阳离子沥青乳化剂研究进展
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田在龙 [23 ]等则以纸浆废液中所含木质素为原料 ,以预制 的环氧丙基三甲基氯化铵为中间体 ,在适当的催化条件下促 进木质素与中间体形成阳离子季铵盐乳化剂 。另有专利文 献 [24 ]报道了一种快凝型阳离子沥青乳液 ,其中新型阳离子乳 化剂的合成 ,是采用烷基酚 、多胺和一种醛经过曼尼希反应 得到 。文献 [ 25 ]则报道了利用从蒸煮黑液中分离的碱木素 , 与环氧烷基胺或环氧卤代烷基胺等发生醚化接枝反应 ,从而 使木素胺化改性 。所得木素胺 (木质素胺 )具有较强的表面 活性 ,是性能良好的阳离子型沥青乳化剂 ,尤其适用于道路 沥青的乳化 。新疆工学院 [26 ]利用造纸废液中的脱水改性黑 液进行沥青乳化试验研究 ,试验表明 ,脱水改性黑液是一种 良好的沥青乳化剂 。如果在脱水改性黑液中加人少量的磺 化黑粉 ,则其乳化效果会更好 。
有 2种较为简便的季铵盐合成的新路线 : 1) 直接以脂肪伯胺为原料与氯甲烷反应制取季铵盐 。 该方法用高级脂肪胺为原料 ,并和硫酸氢钠以及异丙醇于高 压釜中混合 ,通入适量的氯甲烷 ,在温度 125 ℃时加热 3 h后 反应一次性完成 ,即可制得定量的季铵盐产物 。
综 述 粘 接 2006 , 27 (4 )
其中 R为长链烷基 , R′为小分子亲水基 。咪唑啉类乳化剂是 酰胺类乳化剂的后续产物 ,多以油酯厂的副产物酯类或脂肪 酸为原料 , 和多元胺脱水缩合 、闭环合成 。目前普遍采用的 合成工艺主要是按下述反应流程进行的 [18 ] :
酯类 水解脂肪酸 +烯胺 脱水缩合产物 环化 咪唑啉 季胺化 季胺盐型阳离子咪唑啉 李稳宏 [19 ]等人报道了公路铺筑和养护用 SM 型阳离子 沥青乳化剂的合成工艺和应用条件 。合成反应由脱水加成 、 环化和季胺化 3步组成 ,对有溶剂及无溶剂合成 ,均找到了 相应操作参数 。 1. 5 木素胺类 木质素的化学组成较复杂 ,具有酚型结构 ,基本结构单 元为羟基苯丙烷基 ,存在于植物和蔬菜中 。作为沥青乳化剂 使用的木质素 ,通常使用木材碱木质素 。木质素类沥青乳化 剂工业产品有 2种类型 ,即叔胺型和季铵盐型 。季铵盐型采 用木质素与缩水甘油胺在催化剂的作用下发生反应 ,合成产 品 ;叔胺型是由木质素与二甲胺在催化剂的存在下 ,通过交 联剂甲醛的作用 ,发生曼尼希反应 ,制得产品 。 20世纪 80年代初 ,我国开始研制木素胺类沥青乳化剂 , 取得了许多成果 [20 ] 。山西化工研究所用麦草和稻草碱性制 浆所得的碱木素为原料 ,用环氧氯丙烷和三甲胺为胺化剂使 木素胺化 ,研制了 RCO - 1型沥青乳化剂 ,这是我国最先研制 成功的木素胺类乳化剂 。这种合成方法已推广到全国许多 厂家 。各厂家在中间体的合成和胺化工艺条件上都有所不 同 ,出现了许多不同型号的产品 。辽宁省北镇公路段使用酸 法制浆所得的副产物木素磺酸钠为原料 ,用环氧氯丙烷和三 甲胺作胺化剂 ,研制出 LBM - I型沥青乳化剂 ,产品质量与用 碱木素类似 。吉林永吉县公路段 、沈阳于洪区公路段等单位 改变了山西化工研究所的工艺 ,直接用浓黑液为原料 ,生产 出质量合格的沥青乳化剂 [21 ] 。抚顺石油化工研究院从大量 的试验研究中 ,探索出一条直接以碱法浓缩造纸废液代替木
