CN110218331A - 一种生物基超支化除醛剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种生物基超支化除醛剂及其制备方法，其特点是：首先以植物提取的柠檬酸为单体，制备了端羧基超支化聚酯，然后用己二酸二酰肼对其末端羧基进行改性，得到一种末端含有大量的酰肼基团的生物基超支化除醛剂；该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，是一种性能优良的除醛剂。

Description

一种生物基超支化除醛剂及其制备方法
技术领域：
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。
发明内容：
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10ml N,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25ml N,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。

Claims (7)

1.一种生物基超支化除醛剂，其特征在于，分子结构式如下：
。
2.实现权利要求书1的一种生物基超支化除醛剂的制备方法，其特征在于，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。
3.根据权利要求书2所述的一种生物基超支化除醛剂的制备方法，其特征在于，所述的柠檬酸为植物中提取的天然柠檬酸。
4.根据权利要求书2所述的一种生物基超支化除醛剂的制备方法，其特征在于，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。
5.根据权利要求书2所述的一种生物基超支化除醛剂的制备方法，其特征在于，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。
6.根据权利要求书2所述的一种生物基超支化除醛剂的制备方法，其特征在于，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）。
7.根据权利要求书2所述的一种生物基超支化除醛剂的制备方法，其特征在于，所述的透析袋的截留分子量为1000。
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Denomination of invention: The invention relates to a biological hyperbranched aldehyde removing agent and a preparation method thereof

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