一种可聚合有机酸四羟甲基磷的制备方法及应用技术

本发明专利技术涉及一种可聚合有机酸四羟甲基磷的制备方法及应用，在含丙烯酸或甲基丙烯酸的水溶液中加入氢氧化钡溶液，常压室温下反应1

【技术实现步骤摘要】
一种可聚合有机酸四羟甲基磷的制备方法及应用


[0001]本专利技术涉及抗菌及阻燃
，具体涉及一种可聚合有机酸四羟甲基磷的制备方法及其应用。

技术介绍

[0002]四羟甲基硫酸磷([(CH2OH)4P]2SO4)是一种绿色环保型季磷盐杀菌剂，其产品水溶性好，凝固点低，化学性质稳定，是一种新型、高效、广谱、低毒、低剂量、低发泡性、环境友好型杀菌剂。四羟甲基硫酸磷也是一种公认的纯棉、涤棉织物的永久性阻燃剂，因其化学结构上有活泼的羟甲基，反应性能活泼，能与许多物质如胺类、酚类等形成高聚物，可赋予棉织物优良的阻燃性能；在与胺类共同处理时，由于与纤维素形成网状结构，使具有阻燃性能的磷牢固附着在纤维上。但由于四羟甲基硫酸磷是一种小分子，在使用过程会逐渐流失会而失去其功能作用。如用于纺织品特别是比较惰性的化纤织物的抗菌、阻燃时，随着水洗次数的增加，四羟甲基硫酸磷流失，失去其功能效用；用于木材的阻燃也会随着时间而降低其阻燃性。如何延长以四羟甲基硫酸磷为基础的抗菌剂和阻燃剂的使用功效是扩大其应用领域的关键问题。

