CN115746273A - 水性超支化聚合物及其制备方法 - Google Patents
水性超支化聚合物及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115746273A CN115746273A CN202211460416.2A CN202211460416A CN115746273A CN 115746273 A CN115746273 A CN 115746273A CN 202211460416 A CN202211460416 A CN 202211460416A CN 115746273 A CN115746273 A CN 115746273A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- hyperbranched polymer
- anhydride
- reaction
- aqueous
- alcohol
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 229920000587 hyperbranched polymer Polymers 0.000 title claims abstract description 139
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 11
- 238000005886 esterification reaction Methods 0.000 claims abstract description 51
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 45
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 31
- 150000008065 acid anhydrides Chemical class 0.000 claims abstract description 18
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 claims abstract description 18
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims abstract description 18
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 13
- 230000032050 esterification Effects 0.000 claims abstract description 10
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 83
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 42
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 claims description 32
- RIOQSEWOXXDEQQ-UHFFFAOYSA-N triphenylphosphine Chemical compound C1=CC=CC=C1P(C=1C=CC=CC=1)C1=CC=CC=C1 RIOQSEWOXXDEQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 22
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 claims description 19
- WXZMFSXDPGVJKK-UHFFFAOYSA-N pentaerythritol Chemical compound OCC(CO)(CO)CO WXZMFSXDPGVJKK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 19
- ZJCCRDAZUWHFQH-UHFFFAOYSA-N Trimethylolpropane Chemical compound CCC(CO)(CO)CO ZJCCRDAZUWHFQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims description 14
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims description 14
- LGRFSURHDFAFJT-UHFFFAOYSA-N Phthalic anhydride Natural products C1=CC=C2C(=O)OC(=O)C2=C1 LGRFSURHDFAFJT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 150000008064 anhydrides Chemical class 0.000 claims description 13
