[發明專利]一種功能性聚季銨鹽及其制備方法

有效

• 申請號: 202011432399.2
• 申請日: 2020-12-09
• 公開（公告）號: CN112457489B
• 公開（公告）日: 2023-01-20
• 發明（設計）人: 劉霖;李章;丁波;張開志;張田林
• 申請（專利權）人: 江蘇海洋大學;連云港海恒生化科技有限公司
• 主分類號: C08G73/00
• 分類號: C08G73/00
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 嚴志平

一種功能性聚季銨鹽及其制備方法。本發明提供的一種側鏈羥甲基丙酰胺的功能性聚季銨鹽，制備原料包括3?(N,N?二烴基氨基)丙胺、丙烯酰胺、丙烯酸酯、雙烷基化試劑和甲醛，各步驟反應效率高，副反應少，原料易得，制備方法簡單，工藝過程安全高效；所述側接羥甲基丙酰胺的功能性聚季銨鹽具有普通季銨陽鹽的親水性和抗菌功能，不僅可對天然高分子材料進行季銨陽離子交聯或改性，還能賦予所改性材料的抗靜電功能、表面活性劑作用、柔軟劑功能。

技術領域

本發明涉及一種聚季銨鹽，特別涉及側鏈含(N-羥甲基丙酰胺)的聚季銨鹽，用作季銨陽離子交聯劑或改性劑，屬于功能高分子材料領域。

技術背景

甲醛、乙二醛、戊二醛、1,3-二羥甲基脲、二羥甲基二羥基乙烯脲、乙二醇二縮水甘油醚類、甲苯二異氰酸酯類、三聚氯氰類、對苯二甲酰氯類等是目前常用的小分子交聯劑，都可以與高分子材料鏈結構中的O-H或N-H基團進行兩次或兩次以上的縮合反應、加成反應、醚化反應或酯化反應。經工藝優化的2,2-二氯乙基醚公司產品也可用作交聯劑或雙烷基化試劑，對諸如聚乙烯醇、聚酰胺等合成材料，或淀粉、纖維素、殼聚糖等天然高分子鏈間產生交聯現象，而這些只能稱之為交聯劑。其中利用多叔胺化合物與環氧氯丙烷為原料制得的多環氧基季銨鹽是一類多環氧基陽離子交聯劑，屬于一類功能性交聯劑，用于紙、纖維素纖維或纖維素織物的陽離子化交聯與改性，或用于制備高陽離子度高分子量的陽離子淀粉，或用于制備聚合物電解質凝膠和電子成像材料中具有重要作用。例如WO 2008022062，US10280148，CN104086511，CN104086512，CN110204710，CN108385415，CN107574691，CN105218688公開了一批多環氧基單季銨鹽，多環氧基多季銨鹽或者多環氧基聚季銨鹽。但是叔胺與環氧氯丙烷的副反應較多，影響了主反應效率，主副產物分離困難，所制主產物純度低。

發明內容

本發明提供一種功能性聚季銨鹽，其特征是側鏈含(N-羥甲基丙酰胺)的聚季銨鹽，其具有通式(A)所示結構：

其中通式(A)中的選取C₂～C₁₈的亞烴基或其中所述p選自1～2000的自然數；R₁和R₂分別選自C₁～C₁₈烴基，n選自2～2000的自然數，X選自Cl、Br、I或p-CH₃-C₆H₄SO₃中的一種，Y分別具有式(B)或通式(C)所示結構：

其中通式(C)中的R₃選自C₁～C₁₈烴基或中的一種，其中所述R₄選自C₁～C₁₈烴基，所述q選自0～2000的自然數。

本發明提供的一種功能性聚季銨鹽，其特征在于側鏈含N-羥甲基丙酰胺結構單元的功能性聚季銨鹽，能夠與諸如聚乙烯醇、聚酰胺等合成材料，或淀粉、纖維素、蛋白質、動物皮革、殼聚糖等天然材料中的O-H或N-H基團進行縮合反應，實現其陽離子化交聯或改性，具有類似所述多環氧基聚季銨鹽或所述多環氧基多季銨鹽的功能與作用；并且可通過調整通式(A)中的R₁或R₂、或通式(C)中的R₃或R₄烴基大小，也可通過調節通式(A)中的p或通式(C)中的q值高低，分別賦予所述功能性聚季銨鹽以及所改性高分子材料的親水、保水、親膚、憎水、抗菌、抗靜電、柔軟等功能，從而滿足生產和生活多種領域的需要。通式(A)所示結構的功能性聚季銨鹽中含多個N-羥甲基丙酰胺側鏈，保證了其對聚乙烯醇、聚酰胺等合成材料，或淀粉、纖維素、蛋白質、動物皮革、殼聚糖等天然高分子材料的接枝效率或反應效率，實現了所述材料陽離子化改性的高效化、高分子鏈間交聯的完整化、賦予改性材料功能的多樣化，豐富了改性聚合物材料的特性和功能，拓展了改性聚合物材料的應用范圍。