乳化劑、制備方法及其應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】乳化劑、制備方法及其應(yīng)用，本發(fā)明公開一種適用于乳化SBS改性瀝青的乳化劑，替代兩性陽離子乳化劑，并且提出了乳化劑的制備工藝。另一方面是利用制備的乳化劑乳化SBS改性瀝青，得到高粘改性乳化瀝青，并將高粘改性乳化瀝青應(yīng)用于路面超薄磨耗層中。乳化劑的制備方法操作步驟簡單，反應(yīng)條件溫和，并且制備出高瀝青含量、高粘度、高粘結(jié)性的高粘改性乳化瀝青。
【專利說明】乳化劑、制備方法及其應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及建筑材料領(lǐng)域，具體涉及一種適用于改性高粘浙青的乳化劑、其制備方法及應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]超薄磨耗層技術(shù)是一種針對交通荷載大、路面性能要求高的高等級路面提出的，主要應(yīng)用于高等級浙青或水泥混凝土路面的預(yù)防性養(yǎng)護，也可以作為新建道路的表面磨耗層。作為有效的預(yù)防性養(yǎng)護技術(shù)，高粘改性乳化浙青的制備和噴灑是超薄磨耗層施工工藝中一項關(guān)鍵技術(shù)。
[0003]因此要求此種高粘改性乳化浙青不僅具有較高的粘度和粘結(jié)性，能夠?qū)⒄置鎸优c原路面牢固地聯(lián)接為一個整體；同時高粘改性乳化浙青還應(yīng)具有較強的滲透性能，可以滲入原路面的細(xì)小裂縫中，封閉空隙，避免水分向下滲透造成水損害。并且要求高粘改性乳化浙青還應(yīng)具有適宜破乳速度，在攤鋪罩面混合料的同時即可破乳，發(fā)揮其較強的粘結(jié)能力。
[0004]要制備高粘改性乳化浙青，首先對乳化劑提出較高的要求，在浙青乳化劑領(lǐng)域，公開的能夠乳化SBS改性浙青的乳化劑技術(shù)很少。中國專利申請201310232879.8公開的兩性陽離子乳化劑，乳化劑中陰離子親水基團的存在勢必影響乳化浙青破乳后的粘結(jié)性，當(dāng)改性浙青含量大于60%時很難進行乳化。中國專利申請201310093598.9公開的乳化劑主要是利用了牛脂二胺和十六烷基銨的復(fù)合乳化技術(shù)，雖然也能夠乳化SBS改性浙青，但很難得到具有高浙青含量、高粘度、強粘結(jié)性的高粘改性乳化浙青。
[0005]目前已經(jīng)公開的能夠應(yīng)用于超薄磨耗層的高粘改性乳化浙青的制備技術(shù)很少。中國專利201010589416.3公開一種強粘結(jié)性改性乳化浙青的制備技術(shù)，復(fù)合了乳化劑、穩(wěn)定劑、增稠劑、調(diào)和劑等多種添加劑，此種制備工藝復(fù)雜，特別是增稠劑和調(diào)和劑的加入，增加了配制皂液以及改性浙青乳化的困難，很容易造成堵塞篩網(wǎng)的現(xiàn)象，因此很難大規(guī)模生產(chǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對目前的乳化劑當(dāng)浙青含量較高時乳化后的浙青粘度不高、粘結(jié)性能較差的問題，提出一種適用于乳化SBS改性浙青的乳化劑，替代兩性陽離子乳化劑，并且提出了此種乳化劑的制備工藝。
[0007]本發(fā)明的另一個目的是利用制備的乳化劑乳化SBS改性浙青，得到高粘改性乳化浙青，并將高粘改性乳化浙青應(yīng)用于路面超薄磨耗層中。
[0008]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0009]本發(fā)明的乳化劑，由主乳化劑和輔乳化劑混合制得，其中主乳化劑通過烷基酚類化合物、多胺類化合物和醛類化合物反應(yīng)合成制得，輔乳化劑是脂肪族聚氧乙烯醚表面活性劑，主乳化劑與輔乳化劑的比例將左右乳化劑的乳化能力，例如控制主乳化劑和輔乳化劑的質(zhì)量百分比為45%~75%:25%~55%。
[0010]本發(fā)明的乳化劑，其中主乳化劑的制備方法直接影響乳化劑的效果，可以采用下面的步驟制備主乳化劑，
[0011]首先，將多胺類化合物溶于醇類溶劑中，在攪拌條件下滴加醛類化合物，控制攪拌速度為40-60r/min，在1小時內(nèi)滴加完成，反應(yīng)1~2小時得到醛胺中間體；
