一种水溶性甲基硅烷环保沥青隔离剂

技术领域

本发明涉及沥青制备领域，具体涉及一种水溶性甲基硅烷环保沥青隔离剂。

背景技术

在沥青路面的施工过程中，碾压是最后一道工序，碾压效果的好坏直接影响沥青混凝土路面的力学性质和功能特性，高质量的碾压既可以使沥青路面层达到高的压实度，又可以使其有良好的平衡度，确保路面的使用寿命符合或超过设计要求，为防止和减少沥青混合料与运输车辆和压路机械设备粘结，施工过程中使用隔离剂。

现有的沥青隔离在使用后，沥青在加工以及施工时候仍然会出现粘性问题，部分沥青会粘附在加工或者施工器具上，且在加工过程中受到光照，会出现氧化使得隔离剂的作用下降，进而使得沥青出现大量粘附现象。

发明内容

本发明的目的在于提供一种水溶性甲基硅烷环保沥青隔离剂。

本发明要解决的技术问题：

现有的沥青隔离在使用后，沥青在加工以及施工时候仍然会出现粘性问题，部分沥青会粘附在加工或者施工器具上，且在加工过程中受到光照，会出现氧化使得隔离剂的作用下降，进而使得沥青出现大量粘附现象。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种水溶性甲基硅烷环保沥青隔离剂，包括如下重量份原料：3-5份甲基硅烷、8-10份海带提取物、0.2-0.5份聚乙二醇20000、4-6份平平加、1-3份氨三乙酸钠、0.1-0.3份明胶、0.2-0.5份抗老化剂；

该沥青隔离剂由如下步骤制成：

步骤S1：将甲基硅烷、海带提取物、聚乙二醇20000加入搅拌釜中，在转速为300-500r/min，温度为60-70℃的条件下，进行搅拌10-15min制得混合物；

步骤S2：将平平加、氨三乙酸钠、明胶加入搅拌釜中，在转速为200-300r/min的条件下，进行搅拌15-20min后，加入混合物和抗老化剂，在转速为500-800r/min的条件下，进行搅拌1-1.5h，调节pH值为6.5-7.5，制得沥青隔离剂。

进一步，所述的抗老化剂由如下步骤制成：

步骤A1：将硫酸溶液和去离子水加入反应釜中，在转速为150-200r/min，温度为3-5℃的条件下，进行搅拌并加入邻硝基苯胺，进行搅拌10-15min后，滴加硝酸钠溶液，滴加时间0.5-0.8h，滴加完毕后继续搅拌1-1.5h后，加入对甲基苯酚，继续搅拌3-5min后，调节反应液pH值为7-9，继续搅拌2-3h后，加入乙醇、氢氧化钠溶液、葡萄糖溶液，在温度为40-50℃的条件下，进行反应1-1.5h后，加入锌粉，在温度为85-90℃的条件下，继续反应0.5-0.8h，制得中间体1，将中间体1、氮-溴代丁二酰亚胺、过氧化苯甲酰、四氯化碳加入反应釜，在温度为80-90℃的条件下，进行反应8-10h，制得中间体2，将中间体2、碳酸钾溶液、溴化四乙基铵加入反应釜中，在温度为120-130℃的条件下，进行回流反应1-1.5h，制得中间体3；

反应过程如下：

步骤A2：将二苯胺、去离子水、浓盐酸加入反应釜中，在转速为200-300r/min，温度为50-55℃的条件下，加入醋酸酐并加入醋酸钠溶液，进行搅拌10-15min后，在冰水浴的条件下，进行冷却，制得中间体4，将中间体4、液态一氯甲烷、三氯化铝加入反应釜中，在温度为100-105℃的条件下，进行反应3-5h，制得中间体5，将中间体5、硫酸镁、去离子水加入反应釜中，在转速为150-200r/min，温度为80-85℃的条件下，进行搅拌并加入高锰酸钾溶液，进行反应3-5h，制得中间体6；

