[发明专利]一种改性阳离子聚乙烯醇及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种改性聚乙烯醇，尤其涉及一种改性阳离子聚乙烯醇及其制备方法。

背景技术

聚乙烯醇（PVA）是由聚醋酸乙烯酯水解而成的一种水溶性聚合物，无毒性，具有优良的环境友好性和生物相容性，并且是为数不多的以非石油路线生产的高分子材料，广泛用于涂料、粘合剂、造纸用施胶剂、纺织浆料、乳化剂、分散剂、油田化学品以及纤维、薄膜等产品制备中，在国民经济和高科技领域起着十分重要的作用。

由聚乙烯醇经改性得到的阳离子聚乙烯醇，也是一类重要的功能性高分子，由于其结构的特殊性，使其在皮革（制备柔软剂）、纺织（制备抗静电剂）、造纸（制备纸张增强剂）、石油化工（制备长效粘土稳定剂）、化妆品、水处理（制备絮凝剂）、花茎治理(制备非氧化性杀菌剂) 、腐蚀科学(制备防锈剂) 及材料表面改性等领域，具有很高的应用价值而引起人们的重视。目前的阳离子聚乙烯醇多以3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵为原料在碱活化的条件下，采用常规阳离子化方法制备而成。从其制备过程和应用中研究发现，PVA经阳离子化后，其分子间氢键作用减弱，使其自身力学强度有较大降低，因而其应用受到一定限制，例如，作为纸张粘合剂使用时，所得产品的力学强度达不到要求。且由于阳离子化试剂本身具有一定的碱性，过度阳离子化容易使其主链发生碱降解，进而使其分子量降低，例如阳离子醚化剂用量为166.7%时，产品分子量降低约一半，从而影响其使用效果。

发明内容

本发明的目的在于提供一种改性阳离子聚乙烯醇，该改性阳离子聚乙烯醇具有较高的力学强度和韧性。

本发明的另一目的在于提供一种改性阳离子聚乙烯醇的制备方法，该制备方法简单易行。

本发明的目的是这样实现的：一种改性阳离子聚乙烯醇，其特征在于：它是采用如下所述的各合成原料组分经阳离子化方法制得，各组分均采用重量份数：

聚乙烯醇             聚合度为400～3000,醇解度为75～99%,3～12份，

活化剂               采用质量浓度为0.1～3%的无机碱的水溶液，10～50份，

有机极性溶剂         20～60份，

疏水阳离子化试剂     采用环氧丙基二甲基烷基氯化铵，其烷基含碳原子数至少为6个，0.5～6份。

上述阳离子化方法是采用上述各组分，按下述制备过程进行的：

将上述聚乙烯醇加入到上述有机极性溶剂中，通氮气，搅拌下加入活化剂，溶胀，再加入上述疏水阳离子化试剂，反应2～10小时，调节pH至7～8，洗涤，干燥。

上述制备过程中，在加入疏水阳离子化试剂之后，还可以加入1～12份的阳离子化试剂；其中，所述阳离子化试剂，采用环氧丙基三烷基氯化铵，其烷基含碳原子数为1～5个。

上述疏水阳离子化试剂，优选采用环氧丙基二甲基辛基氯化铵，环氧丙基二甲基十二烷基氯化铵，环氧丙基二甲基十六烷基氯化铵，环氧丙基二甲基十八烷基氯化铵或环氧丙基二甲基二十烷基氯化铵中的一种或多种任意混合，选用这样的疏水阳离子化试剂，反应程度较好。若疏水阳离子化试剂单体链过长，则反应很不容易进行。

上述聚乙烯醇，可优选采用规格为0599，1099，1399，1599，1788，1795，1799，2099或2499的聚乙烯醇中的一种或多种任意混合，其规格中末尾两位数表示醇解度，例如，规格为1099的聚乙烯醇表示：聚合度为1000，醇解度为99%的聚乙烯醇。上述活化剂中的无机碱，优选采用氢氧化钠、氢氧化钾或碳酸氢钠中的一种或多种任意混合。上述有机极性溶剂，优选采用异丙醇、正丁醇、丁酮或二甲基亚砜中的一种或多种任意混合。

上述阳离子化试剂，优选采用环氧丙基三甲基氯化铵或环氧丙基三乙基氯化铵中的一种或两种任意混合。

本发明的另一目的是这样实现的：一种改性阳离子聚乙烯醇的制备方法，其特征在于：它是采用上述的合成原料组分及其重量份数，按以下步骤进行反应：

将上述聚乙烯醇加入到上述有机极性溶剂中，搅拌0.5～2小时后，通氮气，再于搅拌下加入活化剂，于50～90℃下溶胀0.5～2小时，再加入上述疏水阳离子化试剂，反应2～10小时，调节pH至7～8，洗涤，于30～50℃干燥3～7小时。

上述制备过程在溶胀0.5～2小时之后，可按以下步骤进行反应：先加入上述疏水阳离子化试剂，再加入1～12份的阳离子化试剂，控制总的反应2～10小时，然后再调节pH至7～8，洗涤，于30～50℃干燥3～7小时；其中，所述阳离子化试剂，采用环氧丙基三烷基氯化铵，其烷基含碳原子数为1～5个。