一种高纯级N-异丁氧基甲基丙烯酰胺IBMA的合成与纯化方法技术

本发明专利技术提供了一种高纯级N

【技术实现步骤摘要】
一种高纯级N
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异丁氧基甲基丙烯酰胺IBMA的合成与纯化方法


[0001]本专利技术涉及化工产品制备与纯化方法领域，具体而言，涉及一种高纯级N
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异丁氧基甲基丙烯酰胺IBMA的合成与纯化方法。

技术介绍

[0002]N
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异丁氧基甲基丙烯酰胺(IBMA)是一种新型交联单体。与目前印花粘合剂交联单体羟甲基丙烯酰胺(NMA)比较，IBMA具有三个优越性：(1).用IBMA制造的印花粘合剂，涂膜耐水耐热性能好，印花膜柔韧，改变了人们“涂料印花手感硬只宜小块印花”的看法；(2).固化能量消耗低(120℃/5分钟)，与NMA制取的粘合剂比较，节能20～25％；(3).成膜时放出异丁醇气体，对环境无害，而NMA乳液固化成膜时释出刺激性气体甲醛。另外N
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异丁氧基甲基丙烯酰胺(IBMA)作为新型的交联类单体，应用于自交联的丙烯酸乳液还有如下其他优越性能：改善附着力，提高拉伸强度；较高的耐冲击性能；良好的柔韧性(减少了最终热固聚合物纹裂的发生)；防止粘接和结块；改善手感；适用于乳液聚合(纺织粘合剂)，溶剂型基体树脂合成；UV光固化体系中反应稀释剂，N
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异丁氧基甲基丙烯酰胺在UV里可以提高对极性基材的附着力，如金属/木材/PET等等。
[0003]在研究N
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异丁氧基甲基丙烯酰胺(IBMA)的新应用中值得关注的是，IBMA在丝绸应用中能起到抗皱、防缩、抗泛黄作用，丝绸泛黄是由于丝绸经紫外线照射后，引起丝素分子中带有芳香支链的氨基酸如色氨酸、酪氨酸、组氨酸、苯丙氨酸及脯氮酸(前二种氨基酸最易形成光照泛黄)的多肽链结构发生断裂，生成了含有黄色素的裂解产物。因此，丝绸在经受光照射(氧气存在)后，必引起聚合物降解，产生泛黄。日本学者最近研究指出：N
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异丁氧基甲基丙烯酰胺以过硫酸铵作引发剂，用聚氧乙烯基壬基苯基醚和十二烷基苯磺酸钠作乳化剂进行聚合并接枝到丝绸上，附着在真丝纤维表面的N
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异丁氧基甲基丙烯酰胺的低聚物吸收了紫外光辐射能，该低聚物小颗粒在真丝纤维的表面吸收了入射光能量，阻止了聚N
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异丁氧基甲基丙烯酰胺接枝的丝绸光照泛黄，N
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正丁氧基甲基丙烯酰胺低聚物形成的表面粒子是N
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异丁氧基甲基丙烯酰胺与真丝丝心蛋白作用形成的单体络合物，该单体络合物起一个屏障作用，阻止活性大的紫外光成分到达光敏的丝心蛋白部分，因此，限制了真丝丝心蛋白的感光降解。由此可见国外对此N
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异丁氧基甲基丙烯酰胺IBMA研究技术日渐深入，国内对其应用开发和制备及纯化方法研究还较为有限，不少应用领域还有待进一步的研究和开发，从而发挥N
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异丁氧基甲基丙烯酰胺IBMA更大的潜力和价值。
[0004]目前，国内外N
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异丁氧基甲基丙烯酰胺合成方法的文献较少，暂无公开专利，其公开的文献如下：
[0005]1、美国化学会J.Org.Chem.1963,28,12,3458
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3460文献中报道了，R.Dowbenko等以丙烯酰胺、多聚甲醛与过量异丁醇为原材料，异丁醇既作原材料又作反应溶剂，以对苯二酚作为阻聚剂，在100～105摄氏度，回流反应3小时后，进行水洗，得到红棕色的粗品，然后采用减压高真空精馏，得到无色透明IBMA液体产品，其文献报道收率48～76％，该路线收率较低，产生的副产物及杂质多，精制需要采用高真空精馏，能耗较大，难以得到高纯度的N
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异丁氧基甲基丙烯酰胺。
[0006]2、在《染料工业》(1984年05期，第55
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56页)文献中报道了，赵孝友、鲍俊如等以两步反应制取该产品，第一步反应为以丙烯酰胺与甲醛为起始原材料制取羟甲基丙烯酰胺，反应条件为：丙烯酰胺：甲醛摩尔比＝1：1.1～1.25，PH值8～9，温度70摄氏度，反应时间90～150分钟，制得的无色至淡黄色液体，含量60％，丙烯酰胺转化率80～85％。第二步反应为以硫酸为催化剂，上一步得到的羟甲基丙烯酰胺溶液与异丁醇发生醚化反应，加热回流3小时，反应结束后，采用水洗，真空蒸馏后得到褐色粗产品，IBMA的含量为80～85％，该文献没有报道进一步纯化的方法，该路线步骤多，用到了硫酸做催化剂，生产工艺较为复杂，效率不高，且该未报道纯化产品的方法，催化剂及残余甲醛、异丁醇均包裹在产品中，杂质多，难以得到高纯度的N
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异丁氧基甲基丙烯酰胺。
[0007]目前，亟待出现一种能解决上述技术问题的方便绿色的生产高纯级N
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异丁氧基甲基丙烯酰胺的合成与纯化方法。

