专利名称：一种用于强渗透型乳化沥青的复合阳离子乳化剂及其制备方法、应用的制作方法
技术领域：
本发明一种用于强渗透型乳化浙青的复合阳离子乳化剂及其制备方法、应用涉及的是一种可用于强渗透型乳化浙青透层油的复合乳化剂及其制备方法和应用，属于渗透型乳化浙青透层油应用技术领域。
背景技术：
乳化浙青又称浙青乳化液，是由两种不相溶混的液体即浙青和水相组成的复杂性的两相。浙青的颗粒弥散在连续的水相中，颗粒直径为O. 1-5微米，浙青颗粒是靠乳化剂的静电的电荷稳定地悬浮在水相中。自上世纪50年代以来，使用阳离子乳化剂益见普遍，因为它可被吸附在多种不同固体表面。在道路工程中固体表面亲和力是阳离子乳化液的重要性能，因为和不同类型的矿料有良好的粘性是非常重要的。1978年初以来，我国交通公路部开始了 “阳离子乳化浙青在道路中应用研究”。1981年列为交通部重点研究项目；1993年列为国家节能应用研究项目。随着我国阳离子乳化剂和乳化设备的研制成功，阳离子浙青乳液铺路技术已逐渐被人们所掌握，而且在实践中进一步体会到它对节省能源、节约资源、改善施工条件、延长施工季节等优点，适合我国公路和城市道路发展的需要，深受筑路工人欢迎。随着现代交通技术的发展，对交通路面材料的要求越来越高，除了为提高路面的抗拉强度、高温抗车辙、低温防裂等性能需要通过添加橡胶类改性剂来实现外，专家们又再次强调了对透层用乳化浙青等材料的要求“首先渗透是关键，至于要透入多深，目前，国内尚未出台高渗透力材料技术标准，通常认为至少应该有5-10mm以上”。如果不能渗透基层，只洒在表面形成一层油膜(或油皮)，它并不能起到固结、稳定、联结、防水等作用，就不是真正意义上的透层油。影响乳 化浙青渗透性的主要因素除了半刚性基层致密以外，还包括所用浙青的针入度、粘度、蒸馏残留物含量及材料的渗透性，作为渗透型乳化浙青，其渗透性与采用的乳化剂也有很大关系，主要表现在该乳化剂对形成乳化浙青体系的乳化效果、稳定作用、渗透效果等。中国专利CN1115331“双季铵盐阳离子浙青乳化剂”公开了一种分子结构有两个正电荷的季胺盐乳化剂技术，该技术只改善了乳化效果，提高了乳化浙青(与石料)的稳定性、黏附性。中国专利CN1060661 “含有木质胺的复合型阳离子浙青乳化剂”公开了复合型的阳离子乳化剂的制备技术，该发明只提及该制备技术乳化能力强、可降低成本。中国专利CN1730612 “强渗透乳化浙青及其制备”公开了一种渗透型乳化浙青的制备方法，该技术在原料浙青方面只提及是路用浙青，未标明具体针入度范围。
发明内容
本发明的目的是针对上述不足之处提供一种用于强渗透型乳化浙青的复合阳离子乳化剂及其制备方法、应用，是一种可用于渗透型乳化浙青透层油的复合胺类阳离子乳化剂的应用技术，可提高渗透型乳化浙青在半刚性石料上的渗透效果。洒于半刚性石料上(铺路时的基层材料)有利于改善基层的抗水冲刷能力，减少渗透水对基层的破坏；若能渗透到基层一定深度，浙青混凝土层与基层能更好地结合而成为整体并形成一个黏结界面，路面通车后将不容易发生月牙形推挤裂纹等病害。特别对于蓄洪或多雨区等水损害较大的地区，其抗水损害作用显得尤为重要。一种用于强渗透型乳化浙青的复合阳离子乳化剂及其制备、应用是采取以下技术方案实现
一种用于强渗透型乳化浙青的复合阳离子乳化剂，其特征在于由胺类阳离子乳化剂、复配助剂、稳定剂混合制成，其中原料质量百分配比，按制得的乳化浙青质量为100%计，为胺类阳离子乳化剂3-10%、复配助剂O. 2-3%、稳定剂O. 2-2%组成，加水34. 6-52%作为溶剂，使各组分充分溶解，制得复合阳离子乳化剂溶液，利于乳化浙青的制作。阳离子浙青乳化剂是表面活性剂的一种，其分子结构由亲油基、连接基和亲水基组成。所述胺类阳离子乳化剂为一种含胺类化合物的阳离子乳化剂，所述的胺类阳离子乳化剂选用烷基多胺类或酰胺基胺类或木质素类种的一种。所述的烷基多胺类的胺类阳离子乳化剂的化学结构式
