一種樹狀聚酰胺型酯基季銨鹽及其合成工藝的制作方法
【專利說明】
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技術領域
[0002] 本發明涉及表面活性劑領域，具體涉及一種樹狀聚酰胺型酯基季銨鹽及其合成工 〇
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【背景技術】
[0004]酯基季銨鹽是一種新型陽離子表面活性劑，具有優異的柔軟、抗靜電、抗黃變性 能。不含APE0、甲醛，易生物降解、綠色環保，且用量少、效果好、配制方便、綜合成本低，具有 極高的性價比，是雙十八烷基二甲基氯化銨（D1821)及軟片、軟油精等的最佳替代品。隨著 世界各國的環境污染日益嚴峻，各國不斷嚴格控制各種添加劑的用量，這就使得開發高效 添加劑越來越成為迫切的社會需求。
[0005] 樹枝形大分子（Dendritic Macromolecule)是一種以小分子為生長點，通過逐步 反應而得到的一系列相對分子質量不斷增長而結構類似的化合物。典型的分子形狀為球 形，其分子尺寸突破了傳統有機小分子的界限，達到納米級別，可作為典型的納米材料。
[0006] 20多年來，基于樹狀聚合物為載體的理論和應用研宄取得了一系列突破，樹枝形 大分子的基礎研宄和實際應用得到了不斷的發展。樹枝形分子在逐步增長的過程中，每一 步的相對分子質量是可以精確控制的，并可根據不同的用途選擇不同的分子代數，而且它 的增長過程也是官能團數的幾何級增長，當增長到一定分子代以后，大量官能團在分子外 圍富集，為樹枝形分子的改性提供了可能。其精確的分子結構，使其內部分支單元高度對 稱。 這些獨特的分子結構，使樹枝形分子具有了下列特殊的性能特點：是一種牛頓流體，具 有良好的流體力學性能，易于成型加工；具有獨特的黏度行為，已發現其特性黏度隨相對分 子質量的增加出現最大值；容易成膜；多官能性；良好的穩定性等。
[0007] 這些獨特的性能為其在洗滌領域提供了廣闊的應用前景。例如：樹枝形分子良好 的流動性能，在較高的濃度下仍具有較好的流動性，在超過一定相對分子質量后，其黏度比 具有相同相對分子質量的線型分子低。因此，該類產品可制成高濃度產品，降低了成本，而 且有利于環境保護。樹狀聚合物還具有多官能性，可根據不同的用途進行改性。良好的熱 穩定性，有利于貯存、運輸，可在高溫條件下對產品進行加工而不影響產品性能。另外，樹狀 聚合物，相比于傳統的直鏈型聚合物而言，其尺寸可控，可以根據需求調控其分子大小來達 到其性能得最優化，這是傳統小分子柔軟劑和聚合物都無法比擬的。而傳統的直鏈小分子 酯基季銨鹽結構單一、功能性不強、用量較大，不符合綠色化學的要求。
[0008]
【發明內容】
[0009] 針對現有技術的不足，本發明提供了一種樹狀聚酰胺型酯基季銨鹽，具有易于合 成、毒性低、有利于生物降解的特性，并具有良好的去污、分散、乳化性能，符合綠色環保的 要求。
[0010] 本發明的第一個目的是提供一種樹狀聚酰胺型酯基季銨鹽，具有如下所示結構：
【主權項】
1. 一種樹狀聚酰胺型酯基季銨鹽，其特征在于，其化合物具有如下所示結構：
上述結構式中，η為0、1、2、3、4或5; m 為 7,9，11，13，15 或 17 ; X 為 Cl' Γ、CF3SO3-或 SO 廣。
2. -種樹狀聚酰胺型酯基季銨鹽的合成工藝，其特征在于，至少包括以下步驟： 步驟一，制備聚酰胺母體； 步驟二，合成鹵代羧酸酯； 步驟三，合成樹狀聚酰胺型酯基季銨鹽。
3. 根據權利要求2所述的一種樹狀聚酰胺型酯基季銨鹽的合成工藝，其特征在于，所 述步驟一至少包括以下步驟： (1) 以乙二胺或丙二胺為中心核，與過量的丙烯酸甲酯進行麥克加成反應，去除多余的 丙烯酸甲酯； (2) 再加入過量的乙二胺或丙二胺，進行甲酯的胺解反應； (3) 重復以上兩步反應得到各代聚合物母體； (4) 最后用N，N-二甲基乙二胺或N，N二甲基丙二胺作為外圍修飾物，進行外圍的酯基 胺解反應，反應完成后，得到聚酰胺母體； 步驟一的反應方程式如下（以乙二胺為例）：
4. 根據權利要求2所述的一種樹狀聚酰胺型酯基季銨鹽的合成工藝，其特征在于，所 述步驟二至少包括以下步驟： 以烷基醇為溶劑，采用鹵乙酰鹵或鹵乙酸與長鏈烷基醇反應制備鹵代羧酸酯，并加入 適量的碳酸氫鈉作縛酸劑，在反應過程中充分攪拌，反應結束后過濾除去固體沉淀物； 其反應方程式為：
反應方程式中，m為7,9,11，13,15或17, X為Cl'Bf或廠。
5. 根據權利要求2所述的一種樹狀聚酰胺型酯基季銨鹽的合成工藝，其特征在于，所 述步驟三至少包括以下步驟： 將步驟一中得到的聚酰胺母體與步驟二中得到的鹵代羧酸酯在強極性溶劑中季銨化 得到樹狀聚酰胺型酯基季銨鹽； 其反應方程式為：
6. 根據權利要求3所述的一種樹狀聚酰胺型酯基季銨鹽的合成工藝，其特征在于，所 述步驟一中，丙烯酸甲酯與氨基官能團的比例為2 :1~10 :1，步驟一的反應為無溶劑反應， 乙二胺和丙烯酸甲酯作為反應物的同時又作為溶劑，反應溫度為25~150°C，反應時間為 8 ~48h〇
7. 根據權利要求4所述的一種樹狀聚酰胺型酯基季銨鹽的合成工藝，其特征在于，所 述步驟二中，通過控制NaHCO3的添加比例將反應體系的pH值維持在8~10之間，所述鹵 代羧酰鹵和烷基醇的摩爾比為1 :1~I :1. 4,反應溫度為25~80°C。
8. 根據權利要求5所述的一種樹狀聚酰胺型酯基季銨鹽的合成工藝，其特征在于，所 述步驟三中，鹵代羧酸酯與聚酰胺母體的摩爾比控制在0. 8 :1~1 :1，反應溫度為80°C~ 120°C，應時間為8~24h。
9. 根據權利要求5所述的一種樹狀聚酰胺型酯基季銨鹽的合成工藝，其特征在于，在 步驟三中，所述強極性溶劑為乙醇、乙腈或二甲基甲酰胺。
【專利摘要】一種樹狀聚酰胺型酯基季銨鹽及其合成工藝，包括以下步驟：步驟一，制備聚酰胺母體；步驟二，合成鹵代羧酸酯；步驟三，合成樹狀聚酰胺型酯基季銨鹽。本發明具有易于合成、毒性低、有利于生物降解的特性，并具有良好的去污、分散、乳化性能，且成本低，易生產，符合綠色環保的要求。
【IPC分類】C08G83-00, B01F17-18, B01F17-52, C07C237-12, C07C231-12
【公開號】CN104744709
【申請號】CN201510167376
【發明人】余建軍, 植卉
【申請人】上海匯銳化工科技有限公司
【公開日】2015年7月1日
【申請日】2015年4月10日