- JHIWVOJDXOSYLW-UHFFFAOYSA-N butyl 2,2-difluorocyclopropane-1-carboxylate Chemical compound CCCCOC(=O)C1CC1(F)F JHIWVOJDXOSYLW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- FALRKNHUBBKYCC-UHFFFAOYSA-N 2-(chloromethyl)pyridine-3-carbonitrile Chemical compound ClCC1=NC=CC=C1C#N FALRKNHUBBKYCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- MWSKJDNQKGCKPA-UHFFFAOYSA-N 6-methyl-3a,4,5,7a-tetrahydro-2-benzofuran-1,3-dione Chemical compound C1CC(C)=CC2C(=O)OC(=O)C12 MWSKJDNQKGCKPA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 claims description 12
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims description 12
- FPYJFEHAWHCUMM-UHFFFAOYSA-N maleic anhydride Chemical compound O=C1OC(=O)C=C1 FPYJFEHAWHCUMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 229940014800 succinic anhydride Drugs 0.000 claims description 12
- RPNUMPOLZDHAAY-UHFFFAOYSA-N Diethylenetriamine Chemical compound NCCNCCN RPNUMPOLZDHAAY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- ZMANZCXQSJIPKH-UHFFFAOYSA-N Triethylamine Chemical compound CCN(CC)CC ZMANZCXQSJIPKH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- VILCJCGEZXAXTO-UHFFFAOYSA-N 2,2,2-tetramine Chemical compound NCCNCCNCCN VILCJCGEZXAXTO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 3
- JRMUNVKIHCOMHV-UHFFFAOYSA-M tetrabutylammonium bromide Chemical compound [Br-].CCCC[N+](CCCC)(CCCC)CCCC JRMUNVKIHCOMHV-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 3
- HWCKGOZZJDHMNC-UHFFFAOYSA-M tetraethylammonium bromide Chemical compound [Br-].CC[N+](CC)(CC)CC HWCKGOZZJDHMNC-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 3
- FAGUFWYHJQFNRV-UHFFFAOYSA-N tetraethylenepentamine Chemical compound NCCNCCNCCNCCN FAGUFWYHJQFNRV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 238000005303 weighing Methods 0.000 claims description 3
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract description 53
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 abstract description 9
- 239000007788 liquid Substances 0.000 abstract description 8
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 abstract description 8
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 abstract description 7
- 239000012752 auxiliary agent Substances 0.000 abstract description 5
- 239000000155 melt Substances 0.000 abstract description 5
