技术领域
本发明涉及有机化工产品的合成与在沥青道路浇筑领域的实际应用，属于精细化工与建 筑材料领域。
背景技术
乳化沥青是沥青和乳化剂在一定工艺作用下，生成水包油或油包水（具体谁包谁要看乳 化剂的种类）的液态沥青。乳化沥青是将通常高温使用的道路沥青，经过机械搅拌和化学稳 定的方法（乳化），扩散到水中而液化成常温下粘度很低、流动性很好的一种道路建筑材料。 可以常温使用，且可以和冷的和潮湿的石料一起使用。乳化沥青分为阳离子乳化沥青、阴离 子乳化沥青和非离子乳化沥青。阳离子乳化沥青的沥青微粒带正电荷，阴离子乳化沥青微粒 带负电荷。当阳离子乳化沥青与骨料表面接触时，由于所带电荷不同，产生异性相吸，两者 在有水膜的情况下能使沥青微粒裹覆在骨料表面，仍能很好吸附结合。因而在阴湿、低温情 况下（5℃以上）仍可以施工。但阴离子乳化沥青正好相反，它与潮湿骨料表面都带负电荷， 使其产生同性相斥，沥青微粒不能很快粘附在骨料表面上，若要使沥青微粒裹覆在骨料表面， 必须待乳化液中水分蒸发后才行，所以遇上阴湿或低温季节时就难以施工。当乳化沥青破乳 凝固时--还原为连续的沥青并且水分完全排除掉，道路材料的最终强度才能形成。改性乳化 沥青是沥青和乳化剂，在和胶乳在一定工艺作用下，产生的液态沥青。改性乳化沥青和乳化 沥青就区别于生成时加没加加胶乳。沥青微粒均匀分散在含有乳化剂的水溶液中所得到的稳 定的乳液。
沥青是石油和煤蒸馏以后产生的残渣。沥青使用有两种形式，即乳化沥青和热沥青。沥 青直接加热即是热沥青。乳化化沥青是由沥青、乳化剂、水和其他添加剂组成。与热沥青相 比，乳化沥青可在常温下应用，具有与石料更好的粘合能力、低能耗以及环境污染小等优点， 广泛应用于公路和防水材料。
乳化沥青为水包油型乳液，沥青乳化剂可分为阳离子型、阴离子型、两性型及非离子型。 研究初期使用的主要是阴离子型乳化剂，如长链磺酸盐、木质素的碱金属盐和羧酸盐等。阳 离子型乳化剂近年来发展迅速，阳离子沥青乳化剂具有很好的乳化性能及对石料较强的黏附 力。大多数石料具有负电荷，阳离子乳化沥青可以迅速吸附并粘结在其表面。主要的阳离子 乳化剂为含氮有机胺衍生物。
此类乳化剂发展较晚，但实践发现它与各种矿料有更好的粘附性，用量少等优点，得到 了更广泛的应用。主要有烷基胺类、酰胺类、咪唑啉类、季铵盐类、环氧乙烷双胺、胺化木 质素等。其中二烷基或三烷基胺类一般没有乳化性，含有Cl2～C22的单烷基胺类乳化剂效果 较好，但是烷基单胺缺乏足够的乳化能力，所以现在常用有CI2～C22烷基、2～4个亚甲基 的N-烷基聚亚甲基二胺盐类乳化剂。烷基丙烯二胺常由丙烯腈与伯胺加成还原得到，而卤代 烷同乙二胺反应也是合成N-烷基乙二胺的最普通方法。同样，卤代烷与多亚甲基多胺(二亚甲 基三胺、三亚甲基四胺等)反应，可以得到N-烷基多胺。实践证明，有Cl6～C20的脂肪烃基 取代的乙撑或丙撑二胺是性能良好的阳离子乳化剂。
季铵盐类乳化剂是应用最为广泛的阳离子乳化剂。主要有烷基季铵盐(如1831、18331、 1621等)，杂环结构的季铵盐，通过酰胺、酯、醚等基团连接的季铵盐(如 ArOC2H4OC2H4N+MeEtCV)等。特别是含氯烷基季铵盐类，如烷基吡啶氯化物，用于稀浆封 层中能减少快裂型沥青乳液的流失。连有C8～C22链的芳基或环烷基季铵盐，可以减慢沥青 的破乳，并有改善与石料、混凝土等粘附性的作用。尽管季铵盐类的乳化能力与二胺类相当， 但与石料等基体结合破乳后形成的覆盖膜层较薄。
本发明合成了一种具有很好乳化性能的季铵盐阳离子型沥青乳化剂，并对合成路线进行 了优化。
发明内容
本发明涉及一种新型阳离子沥青乳化剂的制备方法。合成的乳化剂是一种慢裂型沥青乳 化剂。可广泛应用于粘层、雾封层和无溶剂冷拌以及用于沥青再回收利用和沥青路面基层稳 定。
本发明的技术方案如下：
一种新型阳离子沥青乳化剂的制备方法，采用一锅法合成，以以壬基酚、三乙烯四胺、 甲醛经一步反应合成出一种新型阳离子沥青乳化剂2-三乙烯四胺基亚甲基-4-壬基苯酚。确定 最佳合成工艺条件，步骤如下：
（1）在500mL的三口烧瓶中加入1一定量的壬基酚和50mL无水乙醇，45～55℃水浴 加热并搅拌；
（2）逐滴加入与壬基酚物质的量比为1的三乙烯四胺，升温至60～70℃
（3）将物质的量比为2～2.5的甲醛逐滴加入，然后升温至85～95℃反应5～8h。
根据本发明优选的，所述的胺类为三乙烯四胺。
根据本发明优选的，步骤(2)的物料物质的量比1:1；
根据本发明优选的，步骤(2)的反应温度60～70℃，
根据本发明优选的，步骤(3)中甲醛的用量为物质的量比2.4，反应温度95℃，反应时间 为8h。
合成步骤与反应方程式为：
本发明制备的沥青乳化剂，无需进行分离纯化，直接用于和石油拌合制备乳化沥青。