反应过程如下：

步骤A3：将中间体6、乙醇、浓硫酸加入反应釜中，在转速为150-200r/min，温度为80-90℃的条件下，进行回流反应，制得中间体7，将中间体7、中间体3、二丁基氧化锡、邻二氯苯加入反应釜中，通入氮气进行保护，在转速为150-200r/min，温度为150-160℃的条件下，进行反应6-10h，制得中间体8，将中间体8、硫磺、碘加入反应釜中，在转速为120-150r/min，温度为180℃的条件下，进行反应至不产生硫化氢气体结束反应，制得中间体9，将中间体9和盐酸溶液加入反应釜中，在温度为110-115℃的条件下，进行回流30-40min后，调节反应液pH值为8，加入冰醋酸，混合均匀，制得中间体10；

反应过程如下：

步骤A4：将三聚氯氰溶于丙酮中，加入中间体10，在转速为200-300r/min，温度为40-50℃的条件下，进行反应5-6h，制得中间体11，将中间体11、氯苯、三氯化铝加入反应釜中，在转速为150-200r/min，温度为3-5℃的条件下，进行搅拌并加入镁粉，搅拌15-30min后，加入甲苯在温度为0-3℃的条件下，进行搅拌1-2h后，在温度为20-25℃的条件下，继续搅拌10-15h后，加入间苯二酚，在温度为80-90℃的条件下，进行反应4-6h，制得中间体12；

反应过程如下：

步骤A5：将中间体12、3-溴丙烯、碳酸氢钠、丙酮加入反应釜中，在温度为60-65℃的条件下，进行回流反应6-8h，制得中间体13，将中间体13、苯乙烯、四氢呋喃加入反应釜中，在转速为200-300r/min，温度为70-80℃的条件下，加入偶氮二异丁腈，进行反应3-4h后，用石油醚进行沉淀，制得抗老化剂。

反应过程如下：

进一步，步骤A1所述的硫酸溶液、邻硝基苯胺、硝酸钠溶液、对甲基苯酚、乙醇、氢氧化钠溶液、葡萄糖溶液、锌粉的用量质量比为13.5g:30.6g:20g:6.48g:10mL:10g:15g:1.3g，硫酸溶液的质量分数为98％，硝酸钠溶液的质量分数为30％，氢氧化钠溶液的质量分数为20％，葡萄糖溶液的质量分数为28.5％，中间体1、氮-溴代丁二酰亚胺、过氧化苯甲酰、四氯化碳的用量比为0.15mol:0.15mol:0.3g:200mL，中间体2、碳酸钾溶液、溴化四乙基铵的用量比为5g:80mL:2mL，碳酸钾溶液的质量分数为12％。

进一步，步骤A2所述的二苯胺、去离子水、浓盐酸、醋酸酐、醋酸钠溶液的用量比为3.5g:90mL:4mL:6mL:12mL，浓盐酸的质量分数为25％，中间体4和液态一氯甲烷的用量摩尔比为1:2，三氯化铝的用量为中间体4质量的5-8％，中间体5、硫酸镁、去离子水、高锰酸钾溶液的用量比为3.5g:10g:175mL:50mL，高锰酸钾溶液的质量分数为23％。

进一步，步骤A3所述的中间体6和乙醇的用量摩尔比为1:1，浓硫酸的用量为中间体6质量的20％，浓硫酸的质量分数为95％，中间体7、中间体3、二丁基氧化锡、邻二氯苯的用量比为0.01mol:0.01mol:0.1g:6mL，中间体8、硫磺、碘的用量比为125mmol:250mmol:0.47mmol，中间体9和盐酸溶液的用量比为1g:5mL，盐酸溶液的质量分数为18％，冰醋酸的用量为反应液总体积的3％。

