[发明专利]一种用于环保抑尘剂的改性超支化聚酯的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于路面化学抑尘领域，具体涉及到一种改性超支化聚酯的制备方法，以及采用上述改性超支化聚酯配制得到的环保抑尘剂。

背景技术

化学抑尘剂是由表面活性剂及其他助剂等多种化学试剂与大量水混合配制而成，将其喷洒至扬尘面(未铺筑路面、露天料堆、港口码头尾矿等易起尘处)后，迅速润湿或粘结扬尘面表面颗粒，由于其优异的吸湿保湿性能、粘尘固尘性能，及快速成膜特性，利用毛细水与扬尘颗粒的相互作用，或粘结剂对扬尘颗粒的粘结作用，或表面膜层对扬尘颗粒的固结作用，从而抑制扬尘面扬尘。与洒水、苫盖、设置挡风抑尘墙、建造封闭式结构等传统型抑尘手段相比，具有施用简单、抑尘效果显著、无固体废弃物污染、节约水资源等优点。化学抑尘的方法从诞生之日起就为世界各国所广泛采用，取得了良好的效果，在科研和工业运行中被认为是解决开放源扬尘污染的最佳方法。

近年来，用于抑尘剂领域的成膜高分子主要有：淀粉类(可溶性淀粉、木薯淀粉、玉米淀粉等)、木质素类、聚乙烯醇、膨润土、聚丙烯酸酯、天然植物胶、甘油、羧甲基纤维素钠、生物高分子等，用于高分子改性的单体主要有：丙烯酰胺、丙烯酸、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯等。但是大多数研究成果未能在路面抑尘实现推广应用，主要原因是：多数成膜类抑尘剂喷洒后形成的壳层结构保水率及柔韧性差，在实际应用中很容易被碾碎，从而失去抑尘效果；而吸湿保水性抑尘剂多添加有氯化钙等无机盐，金属腐蚀性严重，并对环境造成一定破坏，污染地下水。

专利号为201310617944.9的中国发明专利公开了一种改性超支化聚酯环保抑尘剂及其制备方法，其通过溶液聚合法制得三代超支化聚酯，并以硬脂酸为改性剂，以对甲苯磺酸为催化剂，得到改性超支化聚酯；将改性超支化聚酯与表面活性剂、水复配成改性超支化聚酯环保抑尘剂。该专利制得的抑尘剂具有抑尘效果好，柔韧性强，在实际应用中不易被碾碎破坏，而且对金属无腐蚀作用，并具有良好的可降解性，无毒无环境污染等优点。但改性超支化聚酯的合成工艺耗时长，合成时间达8.5-15h，效率较低。

发明内容

基于上述技术问题，本发明提供一种用于环保抑尘剂的改性超支化聚酯的制备方法。

本发明所采用的技术解决方案是：

一种改性超支化聚酯的制备方法，其是以N,N-二羟乙基-3-胺丙酸甲酯为单体，季戊四醇为核，以对甲苯磺酸为催化剂，通过本体聚合法制得二代超支化聚酯；然后以硬脂酸为改性剂，对甲苯磺酸为催化剂，N,N-二羟乙基-3-胺丙酸甲酯为单体，制得改性单体；再以对甲苯磺酸为催化剂，使单体、改性单体与二代超支化聚酯反应，得到改性超支化聚酯。

上述改性超支化聚酯的制备方法，具体包括以下步骤：

a在反应器中加入1份季戊四醇，以及0.04份催化剂对甲苯磺酸，升温至140℃，开始搅拌，并滴加4份N，N-二羟乙基-3-胺丙酸甲酯，N₂保护反应3h后，抽真空1h；追加8份N，N-二羟乙基-3-胺丙酸甲酯和0.08份催化剂对甲苯磺酸，N₂保护继续反应2h后，继续搅拌，同时抽真空至体系逐渐无气泡冒出，得到一种黄色的粘稠液体，即二代超支化聚酯；

b在反应器中加入1份硬脂酸，以及0.01-0.06份催化剂对甲苯磺酸，升温至100-140℃，开始搅拌，并滴加1份N，N-二羟乙基-3-胺丙酸甲酯，N₂保护反应1.5-3h后，抽真空1h，得到一种深棕色的固体，即改性单体；

c在反应器中加入二代超支化聚酯、单体N,N-二羟乙基-3-胺丙酸甲酯、改性单体以及对甲苯磺酸，氮气保护下，磁力或机械搅拌，120-150℃反应2-3h，制得改性超支化聚酯；所述二代超支化聚酯、N,N-二羟乙基-3-胺丙酸甲酯、改性单体以及对甲苯磺酸的用量比为1∶8-14∶2-8∶0.005-0.24；

上述步骤a、b、c中，所述原料用量均按摩尔份计。

优选的，所述N,N-二羟乙基-3-胺丙酸甲酯采用下述步骤制得：取1份甲醇加入反应器，搅拌下缓慢加入1份二乙醇胺，继续搅拌15min后，缓慢滴加1.05份丙烯酸甲酯，加料完毕后升温至40℃保温反应4h，然后抽真空，得到一种无色透明油状物，即N，N-二羟乙基-3-胺丙酸甲酯；所述原料用量按摩尔份计。

一种改性超支化聚酯环保抑尘剂，其是由下述重量份配比的原料制成：改性超支化聚酯0.05-6份，脂肪醇聚氧乙烯醚0.05-1份，水93-99.9份；所述原料用量按重量份计。

本发明的有益技术效果是：