一种磺酸型扩链剂的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种磺酸型扩链剂的制备方法，包括混合，重结晶，干燥，磺化，精制5个步骤，合成中间体采用无溶剂工艺，反应物分子之间的碰撞更加直接有效，因此能提高反应效率，和有溶剂的反应相比，无溶剂反应合成方法具有时间段，反应速率高，转化率更高的优点，而且避免了溶剂损耗，回收和造成环境污染的问题。

Preparation of sulfonic acid type chain extender

【技术实现步骤摘要】
一种磺酸型扩链剂的制备方法
本专利技术属于扩链剂领域，尤其涉及一种磺酸型扩链剂的制备方法。
技术介绍
磺酸型扩链剂能够显著地提高聚氨酯的固含量，在扩链剂上引入磺酸基，进而将磺酸基引入到聚氨酯大分子链上，能使其亲水性更好，各方面的性能均有提高。扩链剂的分子质量比较小，反应比较活泼，因此能有效调节反应的速率并使反应体系迅速地进行交联，亲水性扩链剂可以使水性聚氨酯具有良好的分散性或自乳化性能。目前国内大多采用的扩链剂是羧酸型的，而磺酸型扩链剂与羧酸型扩链剂对比来看，其电离度更高、热稳定性更好，而且种类比较多，磺酸型水性聚氨酯在各个方面的性能上也都是优于羧酸型的。但是现有的磺酸型扩链剂价格高，污染性强，本专利技术在于公开一种新型的磺酸型扩链剂的制备方法。
技术实现思路
鉴于以上所述，本专利技术正是针对以上技术问题，提供了一种磺酸型扩链剂的制备方法。一种磺酸型扩链剂的制备方法，包括以下步骤：S1将N-甲基二乙醇胺中滴加氯丙烯，加热到45-55摄氏度，得到中间体，中间体主要成分为甲基二羟乙基丙烯基氯化铵，其中，所加入的N-甲基二乙醇胺与氯丙烯的摩尔比为1:(1.2～1.4)；S2将所得的中间体置于体积比为1:4的乙醇和乙酸乙酯溶剂中进行重结晶，以减压抽滤的方式得到白色晶体；S3在60-65摄氏度的温度下进行真空干燥得到纯化的晶体；S4将纯化的晶体、亚硫酸钠以及硝酸钠加入反应器中，升温至回流，然后滴加亚硫酸氢钠水溶液，再在85-100℃下搅拌反应6-8h，得到粗品扩链剂；采用离子交换法原理除去产物粗品中的亚硫酸钠、亚硫酸氢钠以及硝酸钠，然后除去反应生成的氯化钠，即得磺酸型水性聚氨酯扩链剂；其中，所加入的纯化的晶体与亚硫酸钠的摩尔比为(1～3):3；亚硫酸钠与亚硫酸氢钠水溶液中含有的亚硫酸氢钠的摩尔比为1:2。S5对粗品扩链剂进行精制并干燥，得到固体产品。本专利技术可进一步优化为S4中采用离子交换法原理除去产物粗品中的亚硫酸钠、亚硫酸氢钠以及硝酸钠，然后除去反应生成的NaCl是采用如下方法进行的：将产物粗品通过阴离子交换柱层析，然后用蒸馏水不断洗涤阴离子交换柱直至流出液无色为止，收集得到的流出液并调至流出液的pH值＝7，再加入无水乙醇，过滤除去生成的NaCl，最后在80℃下抽真空除去溶剂，得到磺酸型扩链剂。本专利技术可进一步优化为S2中减压抽滤时，过滤容器内部压力为0.2～0.3个标准大气压。本专利技术可进一步优化为S1中在混合反应过程中用磁力搅拌子不断进行搅拌。本专利技术可进一步优化为S5中精制过程为减压干燥脱水。本专利技术中，合成中间体采用无溶剂工艺，因为无溶剂反应没有溶剂分子的介入，造成反应体系的局部高浓度，反应物分子之间的碰撞更加直接有效，因此能提高反应效率，和有溶剂的反应相比，无溶剂反应合成方法具有时间段，反应速率高，转化率更高的优点，而且避免了溶剂损耗，回收和造成环境污染的问题；以乙醇和乙酸乙酯溶剂进行重结晶，以减压抽滤的方式析出晶体，出晶效率高，纯度也能得到保证，本专利技术磺化反应采用亚硫酸钠、亚硫酸氢钠的液相磺化法，磺化更加充分，成本低，无毒副作用。具体实施方式根据以下实施例对本专利技术一种磺酸型扩链剂的制备方法实施例做进一步说明。一种磺酸型扩链剂的制备方法，包括以下步骤：S1将N-甲基二乙醇胺中滴加氯丙烯，加热到45-55摄氏度，得到中间体，中间体主要成分为甲基二羟乙基丙烯基氯化铵，其中，所加入的N-甲基二乙醇胺与氯丙烯的摩尔比为1:(1.2～1.4)；S2将所得的中间体置于体积比为1:4的乙醇和乙酸乙酯溶剂中进行重结晶，以减压抽滤的方式得到白色晶体；S3在60-65摄氏度的温度下进行真空干燥得到纯化的晶体；S4将纯化的晶体、亚硫酸钠以及硝酸钠加入反应器中，升温至回流，然后滴加亚硫酸氢钠水溶液，再在85-100℃下搅拌反应6-8h，得到粗品扩链剂；采用离子交换法原理除去产物粗品中的亚硫酸钠、亚硫酸氢钠以及硝酸钠，然后除去反应生成的氯化钠，即得磺酸型水性聚氨酯扩链剂；其中，所加入的纯化的晶体与亚硫酸钠的摩尔比为(1～3):3；亚硫酸钠与亚硫酸氢钠水溶液中含有的亚硫酸氢钠的摩尔比为1:2。S5对粗品扩链剂进行精制并干燥，得到固体产品。根据下表中的各个实施例可以看出不同摩尔比的N-甲基二乙醇胺与氯丙烯对最终扩链剂的生产效率的对比：N-甲基二乙醇胺与氯丙烯的摩尔比纯化的晶体与亚硫酸钠的摩尔比生产率实施例11:1.21:340%实施例21:1.32:351%实施例31:1.43:367%本专利技术可进一步优化为S4中采用离子交换法原理除去产物粗品中的亚硫酸钠、亚硫酸氢钠以及硝酸钠，然后除去反应生成的NaCl是采用如下方法进行的：将产物粗品通过阴离子交换柱层析，然后用蒸馏水不断洗涤阴离子交换柱直至流出液无色为止，收集得到的流出液并调至流出液的pH值＝7，再加入无水乙醇，过滤除去生成的NaCl，最后在80℃下抽真空除去溶剂，得到磺酸型扩链剂。S2中减压抽滤时，过滤容器内部压力为0.2～0.3个标准大气压，S5中精制过程为减压干燥脱水,通过减压来提高过滤的效率，使干燥脱水过程更加彻底。S1中在混合反应过程中用磁力搅拌子不断进行搅拌，利用放入液体中的磁性搅拌子在旋转磁场中的连续圆周运动达到搅拌液体的目的，使搅拌效果更加持久均匀。本专利技术中的优势在于合成中间体采用无溶剂工艺，因为无溶剂反应没有溶剂分子的介入，造成反应体系的局部高浓度，反应物分子之间的碰撞更加直接有效，因此能提高反应效率，和有溶剂的反应相比，无溶剂反应合成方法具有时间段，反应速率高，转化率更高的优点，而且避免了溶剂损耗，回收和造成环境污染的问题；以乙醇和乙酸乙酯溶剂进行重结晶，以减压抽滤的方式析出晶体，出晶效率高，纯度也能得到保证，本专利技术磺化反应采用亚硫酸钠、亚硫酸氢钠的液相磺化法，成本低，无毒副作用。最后应说明的是：以上所述仅为本专利技术的优选实施例而已，并不用于限制本专利技术，尽管参照前述实施例对本专利技术进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本专利技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种磺酸型扩链剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS1将N-甲基二乙醇胺中滴加氯丙烯，加热到45-55摄氏度，得到中间体，中间体主要成分为甲基二羟乙基丙烯基氯化铵，其中，所加入的N-甲基二乙醇胺与氯丙烯的摩尔比为1:(1.2～1.4)；/nS2将所得的中间体置于体积比为1:4的乙醇和乙酸乙酯溶剂中进行重结晶，以减压抽滤的方式得到白色晶体；/nS3在60-65摄氏度的温度下进行真空干燥得到纯化的晶体；/nS4将纯化的晶体、亚硫酸钠以及硝酸钠加入反应器中，升温至回流，然后滴加亚硫酸氢钠水溶液，再在85-100℃下搅拌反应6-8h，得到粗品扩链剂；采用离子交换法原理除去产物粗品中的亚硫酸钠、亚硫酸氢钠以及硝酸钠，然后除去反应生成的氯化钠，即得磺酸型水性聚氨酯扩链剂；其中，所加入的纯化的晶体与亚硫酸钠的摩尔比为(1～3):3；亚硫酸钠与亚硫酸氢钠水溶液中含有的亚硫酸氢钠的摩尔比为1:2；/nS5对粗品扩链剂进行精制并干燥，得到固体产品。/n