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 abstract description 5
- 239000011347 resin Substances 0.000 abstract description 5
- 229920005989 resin Polymers 0.000 abstract description 5
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 31
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 12
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 9
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 5
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 5
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000003277 amino group Chemical group 0.000 description 1
- 235000011114 ammonium hydroxide Nutrition 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000003889 chemical engineering Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N ether Chemical group CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 description 1
- 239000012855 volatile organic compound Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
Abstract
本发明提供了一种水性超支化聚合物及其制备方法。本发明提供的水性超支化聚合物制备方法,采用酸酐与醇作为原料,以酯化反应作为反应原理,利用熔融聚合作为反应手段构筑超支化聚合物,熔融聚合的方式避免引入有机溶剂,且不需要后期处理,不仅提高树脂的环保适用性,降低了工艺能耗,而且提高反应效率,可以实现快速酯化。此外,采用中和成盐的方式,提高了超支化聚合物的水溶性,在不使用任何有机助剂的条件下,可使得超支化聚合物直接溶解在水中,容易实现超支化聚合物水性化,水性超支化聚合物溶液不会形成浊液状态,水性超支化聚合物溶液可呈透明状或半透明状,并且水性超支化聚合物溶液能够维持稳定的水性状态。
Description
技术领域
本发明属于超支化聚合物技术领域,特别地,涉及一种水性超支化聚合物及其制备方法。
背景技术
超支化聚合物由于其简便的合成操作,温和的技术路线而被广泛应用于生物、化工、医学领域。当前,超支化聚合物一般以溶剂型为主,由于近年来国家对VOC的管控越来越严格,因此针对某些环保要求高的领域,溶剂型超支化聚合物并不适用。由于溶剂型超支化聚合物的水性化,通常是在分子结构上引入相当数量的羧基、氨基、羟基、醚键等亲水性基团,但是溶剂型超支化聚合物与水会形成浊液状态,难以维持稳定的水性状态。此外,溶剂型超支化聚合物合成工艺反应效率较低,能耗较高,环保适用性较差。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种水性超支化聚合物,以解决现有超支化聚合物与水会形成浊液状态,难以维持稳定的水性状态,且不易实现超支化聚合物水性化,成工艺反应效率较低,能耗较高,环保适用性较差的技术问题。
为实现上述目的,本发明采用的技术方案是:提供一种水性超支化聚合物,按照质量百分比计,包括如下质量份数的下列组分:
可选的,所述酸酐为马来酸酐、甲基四氢苯酐、丁二酸酐和苯酐中的至少一种。
可选的,所述醇为季戊四醇、甘油和三羟甲基丙烷中的至少一种。
可选的,所述催化剂为四乙基溴化铵、三乙胺、四丁基溴化铵和三苯基膦中的至少一种。
可选的,所述胺为二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺和氨水中的至少一种。
可选的,所述酸酐与所述醇的摩尔比为(45~64):20。
本发明实施例的另一目的在于提供一种水性超支化聚合物的制备方法。
为实现上述目的,本发明采用的技术方案是:提供一种可制备上述任一方案提供的水性超支化聚合物的水性超支化聚合物制备方法,所述水性超支化聚合物的制备方法包括如下步骤:
步骤S01,按照权利要求1至6任一项所述的水性超支化聚合物所含的组分分别称取酸酐、醇、催化剂、胺和去离子水;
步骤S02,原料脱水:将所述步骤S01中的酸酐、醇、催化剂和胺,通过真空方式进行除水操作;
步骤S03,半酯化反应:将预定比例的酸酐和醇进行混合,并在加热搅拌条件下进行半酯化反应,获得外部基团为羧基的初代超支化聚合物;
步骤S04,酯化反应:向所述步骤S03中的外部基团为羧基的初代超支化聚合物中,加入催化剂和预定比例的醇,在加热搅拌条件下进行酯化反应,获得外部基团为羟基的二代超支化聚合物;
步骤S05,酯化反应:向所述步骤S04中的外部基团为羟基的二代超支化聚合物中,加入预定比例的酸酐,在加热搅拌条件下进行半酯化反应,获得外部基团为羧基的二代超支化聚合物;