技术实现思路

[0003]为解决上述问题，本技术提供一种可聚合有机酸四羟甲基磷的制备方法及应用，所制备的有机酸四羟甲基磷具有不饱和结构，可在织物或木材上通过引发聚合得到含四羟甲基磷的高分子材料，该材料牢固地结合在织物、木材等材料上，使其具有永久性抗菌和阻燃性；也可通过与其他单体共聚得到抗菌及阻燃涂料。
[0004]本专利技术具体是通过以下技术方案来实现的，依据本专利技术提出的一种可聚合有机酸四羟甲基磷的制备方法，所述的可聚合有机酸四羟甲基磷具有不饱和结构，具体是指丙烯酸四羟甲基磷或甲基丙烯酸四羟甲基磷，其制备方法包括以下步骤：
[0005](1)在含丙烯酸或甲基丙烯酸的水溶液中加入一定浓度的氢氧化钡溶液，常压、室温下搅拌反应1
‑
2小时，反应完成后，低温下过滤，得到丙烯酸钡沉淀或甲基丙烯酸钡沉淀，将沉淀烘干备用；
[0006](2)搅拌下在含丙烯酸钡或甲基丙烯酸钡的水分散液中加入一定浓度的四羟甲基硫酸磷水溶液，常压、室温下搅拌反应3小时，反应完成后，固液分离，所得液体即为丙烯酸四羟甲基磷水溶液或甲基丙烯酸四羟甲基磷水溶液；采用减压蒸馏将所得丙烯酸四羟甲基磷水溶液或甲基丙烯酸四羟甲基磷水溶液提纯至质量分数为60％左右，即得到可聚合不饱和有机酸四羟甲基磷浓缩液。
[0007]进一步地，在上述制备方法中，步骤(1)中丙烯酸或甲基丙烯酸与氢氧化钡的摩尔比为2:1。步骤(2)中四羟甲基硫酸磷与丙烯酸钡或甲基丙烯酸钡的摩尔比为1:1。
[0008]本专利技术还提供一种有机酸四羟甲基磷的应用，按照上述方法所制备的不饱和有机酸四羟甲基磷可以用于制作阻燃抗菌无纺布，具体包括：
[0009]将质量分数为30％的有机酸四羟甲基磷溶液均匀喷洒到无纺布表面，每平方米无纺布喷洒50
‑
80克有机酸四羟甲基磷溶液；然后将该无纺布置于高能电子加速器中，高能电子加速器的参数设置为：辐射电压0.5MV、辐射束流15mA，无纺布走速为5～30m/min；经高能电子辐射，得到具有抗菌性能的无纺布，该抗菌无纺布用于制造抗菌口罩、抗菌湿巾及尿不湿材料。
[0010]进一步地，所制备的不饱和有机酸四羟甲基磷也可以用于制作抗菌阻燃涂料，具体包括：
[0011]按照质量百分比，将25
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30％不饱和有机酸四羟甲基磷与10％甲基丙烯酸甲酯、5
‑
10％丙烯酸丁酯、0.5％引发剂、1.5％乳化剂和53％水配制乳液聚合物料，在70
‑
90℃下搅拌反应3小时，得到具有抗菌阻燃性能的功能性涂料；该涂料用作墙体的抗菌性涂层以及木材表面的抗菌与阻燃涂层。
[0012]进一步地，所述的乳液聚合物料按照质量百分比包括甲基丙烯酸四羟甲基磷25％、甲基丙烯酸甲酯10％、丙烯酸丁酯10％、引发剂0.5％、乳化剂1.5％、水53％。
[0013]或者，所述的乳液聚合物料按照质量百分比包括丙烯酸四羟甲基磷30％、甲基丙烯酸甲酯10％、丙烯酸丁酯5％、引发剂0.5％、乳化剂1.5％、水53％。
[0014]进一步地，所制备的不饱和有机酸四羟甲基磷还可以用于制作抗菌阻燃木材，具体包括：
[0015]将水溶性过氧化物引发剂加入到质量分数为40
‑
60％的有机酸四羟甲基磷水溶液中，搅拌均匀得到混合液，把木材浸泡在该混合液中4小时，将浸泡后的木材取出并加热到70
‑
95℃，在该温度下保温3小时，即得到具有整体抗菌、阻燃双重功能的木材。所述的引发剂可以选用过硫酸铵或过硫酸钾，引发剂的用量占有机酸四羟甲基磷质量的0.5
‑
1％。
[0016]本专利技术采用丙烯酸类有机物和四羟甲基硫酸磷为原料，通过两步反应制备得到一种不饱和有机酸四羟甲基磷。相比四羟甲基硫酸磷，所制备的不饱和有机酸四羟甲基磷具有可聚合性，在用作织物抗菌剂和阻燃剂时可在表面形成接枝共聚物，因而具有永久抗菌和阻燃性能。同时，所制备的有机酸四羟甲基磷还可以浸渍木材，在引发剂的作用下在木材中聚合或发生接枝共聚反应，使木材具有永久抗菌和阻燃效果。所得有机酸四羟甲基磷还可以在引发剂和催化剂的作用下，与乙烯基单体发生共聚反应，形成具有抗菌和阻燃性能的涂料，有机酸四羟甲基磷经过共聚形成高分子聚合物，作为墙体、木材表面等的抗菌涂料，粘附力强，延长了其抗菌阻燃性能。
具体实施方式
[0017]为了更好地理解本专利技术的内容，下面将结合具体实施例来进一步阐述本专利技术。以下实施例以本专利技术的技术为基础实施，给出了详细的实施方式和操作步骤，但本专利技术的保护范围不限于下述实施例。
[0018]本专利技术的制备原理是：(1)使用丙烯酸类有机物与氢氧化钡反应生成丙烯酸钡盐；(2)将所得丙烯酸钡盐与四羟甲基硫酸磷([(CH2OH)4P]2SO4)反应生成丙烯酸四羟甲基磷与硫酸钡沉淀，分离出硫酸钡沉淀后，即可得到一种可聚合不饱和有机酸四羟甲基磷；该有机酸四羟甲基磷提纯后，可以用于织物的抗菌和阻燃，也可以进一步通过均聚或共聚反应得到含有机酸四羟甲基磷的高分子聚合物，该可聚合有机酸四羟甲基磷具有不饱和结构，可
以均聚，也可以与纤维、木材进行接枝共聚，使其具有永久抗菌性和阻燃性。
[0019]相关反应方程式具体如下：
[0020][0021]上述丙烯酸类有机物的分子结构式中，R代表H或CH3，分别表示丙烯酸或甲基丙烯酸。具体制备方法包括：
[0022](1)在含丙烯酸或甲基丙烯酸的水溶液中加入一定浓度的氢氧化钡溶液，在常压、室温下搅拌反应1
‑
2小时，反应完成后，低温下过滤，得到丙烯酸钡沉淀或甲基丙烯酸钡沉淀；将该沉淀烘干备用。丙烯酸或甲基丙烯酸与氢氧化钡的摩尔比为2:1。
[0023](2)搅拌下在含丙烯酸钡或甲基丙烯酸钡的水分散液中加入一定浓度的四羟甲基硫酸磷水溶液，在常压、室温下搅拌反应3小时，反应完成后，得本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可聚合有机酸四羟甲基磷的制备方法，其特征在于可聚合有机酸四羟甲基磷具有不饱和结构，具体是指丙烯酸四羟甲基磷或甲基丙烯酸四羟甲基磷，其制备方法包括以下步骤：(1)在含丙烯酸或甲基丙烯酸的水溶液中加入一定浓度的氢氧化钡溶液，常压、室温下搅拌反应1
‑
2小时，反应完成后，过滤，得到丙烯酸钡沉淀或甲基丙烯酸钡沉淀，将沉淀烘干备用；(2)搅拌下在含丙烯酸钡或甲基丙烯酸钡的水分散液中加入一定浓度的四羟甲基硫酸磷水溶液，常压、室温下搅拌反应3小时，反应完成后，固液分离，所得液体即为丙烯酸四羟甲基磷水溶液或甲基丙烯酸四羟甲基磷水溶液；采用减压蒸馏将所得丙烯酸四羟甲基磷水溶液或甲基丙烯酸四羟甲基磷水溶液提纯至质量分数为60％，即得到可聚合不饱和有机酸四羟甲基磷。2.如权利要求1所述的可聚合有机酸四羟甲基磷的制备方法，其特征在于：步骤(1)中丙烯酸或甲基丙烯酸与氢氧化钡的摩尔比为2:1。3.如权利要求1所述的可聚合有机酸四羟甲基磷的制备方法，其特征在于：步骤(2)中四羟甲基硫酸磷与丙烯酸钡或甲基丙烯酸钡的摩尔比为1:1。4.如权利要求1所述的可聚合有机酸四羟甲基磷的制备方法，其特征在于：所制备的不饱和有机酸四羟甲基磷用于制作阻燃抗菌无纺布，具体包括：将质量分数为30％的有机酸四羟甲基磷溶液均匀喷洒到无纺布表面，每平方米无纺布喷洒50
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80克有机酸四羟甲基磷溶液；然后将该无纺布置于高能电子加速器中，高能电子加速器的参数设置为：辐射电压0.5MV、辐射束流15mA，无纺布走速为5～30m/min；经高能电子辐射，得到具有抗菌性能的无纺布。5.如权利要求1所述的可聚合有机酸四羟甲基磷的制备方法，其特征在于：所制备的不饱和有机...

【专利技术属性】
技术研发人员：张航，李治通，李翊帆，张玉清，
申请(专利权)人：洛阳冠银生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：