进一步，步骤A4所述的三聚氯氰和中间体10的用量摩尔比为1:1，中间体11、氯苯、三氯化铝、镁粉、甲苯、间苯二酚的用量比为0.1mol:100mL:0.25mol:1g:20g:0.13mol。

进一步，步骤A5所述的中间体12、3-溴丙烯、碳酸氢钠的用量摩尔比为1:1:1，中间体13和苯乙烯的用量摩尔比为1:71，偶氮二异丁腈的用量为中间体13和苯乙烯质量和的1-1.2％。

本发明的有益效果：本发明在制备一种水溶性甲基硅烷环保沥青隔离剂的过程中制备了一种抗老化剂，该抗老化剂与邻硝基苯胺为原料进行处理形成重氮化溶液，再与对甲基苯酚进行反应进行偶合后，进行还原制得中间体1，中间体1与氮-溴代丁二酰亚胺进行反应，制得中间体2，将中间体2用碳酸钾溶液和溴化四乙基铵进行处理，制得中间体3，将苯二胺进行处理，制得中间体4，将中间体4和一氯甲烷进行反应，制得中间体5，将中间体5用高锰酸钾进行氧化，制得中间体6，将中间体6和乙醇进行酯化反应，制得中间体7，将中间体7和中间体3进行酯交换反应，制得中间体8，将中间体8与硫磺进行反应，制得中间体9，将中间体9进行脱保护，制得中间体10，将中间体10与三聚氯氰通过温度控制，与三聚氯氰上的两个氯原子位点进行反应，制得中间体11，再将中间体11与间苯二酚进行反应，制得中间体12，将中间体12与3-溴丙烯进行反应，制得中间体13，最后将中间体13和苯乙烯进行聚合，制得抗老化剂，该抗老化剂的相对分子量大，在沥青铺设时不会挥发，且在受到光照时抗老化剂分子上的氧原子上的电子云密度远远大于三唑环氮原子上的电子云密度，使得抗老化剂成强碱性，吸收光后电子密度从氧原子转移向氮原子，使得分子中的苯酚结构更具酸性，氮原子更具碱性，质子快速转移到氮原子上形成互变异构体，该互变异构体不稳定，将光能转化为热能重新回到稳定的基态，进而防止隔离剂发生氧化，避免沥青粘附在加工或者施工器具上。

具体实施方式

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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

一种水溶性甲基硅烷环保沥青隔离剂，包括如下重量份原料：3份甲基硅烷、8份海带提取物、0.2份聚乙二醇20000、4份平平加、1份氨三乙酸钠、0.1份明胶、0.2份抗老化剂；

该沥青隔离剂由如下步骤制成：

步骤S1：将甲基硅烷、海带提取物、聚乙二醇20000加入搅拌釜中，在转速为300r/min，温度为60℃的条件下，进行搅拌10min制得混合物；

步骤S2：将平平加、氨三乙酸钠、明胶加入搅拌釜中，在转速为200r/min的条件下，进行搅拌15min后，加入混合物和抗老化剂，在转速为500r/min的条件下，进行搅拌1h，调节pH值为6.5，制得沥青隔离剂。

所述的抗老化剂由如下步骤制成：

步骤A1：将硫酸溶液和去离子水加入反应釜中，在转速为150r/min，温度为3℃的条件下，进行搅拌并加入邻硝基苯胺，进行搅拌10min后，滴加硝酸钠溶液，滴加时间0.5h，滴加完毕后继续搅拌1h后，加入对甲基苯酚，继续搅拌3min后，调节反应液pH值为7，继续搅拌2h后，加入乙醇、氢氧化钠溶液、葡萄糖溶液，在温度为40℃的条件下，进行反应1h后，加入锌粉，在温度为85℃的条件下，继续反应0.5h，制得中间体1，将中间体1、氮-溴代丁二酰亚胺、过氧化苯甲酰、四氯化碳加入反应釜，在温度为80℃的条件下，进行反应8h，制得中间体2，将中间体2、碳酸钾溶液、溴化四乙基铵加入反应釜中，在温度为120℃的条件下，进行回流反应1h，制得中间体3；

