专利摘要
本发明提供一种冷再生用沥青乳化剂及其制备方法。该方法操作步骤如下：(1)将脂肪酸、马来酸酐和催化剂高温回流反应得到中间体；(2)丙酮与混合胺搅拌均匀，加入碳酸钠，再滴加环氧氯丙烷搅拌反应；(3)在步骤(2)反应液中加入木质素，高温脱水；(4)在步骤(3)反应液中加入脂肪酸，高温搅拌脱水，再加入(1)产物中间体，高温条件下搅拌脱水；(5)将步骤(4)所得产物冷却，加水，滴加丙烯酸，搅拌均匀后升温脱水，冷却后调节固含量，即得冷再生用沥青乳化剂。本发明所制备冷再生用沥青乳化剂具有较强的乳化能力，所制备乳化沥青储存稳定性良好，与废旧石料裹覆均匀；相应冷再生混合料路用性能各项指标均优于国家标准。
权利要求
1.一种冷再生用沥青乳化剂的制备方法，其特征在于，其具体操作步骤如下：
(1)向100质量份脂肪酸中加入20-40质量份马来酸酐和0.15-0.5质量份催化剂，缓慢升温至210-240℃，搅拌反应2-5h，制得中间体；
(2)称取丙酮10-20质量份置于反应容器中，加入100质量份混合胺后搅拌均匀，加入碳酸钠3-6质量份，搅拌均匀，缓慢滴加10-20质量份环氧氯丙烷，搅拌反应0.5-1h；
(3)在步骤(2)反应液中加入30-60质量份木质素，升温至150-200℃，脱水反应0.5-3h；
(4)在步骤(3)反应液中加入25-45质量份脂肪酸，180-200℃搅拌脱水反应0.5-1h，加入15-40g中间体，210-240℃条件下搅拌脱水反应2-5h；
(5)将步骤(4)所得产物冷却到80-120℃，加入5-10质量份自来水，搅拌均匀后，滴加9-20质量份丙烯酸，搅拌均匀后升温到180℃反应0.5-1h，冷却后用溶剂调节固含量，即得冷再生用沥青乳化剂。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于步骤(1)中脂肪酸为妥尔油脂肪酸、硬脂酸、棕榈酸、油酸、松香酸中的一种。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于步骤(1)中催化剂为碘、无水氯化铝和粘土中的一种。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于步骤(2)混合胺为三甲胺、三乙胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、哌嗪、N-氨乙基哌嗪中的两种或多种。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于步骤(5)中溶剂为乙二醇、二甘醇、三甘醇、正丁醇、异丙醇或甲醇中的一种。
说明书
技术领域
本发明涉及一种冷再生用沥青乳化剂，具体涉及一种木质素类冷再生用沥青乳化剂的制备方法。
背景技术
随着我国公路建设的飞速发展，每年需要翻修的沥青路面随之迅速增长。如果大量经翻挖、铣刨的沥青混合料被废弃，会污染环境、浪费资源，而且开采新石料会破坏生态环境。冷再生技术不仅可以节约能源和资源，100％利用旧沥青混合料，而且可以延长施工季节，改善施工人员的工作条件，减少环境污染。目前，我国乳化沥青冷再生技术还不成熟，大多冷再生施工仅应用于基层或下面层，少数应用于上面层的再生路面质量很难达到沥青面层的质量标准，且在实际施工应用以及实验室研究中缺乏全面细致的方法和评价标准作参考，这些问题严重制约了乳化沥青冷再生技术规模化应用。
木质素作为造纸废水中的一种重要成分，因此每年造纸产生的木质素也高达450万吨。迄今为止，我国只有仅6％左右工业木质素得到利用，其余随废水直接排入江河或者烧掉，这不仅造成资源的极大浪费，而且严重污染了环境。而目前适用于冷再生体系的沥青乳化剂主要为木质素类，因此，采用造纸工业产生的木质素作为冷再生乳化剂原料，可节约资源、保护环境，对促进我国节能减排战略的实施具有重要意义。
