本发明专利技术涉及高分子双季铵盐导电剂的制备方法，包括以下步骤：将叔胺与一卤代物混合物加入装有搅拌和冷凝装置的四口烧瓶中，添加非醇类有机溶剂，在温度20℃～100℃，压力为0.01MPa～1Mpa条件下，均匀搅拌2～48小时，降温静置，制得单季铵盐；将与上步骤中的反应产物摩尔比为（1:1）～（4:1）具有基团R5与R6结构特征的连接剂和占反应物总质量0.01%～3%的催化剂添加到所述四口烧瓶中，在50～180℃温度和0.01Mpa～50Mpa压力下，均匀搅拌2～8小时，在50～180℃温度下，抽真空除去溶剂，制得双季铵盐。本发明专利技术的高分子双季铵盐导电剂制备方法，原料来源广泛，价格低；制备工艺简单，制得的高分子双季铵盐结构多样，具有良好的导电性能；在低极性溶剂中具有良好的溶解性，在涂料和油墨体系具有良好的相容性和贮存稳定性。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于精细化工助剂领域，涉及涂料和油墨表面活性剂的制备，特别是涉及 涂料和油墨的导电助剂和抗静电剂高分子季铵盐的制备。
技术介绍
季铵盐是一种重要的化工原料，通常作为表面活性剂使用，其季铵盐阳离子具有 良好的电离性和导电性能，常作为导电助剂和抗静电剂应用于涂料和油墨行业。 季铵盐的合成的方法最常见且最易实现的方法为叔胺与卤化物反应即可生成季 铵盐，如美国专利N0. 4, 450, 174、4, 156, 775、6, 485, 790、2, 295, 504、5, 855, 817 及中国专 利CN1946674A、101428206A、1426681A、1569846、1616410A、101735078A等均介绍了各种叔 胺与卤化物反应生成季铵盐的内容。这些较低分子量季铵盐，具有较高极性和良好的电离 性能，虽然能赋予涂料和油墨体系良好的导电性能，但是本身亲油的有机分子链段较短，在 低极性溶剂中的溶解性较差，与低极性的涂料和油墨体系的相容性较差，产品的贮存稳定 性较差，低温易析出，影响导电或抗静电性能，同时也会影响涂膜性能。 高分子季铵盐具有较大的高分子链段，可以赋予高分子季铵盐在较低极性的溶剂 中一定的溶解性，与涂料或油墨体系具有良好的相容性，具有良好的贮存稳定性，低温不易 析出，可以持久保持涂膜的导电或抗静电性能。中国专利CN1221447A介绍了一种首先由 C16-C22具有一定不饱和度的脂肪酸与三乙醇胺反应生成单酯、二酯、三酯的叔胺混合物， 然后再与多种季铵盐化试剂反应生成季铵盐的方法，通过控制反应条件，产物二酯季铵盐 的含量大于总季铵盐含量55%质量百分比，三酯季铵盐含量小于总季铵盐含量20%质量百 分比。中国专利CN1013376707A介绍了一种聚醚型高分子季铵盐的合成方法，以环氧氯丙 烷和环氧烯烃为原料合成含氯甲基侧基的端羟基均聚或共聚聚醚，然后和叔胺反应生成聚 醚型高分子季铵盐。美国专利N0. 6, 183, 622也介绍了聚环氧氯丙烷与叔胺反应，生成高分 子季铵盐的方法。这些高分子季铵盐具有较长的高分子链段，具有一定的亲油性，但是相对 也降低了分子链段中阳离子季铵盐所占的比例，导致分子链段中离子电离性能降低，影响 导电和抗静电性能。 为此，双季铵盐（Gemini)的制备工艺成为了研究的重点，现有技术的双季铵盐的 制备方法主要有三种：1.以二卤代物和叔胺为原料制得，采用二卤代物的分子链作为连接 剂将两个叔胺连接起来。2.以含二叔胺化合物与一卤代物为原料，采用含二叔胺化合物的 分子链为连接剂将两个一卤代物连接起来。3.以环氧氯丙烷、叔胺及盐酸为原料，首先通过 盐酸与环氧氯丙烷中的环氧基团反应制得含有二氯化合物，然后再与叔胺反应生成双季铵 盐化合物。最常见的的为第一种方法，如中国专利CN1027219A、101332419A及1344709A 均介绍了使用二卤代物与长链叔胺，在有机溶剂中制得季铵盐化合物的方法。然而，上述三 种制备双季铵盐的方法普遍存在原料可选择性较低、原料价格较高、季铵盐高分子链段过 短等问题。
技术实现思路
基于此，针对现有技术，本专利技术要解决的技术问题是，提高制备高分子双季铵盐导 电剂的原料可选择性和季铵盐分子结构多样性，降低制备原料成本，简化制备工艺。 本专利技术的目的在于提供一种原料选择性大、原料价格便宜、季铵盐分子结构多样 性、制备工艺简单的。 本专利技术所采取的技术方案是： 一种，包括如下步骤： 1) 单季铵盐制备 将叔胺与一卤代物混合物加入装有搅拌和冷凝装置的四口烧瓶中，添加非醇类有机溶 剂，在温度20°C~100°C，压力为0.OIMPa~IMpa条件下，均匀搅拌2~48小时，降温静置， 制得单季铵盐； 2) 制备双季铵盐 将与步骤a)中的反应产物摩尔比为（1:1)~（4:1)具有基团R5与R6结构特征的连 接剂和占反应物总质量〇. 