步骤S06,中和反应:向所述步骤S05中的外部基团为羧基的二代超支化聚合物中加入胺,在加热搅拌条件下进行中和反应,加入去离子水后,即可获得水性超支化聚合物。
可选的,所述步骤S03中,所述酸酐与所述醇的摩尔比为(3~4):1。
可选的,所述步骤S04中,所述外部基团为羧基的初代超支化聚合物与所述醇的摩尔比为1:(3~4)。
可选的,所述步骤S05中,所述外部基团为羟基的二代超支化聚合物与所述酸酐的摩尔比为1:(6~8)。
本发明实施例中的上述一个或多个技术方案,与现有技术相比,至少具有如下有益效果之一:
本发明实施例中的水性超支化聚合物或由本发明实施例中的制备方法制备的水性超支化聚合物,采用酸酐与醇作为原料,以酯化反应作为反应原理,利用熔融聚合作为反应手段构筑超支化聚合物,熔融聚合的方式避免引入有机溶剂,且不需要后期处理,不仅提高树脂的环保适用性,降低了工艺能耗,而且提高反应效率,可以实现快速酯化。此外,采用中和成盐的方式,提高了超支化聚合物的水溶性,在不使用任何有机助剂的条件下,可使得超支化聚合物直接溶解在水中,容易实现超支化聚合物水性化,水性超支化聚合物溶液不会形成浊液状态,水性超支化聚合物溶液可呈透明状或半透明状,并且水性超支化聚合物溶液能够维持稳定的水性状态。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
本发明实施例提供一种本发明实施例提供一种不使用任何有机助剂的条件下可直接溶解在水中,维持稳定的水性状态,提高树脂的环保适用性,降低工艺能耗,提高反应效率,可以实现快速酯化的水性超支化聚合物,以克服现有超支化聚合物通过亲水性基团提供亲水性,亲水基团与水会形成浊液状态,难以维持稳定的水性状态,且不易实现超支化聚合物水性化的缺陷。
本发明实施例提供的水性超支化聚合物,按照质量百分比计,包括如下质量份数的下列组分:
具体地,本发明实施例选用的原料纯度均为99.9%以上。这样,本发明实施例提供的水性超支化聚合物,。
由于本发明实施例提供的水性超支化聚合物,采用酸酐与醇作为原料,以酯化反应作为反应原理,利用熔融聚合作为反应手段构筑超支化聚合物,熔融聚合的方式避免引入有机溶剂,且不需要后期处理,不仅提高树脂的环保适用性,降低了工艺能耗,而且提高反应效率,可以实现快速酯化。此外,采用中和成盐的方式,提高了超支化聚合物的水溶性,在不使用任何有机助剂的条件下,可使得超支化聚合物直接溶解在水中,容易实现超支化聚合物水性化,不会形成浊液状态,维持稳定的水性状态,进一步为超支化聚合物在水性环保领域的应用提供了研究基础。
可选地,在其中一些实施例中,酸酐为马来酸酐、甲基四氢苯酐、丁二酸酐和苯酐中的至少一种。
可选地,在其中一些实施例中,醇为季戊四醇、甘油和三羟甲基丙烷中的至少一种。
可选地,在其中一些实施例中,催化剂为四乙基溴化铵、三乙胺、四丁基溴化铵和三苯基膦中的至少一种。
可选地,在其中一些实施例中,胺为二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺和氨水中的至少一种。
可选地,在其中一些实施例中,酸酐与醇的摩尔比为(45~64):20,即酸酐和醇的总用量摩尔比为9:4~16:5。
本发明实施例还提供了上述实施例中的水性超支化聚合物的制备方法。
在其中一些实施例中,本发明实施例提供的水性超支化聚合物的制备方法包括如下步骤:
步骤S01,按照质量百分比计,分别称取36.08~48.36%的酸酐、12.41~21.92%的醇、0.05~0.10%的催化剂、19.41~29.53%的胺和16.64~20.67%的去离子水,作为水性超支化聚合物所含的组分。
步骤S02,原料脱水:将步骤S01中的酸酐、醇、催化剂和胺,通过真空方式进行除水操作;
步骤S03,半酯化反应:将预定比例的酸酐和醇进行混合,并在加热搅拌条件下进行半酯化反应,获得外部基团为羧基的初代超支化聚合物;
步骤S04,酯化反应:向步骤S03中的外部基团为羧基的初代超支化聚合物中,加入催化剂和预定比例的醇,在加热搅拌条件下进行酯化反应,获得外部基团为羟基的二代超支化聚合物;
步骤S05,酯化反应:向步骤S04中的外部基团为羟基的二代超支化聚合物中,加入预定比例的酸酐,在加热搅拌条件下进行半酯化反应,获得外部基团为羧基的二代超支化聚合物;
步骤S06,中和反应:向步骤S05中的外部基团为羧基的二代超支化聚合物中加入胺,在加热搅拌条件下进行中和反应,加入去离子水后,即可获得水性超支化聚合物。
由本发明实施例提供的水性超支化聚合物制备方法制备获得的水性超支化聚合物,采用酸酐与醇作为原料,以酯化反应作为反应原理,利用熔融聚合作为反应手段构筑超支化聚合物,熔融聚合的方式避免引入有机溶剂,且不需要后期处理,不仅提高树脂的环保适用性,降低了工艺能耗,而且提高反应效率,可以实现快速酯化。此外,采用中和成盐的方式,提高了超支化聚合物的水溶性,在不使用任何有机助剂的条件下,可使得超支化聚合物直接溶解在水中,容易实现超支化聚合物水性化,不会形成浊液状态,维持稳定的水性状态,进一步为超支化聚合物在水性环保领域的应用提供了研究基础。
可选地,在步骤S02中,通过真空方式进行除水操作,是指用真空加热干燥,以除去原料中的水分。