Rn H2n+!NHCH2CH2CH2NH2,为烷基三乙烯二胺。所述的酰胺基胺类的胺类阳离子乳化剂化学结构式 RCONH (CH2) 2NH (CH2) 2NH2,为烷基酰胺基二胺。所述的木质素的胺类阳离子乳化剂为叔胺盐木质素二甲胺。所述复配助剂为烷基缩合物，稳定剂为氯化铵、氯化钠、氯化钙中的一种，其主要作用是使乳化剂剂在浙青中充分分散、切实达到乳化效果。所述烷基缩合物为市售烷基酚和环氧乙烷缩合物，由烷基酚和环氧乙烷反应生成。其中质量百分配比为烷基酚30-80 %、环氧乙烷20-70 %。属于表面活性剂。其中进一步优选，上述典型阳离子乳化剂其中质量百分配比为C8_18 H2n+1NH250-70 %、CH2 = CH-CN 30-50 %。属于表面活性剂。所述的烷基缩合物由50-70 %烷基酚和30-50 %环氧乙烷反应生成。所述的烷基酚为CxH 2x + 10H(x = 2-20)，所述烷基酚是由丁烯经过聚合反应、再与苯酚在阳离子交换树脂的催化作用下反应而得。本发明通过丁烯经过聚合反应、再与苯酚在阳离子交换树脂的催化作用下反应而得的烷基酚，烷基缩合物加入的目的主要是提高乳化剂组份与浙青的相容性，增加乳化效果。一种用于强渗透型乳化浙青的复合阳离子乳化剂的应用制备强渗透性乳化浙青(透层油)，并将该强渗透性乳化浙青(透层油)用于路面结构层喷洒。其特征在于由浙青和上述复合阳离子乳化剂溶液共同放入剪切设备进行乳化制得。其中原料质量百分配比，按制得的乳化浙青质量为100%计，为浙青40-55%，复合乳化剂溶液45-60%。浙青是由石油重组分的混合物制得的，针入度指标是衡量浙青标号的一种方法，针入度单位为O. 1mm，针入度指标为某一个范围确定为I个标号，制备所述基质浙青选用针入度为60-80、80-100、100-120、120-140、140-200、蜡含量小于2，其余指标符合现行部颁标准的浙青中的一种或多种调和而成。再将强渗透型乳化浙青(透层油)应用于路面结构层喷洒。
一种用于强渗透型乳化浙青的复合阳离子乳化剂的制备方法，其特征在于
(1)按质量百分配比，按制得的乳化浙青质量为100%计，3-10%称量的胺类阳离子乳化剂和按质量百分配比0. 2-3%称量的复配助剂，加水34. 6-52%搅拌混合；
(2)将上述溶液缓慢升温至30-60°C，加入按质量百分配比O.2-2 %称量的稳定剂，搅拌混合至清亮状态；即得复合阳离子乳化剂溶液。一种用于强渗透型乳化浙青的复合阳离子乳化剂的应用，用于制备强渗透性乳化浙青并用于路面结构层喷洒，其特征在于
(I)将浙青按质量百分配比40-55%称量后，放入加热搅拌容器中，加热至110-130°c，使其能够完全熔融，边保温边搅拌；
(2)升温至130-160°C，上述复合阳离子乳化剂溶液共同放入剪切设备进行乳化、出料，即制成强渗透型乳化浙青(透层油)。再将强渗透型乳化浙青(透层油)应用于路面结构层喷洒
(3)选用符合现行部颁标准中的路面基层用级配碎石，进行乳液的喷洒。
现行部颁标准中级配碎石或级配碎砾石的颗粒组成范围见表1，本发明实例用级配碎石或级配碎砾石的颗粒组成见表2。
表I级配碎石或级配碎砾石的颗粒组成范围
权利要求
1.一种用于强渗透型乳化浙青的复合阳离子乳化剂，其特征在于由胺类阳离子乳化剂、复配助剂、稳定剂混合制成，其中原料质量百分配比，按制得的乳化浙青质量为100%计，为胺类阳离子乳化剂3-10%、复配助剂O. 2-3%、稳定剂O. 2-2%组成，加水34. 6-52%作为溶剂，使各组分充分溶解，制得复合阳离子乳化剂溶液。
2.根据权利要求1所述的种用于强渗透型乳化浙青的复合阳离子乳化剂，其特征在于所述胺类阳离子乳化剂为一种含胺类化合物的阳离子乳化剂，所述的胺类阳离子乳化剂选用烷基多胺类或酰胺基胺类或木质素类种的一种。
3.根据权利要求2所述的一种用于强渗透型乳化浙青的复合阳离子乳化剂，其特征在于 所述的烷基多胺类的胺类阳离子乳化剂的化学结构式 Rn H2n + PHCH2CH2CH2NH2，，为烷基三乙烯二胺； 所述的酰胺基胺类的胺类阳离子乳化剂化学结构式 RCONH (CH2) 2NH (CH2) 2NH2,为烷基酰胺基二胺； 所述的木质素的胺类阳离子乳化剂为叔胺木质素二甲胺。
4.根据权利要求1所述的一种用于强渗透型乳化浙青的复合阳离子乳化剂，其特征在于所述复配助剂为烷基缩合物。
