【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于化学合成，具体涉及一种三羟甲基丙烷三(3-异丁烯亚胺基)丙酸酯的制备方法。
技术介绍
1、氮丙啶交联剂在室温下能与羧基反应，所以多官能团的氮丙啶交联剂是含羧基体系的良好交联剂，它能与水和许多有机溶剂混溶，并且在干态下也可反应。氮丙啶交联剂的用量通常为丙烯酸或聚氨酯固含量的1％-3％，可室温固化，也可加温烘烤固化。经过氮丙啶交联剂交联过的涂层能显著改善涂层的耐水性、耐化学品性、耐干湿摩擦性、表面的抗粘性、涂层的牢度以及改善在特殊底材上的附着力等。
2、氮丙啶类交联剂中的氮丙啶环结构存在较大的张力，活性较高，可在室温下与羧基及羟基反应形成独立网状结构从而达到交联目的，其用在水性涂料中以反应速度快、效果明显而著称。同时，由于氮丙啶官能团特殊的分子结构，使得氮丙啶交联剂同时具有良好的水溶性和油溶性，在聚丙烯酸酯、聚乙烯、聚氨酯、聚苯乙烯、蛋白质和多糖等聚合物的制品中有良好的交联和固化性能。
3、随着技术的进步，多官能团氮丙啶化合物也从最初的水溶性差、交联性能不够理想发展到今天的水溶性氮丙啶交联剂，交联性能也有很大的提升。合成多官能团氮丙啶化合物的关键步骤是合成氮丙啶单体，然后氮丙啶单体可以与含双键的化合物进行迈克尔加成反应得到目标化合物。现在国外生产氮丙啶单体的方法主要有两种：德国巴斯夫采用α-氨基醇液相法，即α-氨基醇液先与硫酸反应酯化后再与液碱异构化反应生成氮丙啶。日本1990年开发出α-氨基醇气相法，此生产工艺中α-氨基醇液在催化剂的条件下直接脱水生成氮丙啶。目前国内工业试验装置均采用α-氨基
4、我国在氮丙啶类交联剂的合成领域明显落后于国外，国内此类产品如三羟甲基丙烷三-[3-(甲基氮丙啶基)丙酸酯]、季戊四醇三(3-氮丙啶基)丙酸酯有一定的生产量。尽管这些产品国外早已工业化，但国内的产品质量仍然较为低劣，表现为氮丙啶含量偏低、游离胺含量偏高、应用性能差等，多用于低端涂料市场如纺织印染，髙端市场如油墨、水性木器漆、感光材料所用该类产品仍多数依赖进口。
5、三羟甲基丙烷三(3-异丁烯亚胺基)丙酸酯，为无色或淡黄色透明液体，与水及醇、酮、酯等常见溶剂互溶。是一种广泛使用的室温交联剂，适用于乙烯基聚合物的室温交联，也适用于聚氨酯乳液和环氧树脂的交联，可提高产品的耐水性、耐温性、耐摩擦性、耐化学品性，也可以提高膜对基材的结合力。广泛应用于水性涂料、水性油墨、水性皮革涂饰、水性印花色浆、水性胶水等产品生产。
6、随着水性涂料的兴起，国内配套基础设施逐渐完善，氮丙啶类交联剂研究进程必将加快，而目前关于环境友好型三官能团交联剂——三羟甲基丙烷三(3-异丁烯亚胺基)丙酸酯的制备方法却鲜有报道，因此，提供一种三羟甲基丙烷三(3-异丁烯亚胺基)丙酸酯具有重大的意义。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种三羟甲基丙烷三(3-异丁烯亚胺基)丙酸酯的制备方法，以解决现有技术在工业化实际生产中效率较低的问题。
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
3、一种三羟甲基丙烷三(3-异丁烯亚胺基)丙酸酯的制备方法，包括以下步骤：
4、s1、酯化反应：将异丁醇胺、浓硫酸加入反应釜中，进行搅拌反应，反应完成后送入真空耙式干燥器进行抽真空干燥，得氨异丁醇硫酸氢酯；
5、s2、环化反应：将氢氧化钠溶液加入环化反应釜，控制温度在40℃以下，缓慢加入步骤s1中的氨异丁醇硫酸氢酯，进行环化反应，反应完成后得到环化反应液，即异丁烯亚胺溶液；
6、s3、常压蒸馏：将步骤s2中的环化反应液泵入蒸馏釜中，进行常压间歇蒸馏，收集塔顶馏分冷凝液，得到质量分数为60％的异丁烯亚胺水溶液；
7、s4、加碱处理：向步骤s3中得到的质量分数为60％的异丁烯亚胺水溶液加入氢氧化钠，搅拌40-60min，静置40-60min，分层后进行液液分离，得到有机相；
8、s5、加碱精馏：将步骤s4中的有机相加入精馏釜中，并向釜内加入氢氧化钠，常压精馏，收集塔顶馏分冷凝液，得到高纯度异丁烯亚胺；
9、s6、加成反应：向加成反应釜中加入三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、阻聚剂，控制温度在0-10℃，缓慢加入步骤s4中的高纯度异丁烯亚胺，进行加成反应，反应完成后，进行真空浓缩，即得三羟甲基丙烷三(3-异丁烯亚胺基)丙酸酯。
10、优选的，步骤s1中所述异丁醇胺、浓硫酸的质量比为90-95:100-105，所述浓硫酸的质量浓度为98％。
11、优选的，步骤s1中所述搅拌反应的温度为80-95℃，时间为2-3h。
12、优选的，步骤s2中所述氢氧化钠溶液的质量分数为25-35％，所述氢氧化钠溶液、氨异丁醇硫酸氢酯的质量比为230-320:165-170。
13、优选的，步骤s2中所述环化反应的温度为30-40℃，时间为4-6h。
14、优选的，步骤s4中所述氢氧化钠的加入量为异丁烯亚胺水溶液质量的10-15％。
15、优选的，步骤s5中所述氢氧化钠的加入量为有机相质量的15-18％。