阳离子沥青乳化剂研究进展 ZHANJ IE 2006 , 27 (4 )
阳离子沥青乳化剂研究进展
邓朝霞 ,傅和青 ,黄洪 ,陈焕钦
(华南理工大学化工与能源学院化学研究所 ,广东 广州 510641)
摘要 :介绍了阳离子沥青乳化剂的种类 、生产方法及研究进展 。
·33·
阳离子沥青乳化剂研究进展 ZHANJ IE 2006 , 27 (4 )
质素来制备木素胺的技术路线 。这种方法不但降低了木素 胺的生产成本 ,而且减轻了因造纸废液直接排放而带来的环 境污染 。20世纪 80年代末 ,东北林业大学研制出 LJ2I型沥 青乳化剂 [22 ] 。该乳化剂价格低 ,乳化能力强 ,用量少 ,对沥青 适应性强 ,既能乳化石蜡含量低的沥青 ,也能乳化石蜡含量 高的沥青 。
烷基胺类沥青乳化剂主要有长链伯胺 、烷基丙烯二胺以 及烷基三胺类 。此类乳化剂的化学结构通式为 :
收稿日期 : 2006 - 03 - 24 作者简介 :邓朝霞 (1978 - ) ,女 ,在读博士 ,主要从事胶粘剂及其
精细化学产品的研究 。
·32·
季铵盐类沥青乳化剂一般为单长链烷基 ( R )季铵盐 ,其 余烷基 (R1 , R2 , R3 , R4 , R5 )为 - CH3 或环氧乙烷等小分子支 链 。其合成方法及途径很多 ,其中最简便的反应是用适当的 叔胺与烷基化剂作用 ,合成季铵盐 。
阳离子沥青乳化剂决定乳化沥青颗粒表面电荷的性质 、 破乳速度 、沥青颗粒大小 、贮存稳定性 、沥青与骨料粘附力 等 [7 ] ,对乳化沥青的质量起着决定性作用 。本文综述了目前 国内的阳离子沥青乳化剂的研究进展 。
其中 R为 8～22个碳烷基 , X为 1～5, Y, Z为 0～5。 王俊明和刘庭国等人 ,合成了一种 CRS21 型沥青乳化
咪唑啉型沥青乳化剂的结构中亲水基部分为含有杂环 基咪唑啉的基团 ,即
其中 : n = 10～18; A 代表环状结构 ; X、Y代表取代基团 ; Zm 代表带 m个负电荷的酸根离子 。姜翠玉等 [10 ]用脂肪酸和三 甲胺水溶液中和 ,再与环氧氯丙烷进行酯化 ,合成一种新的 阳离子表面活性剂 ,即脂肪酸酯季铵盐 。用该产品作为乳化 剂对胜利 100#道路沥青进行了乳化效果考查 ,试验结果表 明 ,该乳化剂性能较好 ,与十八烷基三甲基氯化铵相当 ,且合 成工艺简单 ,是一种有发展前途的阳离子表面活性剂 。也有 专利文献 [11 ]报道了一种用于稀浆封层的慢裂快凝型阳离子 沥青乳液 ,其乳化剂是通过脂肪酸或树脂的聚胺缩合物与季 碱剂反应得到的 。Dennis krivohlavek [12 ]等设计并发明了一 种新型阳离子沥青乳化剂 ,并用于现场制备沥青乳液 。文献 [ 13 ]介绍了一种采用季铵盐类阳离子沥青乳化剂 (N 2脂基 2 烷基 2五甲基丙烯氯化二铵 )和一种粘合剂 (N 2脂基 2烷基 2三 亚甲基二胺 ) ,并以氯化钙为稳定剂制备铺路沥青乳液的技 术 。该沥青乳液可在施工现场制备 ,不需要加热 。 1. 3 烷基酰胺基胺类
季铵盐类沥青乳化剂具有如下结构通式 :
1 阳离子沥青乳化剂的种类及合成方法 阳离子沥青乳化剂品种繁杂 ,分类方法各异 。根据亲油
基来源不同 ,主要分为脂肪胺类 、脂肪酸类及木质素类等 。 按破乳速度快慢又可分成快凝型 、中凝型和慢凝型 3种 。目 前较常用的分类方法是按照化学结构分类 ,主要有烷基多胺 类 、季铵盐类 、酰胺基胺类 、咪唑啉类 、木质素类等 。 1. 1 烷基多胺类