可选地,在步骤S03中,酸酐与醇的摩尔比为(3~4):1,酸酐为马来酸酐、甲基四氢苯酐、丁二酸酐和苯酐中的至少一种,醇为季戊四醇、甘油和三羟甲基丙烷中的至少一种,搅拌的速度均为200~2000r/min,并在60~90℃的温度条件下,搅拌反应4~6h。
可选地,在步骤S04中,外部基团为羧基的初代超支化聚合物与醇的摩尔比为1:(3~4),醇为季戊四醇、甘油和三羟甲基丙烷中的至少一种,搅拌的速度均为200~2000r/min,并在180~220℃的温度条件下,搅拌反应4~6h。
可选地,在步骤S05中,外部基团为羟基的二代超支化聚合物与酸酐的摩尔比为1:(6~8),酸酐为马来酸酐、甲基四氢苯酐、丁二酸酐和苯酐中的至少一种,搅拌的速度均为200~2000r/min,并在60~90℃的温度条件下,搅拌反应4~6h。
可选地,在步骤S06中,搅拌的速度均为200~2000r/min,并在60~80℃的温度条件下,搅拌反应2~4h。
为使本发明上述实施细节和操作能清楚地被本领域技术人员理解,以及本发明水性超支化聚合物及其制备方法的进步性能显著地体现,以下通过实施例对本发明的实施进行举例说明。
实施例1
(1)原料干燥
将苯酐、三羟甲基丙烷在50℃抽真空1h,保存至密封瓶中备用。
(2)半酯化反应
将步骤(1)得到的苯酐444.21g、三羟甲基丙烷134.06g在搅拌的条件下升温,反应一段时间,搅拌速度为200r/min,反应温度为60℃,反应时间为4h,得到外部基团为羧基的初代超支化聚合物。
(3)酯化反应
将步骤(2)得到的产物中加入三羟甲基丙烷402.01g、三苯基膦2.95g,在搅拌的条件下升温,反应一段时间,搅拌速度为200r/min,反应温度为180℃,反应时间为4h,得到外部基团为羟基的二代超支化聚合物;
(4)半酯化反应
将步骤(3)得到的产物中加入苯酐888.16g,在搅拌的条件下升温,反应一段时间,搅拌速度为200r/min,反应温度为60℃,反应时间为4h,得到外部基团为羧基的二代超支化聚合物;
(5)中和反应
将步骤(4)得到的产物中加入二乙烯三胺618.43g,在搅拌的条件下升温,反应一段时间,搅拌速度为200r/min,反应温度为60℃,反应时间为2h,加入497.39g去离子水,得到水性超支化聚合物溶液。
实施例2
(1)原料干燥
将马来酸酐、三羟甲基丙烷在50℃抽真空1h,保存至密封瓶中备用。
(2)半酯化反应
将步骤(1)得到的马来酸酐294.53g、三羟甲基丙烷134.21g,在搅拌的条件下升温,反应一段时间,搅拌速度为500r/min,反应温度为70℃,反应时间为5h,得到外部基团为羧基的初代超支化聚合物。
(3)酯化反应
将步骤(2)得到的产物中加入三羟甲基丙烷402.33g、三苯基膦2.49g,在搅拌的条件下升温,反应一段时间,搅拌速度为800r/min,反应温度为190℃,反应时间为5h,得到外部基团为羟基的二代超支化聚合物;
(4)半酯化反应
将步骤(3)得到的产物中加入马来酸酐588.45g,在搅拌的条件下升温,反应一段时间,搅拌速度为900r/min,反应温度为70℃,反应时间为5h,得到外部基团为羧基的二代超支化聚合物;
(5)中和反应
将步骤(4)得到的产物中加入二乙烯三胺618.12g,在搅拌的条件下升温,反应一段时间,搅拌速度为1000r/min,反应温度为70℃,反应时间为3h,加入407.22g去离子水,得到水性超支化聚合物溶液。
实施例3
(1)原料干燥
将丁二酸酐、三羟甲基丙烷在50℃抽真空1h,保存至密封瓶中备用。
(2)半酯化反应
将步骤(1)得到的丁二酸酐300.97g、三羟甲基丙烷134.19g,在搅拌的条件下升温,反应一段时间,搅拌速度为2000r/min,反应温度为90℃,反应时间为6h,得到外部基团为羧基的初代超支化聚合物。
(3)酯化反应
将步骤(2)得到的产物中加入三羟甲基丙烷402.95g、三苯基膦2.52g,在搅拌的条件下升温,反应一段时间,搅拌速度为2000r/min,反应温度为220℃,反应时间为6h,得到外部基团为羟基的二代超支化聚合物;
(4)半酯化反应
将步骤(3)得到的产物中加入丁二酸酐600.73g,在搅拌的条件下升温,反应一段时间,搅拌速度为2000r/min,反应温度为90℃,反应时间为6h,得到外部基团为羧基的二代超支化聚合物;
(5)中和反应
将步骤(4)得到的产物中加入二乙烯三胺618.98g,在搅拌的条件下升温,反应一段时间,搅拌速度为2000r/min,反应温度为80℃,反应时间为4h,加入411.57g去离子水,得到水性超支化聚合物溶液。
实施例4
(1)原料干燥
将甲基四氢苯酐、三羟甲基丙烷在50℃抽真空1h,保存至密封瓶中备用。
(2)半酯化反应
将步骤(1)得到的甲基四氢苯酐498.53g、三羟甲基丙烷134.99g,在搅拌的条件下升温,反应一段时间,搅拌速度为1200r/min,反应温度为80℃,反应时间为5h,得到外部基团为羧基的初代超支化聚合物。
(3)酯化反应
将步骤(2)得到的产物中加入三羟甲基丙烷402.41g、三苯基膦3.18g,在搅拌的条件下升温,反应一段时间,搅拌速度为1000r/min,反应温度为200℃,反应时间为5h,得到外部基团为羟基的二代超支化聚合物;
(4)半酯化反应
将步骤(3)得到的产物中加入甲基四氢苯酐996.17g,在搅拌的条件下升温,反应一段时间,搅拌速度为1500r/min,反应温度为80℃,反应时间为5h,得到外部基团为羧基的二代超支化聚合物;
(5)中和反应
