 2019-05-07
• 發明（設計）人: 施來順;馬存飛;侯璐;孫亞麗;孔靜文
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: C07C231/12
• 分類號: C07C231/12;C07C237/06;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: 董潔

本發明公開了一種雙陽離子雙陰離子叔酰胺型瀝青乳化劑及其制備方法，該瀝青乳化劑是由以下摩爾配比的原料制備而成：N?氫化牛脂基?1,3?丙撐二胺、醇類溶劑、N,N?二甲基丙烯酰胺、氯乙酸鈉的摩爾比為1mol：(5.00?11.00)mol：(3.00?3.10)mol：(2.02?2.10)mol。所述醇類溶劑為乙醇、甲醇或異丙醇。該雙陽離子雙陰離子叔酰胺型瀝青乳化劑具有優異的乳化性能，制備得到的乳化瀝青的各項性能指標優良，可乳化多種不同型號的瀝青，制備的乳化瀝青細膩均勻，良好的集料裹附性。

技術領域

本發明涉及一種雙陽離子雙陰離子叔酰胺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

乳化劑是由非極性的疏水基和極性的親水基組成的兩親性分子，這種結構使乳化劑在溶液表(界)面形成定向緊密排列，改變了體系的表(界)面化學性質。當乳化劑的濃度超過其臨界膠束濃度CMC，表(界)面張力降至最低，從而具有乳化、消泡、分散等功能，在建材化工、石油開采、日用品、紡織印染等領域有廣泛的應用。

按照乳化劑親水基性質的不同，乳化劑分為陰離子型、陽離子型、兩性離子型、非離子乳化型以及復合離子型等。其中，兩性瀝青乳化劑同時攜帶正負離子電荷，它的表面活性離子的親水基既具有陰離子部分，又具有陽離子部分；它的結構既不同于陰離子型瀝青乳化劑，又有別于陽離子型瀝青乳化劑，因此，具有許多優異的性能，如：(1)良好的乳化性和分散性；(2)低毒性；(3)耐硬水、鈣分散能力較強，與其他各類型的乳化劑具有良好的配伍性。

但有關兩性瀝青乳化劑的開發較晚，品種和數量都不多；目前已報道的兩性瀝青乳化劑主要有甜菜堿型、氨基酸型、咪唑啉型等。美國專利USP3342840介紹合成了一種親水基為氨基和羥基同時存在的兩性型乳化劑，由于兩性離子的帶電狀態可以隨環境的變化而變化，故應用范圍較廣；但該乳化劑的制備成本較高。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。

本申請發明人在前期研究中提出了一種兩性甜菜堿型瀝青乳化劑的制備方法，該乳化劑采用椰油酰基丙基二甲基叔胺為原料，在醇類溶劑中，與環氧氯丙烷反應得到中間體；繼續與二甲胺水溶液、氯乙酸鈉反應，得到兩性甜菜堿型瀝青乳化劑。該瀝青乳化劑的合成原料易得、生產成本低、工藝簡單、不需要高溫反應。但該兩性甜菜堿型瀝青乳化劑制備得到的為中裂型陽離子乳化瀝青。

本申請發明人在早期研究中還提出了雙陽離子雙陰離子型瀝青乳化劑，是一種非酰胺型兩性瀝青乳化劑，該乳化劑以丙烯酸為原料，在醇類溶劑中，與十八胺反應得到十八烷基胺基丙酸；低碳數叔胺，加入濃鹽酸，再逐漸加入環氧氯丙烷，反應得到環氧丙基三烷基氯化銨鹽酸鹽中間體I，將環氧丙基三烷基氯化銨鹽酸鹽中間體加入十八烷基胺基丙酸中得到中間體II；將中間體II的反應液加入氯乙酸鈉溶液，得到雙陽離子雙陰離子型瀝青乳化劑。該雙陽離子雙陰離子型瀝青乳化劑的優點是：合成原料易得、生產成本低、不需要高溫反應。但是經過研究發現，該雙陽離子雙陰離子型瀝青乳化劑的性能還有待進一步提高；還有，以丙烯酸為原料，其刺激性較大，不利于生產工人的身體健康。

因此，有必要開發新的兩性瀝青乳化劑，以使得瀝青乳化劑的產品收率高，乳化性能更加優異，豐富兩性瀝青乳化劑的種類，滿足道路建設和路面維護的不同應用要求。

發明內容

針對現有技術中兩性瀝青乳化劑的不足，本發明提供一種雙陽離子雙陰離子叔酰胺型瀝青乳化劑，該乳化劑首次以N,N-二甲基丙烯酰胺作為瀝青乳化劑的反應原料，制備得到一種新型的雙陽離子雙陰離子叔酰胺型瀝青乳化劑，該雙陽離子雙陰離子叔酰胺型瀝青乳化劑具有優異的乳化性能，制備得到的乳化瀝青的各項性能指標優良，可乳化多種不同型號的瀝青，制備的乳化瀝青細膩均勻，具有良好的集料裹附性。

具體技術方案如下：

一種雙陽離子雙陰離子叔酰胺型瀝青乳化劑，其分子結構式為：