技术实现思路

[0008]本专利技术要解决的技术问题是提供一种高纯级N
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异丁氧基甲基丙烯酰胺IBMA的合成与纯化方法，以解决目前市面上常规合成方法工艺复杂、效率不高以及制备产物杂质多、纯度低的问题。
[0009]为解决上述问题，本专利技术提供一种高纯级N
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异丁氧基甲基丙烯酰胺IBMA的合成与纯化方法，包括以下步骤：
[0010]S1：负载型季铵碱催化剂的制备：将季铵盐溶于醇溶液中，加入一定量的氢氧化物，加热回流反应后进一步离心分离出盐沉淀，留取上清液备用；将活化后的介孔三氧化二铝载体浸渍入至所述上清液中静置，干燥后得到负载型季铵碱催化剂；
[0011]S2：N
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异丁氧基甲基丙烯酰胺的制备：以丙烯酰胺、多聚甲醛和异丁醇为原料，加入少许阻聚剂，加入S1得到的负载型固体碱为催化剂，制备得到N
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异丁氧基甲基丙烯酰胺；
[0012]S3：将步骤S2中的所述的滤液加入少量无机酸，充分搅拌，调节体系至中性，转移物料至短程分子蒸馏器中，通过分子蒸馏得到N
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异丁氧基甲基丙烯酰胺。作为优选的方案，所述步骤S1的制备过程反应式如下：
[0013][0014]作为优选的方案，所述步骤S2的制备过程反应式如下：
[0015]作为优选的方案，所述步骤S1中，所述负载型季铵碱催化剂为介孔三氧化二铝(α
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Al2O3)负载型季铵碱；所述步骤S2中，所述的阻聚剂为对甲氧基苯酚、对羟基苯酚中的一种或两种。
[0016]作为优选的方案，所述步骤S1中，所述的醇为是甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、正丁醇、乙二醇、丙二醇中的一种或多种，所述氢氧化物为氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化铯、氢氧化钙、氢氧化镁、羟胺中的一种或两种；所述的季铵盐为四甲基氯化铵、四甲基溴化铵、四甲基碘化铵、四乙基氯化铵、四乙基溴化铵、四乙基碘化铵、四丁基氯化铵、四丁基溴化铵、四丁基碘化铵中的一种或多种；且所述的季铵盐与所述氢氧化物的摩尔比为1：(1.3
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3)。
[0017]作为优选的方案，所述步骤S1中，所述的浸渍法为等体积浸渍法，且浸渍时间为12h～48h。。等体积浸渍法的意义为多孔催化剂载本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高纯级N
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异丁氧基甲基丙烯酰胺IBMA的合成与纯化方法，其特征在于：包括以下步骤：S1：负载型季铵碱催化剂的制备：将季铵盐溶于醇溶液中，加入一定量的氢氧化物，加热回流反应后进一步离心分离出盐沉淀，留取上清液备用；将活化后的介孔三氧化二铝载体浸渍入至所述上清液中静置，干燥后得到负载型季铵碱催化剂；S2：N
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异丁氧基甲基丙烯酰胺的制备：以丙烯酰胺、多聚甲醛和异丁醇为原料，加入少许阻聚剂，加入步骤S1得到的负载型固体碱为催化剂，过滤催化剂后制备得到N
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异丁氧基甲基丙烯酰胺滤液；S3：将步骤S2中的所述的滤液加入少量无机酸，充分搅拌，调节体系至中性，转移物料至短程分子蒸馏器中，通过分子蒸馏得到N
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异丁氧基甲基丙烯酰胺。2.根据权利要求1所述的一种高纯级N
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异丁氧基甲基丙烯酰胺IBMA的合成与纯化方法，其特征在于：所述步骤S1的制备过程反应式如下：3.根据权利要求1所述的一种高纯级N
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异丁氧基甲基丙烯酰胺IBMA的合成与纯化方法，其特征在于：所述步骤S2的制备过程反应式如下：4.根据权利要求1所述的一种高纯级N
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异丁氧基甲基丙烯酰胺IBMA的合成与纯化方法，其特征在于：所述步骤S1中，所述负载型季铵碱催化剂为介孔三氧化二铝负载型季铵碱；所述步骤S2中，所述的阻聚剂为对甲氧基苯酚、对羟基苯酚中的一种或两种。5.根据权利要求1所述的一种高纯级N
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异丁氧基甲基丙烯酰胺IBMA的合成与纯化方法，其特征在于：所述步骤S1中，所述的醇为是甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、正丁醇、乙二醇、丙二醇中的一种或多种，所述氢氧化物为氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化铯、氢氧化钙、氢氧化镁、羟胺中的一种或两种；所述的季铵盐为四甲基氯化铵、四甲基溴化铵、四甲基碘化铵、四乙基氯化铵、四乙基溴化铵、四乙基碘化铵、四丁基氯化铵、四丁基溴化铵，四丁基碘化铵中的一种或多种；且所述的季铵盐与所述氢氧化物的摩尔比为...

【专利技术属性】
技术研发人员：张虎寅，肖杰，王恒，吴乐先，吴恒山，庄贤军，
申请(专利权)人：浙江鑫甬生物化工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：