将步骤(4)得到的产物中加入二乙烯三胺618.18g,在搅拌的条件下升温,反应一段时间,搅拌速度为1100r/min,反应温度为75℃,反应时间为3h,加入530.88g去离子水,得到水性超支化聚合物溶液。
实施例5
(1)原料干燥
将马来酸酐、季戊四醇在50℃抽真空1h,保存至密封瓶中备用。
(2)半酯化反应
将步骤(1)得到的马来酸酐392.77g、季戊四醇136.45g,在搅拌的条件下升温,反应一段时间,搅拌速度为1800r/min,反应温度为90℃,反应时间为6h,得到外部基团为羧基的初代超支化聚合物。
(3)酯化反应
将步骤(2)得到的产物中加入季戊四醇544.71g、三苯基膦3.22g,在搅拌的条件下升温,反应一段时间,搅拌速度为1600r/min,反应温度为210℃,反应时间为6h,得到外部基团为羟基的二代超支化聚合物;
(4)半酯化反应
将步骤(3)得到的产物中加入马来酸酐1176.58g,在搅拌的条件下升温,反应一段时间,搅拌速度为1700r/min,反应温度为70℃,反应时间为4h,得到外部基团为羧基的二代超支化聚合物;
(5)中和反应
将步骤(4)得到的产物中加入二乙烯三胺1236.56g,在搅拌的条件下升温,反应一段时间,搅拌速度为900r/min,反应温度为70℃,反应时间为3h,加入697.43g去离子水,得到水性超支化聚合物溶液。
实施例6
(1)原料干燥
将丁二酸酐、季戊四醇在50℃抽真空1h,保存至密封瓶中备用。
(2)半酯化反应
将步骤(1)得到的丁二酸酐400.31g、季戊四醇136.37g在搅拌的条件下升温,反应一段时间,搅拌速度为800r/min,反应温度为85℃,反应时间为4h,得到外部基团为羧基的初代超支化聚合物。
(3)酯化反应
将步骤(2)得到的产物中加入季戊四醇544.67g、三苯基膦3.27g,在搅拌的条件下升温,反应一段时间,搅拌速度为1400r/min,反应温度为185℃,反应时间为4h,得到外部基团为羟基的二代超支化聚合物;
(4)半酯化反应
将步骤(3)得到的产物中加入丁二酸酐1201.11g,在搅拌的条件下升温,反应一段时间,搅拌速度为1300r/min,反应温度为80℃,反应时间为4h,得到外部基团为羧基的二代超支化聚合物;
(5)中和反应
将步骤(4)得到的产物中加入二乙烯三胺1236.19g,在搅拌的条件下升温,反应一段时间,搅拌速度为900r/min,反应温度为65℃,反应时间为2h,加入703.73g去离子水,得到水性超支化聚合物溶液。
实施例7
(1)原料干燥
将甲基四氢苯酐、季戊四醇在50℃抽真空1h,保存至密封瓶中备用。
(2)半酯化反应
将步骤(1)得到的甲基四氢苯酐664.78g、季戊四醇136.89g,在搅拌的条件下升温,反应一段时间,搅拌速度为1100r/min,反应温度为90℃,反应时间为6h,得到外部基团为羧基的初代超支化聚合物。
(3)酯化反应
将步骤(2)得到的产物中加入季戊四醇544.83g、三苯基膦4.03g,在搅拌的条件下升温,反应一段时间,搅拌速度为500r/min,反应温度为180℃,反应时间为6h,得到外部基团为羟基的二代超支化聚合物;
(4)半酯化反应
将步骤(3)得到的产物中加入甲基四氢苯酐1992.46g,在搅拌的条件下升温,反应一段时间,搅拌速度为400r/min,反应温度为90℃,反应时间为6h,得到外部基团为羧基的二代超支化聚合物;
(5)中和反应
将步骤(4)得到的产物中加入二乙烯三胺1236.73g,在搅拌的条件下升温,反应一段时间,搅拌速度为900r/min,反应温度为60℃,反应时间为4h,加入915.24g去离子水,得到水性超支化聚合物溶液。
实施例8
(1)原料干燥
将苯酐、季戊四醇在50℃抽真空1h,保存至密封瓶中备用。
(2)半酯化反应
将步骤(1)得到的苯酐592.12g、季戊四醇136.14g,在搅拌的条件下升温,反应一段时间,搅拌速度为600r/min,反应温度为80℃,反应时间为4h,得到外部基团为羧基的初代超支化聚合物。
(3)酯化反应
将步骤(2)得到的产物中加入季戊四醇544.62g、三苯基膦3.87g,在搅拌的条件下升温,反应一段时间,搅拌速度为700r/min,反应温度为200℃,反应时间为6h,得到外部基团为羟基的二代超支化聚合物;
(4)半酯化反应
将步骤(3)得到的产物中加入苯酐1632.20g,在搅拌的条件下升温,反应一段时间,搅拌速度为1900r/min,反应温度为70℃,反应时间为6h,得到外部基团为羧基的二代超支化聚合物;
(5)中和反应
将步骤(4)得到的产物中加入二乙烯三胺1236.98g,在搅拌的条件下升温,反应一段时间,搅拌速度为1500r/min,反应温度为60℃,反应时间为4h,加入828.68g去离子水,得到水性超支化聚合物溶液。
对比例
将合成溶剂型的超支化聚合物所需的原料,与有机溶剂一次性投入到反应釜当中,通过一步法合成溶剂型超支化聚合物,并采用合成的溶剂型的超支化聚合物作为试验中的对比例。
性能测试
将实施例1至8中制得的水性超支化聚合物和对比例中的溶剂型的超支化聚合物,分别进行水溶性测试,测试结果分别列于表1。
表1实施例1至8中制得的水性超支化聚合物和对比例中的溶剂型的超支化聚合物的水溶性测试结果