步骤A2：将二苯胺、去离子水、浓盐酸加入反应釜中，在转速为200r/min，温度为50℃的条件下，加入醋酸酐并加入醋酸钠溶液，进行搅拌10min后，在冰水浴的条件下，进行冷却，制得中间体4，将中间体4、液态一氯甲烷、三氯化铝加入反应釜中，在温度为100℃的条件下，进行反应3h，制得中间体5，将中间体5、硫酸镁、去离子水加入反应釜中，在转速为150r/min，温度为80℃的条件下，进行搅拌并加入高锰酸钾溶液，进行反应3h，制得中间体6；

步骤A3：将中间体6、乙醇、浓硫酸加入反应釜中，在转速为150r/min，温度为80℃的条件下，进行回流反应，制得中间体7，将中间体7、中间体3、二丁基氧化锡、邻二氯苯加入反应釜中，通入氮气进行保护，在转速为150r/min，温度为150℃的条件下，进行反应6h，制得中间体8，将中间体8、硫磺、碘加入反应釜中，在转速为120r/min，温度为180℃的条件下，进行反应至不产生硫化氢气体结束反应，制得中间体9，将中间体9和盐酸溶液加入反应釜中，在温度为110℃的条件下，进行回流30min后，调节反应液pH值为8，加入冰醋酸，混合均匀，制得中间体10；

步骤A4：将三聚氯氰溶于丙酮中，加入中间体10，在转速为200r/min，温度为40℃的条件下，进行反应5h，制得中间体11，将中间体11、氯苯、三氯化铝加入反应釜中，在转速为150r/min，温度为3℃的条件下，进行搅拌并加入镁粉，搅拌15min后，加入甲苯在温度为0℃的条件下，进行搅拌1h后，在温度为20℃的条件下，继续搅拌10h后，加入间苯二酚，在温度为80℃的条件下，进行反应4h，制得中间体12；

步骤A5：将中间体12、3-溴丙烯、碳酸氢钠、丙酮加入反应釜中，在温度为60℃的条件下，进行回流反应6h，制得中间体13，将中间体13、苯乙烯、四氢呋喃加入反应釜中，在转速为200r/min，温度为70℃的条件下，加入偶氮二异丁腈，进行反应3h后，用石油醚进行沉淀，制得抗老化剂。

实施例2

一种水溶性甲基硅烷环保沥青隔离剂，包括如下重量份原料：4份甲基硅烷、9份海带提取物、0.3份聚乙二醇20000、5份平平加、2份氨三乙酸钠、0.2份明胶、0.3份抗老化剂；

该沥青隔离剂由如下步骤制成：

步骤S1：将甲基硅烷、海带提取物、聚乙二醇20000加入搅拌釜中，在转速为300r/min，温度为70℃的条件下，进行搅拌10min制得混合物；

步骤S2：将平平加、氨三乙酸钠、明胶加入搅拌釜中，在转速为300r/min的条件下，进行搅拌15min后，加入混合物和抗老化剂，在转速为800r/min的条件下，进行搅拌1h，调节pH值为7.5，制得沥青隔离剂。

所述的抗老化剂由如下步骤制成：

步骤A1：将硫酸溶液和去离子水加入反应釜中，在转速为200r/min，温度为3℃的条件下，进行搅拌并加入邻硝基苯胺，进行搅拌15min后，滴加硝酸钠溶液，滴加时间0.5h，滴加完毕后继续搅拌1.5h后，加入对甲基苯酚，继续搅拌3min后，调节反应液pH值为9，继续搅拌2h后，加入乙醇、氢氧化钠溶液、葡萄糖溶液，在温度为50℃的条件下，进行反应1h后，加入锌粉，在温度为90℃的条件下，继续反应0.5h，制得中间体1，将中间体1、氮-溴代丁二酰亚胺、过氧化苯甲酰、四氯化碳加入反应釜，在温度为90℃的条件下，进行反应8h，制得中间体2，将中间体2、碳酸钾溶液、溴化四乙基铵加入反应釜中，在温度为130℃的条件下，进行回流反应1h，制得中间体3；

