3-烯丙基-5,5-二甲基海因及其制备方法技术

本发明专利技术公开一种3-烯丙基-5，5-二甲基海因及其制备方法，用于纤维素织物处理的纺织抗菌整理剂和生产航天固体推进剂键合剂，以及对聚酰胺膜进行接枝改性提高耐氯性能。产品由5，5-二甲基海因、碱性催化剂、醇类物质、溴代烃、水按质量百分比混合反应而成。制备方法是在容器水中先后加入上述各组份进行搅拌溶解、混合反应，然后冷却至室温减压干燥，最后用石油醚重结晶两次。使抗菌纺织物对病毒、细菌、真菌及芽孢有抑制作用，可再生有持久抗菌性，使用无毒副作用。固体推进剂键合剂使用，抗拉强度、延伸率和断裂延伸率都有提高，改善了推进剂的力学性能。对聚酰胺类复合反渗透膜进行接枝改性，增强或提高了膜的亲水性、耐氯性、通水量、截盐率、杀菌力。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种3-烯丙基-5，5-二甲基海因。用于纤维素织物处理的纺织抗菌整理剂和生产航天固体推进剂键合剂，以及对聚酰胺膜进行接枝改性提高耐氯性能。
技术介绍
3-烯丙基-5，5-二甲基海因，又称3-烯丙基-5，5-二甲基乙内酰脲，也称3-烯丙基-二甲基-2，4-咪唑烷二酮，可简称ADMH。目前其主要用在下述几个方面3-烯丙基-5，5- 二甲基海因分子中含有一个乙烯基结构，能通过自由基聚合反应以共价键的形式引入聚合物表面而不易水解流失，因此能够被广泛接枝到天然或人工织物上，或与其它乙烯基单体共聚，能赋予这些聚合物优良、持久和可再生的抗菌性能。3-烯丙基-5，5-二甲基海因经氯化后，还能形成氯代酰胺结构，其耐水性能和抗菌持久性能达到了最佳效果，是目前不可多得的杀菌剂前体，氯化后应用于纺织品的抗菌整理，经杀菌失去 抗菌活性后还能在含氯溶液中再生，只需在添加I %的量就能使纺织品具有对大多数病原体的强大的杀菌功能。3-烯丙基-5，5-二甲基海因有望在医疗卫生服装、日常服装面料和功能纤维等纺织品织物处理后具有持久抗菌性和再生抗菌性，美国Halosource公司已经将其作为抗菌剂整理剂应用于纤维织物、非织造布和硬物质表面的抗菌处理等方面。在航天工业发展过程中，固体推进剂正在向着高能化方向发展，在固体推进剂配方中引入了含能材料，这些含能材料有含能粘合剂、含能增塑剂、高能氧化剂等，是提高能量的主要途径。但是添加高能氧化剂会使固体填料与粘结剂界面的粘结性能变差，这样就对推进剂的力学性能、燃烧性能及储存性能受到影响，严重时是当推进剂承受一定的载荷时候容易发生脱湿现象，也就是固体推进剂在承受一定应力作用时容易发生断裂，解决这一个问题的有效办法就是在推进剂中加入合适的键合剂。作为固体推进剂的重要组分之一的键合剂，也称结合剂或偶联剂，能使推进剂的力学性能大幅度提高。键合剂在固体推进剂中用量少，作用大，使用量千分之几或百分之几，就能显著提高推进剂的力学性能，同时改善老化和低温性能，所以键合剂被称为固体推进剂的秘密武器。常见的键合剂有氮丙啶及其衍生物、烷醇胺及其衍生物、多胺及其衍生物、有机硅烷类、有机钛酸酯类、二茂铁化合物类、噁唑啉类、中性聚合物和海因小分子类。由于海因类化合物是一种环状酰胺，作为键合剂对于某些推进剂体系具有较好的效果，合成含有海因的高分子键合剂能较好的提高推进剂力学性能的技术途径。在推进剂中加入海因键合剂后，推进剂发生弯曲变化的时候氧化剂不会发生剥离，并且在填料颗粒表面形成的高模量抗撕裂层，增强了界面的粘结，明显改善了工艺性能。