由表1可见,与对比例中的溶剂型的超支化聚合物呈浊液状相比,实施例1至8中制得的水性超支化聚合物呈乳液状、半透明状、透明状,具有较好的水溶性。其中,实施例2与实施例1相比,因马来酸酐的亲水能力强于苯酐,实施例2表现出更优异的亲水性。实施例5、实施例7与实施例1相比,季戊四醇还有4个羟基,具有更好的亲水性,因此实施例5与实施例7同样具有优异的亲水性能。此外,由于丁二酸酐和甲基四氢苯酐的亲水性较差,其与三羟甲基丙烷制备的超支化产物呈现乳液状或半透明状,因此实施例3、实施例4、实施例6、实施例8中的水性超支化聚合物呈乳液状或半透明状。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
2.如权利要求1所述的水性超支化聚合物,其特征在于,所述酸酐为马来酸酐、甲基四氢苯酐、丁二酸酐和苯酐中的至少一种。
3.如权利要求1所述的水性超支化聚合物,其特征在于,所述醇为季戊四醇、甘油和三羟甲基丙烷中的至少一种。
4.如权利要求1所述的水性超支化聚合物,其特征在于,所述催化剂为四乙基溴化铵、三乙胺、四丁基溴化铵和三苯基膦中的至少一种。
5.如权利要求1所述的水性超支化聚合物,其特征在于,所述胺为二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺和氨水中的至少一种。
6.如权利要求1至5任一项所述的水性超支化聚合物,其特征在于,所述酸酐与所述醇的摩尔比为(45~64):20。
7.一种水性超支化聚合物的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
步骤S01,按照权利要求1至6任一项所述的水性超支化聚合物所含的组分分别称取酸酐、醇、催化剂、胺和去离子水;
步骤S02,原料脱水:将所述步骤S01中的酸酐、醇、催化剂和胺,通过真空方式进行除水操作;
步骤S03,半酯化反应:将预定比例的酸酐和醇进行混合,并在加热搅拌条件下进行半酯化反应,获得外部基团为羧基的初代超支化聚合物;
步骤S04,酯化反应:向所述步骤S03中的外部基团为羧基的初代超支化聚合物中,加入催化剂和预定比例的醇,在加热搅拌条件下进行酯化反应,获得外部基团为羟基的二代超支化聚合物;
步骤S05,酯化反应:向所述步骤S04中的外部基团为羟基的二代超支化聚合物中,加入预定比例的酸酐,在加热搅拌条件下进行半酯化反应,获得外部基团为羧基的二代超支化聚合物;
步骤S06,中和反应:向所述步骤S05中的外部基团为羧基的二代超支化聚合物中加入胺,在加热搅拌条件下进行中和反应,加入去离子水后,即可获得水性超支化聚合物。
8.如权利要求7所述的水性超支化聚合物的制备方法,其特征在于,所述步骤S03中,所述酸酐与所述醇的摩尔比为(3~4):1。
9.如权利要求7所述的水性超支化聚合物的制备方法,其特征在于,所述步骤S04中,所述外部基团为羧基的初代超支化聚合物与所述醇的摩尔比为1:(3~4)。
10.如权利要求7至9任一项所述的水性超支化聚合物的制备方法,其特征在于,所述步骤S05中,所述外部基团为羟基的二代超支化聚合物与所述酸酐的摩尔比为1:(6~8)。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202211460416.2A CN115746273A (zh) | 2022-11-17 | 2022-11-17 | 水性超支化聚合物及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202211460416.2A CN115746273A (zh) | 2022-11-17 | 2022-11-17 | 水性超支化聚合物及其制备方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN115746273A true CN115746273A (zh) | 2023-03-07 |
Family
ID=85334233
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202211460416.2A Pending CN115746273A (zh) | 2022-11-17 | 2022-11-17 | 水性超支化聚合物及其制备方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN115746273A (zh) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1251550A (zh) * | 1997-01-31 | 2000-04-26 | 赛德尔研究公司 | 水分散性/再分散性疏水性聚酯树脂及其在涂料中的应用 |
CN101381457A (zh) * | 2007-09-05 | 2009-03-11 | 中国科学院成都有机化学有限公司 | 水性超支化中间体、水溶性超支化丙烯酸树脂的制备方法 |
WO2018046334A1 (en) * | 2016-09-08 | 2018-03-15 | Basf Coatings Gmbh | Coatings with radiation-curable hyperbranched polymers |
CN111499848A (zh) * | 2020-05-26 | 2020-08-07 | 长兴材料工业(广东)有限公司 | 一种零voc水性聚酯分散体用聚酯聚合物、分散体及涂料组合物 |
-
2022
- 2022-11-17 CN CN202211460416.2A patent/CN115746273A/zh active Pending
