[发明专利]一种季铵盐型阳离子聚天门冬氨酸酯及其制备方法和用途

权利要求书

1.一种多官能度季铵盐型聚天门冬氨酸酯，其特征在于，其结构如下式I-IV：

其中，R₁、R₂和R₃为相同或不同的烷基基团；

2.根据权利要求1所述的聚天门冬氨酸酯，其特征在于，所述结构中R₁、R₂和R₃为相同或不同的C2～C6的支链或直链烷基。

3.一种制备权利要求1或2所述多官能度季铵盐型聚天门冬氨酸酯的方法，其特征在于，所述方法包含如下步骤：

(1)合成聚天门冬氨酸酯多胺：双烷基三胺和丁烯二酸二酯反应得到聚天门冬氨酸酯多胺；

(2)合成季铵盐型丙烯酸酯或季铵盐型甲基丙烯酸酯：多元丙烯酸醇酯或多元甲基丙烯酸醇酯与2,3-环氧丙基三烷基氯化铵反应得到季铵盐型丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯；

(3)多元官能度化反应：季铵盐型丙烯酸酯的反应液中加入聚天门冬氨酸酯多胺，通过Michael加成反应得到多官能度季铵盐型聚天门冬氨酸酯。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述的双烷基三胺选自二乙烯三胺、二丙烯三胺、二亚丙基三胺和双六亚甲基三胺中的一种或多种；

和/或，步骤(1)中所述的丁烯二酸二酯选自马来酸二酯和富马酸二酯中的一种或多种。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中马来酸二酯选自马来酸二乙酯、马来酸二丙酯、马来酸二丁酯和马来酸甲基丙基酯中的一种或多种，富马酸二酯选自富马酸二乙酯、富马酸二丙酯、富马酸二丁酯和富马酸甲基丙基酯中的一种或多种；

步骤(1)中二乙烯三胺和丁烯二酸二酯的摩尔比为1:2。

6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中的多元丙烯酸醇酯选自二丙烯酸甘油酯、三羟甲基丙烷二丙烯酸酯和季戊四醇三丙烯酸酯中的一种或多种；

和/或，步骤(2)中多元甲基丙酸醇酯为三羟甲基丙烷二甲基丙烯酸酯。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述2,3-环氧丙基三烷基氯化铵选自2,3-环氧丙基三甲基氯化铵和/或2,3-环氧丙基三乙基氯化铵；

步骤(2)中多元丙烯酸醇酯或多元甲基丙烯酸醇酯与2,3-环氧丙基三烷基氯化铵的摩尔比为1:1～1:1.1。

8.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述的反应液采用水为溶剂，并加入四丁基溴化铵和非离子型表面活性剂。

9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中四丁基溴化铵的加入量为2,3-环氧基丙基氯化铵摩尔量的0.01％～0.05％，非离子型表面活性剂加入量为2,3-环氧基丙基氯化铵质量的0.03％～0.1％。

10.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中调节反应体系pH值至8～9。

11.根据权利要求10所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中反应温度70～90℃，反应时间1～4h。

12.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中聚天门冬氨酸酯多胺在1～3h滴加完，滴加完成后继续反应2～4h；

和/或，步骤(3)中全程反应温度控制在50～70℃。

13.一种多官能度季铵盐型聚天门冬氨酸酯的用途，所述聚天门冬氨酸酯为权利要求1或2所述的多官能度季铵盐型聚天门冬氨酸酯，或权利要求3-12中任一项所述制备方法制得的多官能度季铵盐型聚天门冬氨酸酯，该聚天门冬氨酸酯用于制备单组分内交联型水溶性聚脲涂料树脂，或单组分内交联型水溶性聚脲-聚氨酯涂料树脂。