[0030] 下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
[0031] 实施例1
[0032] 具有如式I所示结构:
[0033]
[0034] 其中,KGM代表魔芋葡甘聚糖分子链。
[0035] 反应方程式:
[0036]
[0037] 制备方法包括以下步骤:
[0038] S1.将1mol魔芋葡甘聚糖(化合物B)和1mol三乙胺加入反应器中,加入200mL乙腈/水溶液中(乙腈和水的体积比为1∶1),加热至沸,滴加1.1mol对氯苯甲醛的二氯甲烷溶液(化合物A)(总体积为20mL),混合反应2h,得到反应中间体I(化合物C);
[0039] S2.将1mol中间体I(化合物C)、1.1mol 2,2‑氧代双乙胺(化合物D)和1mol NaOH加入反应器中,加入250mL二氯甲烷,加热至40℃,混合反应4h,得到产物新型沥青乳化剂,得率92%。
[0040] 将制备的式I所示新型沥青乳化剂经分离提纯后进行FTIR检测,结果如下:‑1 ‑1 ‑1
3422cm 为‑OH的伸缩振动,3007cm 为苯环上C‑H的伸缩振动,2922cm 为亚甲基非对称伸‑1 ‑1 ‑1 ‑1
缩振动,2831cm 为亚甲基对称伸缩振动,1650cm 为NH2弯曲振动,1593cm 和1515cm 为苯‑1 ‑1
环的骨架振动,1355cm 为‑OH面内弯曲振动,1319‑1011cm 为‑C‑O‑C‑的伸缩振动峰,‑1 ‑1 ‑1
1261cm 为Ar‑O‑C伸缩振动,1210cm 为C‑O‑H伸缩振动,1142cm 为C‑H面内弯曲振动,‑1 ‑1 ‑1
1082cm 为C‑O及C‑N伸缩振动,1033cm 为Ar‑O‑C伸缩振动,851cm 为苯环上孤立的氢面外‑1 ‑1
弯曲振动,812cm 为苯环上相邻的氢面外弯曲振动,645cm 为‑OH面外弯曲振动。可见,该红外谱图与式I所示新型沥青乳化剂的化学结构一致。
[0041] 乳化沥青的制备:将用量为制备的乳化沥青总质量的1%的本实施例制备的新型沥青乳化剂加水配制成水溶液,加入盐酸调节pH为1.5,加热至65℃,制得乳化剂皂液;将加热后的沥青和乳化剂皂液通过胶体磨乳化,制备出乳化沥青。
[0042] 制得的乳化沥青按中国交通部制订的阳离子乳化沥青行业标准(JTJ052‑2000)进行检测,结果如下:本实施例制备的乳化沥青均匀、细腻,沥青含量为59%,筛上剩余量为0.012%,与矿料裹覆面积大于2/3;采用拌和料进行拌和,可拌和时间为3秒。表明该乳化剂制备的沥青乳液为快裂型乳化沥青,沥青乳化剂为快裂型。
[0043] 实施例2
[0044] 具有如式I所示结构:
[0045]
[0046] 其中,KGM代表魔芋葡甘聚糖分子链。
[0047] 制备方法包括以下步骤:
[0048] S1.将1mol魔芋葡甘聚糖(化合物B)和3mol乙二胺加入反应器中,加入200mL乙腈/水溶液中(乙腈和水的体积比为1∶1),加热至沸,滴加1.5mol对氯苯甲醛的二氯甲烷溶液(化合物A)(总体积为20mL),混合反应4h,得到反应中间体I(化合物C);
[0049] S2.将1mol中间体I(化合物C)、1.3mol 2,2‑氧代双乙胺(化合物D)和3mol碳酸钠加入反应器中,加入250mL二氯甲烷,加热至40℃,混合反应7h,得到产物新型沥青乳化剂,得率94%。
[0050] 将制备的如式I所示新型沥青乳化剂经分离提纯后进行FTIR检测,结果证明为如式I所示新型沥青乳化剂。
[0051] 乳化沥青的制备:将用量为制备的乳化沥青总质量的3%的本实施例制备的新型沥青乳化剂加水配制成水溶液,加入盐酸调节pH为2.5,加热至75℃,制得乳化剂皂液;将加热后的沥青和乳化剂皂液通过胶体磨乳化,制备出乳化沥青。
[0052] 制得的乳化沥青按中国交通部制订的阳离子乳化沥青行业标准(JTJ052‑2000)进行检测,结果如下:本实施例制备的乳化沥青均匀、细腻,沥青含量为62%,筛上剩余量为0.01%,与矿料裹覆面积大于2/3;采用拌和料进行拌和,可拌和时间为3秒。表明该乳化剂制备的沥青乳液为快裂型乳化沥青,沥青乳化剂为快裂型。
[0053] 实施例3
[0054] 具有如式II所示结构:
[0055]
[0056] 其中,cellulose代表纤维素分子链。
[0057] 反应方程式:
[0058]
[0059] 制备方法包括以下步骤:
[0060] S1.将1mol纤维素(化合物E)和2mol叔丁胺加入反应器中,加入200mL乙腈/水溶液中(乙腈和水的体积比为2∶1),加热至65℃,滴加1.3mol对氯苯甲醛的二氯甲烷溶液(化合物A)(总体积为20mL),混合反应3h,得到反应中间体II(化合物F);
[0061] S2.将1mol中间体II(化合物F)、1.1mol 2,2‑氧代双乙胺(化合物D)和1‑3mol KOH加入反应器中,加入250mL二氯甲烷,加热至沸,混合反应3h,得到产物新型沥青乳化剂,得率95%。
[0062] 将制备的如式II所示新型沥青乳化剂经分离提纯后进行FTIR检测,结果如下:‑1 ‑1 ‑1
3420cm 为‑OH的伸缩振动,3011cm 为苯环上C‑H的伸缩振动,2918cm 为亚甲基非对称伸‑1 ‑1 ‑1 ‑1
缩振动,2827cm 为亚甲基对称伸缩振动,1652cm 为NH2弯曲振动,1590cm 和1512cm 为苯‑1
环的骨架振动,1422cm‑1和1365cm‑1分别为甲基的非对称和对称弯曲振动,1352cm 为‑OH‑1 ‑1
面内弯曲振动,1310‑1015cm 为‑C‑O‑C‑的伸缩振动峰,1262cm 为Ar‑O‑C伸缩振动,‑1 ‑1 ‑1
1211cm 为C‑O‑H伸缩振动,1140cm 为C‑H面内弯曲振动,1086cm 为C‑O及C‑N伸缩振动,‑1 ‑1 ‑1
1035cm 为Ar‑O‑C伸缩振动,852cm 为苯环上孤立的氢面外弯曲振动,815cm 为苯环上相‑1
邻的氢面外弯曲振动,641cm 为‑OH面外弯曲振动。可见,该红外谱图与如式II所示新型沥青乳化剂的化学结构一致。
[0063] 乳化沥青的制备:将用量为制备的乳化沥青总质量的2%的本实施例制备的新型沥青乳化剂加水配制成水溶液,加入盐酸调节pH为2,加热至70℃,制得乳化剂皂液;将加热后的沥青和乳化剂皂液通过胶体磨乳化,制备出乳化沥青。
[0064] 制得的乳化沥青按中国交通部制订的阳离子乳化沥青行业标准(JTJ052‑2000)进行检测,结果如下:本实施例制备的乳化沥青均匀、细腻,沥青含量为60%,筛上剩余量为0.02%,与矿料裹覆面积大于2/3;采用拌和料进行拌和,可拌和时间为3秒。表明该乳化剂制备的沥青乳液为快裂型乳化沥青,沥青乳化剂为快裂型。
[0065] 实施例4
[0066] 具有如式II所示结构:
[0067]
[0068] 其中,cellulose代表纤维素分子链。
[0069] 制备方法包括以下步骤:
[0070] S1.将1mol纤维素(化合物E)和4mol异丙胺加入反应器中,加入200mL乙腈/水溶液中(乙腈和水的体积比为2∶1),加热至75℃,滴加1.7mol对氯苯甲醛的二氯甲烷溶液(化合物A)(总体积为20mL),混合反应4h,得到反应中间体II(化合物F);
[0071] S2.将1mol中间体II(化合物F)、1.3mol 2,2‑氧代双乙胺(化合物D)和3mol NaOH加入反应器中,加入250mL二氯甲烷,加热至沸,混合反应5h,得到产物新型沥青乳化剂,得率98%。
[0072] 将制备的如式II所示新型沥青乳化剂经分离提纯后进行FTIR检测,结果证明为如式II所示新型沥青乳化剂。
[0073] 乳化沥青的制备:将用量为制备的乳化沥青总质量的1%的本实施例制备的新型沥青乳化剂加水配制成水溶液,加入盐酸调节pH为1.5,加热至65℃,制得乳化剂皂液;将加热后的沥青和乳化剂皂液通过胶体磨乳化,制备出乳化沥青。
[0074] 制得的乳化沥青按中国交通部制订的阳离子乳化沥青行业标准(JTJ052‑2000)进行检测,结果如下:本实施例制备的乳化沥青均匀、细腻,沥青含量为60%,筛上剩余量为0.025%,与矿料裹覆面积大于2/3;采用拌和料进行拌和,可拌和时间为5秒。表明该乳化剂制备的沥青乳液为快裂型乳化沥青,沥青乳化剂为快裂型。
[0075] 对比例1
[0076] 与实施例4相比,步骤S1中未添加异丙胺。结果,不能生成中间体II。
[0077] 对比例2