文献 [ 14 ]报道了以工业油脂 (硬化油 ) 、乙二胺为原料反 应制得硬化油脂肪酸酰胺多胺 ,用浓盐酸中和制得 AY21 型 阳离子沥青乳化剂 。李艳华 [15 ]等人研究了不同单胺型的烷 基酰胺多胺型阳离子沥青乳化剂 ,并用一定数量的废油脂通 过皂化反应后 ,再与胺助剂和混胺反应制得了一种褐色黏稠 状液体 ———RHJ型阳离子沥青乳化剂 。该乳化剂是中裂型 的阳离子沥青乳化剂 ,具有原料来源广泛 、乳化效果较好 、工 艺简单 、用量少等优点 。王长虎 [16 ]等人则利用当地丰富的工
关键词 :阳离子沥青 ; 表明活性剂 ; 乳化剂 ; 种类 中图分类号 : TU57 + 1 文献标识码 : A 文章编号 : 1001 - 5922 (2006) 04 - 0032 - 03
石油沥青具有良好的粘接性 、耐老化性和防水能力 ,长 期以来被广泛用作筑路 、防水和密封材料 [1 ] 。乳化沥青则是 将原来互不相容的沥青 、水 、乳化剂等按一定的比例 ,在适宜 的温度和机械力作用下 ,使沥青以细小的微粒 (0. 1～10μm ) 均匀地分散成相对稳定的乳状液 。乳化沥青由于具有无毒 、 无臭 、原料价廉易得 、便于冷施工等优点 ,获得了迅速发展 。 乳化沥青可分为阴离子型 、阳离子型和非离子型 3大类 。乳 化沥青发展至今已有 70 多年的历史 [2 ] ,经历了由阴离子乳 化沥青到阳离子乳化沥青的过程 [3, 4 ] 。由于阳离子乳化沥青 具有许多良好的应用特性 ,发达国家在 20 世纪 50年代以来 就已经开展了研究 、开发 、生产及应用 [5 ] ,我国也于 20 世纪 70年代后期对乳化沥青进行研究开发 [6 ] 。国内阳离子乳化 沥青是 1977 年试制成功的 ,近年来 ,已应用于铺路 、土壤改 良 、固沙和水利建设中的防渗透 、建筑防水 、防腐 、防潮等领 域。
剂 ,发现该乳化剂与常见几种改性剂 ,如丁苯橡胶 ( SBR ) ,乙 烯 - 醋酸乙烯共聚物 ( EVA )等具有良好的配伍性 ,尤其是用 这种乳化剂生产的乳化沥青具有“慢裂快凝 ”作用 ,该研究为 改性稀浆封层在我国的推广应用提供了有效的手段 [8 ] 。该 乳化剂的结构式为 :
要求碳链是直链 n1 + n2 = 5～19,其中 X, Y可以是以下亲水 基 - NH2 , - NH - CH2 CH2NH2 或 - N ( CH3 ) 3 以及可以使之 成为阳离子的任何基团 。 1. 2 季铵盐类
胺化木质素类乳化剂成本低廉 ,但由于木质素的来源不 同 ,可参与反应的活性基团多 ,所以产物也是多组分的混合 物 ,使反应的化学计量较为困难 ,导致乳化沥青性质不稳定 , 推广受到一定的限制 。 1. 6 复合型沥青乳化剂
复合型沥青乳化剂的制备技术 ,国内也有文献报道 ,并 有专利产品生产 。如文献 [ 27 ]报道了一种含木质胺的复合 型阳离子沥青乳化剂的制备技术 ,该技术主要通过选用价廉 的木质胺类表面活性剂为主体 ,掺配适量其他阳离子表面活 性剂和相宜助剂 ,制出适用于任何破乳速度的广谱性复合型 阳离子沥青乳化剂 。高运 、夏锦红等 [28 ]通过将 XCAE - 1型 阳离子沥青乳化剂 (中裂型的 )与 OP210 以及木质素磺酸钙 (MC) ,进行复配制得了慢裂型的阳离子沥青乳液 ,从而有效 地减缓了沥青的破乳速度 。