16、优选的，步骤s6中所述阻聚剂为n,n'-二乙基丙醇胺，所述三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、阻聚剂、高纯度异丁烯亚胺的质量比为80-90:0.5-1:60-65。
17、优选的，步骤s6中所述加成反应的温度为0-10℃，时间为10-14h。
18、本专利技术还保护一种所述方法制备得到的三羟甲基丙烷三(3-异丁烯亚胺基)丙酸酯。
19、与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果：
20、(1)本专利技术提供的三羟甲基丙烷三(3-异丁烯亚胺基)丙酸酯的制备方法，在常压和加热条件下，使异丁醇胺与98％浓硫酸发生酯化反应生成氨异丁醇硫酸氢酯，接着将氨异丁醇硫酸氢酯与氢氧化钠溶液发生环化反应生成异丁烯亚胺，其反应过程中伴随发生硫酸与氢氧化钠的反应以及异丁烯亚胺的自身聚合反应，通过常压蒸馏处理，得到60％的异丁烯亚胺水溶液，然后再进行加碱处理，利用异丁烯亚胺难溶于碱液的原理来部分降低异丁烯亚胺水溶液中水的含量，得到有机相，即为质量分数为80％的异丁烯亚胺水溶液，继续进行加碱常压精馏，得到99％的异丁烯亚胺，本专利技术通过对环化反应后的异丁烯亚胺水溶液进行纯化处理，提高了下一步加成反应中三羟甲基丙烷三(3-异丁烯亚胺基)丙酸酯的收率和纯度，最后再将三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、阻聚剂与异丁烯亚胺进行反应，在阻聚剂作用下，生成三羟甲基丙烷三(3-异丁烯亚胺基)丙酸酯，其反应转化率高达96％以上，在真空浓缩后，产品纯度达99％以上。
21、(2)与现有技术相比，本专利技术提供的三羟甲基丙烷三(3-异丁烯亚胺基)丙酸酯制备方法，其副反应发生率小，产品收率大，纯度高达99％以上，将其应用于聚氨酯乳液和环氧树脂的交联，可提高产品的耐水性、耐温性、耐摩擦性、耐化学品性，也可以提高膜对基材的结合力，具有良好的应用前景。
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1.一种三羟甲基丙烷三(3-异丁烯亚胺基)丙酸酯的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S1中所述异丁醇胺、浓硫酸的质量比为90-95:100-105，所述浓硫酸的质量浓度为98％。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S1中所述搅拌反应的温度为80-95℃，时间为2-3h。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S2中所述氢氧化钠溶液的质量分数为25-35％，所述氢氧化钠溶液、氨异丁醇硫酸氢酯的质量比为230-320:165-170。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S2中所述环化反应的温度为30-40℃，时间为4-6h。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S4中所述氢氧化钠的加入量为异丁烯亚胺水溶液质量的10-15％。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S5中所述氢氧化钠的加入量为有机相质量的15-18％。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S6中所述阻
9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S6中所述加成反应的温度为0-10℃，时间为10-14h。
10.一种如权利要求1-9任一项所述方法制备得到的三羟甲基丙烷三(3-异丁烯亚胺基)丙酸酯。
...【技术特征摘要】
1.一种三羟甲基丙烷三(3-异丁烯亚胺基)丙酸酯的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤s1中所述异丁醇胺、浓硫酸的质量比为90-95:100-105，所述浓硫酸的质量浓度为98％。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤s1中所述搅拌反应的温度为80-95℃，时间为2-3h。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤s2中所述氢氧化钠溶液的质量分数为25-35％，所述氢氧化钠溶液、氨异丁醇硫酸氢酯的质量比为230-320:165-170。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤s2中所述环化反应的温度为30-40℃，时间为4-6h。
【专利技术属性】
技术研发人员：施明，李雪莲，杨铧，张兵，
申请(专利权)人：武汉市强龙化工新材料有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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