[發明專利]基于一步合成的室溫交聯劑及制備方法

在審

• 申請號: 201810853896.6
• 申請日: 2015-12-01
• 公開（公告）號: CN109053476A
• 公開（公告）日: 2018-12-21
• 發明（設計）人: 施明;李雪蓮;張兵;楊鏵;李瑞
• 申請（專利權）人: 武漢市強龍化工新材料有限責任公司
• 主分類號: C07C227/08
• 分類號: C07C227/08;C07C229/30
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明屬于化學合成技術領域，具體涉及基于一步合成的室溫交聯劑及制備方法。其采用簡單的一步合成工藝，具體步驟為：在三口反應燒瓶中投入甲基異丁酮和季戊四醇溶劑，用氮氣置換后，攪拌下加入三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、乙烯亞胺、甲基氫醌及六亞甲基四胺，然后滴加堿液調節混合物的pH，再升溫到一定溫度反應一定時間后即得三羥甲基丙烷?三?(3?乙烯亞胺基)?丙酸酯室溫交聯劑。本發明制備方法能夠提高產品收率和質量，降低成本，操作簡便，是適合工業化生產三羥甲基丙烷?三?(3?乙烯亞胺基)?丙酸酯室溫交聯劑制備方法。

技術領域

本發明屬于化學合成技術領域，具體涉及基于一步合成的室溫交聯劑及制備方法。

背景技術

氮丙啶類三官能團交聯劑國外從20世紀70年代開始研制，到90年代才工業化生產。20世紀末該類產品開始進入我國。加成法是該產品早期生產的首選方法，酯交換法只適用于大規模生產，需要專用設備，技術難度很高，因而投資規模大，操作要求嚴格，產品質量較加成法產品略好。

氮丙啶交聯劑的最大優點是用量小，交聯活性與交聯密度大，在空氣中CO₂的催化下開環，交聯時無小分子化合物排出，在用加成法生產過程中基本是按化學計量反應，對環境無影響，因而是一種環境友好的交聯劑。涂料等領域的產品升級換代，向環境友好的水性化方向發展已迫在眉睫，而該產品在水性涂料、水性油墨、水性膠水、水性上光油，水性印花色漿和水性皮革涂飾劑等領域有廣泛的應用前景，僅涂料行業，目前歐、美等發達地區水性涂料占總涂料的50％以上，2005年我國涂料銷售總量為400萬噸左右，居世界第二位，而水性涂料的比例遠低于先進國家和地區，只占30％，40％，在工業涂料中占的比例更少。影響水性涂料發展的因素很多，而涂膜交聯密度低從而影響許多性能是制約水性涂料發展的重要因素之一，三官能團交聯劑對提高水性涂料的交聯密度要起重要作用。如果按全國涂料總量的四分之一—100萬t涂料改為水性涂料，按每噸水性涂料用三官能團交聯劑6-10kg計，則每年三官能團交聯劑的需要量約6000-10000t；在水性膠水行業，每噸水性膠水用三官能團交聯劑3公斤，國內水性膠水的年產量遠大于20萬t，那對交聯劑的年需求量在600t以上。以上僅是國內的一部分需求市場，因此該產品的市場前景是非常可觀的。

三羥甲基丙烷-三-(3-乙烯亞胺基)-丙酸酯室溫交聯劑國外從上世紀70年代開始研制，到上世紀90年代才工業化生產。上世紀末該類產品開始進入我國。該產品的生產方法有兩種：加成法和酯交換法。其中加成法為早期生產的首選方法，酯交換法只適用于大規模生產，需要專用設備，技術難度很高，因而投資規模大，操作要求嚴格，產品質量較加成法產品略好。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種高收率，高質量的三羥甲基丙烷-三-(3-乙烯亞胺基)-丙酸酯室溫交聯劑的制備工藝，以解決現有技術在工業化實際生產中效率較低的問題。

為解決上述問題，本發明采用的技術方案為：

一種基于一步合成的室溫交聯劑及制備方法，其特征在于，在三口反應燒瓶中投入甲基異丁酮和季戊四醇溶劑，用氮氣置換后，在100-200轉/分鐘的攪拌下加入三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、乙烯亞胺、甲基氫醌及催化劑，然后滴加堿液調節混合物的pH為8.0-10.0，再升溫至90-110℃，反應4-6小時后即得三羥甲基丙烷-三-(3-乙烯亞胺基)-丙酸酯室溫交聯劑，其中，所述三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、乙烯亞胺、甲基氫醌和催化劑的質量比為：20-35：18-25：4-6：0.1-0.5。

其中，上述催化劑為有機胺催化劑，有機胺催化劑優選為六亞甲基四胺。

作為優選，上述反應的溫度優選為90-100℃，反應的時間優選為4-5小時，攪拌速度優選為120-160轉/分鐘。

作為優選，上述三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、乙烯亞胺、甲基氫醌和催化劑的質量比優選為：28：20：5：0.3。

其中，上述甲基異丁酮和季戊四醇溶劑的體積比為1-2：2-5。