且复配方法简单易行 ,经济合 理 。文献 [ 29 ]利用木质素与长链脂肪胺 、甲醛以及非离子表 面活性剂壬基酚聚氧乙烯醚按一定比例混合 ,通过曼尼希反 应合成出新型木质素类阳离子沥青乳化剂 。该乳化剂比单 独木质胺产品乳化力更强 ,具有慢裂性能 ,适用于无溶剂的 中裂型和慢裂型乳液 ,其制备的乳化沥青黏度高 ,与石料的 粘附性很强 ,并且其成本不是很高 ,是优良的乳化剂品种 。 另有文献 [30 ]报道了一种新合成的阳离子沥青乳化剂 。
酰胺类沥青乳化剂分子结构中存在有酰胺基和胺基 ,主 要是由脂肪酸和多乙烯多胺在溶剂和催化剂存在下反应脱 水缩合而制得 。此类分子的通式为 :
酰胺类乳化剂根据所用原料的不同 ,可分为慢 、中 、快裂 型乳化剂 。例如 ,羟烷基酰胺基多胺 ( JSA 23 )为快裂型乳化 剂 、牛脂基酰胺基多胺 (JSA 22)为中裂型乳化剂 ,硬脂酸酰胺 基多胺 (JSA 21)为慢裂型乳化剂 。根据 R 基团的不同可以制 得不同破乳速度的沥青乳化剂 。
2)以高级脂肪醇为原料制取季铵盐 。该方法通过下述
反应过程来制取季铵盐 :
ห้องสมุดไป่ตู้
氯化试剂
三甲烷
高级脂肪醇
高级氯代烷
季铵盐
针对目前国内外稀浆封层用快凝型沥青乳化剂存在的
一些问题 ,项新里 [9 ]等人试产出性能优异的新一代能有效乳
化重交沥青的乳化剂产品 ———KX - 1型阳离子沥青乳化剂 。
并从试验和理论 2 方面阐述了该乳化剂所具有的乳化能力
强 、乳液稳定性好以及良好的慢裂及快凝效果等优异性能 。
此乳化剂的结构如下 :
业废料 ,开发研制了一种外观呈褐色膏状体 ,既经济又适用 的新型乳化剂 ———酰胺类阳离子沥青乳化剂 。该乳化剂为 快中裂型阳离子乳化剂 。抚顺石油化工研究院利用石油加 工副产品 ———环烷酸成功地研制出环烷基酰胺型阳离子沥 青乳化剂 。这种新型乳化剂乳化性能很好 ,是一种快裂型阳 离子沥青乳化剂 ;与稳定剂复配即为中偏慢裂型阳离子沥青 乳化剂 。该乳化剂合成工艺简单 ,生产成本低 ,具有很好的 推广价值 [17 ] 。 1. 4 咪唑啉类
有 2种较为简便的季铵盐合成的新路线 : 1) 直接以脂肪伯胺为原料与氯甲烷反应制取季铵盐 。 该方法用高级脂肪胺为原料 ,并和硫酸氢钠以及异丙醇于高 压釜中混合 ,通入适量的氯甲烷 ,在温度 125 ℃时加热 3 h后 反应一次性完成 ,即可制得定量的季铵盐产物 。
综 述 粘 接 2006 , 27 (4 )
其中 R为长链烷基 , R′为小分子亲水基 。咪唑啉类乳化剂是 酰胺类乳化剂的后续产物 ,多以油酯厂的副产物酯类或脂肪 酸为原料 , 和多元胺脱水缩合 、闭环合成 。目前普遍采用的 合成工艺主要是按下述反应流程进行的 [18 ] :
酯类 水解脂肪酸 +烯胺 脱水缩合产物 环化 咪唑啉 季胺化 季胺盐型阳离子咪唑啉 李稳宏 [19 ]等人报道了公路铺筑和养护用 SM 型阳离子 沥青乳化剂的合成工艺和应用条件 。合成反应由脱水加成 、 环化和季胺化 3步组成 ,对有溶剂及无溶剂合成 ,均找到了 相应操作参数 。 1. 5 木素胺类 木质素的化学组成较复杂 ,具有酚型结构 ,基本结构单 元为羟基苯丙烷基 ,存在于植物和蔬菜中 。作为沥青乳化剂 使用的木质素 ,通常使用木材碱木质素 。木质素类沥青乳化 剂工业产品有 2种类型 ,即叔胺型和季铵盐型 。