[发明专利]一种可聚合的含丙烯酰氧基的三聚阳离子表面活性剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及表面活性剂的制备方法，尤其是涉及一种可聚合的含丙烯酰氧基的三聚阳离子表面活性剂及其制备方法。

背景技术

可聚合表面活性剂是一类含有可聚合基团的表面活性剂，它具有表面活性剂活性，同时在一定引发条件下产生共聚反应，从而在溶液中可形成稳定性更高的微观有序组合体结构。可聚合表面活性剂可以克服传统表面活性剂的许多弊端，从而提高乳液的稳定性和改进乳胶膜的性能。目前研究最多的可聚合表面活性剂是传统表面活性剂，而对于可聚合低聚表面活性剂的研究相对较少，近年来才出现可聚合双子表面活性剂的研究。在低聚表面活性剂中，三聚表面活性剂比双子表面活性剂具有更加优异的表界面性能，但目前关于可聚合三聚表面活性剂鲜有文献报道，且研究内容主要集中在常规三聚表面活性剂的合成上。

公布号为CN103191671B的中国专利，公开了一种三聚季铵盐型阳离子表面活性剂及其制备方法，该表面活性剂以长链二甲基叔胺和卤代烷进行季胺化反应制得，具有良好的杀菌性能和较强的金属防腐蚀性能，可以作为乳化剂使用，特别适合于阳离子单体的乳液聚合；申请公布号为CN104610092A的中国专利，申请公开了一种季铵盐阳离子表面活性剂及其制备方法，该发明将N’-(2-苯氧基乙酰基)-N,N-二甲基乙二胺和N-(氯已酰基)烷基胺加入到溶剂中，升温反应后得到粗产物，该表面活性剂对金黄色葡萄球菌、链球菌、沙门氏菌和大肠杆菌具有良好的杀灭性能，可用于日用化学品、制药、石油化工等领域。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种可聚合的含丙烯酰氧基的三聚阳离子表面活性剂及其制备方法，采用温和的条件制备可聚合的含丙烯酰氧基的三聚阳离子表面活性剂，易降解、毒性小，可用于制备高电荷密度聚电解质，拓宽了目前可聚合低聚表面活性剂的应用范围。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种可聚合的含丙烯酰氧基的三聚阳离子表面活性剂，具有如(i)所示结构式：

其中，m＝8,10,12,14，X＝Cl或Br。

上述可聚合的含丙烯酰氧基的三聚阳离子表面活性剂的制备方法，包括以下步骤：

(1).1,3-二(二甲氨基)-2-丙醇与环氧氯丙烷在催化剂存在、反应温度为50～60℃条件下反应2～3小时，经去除催化剂、萃取、干燥、旋转蒸发、减压分馏，制得1-(1,3-二(二甲氨基)-2-丙氧基)-3-氯-2-丙醇，简称BPCP；

(2).将步骤(1)制得的BPCP与二甲胺水溶液在反应温度为50～70℃条件下反应2～3小时，经干燥、过滤，制得1-(1,3-二(二甲氨基)-2-丙氧基)-3-二甲氨基-2-丙醇，简称BPAP；

(3).将步骤(2)制得BPAP与丙烯酸或丙烯酰氯在室温下反应11～12小时，经过滤、洗涤、干燥，制得1-(1,3-二(二甲氨基)-2-丙氧基)-3-二甲氨基-2-丙烯酰氧基丙烷，简称TACP；

(4).将步骤(3)制得的TACP、卤代烷烃和阻聚剂加入溶剂中，在反应温度为50～55℃条件下反应96～120小时，经结晶、重结晶，即得可聚合的含丙烯酰氧基的三聚阳离子表面活性剂。

反应过程如下所示：

其中，m＝8,10,12,14，X＝Cl或Br。

优选地，步骤(1)中所述的催化剂为三氯化钛,氯化锌,三氟化硼乙醚溶液,硝酸铈胺,三氟甲磺酸铈，四氯化锡,三氯化铁,三氟甲磺酸基稀土金属化合物，浓硫酸,对甲苯磺酸，甲醇钠，乙醇钠中的一种。

优选地，步骤(1)中所述的1,3-二(二甲氨基)-2-丙醇与所述的环氧氯丙烷的物质的量之比为1:1.2～1.8。

优选地，步骤(2)中，所述的BPCP与所述的二甲胺水溶液中二甲胺的物质的量之比为1：2.2～4。

优选地，步骤(3)中，所述的BPAP与所述的丙烯酸的物质的量之比为1:1～2。

优选地，步骤(3)中，所述的BPAP与所述的丙烯酰氯的物质的量之比为1:1.2～2。

优选地，步骤(4)中所述的溶剂为丙酮，叔丁醇，碳酸丙烯酯中的一种。

优选地，步骤(4)中所述阻聚剂为对苯二酚。

优选地，步骤(4)中所述的TACP与所述的卤代烷烃的物质的量之比为1:3～3.5。

本发明的有益效果是：