一种生物基超支化除醛剂及其制备方法与流程

文档序号:18643026发布日期:2019-09-11 23:47阅读:447来源:国知局

本发明涉及环保产品技术领域,具体地讲是一种生物基超支化除醛剂及其制备方法。



背景技术:

醛是一种重要的化学物质,被广泛的应用于化工生产、药物合成等各行业中。但同时,醛也是一种剧毒物质,例如长期吸入甲醛会造成人的肝脏、肾脏等损伤,进而致癌、致畸;长期接触乙醛会造成皮炎、消化系统及内脏病变危害等。

日常生活中的一些物品,多不同程度存在醛类物质的释放问题,例如板材用量占比较高的脲醛胶板材,原料中使用尿素和甲醛,反应残余的甲醛会在长期持续缓慢的释放到空气当中;多数的纺织物在制造过程当中,使用的固色剂中也含有甲醛成分;涂料、塑料、泡沫等制品在制备过程中,也会因原料中残留、助剂降解或歧化反应等,产生醛类物质。

在除醛环保方面,研究者做了大量工作。目前的市售除醛剂产品的有效成分多为尿素、碳酰肼、氨基酸类白色固体的水溶液,或含有活泼亚甲基的液体酯类物质,这些除醛剂的使用多为喷涂方法,存在用量大、易在被处理物上残留白霜痕迹、与醛类反应效率低,有刺激气味或挥发性强等不同缺陷。

生物基材料是指利用可再生的农作物、动植物提取的物质完全或者部分替代石化原料,制备而成一种新型材料。具有绿色、环保及可再生的优势,符合人类社会可持续发展的需求,在绿色化学和有机合成中正在受到越来越多的关注。



技术实现要素:

本发明的目的是克服上述已有技术的不足,而提供一种生物基超支化除醛剂。

本发明的另一目的是提供一种生物基超支化除醛剂的制备方法。

本发明提供的技术方案是:一种生物基超支化除醛剂,其特殊之处在于,分子结构式如下:

本发明的一种生物基超支化除醛剂的制备方法,其特殊之处在于,制备方法如下:以柠檬酸为单体,以n,n'-二环己基碳二亚胺(dcc)为脱水剂,将柠檬酸和n,n'-二环己基碳二亚胺(dcc)分别溶于溶剂中,反应制备端羧基超支化聚酯;然后将己二酸二酰肼、n,n'-二环己基碳二亚胺(dcc)和端羧基超支化聚酯分别溶解于溶剂中,端羧基超支化聚酯在脱水剂n,n'-二环己基碳二亚胺(dcc)作用下,与己二酸二酰肼进行末端改性,产物使用透析袋分离提纯,得到末端含有大量酰肼基团的超支化除醛剂,该超支化除醛剂为淡黄色液体。

进一步的,所述的柠檬酸为植物中提取的天然柠檬酸。

进一步的,所述的端羧基超支化聚酯是由柠檬酸单体与脱水剂n,n'-二环己基碳二亚胺(dcc)按摩尔配比1:0.76制得,反应温度为20℃,反应时间为7h。

进一步的,所述的端羧基超支化聚酯、脱水剂n,n'-二环己基碳二亚胺(dcc)、己二酸二酰肼三者的摩尔配比为1:9:15;反应温度为20℃,反应时间为6h。

进一步的,所述的柠檬酸、n,n'-二环己基碳二亚胺(dcc)、己二酸二酰肼采用的溶剂为四氢呋喃(thf)或n,n-二甲基甲酰胺(dmf);所述的端羧基超支化聚酯采用的溶剂为n,n-二甲基甲酰胺(dmf)。

进一步的,所述的透析袋的截留分子量为1000。

本发明的一种生物基超支化除醛剂的制备方法,反应式如下:

端羧基超支化聚酯的合成式为:

端酰肼基超支化聚酯的合成式为:

本发明的有益效果是:1、该超支化除醛剂以植物提取的柠檬酸为单体,原料来源广泛,简单易得,绿色环保;2、合成过程中不使用小分子胺类等具有刺激性气味的原料,并使用透析袋进行分离提纯;3、制得的超支化除醛剂为淡黄色液体,具有反应活性强,用量小,不挥发,无刺激性气味,且不会在被处理物表面留下明显痕迹的特点。

具体实施方式:

以下是对本发明具体实施方法更为详尽的陈述,目的在于阐述本发明的构思以及特点,并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰,都应涵盖在本发明的保护范围之内。

一种生物基超支化除醛剂,其制备方法如下:

(1)取9.61g(0.05mol)柠檬酸,及四氢呋喃(thf)到三口烧瓶中,在干燥的n2保护下搅拌溶解,控制温度在20℃;将7.72g(0.038mol)n,n'-二环己基碳二亚胺(dcc)溶于10mln,n-二甲基甲酰胺(dmf)中,缓慢滴加到三口烧瓶中,控制时间在1.5h左右,滴加完毕后继续反应7h,反应完全后将混合物降温后过滤,去除体系产生的白色沉淀二环己基脲(dcu);将剩余液体后转移到旋转蒸发仪中减压蒸馏去除溶剂,得到淡黄色的端羧基超支化聚酯,称量质量为8.61g,理论产率96.47%;

端羧基超支化聚酯的合成式为:

(2)将26.12g(0.15mol)己二酸二酰肼溶解于25ml的n,n-二甲基甲酰胺(dmf)中,将18.52g(0.090mol)n,n'-二环己基碳二亚胺(dcc)溶解于25mln,n-二甲基甲酰胺(dmf)中,将二者加入到三口烧瓶中后高速搅拌均匀;取7.15g(0.01mol)端羧基超支化聚酯溶解于10ml的n,n-二甲基甲酰胺(dmf)中,而后将该溶液缓慢滴加到三口烧瓶中,在2h左右滴加完毕,反应温度控制在20℃,而后继续反应6h,反应结束后冰水浴降温,过滤去除体系产生的白色沉淀二环己基脲(dcu),用截留分子量1000的透析袋去除溶液中的残余单体及溶剂,剩余物经洗涤、干燥后得端酰肼基超支化聚酯除醛剂,称量质量为19.625g,理论产率92.56%;

端酰肼基超支化聚酯的合成式为:

性能测试:

按下表中比例配制除醛液,并做对比试验:

(1)溶液配比:

(2)对比实验:

取醛类超标被封存面料一张,就近裁取4片a4纸大小的面料,记为1#、2#、3#、4#,其中1#喷涂5.0g“超纯水”;2#喷涂5.0g“除醛液1”;3#喷涂5.0g“除醛液2”;4#喷涂5.0g“除醛液3”,在室温下同步晾干24小时,然后使用10l袋子法测试试样的醛酮含量,并观察试样的表观变化。

(3)检测结果:

(4)结果分析:

通过检测结果可以看出,本发明的超支化除醛剂在甲醛、乙醛、丙烯醛消除方面,均优于对比样品,且不会在面料表面残留痕迹。因为该超支化除醛剂为淡黄色液体,稀释后用于面料除醛,不会对面料产生明显的色泽影响,而β-丙氨酸为白色粉末,易在面料上留下白色痕迹。该超支化除醛剂在聚合过程中,没有使用胺类等刺激性气味原料,无刺激性异味,而在试验中发现,乙酰乙酸乙酯除醛液处理的样品,被加热后有浓重的果香味,极易引起嗅觉的不适感。

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