季铵盐型采 用木质素与缩水甘油胺在催化剂的作用下发生反应 ,合成产 品 ;叔胺型是由木质素与二甲胺在催化剂的存在下 ,通过交 联剂甲醛的作用 ,发生曼尼希反应 ,制得产品 。 20世纪 80年代初 ,我国开始研制木素胺类沥青乳化剂 , 取得了许多成果 [20 ] 。山西化工研究所用麦草和稻草碱性制 浆所得的碱木素为原料 ,用环氧氯丙烷和三甲胺为胺化剂使 木素胺化 ,研制了 RCO - 1型沥青乳化剂 ,这是我国最先研制 成功的木素胺类乳化剂 。这种合成方法已推广到全国许多 厂家 。各厂家在中间体的合成和胺化工艺条件上都有所不 同 ,出现了许多不同型号的产品 。辽宁省北镇公路段使用酸 法制浆所得的副产物木素磺酸钠为原料 ,用环氧氯丙烷和三 甲胺作胺化剂 ,研制出 LBM - I型沥青乳化剂 ,产品质量与用 碱木素类似 。吉林永吉县公路段 、沈阳于洪区公路段等单位 改变了山西化工研究所的工艺 ,直接用浓黑液为原料 ,生产 出质量合格的沥青乳化剂 [21 ] 。抚顺石油化工研究院从大量 的试验研究中 ,探索出一条直接以碱法浓缩造纸废液代替木
阳离子沥青乳化剂研究进展 ZHANJ IE 2006 , 27 (4 )
阳离子沥青乳化剂研究进展
邓朝霞 ,傅和青 ,黄洪 ,陈焕钦
(华南理工大学化工与能源学院化学研究所 ,广东 广州 510641)
摘要 :介绍了阳离子沥青乳化剂的种类 、生产方法及研究进展 。
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阳离子沥青乳化剂研究进展 ZHANJ IE 2006 , 27 (4 )
质素来制备木素胺的技术路线 。这种方法不但降低了木素 胺的生产成本 ,而且减轻了因造纸废液直接排放而带来的环 境污染 。20世纪 80年代末 ,东北林业大学研制出 LJ2I型沥 青乳化剂 [22 ] 。该乳化剂价格低 ,乳化能力强 ,用量少 ,对沥青 适应性强 ,既能乳化石蜡含量低的沥青 ,也能乳化石蜡含量 高的沥青 。
烷基胺类沥青乳化剂主要有长链伯胺 、烷基丙烯二胺以 及烷基三胺类 。此类乳化剂的化学结构通式为 :
收稿日期 : 2006 - 03 - 24 作者简介 :邓朝霞 (1978 - ) ,女 ,在读博士 ,主要从事胶粘剂及其
精细化学产品的研究 。
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季铵盐类沥青乳化剂一般为单长链烷基 ( R )季铵盐 ,其 余烷基 (R1 , R2 , R3 , R4 , R5 )为 - CH3 或环氧乙烷等小分子支 链 。其合成方法及途径很多 ,其中最简便的反应是用适当的 叔胺与烷基化剂作用 ,合成季铵盐 。
阳离子沥青乳化剂决定乳化沥青颗粒表面电荷的性质 、 破乳速度 、沥青颗粒大小 、贮存稳定性 、沥青与骨料粘附力 等 [7 ] ,对乳化沥青的质量起着决定性作用 。本文综述了目前 国内的阳离子沥青乳化剂的研究进展 。
其中 R为 8～22个碳烷基 , X为 1～5, Y, Z为 0～5。 王俊明和刘庭国等人 ,合成了一种 CRS21 型沥青乳化
咪唑啉型沥青乳化剂的结构中亲水基部分为含有杂环 基咪唑啉的基团 ,即