本发明制备的沥青乳化剂，主产物为长苯酚季铵盐，副产物为氨基酯、酰胺酯等，还含 有部分未反应的壬基酚、三乙烯四胺。所述主产物占75-85wt%、副产物占15-20wt%,其余为 未反应完全的脂肪仲胺、叔胺胺和杂质。所述主产物、副产物以及未反应的反应物自然构成 复配增效体系。其在较低浓度（产物总浓度可小于0.3wt%）下，不需要加入碱及其它助表面 活性剂，较宽温度（20℃～40℃）条件下，与不同产地的沥青均能达到超低界面张力,即10-3 mN/m数量级，最低可达10-5mN/m。达到理想的乳化效果。
本发明研究结果表明，适宜结构的副产物在含量合适的情况下具有提高界面活性和油相 适应性的突出效果，在很低浓度即可达到超低油水界面张力，并且降低界面张力快，吸附损 失低，乳化沥青能力强，提高乳化效果显著。因此，本发明采用简单的一锅法合成制备季铵 盐阳离子表面活性剂，通过特定比例的反应物条件，无需使用分析纯的物料，都可使用工业 产品，且不需加入中和剂，副产物及未反应物都可以作为有效成分，无需纯化，产品具有较 高的界面活性和油相适应性，适用于建筑用乳化沥青的制备。
具体实施方式
实施例1：在烧杯中称取一定量的乳化剂，添加200ml水，加热到50～60℃，用玻璃棒 搅拌，使其溶解，用工业盐酸调节pH至2～3。再称取300g道路石油沥青100号，加热至110℃ 使其熔化。启动胶体磨(启动前先用60℃热水预热)，将乳化剂水溶液注入胶体磨中，再缓缓 将沥青倒入胶体磨中进行乳化，在胶体磨中大约一分钟，将乳液装入矿泉水瓶中，关闭胶体 磨。
称取100g石料，取一定量的水和助剂，加入到铁碗中，混合均匀，再称取一定量的乳化 沥青，倒入铁碗中，迅速充分搅拌，并开始计时，记录开始可拌和时间和成型时间。
乳化条件：道路石油沥青100号，pH=2～3，乳化剂量为1%～2%。
乳化效果：乳化完全，效果良好。
贮存稳定性：长期贮存无沉淀析出和破乳现象，稳定性良好。
拌合条件：在气温为18℃，加入100g石料、1%～5%水泥、8g水、2%～5%乳化沥青。
拌合结果：可拌合时间为130s，为中裂型沥青乳化剂。
乳化剂对沥青具有很好的乳化能力，制备的乳化沥青具有很好的储存稳定性。放置6天 后没有发生水相与沥青相分离。
实施例2：在烧杯中称取一定量的乳化剂，添加200ml水，加热到50～60℃，用玻璃棒 搅拌，使其溶解，用工业盐酸调节pH至2～3。再称取300AH-90沥青，加热至120℃使其熔 化。启动胶体磨(启动前先用60℃热水预热)，将乳化剂水溶液注入胶体磨中，再缓缓将沥青 倒入胶体磨中进行乳化，在胶体磨中大约一分钟，将乳液装入矿泉水瓶中，关闭胶体磨。
称取100g石料，取一定量的水和助剂，加入到铁碗中，混合均匀，再称取一定量的乳化 沥青，倒入铁碗中，迅速充分搅拌，并开始计时，记录开始可拌和时间和成型时间。
乳化条件：300AH-90沥青，pH=2，乳化剂量为1%～2%。
乳化效果：乳化完全，效果良好。
贮存稳定性：长期贮存无沉淀析出和破乳现象，稳定性良好。
拌合条件：在气温为18℃，加入100g石料、1%～5%水泥、8g水、2%～5%乳化沥青。
拌合结果：可拌合时间为100s，为中裂型沥青乳化剂。
乳化剂对沥青具有很好的乳化能力，制备的乳化沥青具有很好的储存稳定性。放置8天 后没有发生水相与沥青相分离。
实施例3：在烧杯中称取一定量的乳化剂，添加200ml水，加热到50～60℃，用玻璃棒 搅拌，使其溶解，用工业盐酸调节pH至2～3。再称取300g道路石油沥青140号，加热至100℃ 使其熔化。启动胶体磨(启动前先用60℃热水预热)，将乳化剂水溶液注入胶体磨中，再缓缓 将沥青倒入胶体磨中进行乳化，在胶体磨中大约一分钟，将乳液装入矿泉水瓶中，关闭胶体 磨。
称取100g石料，取一定量的水和助剂，加入到铁碗中，混合均匀，再称取一定量的乳化 沥青，倒入铁碗中，迅速充分搅拌，并开始计时，记录开始可拌和时间和成型时间。
乳化条件：道路石油沥青180号，pH=2，乳化剂量为1%～2%。
乳化效果：乳化完全，效果良好。
贮存稳定性：长期贮存无沉淀析出和破乳现象，稳定性良好。
拌合条件：在气温为18℃，加入100g石料、1～5%水泥、8g水、2%～5%乳化沥青。
拌合结果：可拌合时间为178s，为中裂型沥青乳化剂。
乳化剂(b)对沥青具有很好的乳化能力，制备的乳化沥青具有很好的储存稳定性。放置16 天后没有发生水相与沥青相分离。
上述实施例仅仅是为清楚的说明本发明创造所作的举例，而并非对本发明创造具体实施 方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可做出其他不同形 式的变化和变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。