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1251550A (zh) * | 1997-01-31 | 2000-04-26 | 赛德尔研究公司 | 水分散性/再分散性疏水性聚酯树脂及其在涂料中的应用 |
CN101381457A (zh) * | 2007-09-05 | 2009-03-11 | 中国科学院成都有机化学有限公司 | 水性超支化中间体、水溶性超支化丙烯酸树脂的制备方法 |
WO2018046334A1 (en) * | 2016-09-08 | 2018-03-15 | Basf Coatings Gmbh | Coatings with radiation-curable hyperbranched polymers |
CN111499848A (zh) * | 2020-05-26 | 2020-08-07 | 长兴材料工业(广东)有限公司 | 一种零voc水性聚酯分散体用聚酯聚合物、分散体及涂料组合物 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
杨成德: "《涂料开发与试验》", vol. 1, 28 February 2015, 科学技术文献出版社, pages: 149 - 150 * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0603716A1 (en) | Fast-curing, high strength, two-part sealants using acetoacetate-amine cure chemistry | |
US20070293629A1 (en) | Preparation of polamide block copolymers | |
US20060025630A1 (en) | Synthesis on N-vinyl formamide | |
WO2018058816A1 (zh) | 一种多噁唑啉基扩链剂的制备方法 | |
CN112142963B (zh) | 一种可生物降解高分子量聚酯合成方法及用途 | |
EP3134459A1 (en) | Aliphatic polyimides from a 1:2 molar ratio of diamine and unsaturated monoanhydride or unsaturated diacid | |
CN114478635B (zh) | 一种铬化合物、其制备方法与多嵌段聚酯材料的制备方法 | |
CN107129493B (zh) | 一种含脂环烃酰亚胺基的二胺型双苯并噁嗪及其制备方法 | |
KR101396110B1 (ko) | 장쇄 분지를 갖는 지방족 폴리카보네이트 및 이의 방향족 폴리에스터 공중합체 | |
WO2022143914A1 (zh) | 一种聚羟基脂肪酸酯及其制备方法 | |
SU973028A3 (ru) | Способ получени полиамидоимидов | |
CN116396474B (zh) | 一种具有多种用途的超支化聚醚酯及其制备方法 | |
CN115746273A (zh) | 水性超支化聚合物及其制备方法 | |
CN111040165A (zh) | 聚磺酸酯类聚合物及其聚合方法 | |
CN115073735A (zh) | 一种超支化半芳烃聚酯酰亚胺聚合物及其制备方法 | |
CN108047492B (zh) | 一种聚2,5-呋喃二甲酸乙二醇酯成核剂及其快速结晶的塑料 | |
US6054552A (en) | Process for preparing ester amides and polyesteramides | |
CN114752032B (zh) | 聚硫酸酯的扩链方法 | |
US6177539B1 (en) | Aliphatic polyester and process for the production thereof | |
CN115770617B (zh) | 回收聚对苯二甲酸乙二醇酯的溶液型催化剂及其制备方法 | |
CN117624094B (zh) | 一种聚呋喃二甲酸乙二醇酯用生物基成核剂的制备方法与应用 | |
Yamaye et al. | Chemical recycling of polyesters. One-pot–two-step conversion of poly (ethylene 2, 6-naphthalenedicarboxylate) and poly (tetramethylene terephthalate), producing the corresponding hydroxamic acids and hydrazides | |
CN116239790A (zh) | 基于呋喃二甲酸的羧基封端超支化聚酰胺、其制法与应用 | |
KR930006256B1 (ko) | 폴리에스테르 결합제의 제조방법 | |
US4096124A (en) | Esterification process |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination |