[發明專利]改性聚乙烯醇及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201911249935.2
• 申請日: 2019-12-09
• 公開（公告）號: CN110804119B
• 公開（公告）日: 2022-12-02
• 發明（設計）人: 張再興;林紅衛;蔣擁權;聶家樹;李智超;舒友;胡揚劍
• 申請（專利權）人: 懷化學院
• 主分類號: C08F218/08
• 分類號: C08F218/08;C08F230/02;C08F8/12;C08J5/18;C08L29/04
• 代理公司: 華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 戴志攀

本發明涉及一種改性聚乙烯醇及其制備方法和應用，所述改性聚乙烯醇具有如下通式Ⅰ表示的結構。本發明的改性聚乙烯醇的制備方法首先進行4?(烯丙基氧基)苯甲醛的合成，再合成含席夫堿C＝N鍵的化合物，然后再通過反應接上9,10?二氫?9?氧雜?10?磷雜菲?10?氧化物(DOPO)，接著與醋酸乙烯酯共聚反應，再進行醇解，最后進行鹵化，使N?H變成N?Cl，形成鹵胺抗菌的結構，具備較強抗菌性，同時結構中含有N且側鏈含有P，形成磷氮協同阻燃的效應。

技術領域

本發明涉及聚乙烯醇技術領域，特別是涉及一種改性聚乙烯醇及其制備方法和應用。

背景技術

聚乙烯醇(PVA)是一種應用非常廣泛的可溶性樹脂，具有眾多優良性能，例如水溶性、成膜性、粘接性、熱穩定性等，廣泛應用于建筑用膠、紡織漿料、粘合劑、纖維、造紙和可降解生物薄膜等領域。但由于聚乙烯醇是可以被細菌作為碳源利用的高分子材料及其自身所具備的良好水溶性，不但導致聚乙烯醇制品容易滋生、傳播細菌，而且容易發霉腐爛。同時，由于PVA大分子鏈是由C、H、O三種元素所組成，使得PVA材料的極限氧指數(LimitOxygen Index，LOI)低于20wt％，在空氣中極易燃燒，并且燃燒時還會放出大量黑煙，因而大大限制了PVA在對材料阻燃性能要求較高場合的應用。因此，抗菌性能和阻燃性能的不足限制了聚乙烯醇的進一步推廣應用。

發明內容

基于此，有必要提供一種抗菌性和阻燃性較好的改性聚乙烯醇及其制備方法。

一種改性聚乙烯醇，所述改性聚乙烯醇具有如下通式Ⅰ表示的結構，其中m和n代表聚合度。

一種所述改性聚乙烯醇的制備方法，包括以下步驟：

通過對羥基苯甲醛和3-溴丙烯反應制備得到4-(烯丙基氧基)苯甲醛；

通過4-(烯丙基氧基)苯甲醛和N-氨乙基哌嗪反應制備得到N-(4-(烯丙氧基)苯亞甲基)-2-(哌嗪)乙胺；

通過N-(4-(烯丙氧基)苯亞甲基)-2-(哌嗪)乙胺和9,10-二氫-9-氧雜-10-磷雜菲-10-氧化物反應制備得到如通式II所示的中間化合物；

通過所述中間化合物和醋酸乙烯酯進行共聚反應，然后醇解和鹵化得到所述改性聚乙烯醇。

在其中一個實施例中，所述制備得到4-(烯丙基氧基)苯甲醛的步驟包括：將對羥基苯甲醛、3-溴丙烯、有機溶劑和催化劑混合進行回流反應，然后加入石油醚和水，分層后去除水層，加入甲苯進行萃取，再進行色譜分離。

在其中一個實施例中，在制備4-(烯丙基氧基)苯甲醛的過程中，所述色譜分離中的洗脫劑為乙酸乙酯和石油醚的混合溶液，其中乙酸乙酯和石油醚的質量比為1:(0.9～1.1)。

在其中一個實施例中，所述制備得到N-(4-(烯丙氧基)苯亞甲基)-2-(哌嗪)乙胺的步驟包括：將4-(烯丙基氧基)苯甲醛、N-氨乙基哌嗪和有機溶劑混合進行回流反應，然后除去有機溶劑和催化劑，再進行色譜分離。

在其中一個實施例中，在制備N-(4-(烯丙氧基)苯亞甲基)-2-(哌嗪)乙胺的過程中，所述色譜分離中的洗脫劑為甲醇和二氯甲烷的混合溶液，其中甲醇與二氯甲烷的質量比為1:(0.9～1.1)。

在其中一個實施例中，所述制備得到如通式II所示的中間化合物的步驟包括：將N-(4-(烯丙氧基)苯亞甲基)-2-(哌嗪)乙胺、9,10-二氫-9-氧雜-10-磷雜菲-10-氧化物和有機溶劑混合進行回流反應，然后進行減壓蒸餾和重結晶。

在其中一個實施例中，在制備所述中間化合物的過程中，所述有機溶劑為二甲基甲酰胺。

本發明還提供了上述改性聚乙烯醇在制備阻燃抗菌材料中的應用。