其中 : n = 10～18; A 代表环状结构 ; X、Y代表取代基团 ; Zm 代表带 m个负电荷的酸根离子 。姜翠玉等 [10 ]用脂肪酸和三 甲胺水溶液中和 ,再与环氧氯丙烷进行酯化 ,合成一种新的 阳离子表面活性剂 ,即脂肪酸酯季铵盐 。用该产品作为乳化 剂对胜利 100#道路沥青进行了乳化效果考查 ,试验结果表 明 ,该乳化剂性能较好 ,与十八烷基三甲基氯化铵相当 ,且合 成工艺简单 ,是一种有发展前途的阳离子表面活性剂 。也有 专利文献 [11 ]报道了一种用于稀浆封层的慢裂快凝型阳离子 沥青乳液 ,其乳化剂是通过脂肪酸或树脂的聚胺缩合物与季 碱剂反应得到的 。Dennis krivohlavek [12 ]等设计并发明了一 种新型阳离子沥青乳化剂 ,并用于现场制备沥青乳液 。文献 [ 13 ]介绍了一种采用季铵盐类阳离子沥青乳化剂 (N 2脂基 2 烷基 2五甲基丙烯氯化二铵 )和一种粘合剂 (N 2脂基 2烷基 2三 亚甲基二胺 ) ,并以氯化钙为稳定剂制备铺路沥青乳液的技 术 。该沥青乳液可在施工现场制备 ,不需要加热 。 1. 3 烷基酰胺基胺类
季铵盐类沥青乳化剂具有如下结构通式 :
1 阳离子沥青乳化剂的种类及合成方法 阳离子沥青乳化剂品种繁杂 ,分类方法各异 。根据亲油
基来源不同 ,主要分为脂肪胺类 、脂肪酸类及木质素类等 。 按破乳速度快慢又可分成快凝型 、中凝型和慢凝型 3种 。目 前较常用的分类方法是按照化学结构分类 ,主要有烷基多胺 类 、季铵盐类 、酰胺基胺类 、咪唑啉类 、木质素类等 。 1. 1 烷基多胺类
文献 [ 14 ]报道了以工业油脂 (硬化油 ) 、乙二胺为原料反 应制得硬化油脂肪酸酰胺多胺 ,用浓盐酸中和制得 AY21 型 阳离子沥青乳化剂 。李艳华 [15 ]等人研究了不同单胺型的烷 基酰胺多胺型阳离子沥青乳化剂 ,并用一定数量的废油脂通 过皂化反应后 ,再与胺助剂和混胺反应制得了一种褐色黏稠 状液体 ———RHJ型阳离子沥青乳化剂 。该乳化剂是中裂型 的阳离子沥青乳化剂 ,具有原料来源广泛 、乳化效果较好 、工 艺简单 、用量少等优点 。王长虎 [16 ]等人则利用当地丰富的工
关键词 :阳离子沥青 ; 表明活性剂 ; 乳化剂 ; 种类 中图分类号 : TU57 + 1 文献标识码 : A 文章编号 : 1001 - 5922 (2006) 04 - 0032 - 03
石油沥青具有良好的粘接性 、耐老化性和防水能力 ,长 期以来被广泛用作筑路 、防水和密封材料 [1 ] 。乳化沥青则是 将原来互不相容的沥青 、水 、乳化剂等按一定的比例 ,在适宜 的温度和机械力作用下 ,使沥青以细小的微粒 (0. 1～10μm ) 均匀地分散成相对稳定的乳状液 。乳化沥青由于具有无毒 、 无臭 、原料价廉易得 、便于冷施工等优点 ,获得了迅速发展 。 乳化沥青可分为阴离子型 、阳离子型和非离子型 3大类 。乳 化沥青发展至今已有 70 多年的历史 [2 ] ,经历了由阴离子乳 化沥青到阳离子乳化沥青的过程 [3, 4 ] 。由于阳离子乳化沥青 具有许多良好的应用特性 ,发达国家在 20 世纪 50年代以来 就已经开展了研究 、开发 、生产及应用 [5 ] ,我国也于 20 世纪 70年代后期对乳化沥青进行研究开发 [6 ] 。国内阳离子乳化 沥青是 1977 年试制成功的 ,近年来 ,已应用于铺路 、土壤改 良 、固沙和水利建设中的防渗透 、建筑防水 、防腐 、防潮等领 域。
剂 ,发现该乳化剂与常见几种改性剂 ,如丁苯橡胶 ( SBR ) ,乙 烯 - 醋酸乙烯共聚物 ( EVA )等具有良好的配伍性 ,尤其是用 这种乳化剂生产的乳化沥青具有“慢裂快凝 ”作用 ,该研究为 改性稀浆封层在我国的推广应用提供了有效的手段 [8 ] 。该 乳化剂的结构式为 :