步骤A2：将二苯胺、去离子水、浓盐酸加入反应釜中，在转速为300r/min，温度为50℃的条件下，加入醋酸酐并加入醋酸钠溶液，进行搅拌15min后，在冰水浴的条件下，进行冷却，制得中间体4，将中间体4、液态一氯甲烷、三氯化铝加入反应釜中，在温度为100℃的条件下，进行反应5h，制得中间体5，将中间体5、硫酸镁、去离子水加入反应釜中，在转速为150r/min，温度为85℃的条件下，进行搅拌并加入高锰酸钾溶液，进行反应3h，制得中间体6；

步骤A3：将中间体6、乙醇、浓硫酸加入反应釜中，在转速为200r/min，温度为80℃的条件下，进行回流反应，制得中间体7，将中间体7、中间体3、二丁基氧化锡、邻二氯苯加入反应釜中，通入氮气进行保护，在转速为200r/min，温度为150℃的条件下，进行反应10h，制得中间体8，将中间体8、硫磺、碘加入反应釜中，在转速为120r/min，温度为180℃的条件下，进行反应至不产生硫化氢气体结束反应，制得中间体9，将中间体9和盐酸溶液加入反应釜中，在温度为115℃的条件下，进行回流30min后，调节反应液pH值为8，加入冰醋酸，混合均匀，制得中间体10；

步骤A4：将三聚氯氰溶于丙酮中，加入中间体10，在转速为300r/min，温度为40℃的条件下，进行反应6h，制得中间体11，将中间体11、氯苯、三氯化铝加入反应釜中，在转速为150r/min，温度为5℃的条件下，进行搅拌并加入镁粉，搅拌15min后，加入甲苯在温度为3℃的条件下，进行搅拌1h后，在温度为25℃的条件下，继续搅拌10h后，加入间苯二酚，在温度为90℃的条件下，进行反应4h，制得中间体12；

步骤A5：将中间体12、3-溴丙烯、碳酸氢钠、丙酮加入反应釜中，在温度为65℃的条件下，进行回流反应6h，制得中间体13，将中间体13、苯乙烯、四氢呋喃加入反应釜中，在转速为300r/min，温度为70℃的条件下，加入偶氮二异丁腈，进行反应4h后，用石油醚进行沉淀，制得抗老化剂。

实施例3

一种水溶性甲基硅烷环保沥青隔离剂，包括如下重量份原料：5份甲基硅烷、10份海带提取物、0.5份聚乙二醇20000、6份平平加、3份氨三乙酸钠、0.3份明胶、0.5份抗老化剂；

该沥青隔离剂由如下步骤制成：

步骤S1：将甲基硅烷、海带提取物、聚乙二醇20000加入搅拌釜中，在转速为500r/min，温度为70℃的条件下，进行搅拌15min制得混合物；

步骤S2：将平平加、氨三乙酸钠、明胶加入搅拌釜中，在转速为300r/min的条件下，进行搅拌20min后，加入混合物和抗老化剂，在转速为800r/min的条件下，进行搅拌1.5h，调节pH值为7.5，制得沥青隔离剂。