研制开发生产3-烯丙基-5，5-二甲基海因单体具有深远的意义。膜分离是分子级的分离，分离膜包括反渗透膜，纳滤膜，超滤膜、微滤膜、电渗析膜、渗透气化膜、液体膜、气体分离膜、电极膜等，反渗透膜是上世纪60年代发展起来的一种膜分离技术，能够除去水中的溶解盐类、胶体、微生物、有机物(去除率高达97 % 98% )，系统水质好、耗能低、无污染、工艺操作简单等优点，已经应用于海水及苦咸水淡化、纯水和超纯水的制备、饮用水净化、废水处理以及特触工艺用水的净化与浓缩等。国际上通用的反渗透膜主要为不对称的醋酸纤维膜和复合的芳香聚酰胺膜，到上世纪80年代末高脱盐率的全芳香聚酰胺复合反渗透膜实现了工业化生产。上世纪90年代中期超低压高脱盐全芳香聚酰胺复合反渗透膜也开始进入市场。目前芳香聚酰胺类复合反渗透膜已成为商品反渗透膜的主流而被广泛用于海水淡化、苦咸水脱盐、废水处理、纯水和高纯水制备等领域。但是在使用过程中存在两个显著的缺点，一个是不耐污染，第二个是不耐氧化，对游离氯非常敏感，要求进水的余氯不能超过0. Ippm,如超过会造成膜的使用寿命缩短，运行成本增加，从而限制了芳香聚酰胺类复合反渗透膜技术的发展与应用，研制开发耐氯芳香聚酰胺类复合反渗透膜非常重要。经过研制采用3-烯丙基-5，5-二甲基海因对芳香聚酰胺类复合反渗透膜接枝改性后达到了使用要求。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种3-烯丙基-5，5_二甲基海因，它能用作生产可再生的纺织品抗菌整理剂和航天固体推进剂键合剂及对聚酰胺类复合反渗透膜进行接枝改性提高耐氯性能。本专利技术的另一个目的是提供3-烯丙基-5，5_ 二甲基海因的制备方法，本专利技术的目的通过以下技术方案来实现 一种3-羟甲基-5，5- 二甲基海因，是由下列组份按质量百分比混合，采用盖布瑞尔(Gabriel)合成反应而成5，5-二甲基海因 9-18%碱性催化剂 2-7%醇类物质7-18%溴代烃5-15%水余量，3-羟甲基-5，5- 二甲基海因的制备方法①、将碱性催化剂加入容器内的水中溶解，然后再加入5，5_ 二甲基海因进行溶解得混合水溶液，②、在混合水溶液中再加入醇类物质进行反应得反应液，③、向反应液中加入溴代烃，在55°C _65°C进行恒温反应，控制时间2. 5-4小时，④、恒温反应后进行冷却至室温25°C以下减压干燥，得到晶体状的粗品3-烯丙基-5，5-二甲基海因，⑤、将上面粗品放入容器用石油醚在65°C下，经溶解、过滤、结晶进行重结晶两次，即得到成品3-烯丙基-5，5- 二甲基海因。所述3-烯丙基-5，5_ 二甲基海因，优选是由下列组份按质量百分比混合，采用盖布瑞尔(Gabriel)合成反应而成5，5-二甲基海因11-16%碱性催化剂 3-5%醇类物质9-16%溴代烃7-12%水余量。所述3-烯丙基-5，5_ 二甲基海因，各组份具体选料5，5-二甲基海因一种，碱性催化剂是固体氢氧化钠或固体氢氧化钾其中一种，醇类物质是无水甲醇或无水乙醇其中一种，溴代烃是溴丙烯或溴乙烯其中一种。所述3-烯丙基-5，5_ 二甲基海因，各组份选料质量指标5，5-二甲基海因含量彡99. 6%固体氢氧化钠含量彡99.0%固体氢氧化钾含量彡95.0%无水甲醇含量彡99. 9%无水乙醇含量彡99. 5%溴丙烯含量彡99.0%溴乙烯含量彡99.0%。