01%~3%的催化剂添加到所述四口烧瓶中，在50~180°C温度和 0?OIMpa~50Mpa压力下，均匀搅拌2~8小时，在50~180°C温度下，抽真空除去溶剂，制 得双季铵盐； 其中，所述连接剂的结构特征如式（I)所示：(I) 所述R5表示具有1~30个碳原子的碳链结构，所述R6表示酸酐、羧基、羟基或异氰酸 酯基团。 在其中一个实施例中，步骤2)中，所述催化剂为有机锡类、钛酸酯类、磺酸盐类及 复合固体超强酸类。 优选地，所述催化剂选自二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡、对甲苯磺酸中的一种。 在其中一个实施例中，步骤1)中，所述叔胺与所述一卤代物的摩尔比为（1:1)~ (1:6)，所述非醇类有机溶剂用量为所述叔胺与所述一卤代物的总质量百分数的20-200%。 优选地，所述非醇类有机溶剂含1~30碳原子数。 更进一步的，所述非醇类有机溶剂选自含3-20碳原子数的苯、甲苯、二甲苯、三甲 苯、丙酮、丁酮、甲基异丁基甲酮、乙酸乙酯、乙酸丁酯、石油醚、丙二醇甲醚醋酸酯、二氯甲 烷、三氯甲烷、四氢呋喃中的一种。 在其中一个实施例中，步骤1)中，所述叔胺与所述一卤代物的反应过程如式（II) 所示：其中，所述Rl、R2及R3为具有相同和/或不相同1-30个碳原子的碳链结构，所述R4 表示具有1-30个碳原子的碳链结构，所述X为卤族元素。在其中一个实施例中，所述叔胺的所述Rl、R2及R3选自1-20个碳原子的甲基、 乙基、丙基、1- 丁基、1-戊基、己基、辛基、异丙基、异丁基、叔丁基、新戊基、2-戊基、异戊基、 异己基、异辛基、十二烷基、环己基、羟基、羟甲基、羟乙基中的一种或多种；所述一卤代化合 物的所述R4表选自2-20个碳原子乙基、丙基、1- 丁基、1-戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸 基、十^烷基、十四烷基、十八烷基、十八烷基、异丙基、异丁基、仲丁基、新戊基、2 -戊基、异 戊基、异己基、异辛基、环丙基、环己基、环氧丙基、乙醇基、丙醇基、己醇基、丙酸基、丁酸基、 戊酸基、己酸基、丙酸乙酯基、丁酸乙酯基中的一种；所述X为氯或溴。 在其中一个实施例中，所述叔胺选自三乙胺、三正丙胺、三正丁胺、三正己胺、三正 辛胺、二异辛胺、二 _ (2-乙基己基）胺、N，N-二甲基乙胺、N，N-二甲基丁胺、N，N-二甲基 正辛胺、N，N-二甲基环己胺、N，N-二异丙基乙胺、N，N-二戊基-1-戊胺、N，N-二甲基乙醇 胺、N，N-二乙基乙醇胺、N，N-二乙基羟胺中的一种；所述一卤代化合物选自氯乙烷、溴乙 烷、氯代正丙烷、溴丙烷、1-氯代正丁烷、1-溴代正丁烷、1，-氯代正戊烷、1-溴代正戊烷、 1-氯代正己烷、1-溴代正己烷、1-氯代正辛烷、1-溴代正辛烷、1-溴代正庚烷、1-溴代正壬 烷、1-溴代正癸烷、1-氯代十二烷、1-溴代十二烷、1-氯代十四烷、1-溴代十四烷、1-氯代 十六烷、1-溴代十六烷、1-氯代十八烷、1-溴代十八烷、氯代异丙烷、溴代异丙烷、氯代仲丁 烷、溴代仲丁烷、氯代异丁烷、溴代异丁烷、氯代异戊烷、溴代异戊烷、溴甲基环丙烷、2-环 己基溴乙烷、环氧氯丙烷、环氧溴丙烷、2-溴乙醇、氯丙醇、3-溴-1-丙醇、6-氯-1-己醇、 3_氯丙酸、3-溴丙酸、4-溴丁酸、5-溴代戊酸、6-溴代己酸、氯代丙酸乙酯、溴代丙酸乙酯、 溴本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种高分子双季铵盐导电剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：a）单季铵盐制备将叔胺与一卤代物混合物加入装有搅拌和冷凝装置的四口烧瓶中，添加非醇类有机溶剂，在温度20℃～100℃，压力为0.01MPa～1Mpa条件下，均匀搅拌2～48小时，降温静置，制得单季铵盐；b）制备双季铵盐将与步骤a）中的反应产物摩尔比为（1:1）～（4:1）具有基团R5与R6结构特征的连接剂和占反应物总质量0.01%～3%的催化剂添加到所述四口烧瓶中，在50～180℃温度和0.01Mpa～50Mpa压力下，均匀搅拌2～8小时，在50～180℃温度下，抽真空除去溶剂，制得双季铵盐；其中，所述连接剂的结构特征如式（Ⅰ）所示：（Ⅰ）所述R5表示具有1～30个碳原子的碳链结构，所述R6表示酸酐、羧基、羟基或异氰酸酯基团。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王文，陶金铸，
申请(专利权)人：珠海市金团化学品有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44
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