所述的抗老化剂由如下步骤制成：

步骤A1：将硫酸溶液和去离子水加入反应釜中，在转速为200r/min，温度为5℃的条件下，进行搅拌并加入邻硝基苯胺，进行搅拌15min后，滴加硝酸钠溶液，滴加时间0.8h，滴加完毕后继续搅拌1.5h后，加入对甲基苯酚，继续搅拌5min后，调节反应液pH值为9，继续搅拌3h后，加入乙醇、氢氧化钠溶液、葡萄糖溶液，在温度为50℃的条件下，进行反应1.5h后，加入锌粉，在温度为90℃的条件下，继续反应0.8h，制得中间体1，将中间体1、氮-溴代丁二酰亚胺、过氧化苯甲酰、四氯化碳加入反应釜，在温度为90℃的条件下，进行反应10h，制得中间体2，将中间体2、碳酸钾溶液、溴化四乙基铵加入反应釜中，在温度为130℃的条件下，进行回流反应1.5h，制得中间体3；

步骤A2：将二苯胺、去离子水、浓盐酸加入反应釜中，在转速为300r/min，温度为55℃的条件下，加入醋酸酐并加入醋酸钠溶液，进行搅拌15min后，在冰水浴的条件下，进行冷却，制得中间体4，将中间体4、液态一氯甲烷、三氯化铝加入反应釜中，在温度为105℃的条件下，进行反应5h，制得中间体5，将中间体5、硫酸镁、去离子水加入反应釜中，在转速为200r/min，温度为85℃的条件下，进行搅拌并加入高锰酸钾溶液，进行反应5h，制得中间体6；

步骤A3：将中间体6、乙醇、浓硫酸加入反应釜中，在转速为200r/min，温度为90℃的条件下，进行回流反应，制得中间体7，将中间体7、中间体3、二丁基氧化锡、邻二氯苯加入反应釜中，通入氮气进行保护，在转速为150-200r/min，温度为160℃的条件下，进行反应10h，制得中间体8，将中间体8、硫磺、碘加入反应釜中，在转速为150r/min，温度为180℃的条件下，进行反应至不产生硫化氢气体结束反应，制得中间体9，将中间体9和盐酸溶液加入反应釜中，在温度为115℃的条件下，进行回流40min后，调节反应液pH值为8，加入冰醋酸，混合均匀，制得中间体10；

步骤A4：将三聚氯氰溶于丙酮中，加入中间体10，在转速为300r/min，温度为50℃的条件下，进行反应6h，制得中间体11，将中间体11、氯苯、三氯化铝加入反应釜中，在转速为200r/min，温度为5℃的条件下，进行搅拌并加入镁粉，搅拌30min后，加入甲苯在温度为3℃的条件下，进行搅拌2h后，在温度为25℃的条件下，继续搅拌15h后，加入间苯二酚，在温度为90℃的条件下，进行反应6h，制得中间体12；

步骤A5：将中间体12、3-溴丙烯、碳酸氢钠、丙酮加入反应釜中，在温度为65℃的条件下，进行回流反应8h，制得中间体13，将中间体13、苯乙烯、四氢呋喃加入反应釜中，在转速为300r/min，温度为80℃的条件下，加入偶氮二异丁腈，进行反应4h后，用石油醚进行沉淀，制得抗老化剂。

对比例

本对比例为市场上一种常见的沥青隔离剂。

对实施例1-3和对比例制得的沥青隔离剂进行性能测试，测试结果如下表1所示；

将实施例1-3和对比例制得的沥青隔离剂加入沥青混合料中，用于隔离胶轮和隔离运输沥青混合料车辆，观察运输车辆和胶轮是否出现沥青混合料粘附现象。

将实施例1-3和对比例制得的沥青隔离剂加入沥青混合料中，并将沥青混合料用波长为340nm，辐照强度为0.68W/m

表1

由上表1可知实施例1-3制得的隔离剂加入沥青混合料后，用于隔离胶轮和隔离运输沥青混合料车辆时，未出现粘附现象，光照500h后也未出现粘附现象，而对比例制得的隔离剂加入沥青混合料后，用于隔离胶轮和隔离运输沥青混合料车辆时，出现少量粘附，且在光照300h后，出现大量粘附，表面本发明具有很好的耐老化性。

以上内容仅仅是对本发明的构思所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的构思或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。