要求碳链是直链 n1 + n2 = 5～19,其中 X, Y可以是以下亲水 基 - NH2 , - NH - CH2 CH2NH2 或 - N ( CH3 ) 3 以及可以使之 成为阳离子的任何基团 。 1. 2 季铵盐类
胺化木质素类乳化剂成本低廉 ,但由于木质素的来源不 同 ,可参与反应的活性基团多 ,所以产物也是多组分的混合 物 ,使反应的化学计量较为困难 ,导致乳化沥青性质不稳定 , 推广受到一定的限制 。 1. 6 复合型沥青乳化剂
复合型沥青乳化剂的制备技术 ,国内也有文献报道 ,并 有专利产品生产 。如文献 [ 27 ]报道了一种含木质胺的复合 型阳离子沥青乳化剂的制备技术 ,该技术主要通过选用价廉 的木质胺类表面活性剂为主体 ,掺配适量其他阳离子表面活 性剂和相宜助剂 ,制出适用于任何破乳速度的广谱性复合型 阳离子沥青乳化剂 。高运 、夏锦红等 [28 ]通过将 XCAE - 1型 阳离子沥青乳化剂 (中裂型的 )与 OP210 以及木质素磺酸钙 (MC) ,进行复配制得了慢裂型的阳离子沥青乳液 ,从而有效 地减缓了沥青的破乳速度 。且复配方法简单易行 ,经济合 理 。文献 [ 29 ]利用木质素与长链脂肪胺 、甲醛以及非离子表 面活性剂壬基酚聚氧乙烯醚按一定比例混合 ,通过曼尼希反 应合成出新型木质素类阳离子沥青乳化剂 。该乳化剂比单 独木质胺产品乳化力更强 ,具有慢裂性能 ,适用于无溶剂的 中裂型和慢裂型乳液 ,其制备的乳化沥青黏度高 ,与石料的 粘附性很强 ,并且其成本不是很高 ,是优良的乳化剂品种 。 另有文献 [30 ]报道了一种新合成的阳离子沥青乳化剂 。
酰胺类沥青乳化剂分子结构中存在有酰胺基和胺基 ,主 要是由脂肪酸和多乙烯多胺在溶剂和催化剂存在下反应脱 水缩合而制得 。此类分子的通式为 :
酰胺类乳化剂根据所用原料的不同 ,可分为慢 、中 、快裂 型乳化剂 。例如 ,羟烷基酰胺基多胺 ( JSA 23 )为快裂型乳化 剂 、牛脂基酰胺基多胺 (JSA 22)为中裂型乳化剂 ,硬脂酸酰胺 基多胺 (JSA 21)为慢裂型乳化剂 。根据 R 基团的不同可以制 得不同破乳速度的沥青乳化剂 。
2)以高级脂肪醇为原料制取季铵盐 。该方法通过下述
反应过程来制取季铵盐 :
ห้องสมุดไป่ตู้
氯化试剂
三甲烷
高级脂肪醇
高级氯代烷
季铵盐
针对目前国内外稀浆封层用快凝型沥青乳化剂存在的
一些问题 ,项新里 [9 ]等人试产出性能优异的新一代能有效乳
化重交沥青的乳化剂产品 ———KX - 1型阳离子沥青乳化剂 。
并从试验和理论 2 方面阐述了该乳化剂所具有的乳化能力
强 、乳液稳定性好以及良好的慢裂及快凝效果等优异性能 。
此乳化剂的结构如下 :
业废料 ,开发研制了一种外观呈褐色膏状体 ,既经济又适用 的新型乳化剂 ———酰胺类阳离子沥青乳化剂 。该乳化剂为 快中裂型阳离子乳化剂 。抚顺石油化工研究院利用石油加 工副产品 ———环烷酸成功地研制出环烷基酰胺型阳离子沥 青乳化剂 。这种新型乳化剂乳化性能很好 ,是一种快裂型阳 离子沥青乳化剂 ;与稳定剂复配即为中偏慢裂型阳离子沥青 乳化剂 。该乳化剂合成工艺简单 ,生产成本低 ,具有很好的 推广价值 [17 ] 。 1. 4 咪唑啉类