[0078] 与实施例4相比,步骤S2中未添加NaOH。结果,不能生成如式II所示新型沥青乳化剂。
[0079] 对比例3
[0080] 具有如式III所示结构:
[0081]
[0082] 其中,cellulose代表纤维素分子链。
[0083] 反应方程式如下:
[0084]
[0085] 制备方法包括以下步骤:
[0086] S1.将1mol纤维素(化合物E)和4mol异丙胺加入反应器中,加入200mL乙腈/水溶液中(乙腈和水的体积比为2∶1),加热至75℃,滴加1.7mol对氯苯甲醛的二氯甲烷溶液(化合物A)(总体积为20mL),混合反应4h,得到反应中间体II(化合物F);
[0087] S2.将1mol中间体II(化合物F)、1.3mol乙二胺和3mol NaOH加入反应器中,加入250mL二氯甲烷,加热至沸,混合反应5h,得到产物沥青乳化剂,得率75%。
[0088] 将制备的沥青乳化剂经分离提纯后进行FTIR检测,结果如下:3421cm‑1为‑OH的伸‑1 ‑1 ‑1缩振动,3010cm 为苯环上C‑H的伸缩振动,2911cm 为亚甲基非对称伸缩振动,2822cm 为‑1 ‑1 ‑1
亚甲基对称伸缩振动,1650cm 为NH2弯曲振动,1587cm 和1512cm 为苯环的骨架振动,‑1 ‑1 ‑1
1421cm 和1362cm 分别为甲基的非对称和对称弯曲振动,1350cm 为‑OH面内弯曲振动,‑1 ‑1 ‑1
1261cm 为Ar‑O‑C伸缩振动,1215cm 为C‑O‑H伸缩振动,1141cm 为C‑H面内弯曲振动,‑1 ‑1 ‑1
1082cm 为C‑O及C‑N伸缩振动,1036cm 为Ar‑O‑C伸缩振动,850cm 为苯环上孤立的氢面外‑1 ‑1
弯曲振动,812cm 为苯环上相邻的氢面外弯曲振动,640cm 为‑OH面外弯曲振动。
[0089] 乳化沥青的制备:将用量为制备的乳化沥青总质量的1%的本实施例制备的新型沥青乳化剂加水配制成水溶液,加入盐酸调节pH为1.5,加热至65℃,制得乳化剂皂液;将加热后的沥青和乳化剂皂液通过胶体磨乳化,制备出乳化沥青。结果:不能乳化。
[0090] 测试例1
[0091] 将本发明实施例1‑4制备的乳化沥青进行性能测试,结果见表1和表2。
[0092] 表1常温储存稳定性
[0093]
[0094] 表2各乳化沥青的一般技术性能
[0095]乳化沥青 粘度(S) 沥青含量(%) 筛上残留物(%) 与粗集料的裹附性
实施例1 38 59 0.012 >2/3
实施例2 36 62 0.01 >2/3
实施例3 40 60 0.02 >2/3
实施例4 37 60 0.25 >2/3
[0096] 表3各乳化沥青的破乳速度
[0097] 乳化沥青 拌和稳定度实施例1 快裂
实施例2 快裂
实施例3 快裂
实施例4 快裂
[0098] 由以上结果可知,本发明制得的新型沥青乳化剂可乳化多种不同型号的沥青,制备的乳化沥青细腻均匀,储存稳定性好,具有良好的集料裹附性和储存稳定性。适用于公路透层油或粘层油的洒布,以及用于碎石封层、石屑封层、雾封层及修复路面轻微网裂等,具有快裂型沥青乳化剂的特性。制得的乳化沥青各项性能均能满足中国交通部制订的阳离子乳化沥青标准(JTJ052‑2000)。
[0099] 与现有技术相比,本发明的原料中通过加入魔芋葡甘聚糖或纤维素,使得本发明制备得到的沥青乳化剂的亲水性较大;2,2‑氧代双乙胺的伯胺和中间体I或中间体II的羰基进行曼尼希反应,一步连接制备得到的沥青乳化剂分子,本发明的沥青乳化剂中含有的较多的羧基、羟基类亲水基,使得界面膜、水合层和界面电荷层都相应的增强,提高了乳液的稳定性;
[0100] 本发明原料来源广泛,生产成本低,制备工艺简单,不需要高温反应,生成具有一定HLB值的沥青乳化剂,采用本发明制备的沥青乳化剂各项指标符合国家标准要求,具有很好的乳化性能,可乳化多种不同型号的沥青,制备的乳化沥青细腻均匀,具有良好的集料裹附性和储存稳定性。适用于公路透层油或粘层油的洒布,以及用于碎石封层、石屑封层、雾封层及修复路面轻微网裂等,具有快裂沥青乳化剂的特性。
[0101] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。