[0012]然后，將烷基酚類化合物溶于醇類溶劑中，在攪拌條件下加入醛胺中間體，控制攪拌速度為40-60r/min，反應(yīng)3~5小時，減壓蒸餾除去50%溶劑后，即得到主乳化劑。
[0013]其中，烷基酚類化合物選用含碳個數(shù)為14~20直鏈烷基酚；多胺類化合物選用二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、胺乙基哌嗪、哌嗪、環(huán)己胺其中的一種或兩種以上任意比的復(fù)合物；醛類化合物選用甲醛或多聚甲醛。
[0014]在制備主乳化劑的過程中，在反應(yīng)溫度為60V~80°C的條件下，并且醛:胺:烷基酚的摩爾比為1.1~2:1:1時，主乳化劑的轉(zhuǎn)化率最高；其中制備過程中的醇類溶劑可以選用甲醇、乙醇、丙醇、丙三醇、異丁醇其中的一種或兩種以上任意比的復(fù)合溶劑。
[0015]其中，輔乳化劑脂肪族聚氧乙烯醚為脂肪胺聚氧乙烯醚或脂肪醇聚氧乙烯醚其中一種或二者的復(fù)合物。
[0016]在脂肪族聚氧乙烯醚的氧乙烯基數(shù)為15~100時，制備的乳化劑性能更好，破乳速度可以得到保證。
[0017]優(yōu)選的，脂肪族聚氧乙烯醚的氧乙烯基數(shù)為30~80，破乳速度更快，氣溶膠法測得破乳速度在40%-80%。
[0018]本發(fā)明還公開了制備乳化劑的方法，將主乳化劑與輔乳化劑混合，攪拌均勻，得到乳化劑，為了達到本發(fā)明的效果，其中主乳化劑與輔乳化劑按照質(zhì)量百分比為45%~75%:25%~55%的比例取樣。
[0019]進一步的，將本發(fā)明制備的乳化劑用于乳化SBS改性浙青，得到高粘改性乳化浙青，當(dāng)乳化劑在高粘改性乳化浙青中所占的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為0.5%~1.5%時，高粘改性乳化浙青的乳液穩(wěn)定性好、粘結(jié)性強。
[0020]更進一步的，將制得的高粘改性乳化浙青用于制備路面的超薄磨耗層，在夏季地面溫度較高時，鋪設(shè)的超薄磨耗層不推移、不開裂、不起皮。
[0021]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的乳化劑適用于乳化SBS改性浙青，乳化劑的制備方法操作步驟簡單，反應(yīng)條件溫和，并且制備出高浙青含量、高粘度、高粘結(jié)性的高粘改性乳化浙青，將高粘改性乳化浙青用于路面超薄磨耗層，在夏季地面溫度達到50°C以上時，鋪設(shè)的超薄磨耗層不推移、不開裂、不起皮，路用性能穩(wěn)定。
[0022]上述說明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段，并可依照說明書的內(nèi)容予以實施，以下以本發(fā)明的較佳實施例詳細(xì)說明如后。
【具體實施方式】
[0023]為更進一步闡述本發(fā)明為達成預(yù)定發(fā)明目的所采取的技術(shù)手段及功效，對依據(jù)本發(fā)明提出的乳化劑、制備方法及應(yīng)用的【具體實施方式】、特征及其功效，詳細(xì)說明如后。
[0024]各實施例中，高粘改性乳化浙青的蒸發(fā)殘留物含量、儲存穩(wěn)定性、50°C賽波特粘度、按照《公路工程浙青及浙青混合料試驗規(guī)程》(JTGE20-2011)中規(guī)定進行測試。氣溶膠法破乳速度按照ASTMD244標(biāo)準(zhǔn)進行測試。剪切強度測試步驟:模擬現(xiàn)場施工工藝，制備
2.5cm車轍板作為基底路面，路面結(jié)構(gòu)可為SMA或者是AC，然后高溫(80°C )噴灑高粘改性乳化浙青，乳化浙青噴灑量為0.8L/m2，噴灑乳化浙青后立即進行磨耗層的攤鋪碾壓，然后對車轍板取芯，進行剪切強度試驗。
[0025]實施例1
[0026]主乳化劑的制備:
[0027](1)取51.58g 二乙烯三胺溶于50ml乙醇溶劑中，升高溫度至60°C，開動攪拌機，設(shè)定攪拌速度為40r/min，緩慢滴加44.64g甲醛溶液(37%質(zhì)量分?jǐn)?shù)甲醛水溶液)，在1小時內(nèi)滴加完成，保持60°C溫度恒定反應(yīng)1.5小時后取出，制得醛胺中間體，備用。