5.根据权利要求4所述的一种用于强渗透型乳化浙青的复合阳离子乳化剂，其特征在于所述烷基缩合物为烷基酚和环氧乙烷缩合物，由烷基酚和环氧乙烷反应生成，其中质量百分配比为烷基酚30-80 %、环氧乙烷20-70 %,属于表面活性剂。
6.根据权利要求5所述的一种用于强渗透型乳化浙青的复合阳离子乳化剂，其特征在于所述的烷基缩合物由50-70 %烷基酚和30-50 %环氧乙烷反应生成。
7.根据权利要求6所述的一种用于强渗透型乳化浙青的复合阳离子乳化剂，其特征在于所述的烷基酚为CxH 2x + 10H(x = 2-20)。
8.根据权利要求1所述的一种用于强渗透型乳化浙青的复合阳离子乳化剂，其特征在于所述稳定剂选用氯化铵、氯化钠、氯化钙中的一种。
9.权利要求1所述的一种用于强渗透型乳化浙青的复合阳离子乳化剂制备方法，其特征在于 按质量百分配比3-10%称量的胺类阳离子乳化剂和按质量百分配比O. 2-3%称量的复配助剂，加水34. 6-52%搅拌混合； 将上述溶液缓慢升温至30-60°C，加入按质量百分配比O. 2-2 %称量的稳定剂，搅拌混合至清亮状态；即得用于强渗透型乳化浙青的复合阳离子乳化剂溶液。
10.权利要求1所述的一种用于强渗透型乳化浙青的复合阳离子乳化剂，用于制备强渗透性乳化浙青，其特征在于 将浙青和所述用于强渗透型乳化浙青的复合阳离子乳化剂溶液共同放入剪切设备进行乳化制得，其中原料质量百分配比，按制得的乳化浙青质量为100%计，为浙青40-55%，复合乳化剂溶液45-60%。
11.根据权利要求10所述的一种用于强渗透型乳化浙青的复合阳离子乳化剂，用于制备强渗透性乳化浙青，其特征在于 制备所述基质浙青选用针入为60-80、80-100、100-120、120-140、140-200、蜡含量小于2，其余指标符合现行部颁标准的浙青中的一种或多种调和而成。
12.权利要求1所述的一种用于强渗透型乳化浙青的复合阳离子乳化剂，用于制备强渗透性乳化浙青，其特征在于 (I)将浙青按质量百分配比40-55%称量后，放入加热搅拌容器中，加热至110-130°C，使其能够完全熔融，边保温边搅拌；(2)升温至130-160°C，将所述复合阳离子乳化剂溶液共同放入剪切设备进行乳化、出料，即制成强渗透型乳化浙青。
13.根据权利要求12所述的一种用于强渗透型乳化浙青的复合阳离子乳化剂，制备的强渗透性乳化浙青，用于路面结构层喷洒，其特征在于 选用符合现行部颁标准中的路面基层用级配碎石，进行乳液的喷洒。
14.根据权利要求13所述的一种用于强渗透型乳化浙青的复合阳离子乳化剂，制备的强渗透性乳化浙青，用于路面结构层喷洒，其特征在于所述级配碎石的颗粒组成为通过O. 075mm筛孔的矿料为4%，通过O. 6mm筛孔的矿料为12%，通过2. 36mm筛孔的矿料为28% ,通过4. 75mm筛孔的矿料为45% ,通过9. 5mm筛孔的矿料为55% ,通过19. Omm筛孔的矿料为90%，通过31. 5mm筛孔的矿料为100%，上述矿料的液限为28%，塑性指数为5。
全文摘要
本发明涉及的是一种用于强渗透型乳化沥青的阳离子乳化剂及其制备方法、应用，属于渗透型乳化沥青透层油应用技术领域。由胺类阳离子乳化剂、复配助剂、稳定剂混合制成，其中原料质量百分配比，按制得的乳化沥青质量为100%计，为胺类阳离子乳化剂3-10%、复配助剂0.2-3%、稳定剂0.2-2%组成，加水34.6-52%作为溶剂，制得复合阳离子乳化剂溶液。其制备方法(1)按质量百分配比3-10%称量的胺类阳离子乳化剂和按质量百分配比0.2-3%称量的复配助剂，加水34.6-52%搅拌混合；(2)将上述溶液缓慢升温至30-60℃，加入按质量百分配比0.2-2%称量的稳定剂，搅拌混合至清亮状态；即得复合阳离子乳化剂溶液，用于制备强渗透性乳化沥青并用于路面结构层喷洒。
文档编号C08J3/03GK103030980SQ20121056482
公开日2013年4月10日 申请日期2012年12月24日 优先权日2012年12月24日
发明者张兰 申请人:南京中公材料科技发展有限公司