发明内容
本发明的目的是提供一种乳化能力强、储存稳定性高、与旧集料裹覆性能强以及路用性能好的冷再生用乳化剂以及制备方法。
本发明提供的乳化剂制备方法步骤如下：
(1)向100质量份脂肪酸中加入20-40质量份马来酸酐和0.15-0.5质量份催化剂，缓慢升温至210-240℃，搅拌反应2-5h，制得中间体；
(2)称取丙酮10-20质量份置于反应容器中，加入100质量份混合胺后搅拌均匀，加入碳酸钠3-6质量份，搅拌均匀，缓慢滴加10-20质量份环氧氯丙烷，搅拌反应0.5-1h；
(3)在步骤(2)反应液中加入30-60质量份木质素，升温至150-200℃，脱水反应0.5-3h；
(4)在步骤(3)反应液中加入25-45质量份脂肪酸，180-200℃搅拌脱水反应0.5-1h，加入15-40g中间体，210-240℃条件下搅拌脱水反应2-5h；
(5)将步骤(4)所得产物冷却到80-120℃，加入5-10质量份自来水，搅拌均匀后，滴加9-20质量份丙烯酸，搅拌均匀后升温到180℃反应0.5-1h，冷却后用溶剂调节固含量，即得冷再生用沥青乳化剂。
步骤(1)中脂肪酸为妥尔油脂肪酸、硬脂酸、棕榈酸、油酸、松香酸中的一种。
步骤(1)中催化剂为碘、无水氯化铝和粘土中的一种，为促进马来酸酐在脂肪酸中溶解，马来酸酐与催化剂同时加入。
步骤(2)胺混合液为三甲胺、三乙胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、N-氨乙基哌嗪中的两种。
步骤(4)中反应产物冷却到80-120℃，所加溶剂为乙二醇、二甘醇、三甘醇、正丁醇、异丙醇或甲醇中的一种。
本发明创新点主要有以下几点：所涉及冷再生沥青乳化剂合成中同时存在三元羧酸、木质素和脂肪酸的酰胺化反应，保证乳化剂具有较强的乳化能力，相应乳化沥青良好的稳定性和与石料裹覆性能；采用环氧氯丙烷对多胺、丙烯酸对反应生成酰胺改性，达到提升乳化剂的乳化能力和降低乳化剂合成成本的双重目的。
本发明所涉及原料易得，且能够有效利用木质素。所得乳化剂具有较强的乳化能力，相应乳化沥青稳定性良好，且与废旧沥青裹覆性良好，各项路用性能均满足阳离子乳化沥青标准和拌合性能的技术指标。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明提供乳化剂制备方法工艺、乳化性能、所制备乳化沥青以及相关混合料性能作进一步阐述，本发明并不限于以下实施例。
实施例1
乳化剂制备
100g的妥尔油脂肪酸加入20g马来酸酐和0.15g的碘，升温至210℃，反应3h，制得中间体。称取10g丙酮置于反应容器中，加入100g三甲胺和N-氨乙基哌嗪，搅拌均匀，加入碳酸钠3g，搅拌均匀，缓慢滴加10g环氧氯丙烷，搅拌反应0.5h，加入60g木质素，升温至150℃，脱水反应0.5h。加入25g妥尔油脂肪酸，升温到180℃，脱水反应0.5h，加入15g中间体，升温到210℃，脱水反应2h。冷却到80℃，加入5g自来水，搅拌均匀后滴加9g丙烯酸，搅拌均匀后升温到180℃反应0.5h，冷却到80℃，用乙二醇调节固含量到70％。
乳化沥青制备
将10g乳化剂溶于190g水中，搅拌均匀后，用浓盐酸调节溶液pH至2.0左右。开启胶体磨，将加热至60℃的乳化剂水溶液倒入胶体磨中循环，然后将加热至130～140℃的300g沥青缓慢倒入胶体磨中，继续循环lmin后，得乳化沥青。
沥青乳液性能指标
实施例2
乳化剂制备
100g的妥尔油脂肪酸加入30g马来酸酐和0.27g的碘，升温至220℃，反应4h，制得中间体。称取15g丙酮置于反应容器中，加入100g二乙烯三安胺和N-氨乙基哌嗪混合液，搅拌均匀，加入碳酸钠4.5g，搅拌均匀，缓慢滴加15g环氧氯丙烷，搅拌反应1h，加入45g木质素，升温至180℃，脱水反应1h。加入35g妥尔油脂肪酸，升温到200℃，脱水反应1h，加入20g中间体，升温到230℃，脱水反应4h。冷却到80℃，加入7g自来水，搅拌均匀后滴加15g丙烯酸，搅拌均匀后升温到180℃反应1h，冷却到120℃，用乙二醇调节固含量到70％。