【技术特征摘要】
1.一种磺酸型扩链剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1将N-甲基二乙醇胺中滴加氯丙烯，加热到45-55摄氏度，得到中间体，中间体主要成分为甲基二羟乙基丙烯基氯化铵，其中，所加入的N-甲基二乙醇胺与氯丙烯的摩尔比为1:(1.2～1.4)；
S2将所得的中间体置于体积比为1:4的乙醇和乙酸乙酯溶剂中进行重结晶，以减压抽滤的方式得到白色晶体；
S3在60-65摄氏度的温度下进行真空干燥得到纯化的晶体；
S4将纯化的晶体、亚硫酸钠以及硝酸钠加入反应器中，升温至回流，然后滴加亚硫酸氢钠水溶液，再在85-100℃下搅拌反应6-8h，得到粗品扩链剂；采用离子交换法原理除去产物粗品中的亚硫酸钠、亚硫酸氢钠以及硝酸钠，然后除去反应生成的氯化钠，即得磺酸型水性聚氨酯扩链剂；其中，所加入的纯化的晶体与亚硫酸钠的摩尔比为(1～3):3；亚硫酸钠与亚硫酸氢钠水溶液中含有的亚硫酸氢钠的摩尔比为1:2；
S5对粗品扩链剂进行精制并干燥，...

【专利技术属性】
技术研发人员：俞益平，徐小云，
申请(专利权)人：浙江大川新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33