[0028](2)取110g壬基酚溶于200ml乙醇溶劑中，升高溫度60°C，開動攪拌機，設(shè)定攪拌速度為60r/min，將步驟(1)中制備的醛胺中間體滴加至壬基酚乙醇溶液中，在1小時內(nèi)滴加完成，保持溫度不變，反應(yīng)4小時，得到主乳化劑產(chǎn)物溶液，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去50%的溶劑，即得主乳化劑。
[0029]輔乳化劑采用平平加0-30 (江蘇省海安石油化工廠)。
[0030]乳化劑的制備:
[0031]按照質(zhì)量百分比1:1稱取主乳化劑和輔乳化劑，進行混合，攪拌均勻，得到適用于制備高粘改性乳化浙青的乳化劑。
[0032]檢測試驗:
[0033]取乳化劑8份，其中主乳化劑4份，輔乳化劑4份，加入到50°C熱水中，充分?jǐn)嚢枞芙?，調(diào)節(jié)PH值到2~2.5，配制成350份皂液；取SBS改性浙青(SBS改性劑含量3.0%) 650份，加熱至160°C，(比例均為·質(zhì)量份)。將皂液和SBS改性浙青分別通過膠體磨研磨，制備得到高粘改性乳化浙青，所得高粘改性乳化浙青性能測試結(jié)果見表1。
[0034]表1高粘改性乳化浙青性能測試結(jié)果
[0035]
【權(quán)利要求】
1.一種乳化劑，其特征在于，由主乳化劑和輔乳化劑混合制得，所述主乳化劑通過烷基酚類化合物、多胺類化合物和醛類化合物反應(yīng)合成制得，所述輔乳化劑是脂肪族聚氧乙烯醚表面活性劑，所述主乳化劑和輔乳化劑的質(zhì)量百分比為45%~75%:25%~55%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的乳化劑，其中，所述主乳化劑采用如下方法制備:首先，將多胺類化合物溶于醇類溶劑中，在攪拌條件下滴加醛類化合物，得到醛胺中間體；然后，將烷基酚類化合物溶于醇類溶劑中，在攪拌條件下加入所述醛胺中間體，減壓蒸餾除去50%溶劑后，即得到所述主乳化劑。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的乳化劑，其中，所述烷基酚類化合物為含碳個數(shù)為14~20直鏈烷基酚；所述多胺類化合物為二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、胺乙基哌嗪、哌嗪、環(huán)己胺其中的一種或兩種以上任意比的復(fù)合物；所述醛類化合物為甲醛或多聚甲醛。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的乳化劑，其中，制備主乳化劑的反應(yīng)溫度為60°C~80°C.Μ:胺:烷基酚的摩爾比為1.1~2:1:1 ;所述醇類溶劑為甲醇、乙醇、丙醇、丙三醇、異丁醇其中的一種或兩種以上任意比的復(fù)合溶劑。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的乳化劑，其中，所述脂肪族聚氧乙烯醚為脂肪胺聚氧乙烯醚或脂肪醇聚氧乙烯醚其中一種或二者的復(fù)合物。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的乳化劑，其中，所述脂肪族聚氧乙烯醚的氧乙烯基數(shù)為15~100。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的乳化劑，其中，所述脂肪族聚氧乙烯醚的氧乙烯基數(shù)為30~80。
8.制備乳化劑的方法，將所述主乳化劑與輔乳化劑按照質(zhì)量百分比為45%~75%:25%~55%的比例進行混合，攪拌均勻，得到所述乳化劑。
9.將所述乳化劑用于乳化SBS改性浙青得到高粘改性乳化浙青。
10.將權(quán)利要求9所述的高粘改性乳化浙青用于制備路面超薄磨耗層。
【文檔編號】C08L53/02GK103665396SQ201310680138
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年12月12日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月12日
【發(fā)明者】張志祥, 王文峰, 潘友強, 牛曉偉, 王惠勇, 李鋒, 嚴(yán)金海, 趙陽 申請人:江蘇省交通科學(xué)研究院股份有限公司