乳化沥青制备
将10g乳化剂溶于190g水中，搅拌均匀后，用浓盐酸调节溶液pH至2.0左右。开启胶体磨，将加热至60℃的乳化剂水溶液倒入胶体磨中循环，然后将加热至130～140℃的300g沥青缓慢倒入胶体磨中，继续循环lmin后，得乳化沥青。
沥青乳液性能指标
实施例3
乳化剂制备
100g的妥尔油脂肪酸加入40g马来酸酐和0.4g的碘，升温至230℃，反应5h，制得中间体。称取20g丙酮置于反应容器中，加入100g三乙烯四胺和N-氨乙基哌嗪混合液，搅拌均匀，加入碳酸钠6g，搅拌均匀，缓慢滴加20g环氧氯丙烷，搅拌反应1h，加入30g木质素，升温至200℃，脱水反应2h。加入45g妥尔油脂肪酸，升温到200℃，脱水反应1h，加入25g中间体，升温到240℃，脱水反应5h。冷却到80℃，加入9g自来水，搅拌均匀后滴加20g丙烯酸，搅拌均匀后升温到180℃反应1h，冷却到120℃，用乙二醇调节固含量到70％。
乳化沥青制备
将10g乳化剂溶于190g水中，搅拌均匀后，用浓盐酸调节溶液pH至2.0左右。开启胶体磨，将加热至60℃的乳化剂水溶液倒入胶体磨中循环，然后将加热至130～140℃的300g沥青缓慢倒入胶体磨中，继续循环lmin后，得乳化沥青。
沥青乳液性能指标
实施例4
乳化剂制备
100g的妥尔油脂肪酸加入35g马来酸酐和0.27g的碘，升温至240℃，反应4h，制得中间体。称取15g丙酮置于反应容器中，将100g四乙烯五胺和N-氨乙基哌嗪混合，搅拌均匀，加入碳酸钠4.5g，搅拌均匀，缓慢滴加15g环氧氯丙烷，搅拌反应1h，加入45g木质素，升温至180℃，脱水反应1h。加入35g妥尔油脂肪酸，升温到200℃，脱水反应1h，加入20g中间体，升温到210℃，脱水反应4h。冷却到80℃，加入8g自来水，搅拌均匀后滴加17g丙烯酸，搅拌均匀后升温到180℃反应1h，冷却到120℃，用二甘醇调节固含量到70％。
乳化沥青制备
将10g乳化剂溶于190g水中，搅拌均匀后，用浓盐酸调节溶液pH至2.0左右。开启胶体磨，将加热至60℃的乳化剂水溶液倒入胶体磨中循环，然后将加热至130～140℃的300g沥青缓慢倒入胶体磨中，继续循环lmin后，得乳化沥青。
沥青乳液性能指标
一种冷再生用沥青乳化剂及其制备方法专利购买费用说明
Q：办理专利转让的流程及所需资料
A：专利权人变更需要办理著录项目变更手续，有代理机构的，变更手续应当由代理机构办理。
1：专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。
2：按规定缴纳著录项目变更手续费。
3：同时提交相关证明文件原件。
4：专利权转移的，变更后的专利权人委托新专利代理机构的，应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。
Q:专利著录项目变更费用如何缴交
A：（1）直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,（2）通过代办处缴纳，（3）通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式
Q：专利转让变更，多久能出结果
A：著录项目变更请求书递交后，一般1-2个月左右就会收到通知，国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。
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