[发明专利]一种阳离子聚合物的配方及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于表面活性剂制备领域，更具体涉及一种阳离子聚合物的配方及其制备方法。

背景技术

阳离子聚合物是一种重要的功能性高分子材料，在其大分子结构中具有阳离子特性，因而在许多领域都得到广泛的应用。阳离子聚合物常见的应用领域包括：在纺织染整行业中作为抗静电剂和杀菌剂；在造纸行业中作为纸张增强剂；在污水处理中作为絮凝剂；材料科学中作为防锈剂和表面改性剂等。

常见的阳离子聚合物主要包括两大类：单体聚合的阳离子聚合物和合成高分子改性的阳离子聚合物。其中，已经工业化生产的代表性产品有：1）阳离子型聚丙烯酰胺及其衍生物，主要通过自由基共聚合或聚合物接枝改性制备；2）聚二甲基二烯丙基氯化铵，主要通过自由基聚合或自由基共聚合制备，产品为质量浓度40%的水溶液；3）改性阳离子壳聚糖衍生物，主要通过接枝共聚改性的方法制备。如罗文利等的发明专利（CN99111314.4），采用多元复合氧化还原引发体系，引发二甲基二烯丙基氯化铵和丙烯酰胺水溶液共聚合，合成了水溶性阳离子聚合物粉剂产品。该产品可应用于石油、污水处理、纺织和造纸等工业。傅英娟等申请的专利（CN200910013915.5），对端胺基的树枝状大分子进行季铵化改性制得阳离子树枝状聚合物。制备方法是在端胺基的树枝状大分子甲醇溶液中滴加预先配制好的3-氯-2-羟基丙基三甲基氯化铵甲醇溶液，在25-50℃ 的反应温度下反应6-48h。将阳离子树枝状大分子与高分子量聚合物组成双元助留助滤体系，可用于制浆造纸，能提高纸料留着率，加快纸料的滤水速度，改善成纸的均匀度。上述产品虽然性能优良，因为所采用的阳离子原料均为精细化工产品，所以售价非常昂贵。

发明内容

本发明提供了一种阳离子聚合物的配方及其制备方法，该方法所用原料为常用化工产品，和传统的阳离子聚合物制备相比成本显著降低，而且合成工艺简单易行，制备条件温和安全，所得产品阳离子含量高，对于阴离子染料废水具有良好的脱色、絮凝效果。

本发明利用醛、丙酮和胺在酸和碱的催化下，先后通过亲核加成反应、羟醛缩合反应和迈克尔加成反应制备了一种水溶性阳离子聚合物。

本发明的阳离子聚合物，原料配方中各组分的重量份数如下：

水                                            5-50份，

丙酮                                          3-25份，

胺                                            5-30 份，

醛                                            5-40份，

碱调节剂                                      3-12份，

酸调节剂                                      5-20份。

具体制备步骤如下：

1)        依照所述配方，称取需要量的水、醛、丙酮和胺，并用酸调节剂调节pH至1.0-4.0左右，然后室温下反应约1.5-3.0h ；

2)        随后加入第二批醛，反应10-60min后，加入适量碱调节剂调节pH至7.0-13.0，加入第二批胺，升温至50-80℃。继续反应2.0-3.5h；

3)        通过简单蒸馏或半透膜透析的方法将未反应单体等低分子物质去除，提纯后产品水溶液无臭无味，产物为暗红色液体.；

4)        将上述溶液加热浓缩、冷冻干燥成橙黄色阳离子聚合物粉末；或直接以溶液产品出料，得到所述的阳离子聚合物水溶液。

本发明的显著优点是：

1．成本方面：原料成本低，主要原料醛、丙酮、胺均为工业级产品，市场售价远低于自由基聚合法所需要的阳离子型烯类单体和高分子改性法需要的壳聚糖等天然聚合物；所用催化剂为普通酸碱，廉价易得，合成反应条件温和，合成工艺简单易行。和同类产品相比，本发明具有较高的成本优势。