本产品的反应机理是(以选料固体氢氧化钠、无水甲醇、溴丙烯为例)，5，5_ 二甲基海因3位上的氢离子在甲醇的作用下与固体氢氧化钠发生了取代反应，5，5_ 二甲基海因3位上的氢离子被取代后变为Na+离子即生成了钠盐离子，然后与溴丙烯反应，溴丙烯中的溴离子与钠离子形成了溴化钠，脱掉溴的溴丙烯加成到5，5-二甲基海因3位氮离子上生成 的产物即为3-烯丙基-5，5- 二甲基海因。本专利技术的优点。3_烯丙基-5，5_二甲基海因作为一种纺织物抗菌整理剂，以水为溶剂，过硫酸钾作引发剂，与丙烯腈共聚后接枝到纺织品表面，经氯化处理形成了 I-氯-烯丙基-5，5-二甲基海因，使抗菌纺织物对病毒、细菌、真菌及芽孢具有抑制作用，并经过洗涤后还可再生，具有持久抗菌性，在使用过程中不产生毒副作用，不会引起皮肤过敏和感染，而且与其它类的整理剂相容性较好。其又作为固体推进剂键合剂使用，在常温、低温、高温下的最大抗拉强度、最大延伸率和断裂延伸率都有不同程度的提高，改善了推进剂的力学性能，对硝胺类化合物具有较好的键合作用。再就是其单体对聚酰胺类复合反渗透膜进行接枝改性，使后膜的亲水性增强，耐氯性能提高，通水量增加，截盐率加大，杀菌力增强提高了膜的抗菌性能。具体实施方式按各组份质量百分比称量混合反应实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种3？羟甲基？5，5？二甲基海因，其特征是由下列组份按质量百分比混合，采用盖布瑞尔合成反应而成：5，5？二甲基海因？？？？9？18％？？？？？？？碱性催化剂？？？？2？7％醇类物质？？？？？？？？？？？7？18％？？？？？？？溴代烃？？？？？？？？5？15％水？？？？？？？？？？？？？？？？？余量，3？羟甲基？5，5？二甲基海因的制备方法：①、将碱性催化剂加入容器内的水中溶解，然后再加入5，5？二甲基海因进行溶解得混合水溶液，②、在混合水溶液中再加入醇类物质进行反应得反应液，③、向反应液中加入溴代烃，在55℃？65℃进行恒温反应，控制时间2.5？4小时，④、恒温反应后进行冷却至室温25℃以下减压干燥，得到晶体状的粗品3？烯丙基？5，5？二甲基海因，⑤、将上面粗品放入容器用石油醚在65℃下，经溶解、过滤、结晶进行重结晶两次，即得到成品3？烯丙基？5，5？二甲基海因。

【技术特征摘要】
1.ー种3-羟甲基-5，5-ニ甲基海因，其特征是由下列组份按质量百分比混合，采用盖布瑞尔合成反应而成 5，5_ ニ甲基海因 9-18%碱性催化剂 2-7% 醇类物质7-18%溴代烃5-15%水余量， 3-羟甲基-5，5- ニ甲基海因的制备方法 ①、将碱性催化剂加入容器内的水中溶解，然后再加入5，5-ニ甲基海因进行溶解得混合水溶液， ②、在混合水溶液中再加入醇类物质进行反应得反应液， ③、向反应液中加入溴代烃，在55°C_65°C进行恒温反应，控制时间2. 5-4小时， ④、恒温反应后进行冷却至室温25V以下减压干燥，得到晶体状的粗品3-烯丙基-5，5-ニ甲基海因， ⑤、将上面粗品放入容器用石油醚在65°C下，经溶解、过滤、结晶进行重结晶两次，即得到成品3-烯丙基-5，5-ニ甲基海因。2.根据权利要求I所述的3...

【专利技术属性】
技术研发人员：李武成，周保良，李爱军，娄献之，李丽敏，李伟光，
申请(专利权)人：河北亚光精细化工有限公司，
类型：发明
国别省市：