一種含單一官能化基團(tuán)聚乙烯醇化合物及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種含單一官能化基團(tuán)聚乙烯醇化合物，尤其涉及到一種新的0酮 脂酰聚乙烯醇化合物及其制備方法，屬于高分子合成領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 聚乙烯醇(簡(jiǎn)稱PVA)外觀為白色粉末，是一種用途廣泛的水溶性高分子聚合物， 性能介于塑料和橡膠之間，具有獨(dú)特的強(qiáng)力粘接性、皮膜柔韌性、平滑性、耐油性、耐溶劑 性、保護(hù)膠體性、氣體阻絕性、和耐磨性等。經(jīng)特殊處理后具有的耐水性，因此，除可用作纖 維原料外，PVA還廣泛應(yīng)用于建筑用膠和膠黏劑的制造等方面，用量占消耗量的40%以上， 是其第一大應(yīng)用領(lǐng)域。聚乙烯醇的物理性質(zhì)受化學(xué)結(jié)構(gòu)、醇解度、聚合度等影響，傳統(tǒng)聚乙 烯醇乳液的軟化點(diǎn)不高、水溶性較大且耐水性欠佳，故其應(yīng)用受到影響。因此，有必要對(duì)聚 乙烯醇進(jìn)行端基修飾，使其具有更好的耐水性及穩(wěn)定性，從而能更好地應(yīng)用于粘合劑和涂 料等領(lǐng)域，徹底解決現(xiàn)有絕大部分膠黏劑和涂料由于使用甲醛帶來(lái)的環(huán)境污染問(wèn)題。
[0003] 目前將聚乙烯醇進(jìn)行e酮脂?；揎椬钤绲膽?yīng)用由日本合成化學(xué)株式會(huì)社所報(bào) 道[JP 42016059]。其合成方法在如下文獻(xiàn)中有具體說(shuō)明[JP 55094904, JP 57040508， Journal of Applied Polymer Science (2004)，91(5)，2966-2972]，主要合成步驟為聚 乙烯醇在二甲基亞砜作溶劑下與雙乙烯酮反應(yīng)生成乙酰乙?；垡蚁┐?。但該方法存在以 下不足： 1.雙乙烯酮儲(chǔ)運(yùn)條件苛刻，需要保持在5°C以下，長(zhǎng)時(shí)間放置也會(huì)變質(zhì)變黑，而且該物 質(zhì)具有較強(qiáng)的毒性和易燃性，限制其應(yīng)用。
[0004] 2.由雙乙烯酮衍生化產(chǎn)品相對(duì)較少，因此根據(jù)上述文獻(xiàn)所述合成方法，只能單一 得到一種e酮脂?；垡蚁┐迹匆阴Ｒ阴；垡蚁┐?。對(duì)于我們下文報(bào)道的其他新的 化合物，該方法無(wú)法進(jìn)行合成。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 針對(duì)現(xiàn)有合成方法的不足，本發(fā)明提供一種單一官能化聚乙烯醇的合成方法。該 合成方法解決了目前所采用合成原料雙乙烯酮不穩(wěn)定的缺陷，同時(shí)通過(guò)該方法我們可順利 合成一系列新的e酮脂酰聚乙烯醇，并將其應(yīng)用于環(huán)保型膠粘劑以及環(huán)保型涂料應(yīng)用領(lǐng) 域。
[0006] 本發(fā)明所述0酮脂?；垡蚁┐季哂邢率鐾ㄊ剿镜幕瘜W(xué)結(jié)構(gòu)：
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種含單一官能化基團(tuán)聚乙烯醇化合物，包括聚乙烯醇，其特征在于：所述聚乙烯 醇化合物具有下述通式所示的化學(xué)結(jié)構(gòu)：
其中，n，m，x分別代表各分支鏈的聚合度，x代表未醇解的聚合度，x占（n+m+x)總 量的0%~20%;m代表官能團(tuán)修飾后的聚合度，m占所述聚乙烯醇形成的化合物鏈段總量為 1%~100%，R代表聚乙烯醇修飾后不同0酮酸脂的端基基團(tuán)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的含單一官能化基團(tuán)聚乙烯醇化合物，其特征在于：所述聚乙 烯醇形成的化合物鏈段的分子數(shù)均量在1，〇〇〇~300, 000范圍內(nèi)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的含單一官能化基團(tuán)聚乙烯醇化合物，其特征在于：所述端基 基團(tuán)中的R為Ch6燒基、、C5_14雜環(huán)烷基、C6_14芳基或C4_13雜芳基中的一種或者多種，雜環(huán) 基或雜芳基具有至少一個(gè)選自氧、硫、硒及氮中的雜原子。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的含單一官能化基團(tuán)聚乙烯醇化合物，其特征在于：所述 端基基團(tuán)的取代率為1%~1〇〇%。
5. -種含單一官能化基團(tuán)聚乙烯醇化合物的制備方法，其特征在于： 包括以下步驟： ① 在含R基團(tuán)的羧基化合物中加入一次溶劑進(jìn)行溶解反應(yīng)，反應(yīng)溫度為-10~35°C，優(yōu) 選為25°C;按照R基團(tuán)的羧基化合物和酰氯類化合物的mol比為20:1加入所述酰氯類化 合物，并于30~55°C下反應(yīng)2~5h后，減壓除去多余的溶劑得到化合物a; ② 冷卻至室溫后，在所述化合物a中加入二次溶劑和有機(jī)堿，溶解后緩慢加入馬氏酸， 繼續(xù)反應(yīng)3~5h，反應(yīng)結(jié)束后，進(jìn)行水洗、干燥、過(guò)濾和濃縮，粗產(chǎn)品通過(guò)重結(jié)晶等純化方式得 到產(chǎn)物b; ③ 將聚乙烯醇加入到強(qiáng)極性溶劑中，于70~150°C下溶解，然后將聚乙烯醇緩慢滴加至 上述產(chǎn)物b中，攪拌均勻，控制反應(yīng)溫度為70~110°C，于氮?dú)獗Ｗo(hù)下反應(yīng)24h;反應(yīng)結(jié)束后減 壓除去大部分溶劑，將樣品倒入乙醇/正己烷溶劑中，緩慢析出固體，抽濾，得到化合物c。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的含單一官能化基團(tuán)聚乙烯醇化合物的制備方法，其特征在 于：所述酰氯類化合物為三氯氧磷、氯化亞砜、三氯化磷、五氯化磷，三光氣或草酰氯。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的含單一官能化基團(tuán)聚乙烯醇化合物的制備方法，其特征在 于：所述一次溶劑為二氯甲烷、四氫呋喃、氯仿、吡啶、二甲基甲酰胺、二甲基亞砜、甲苯、苯 或乙酸乙酯。
8. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的含單一官能化基團(tuán)聚乙烯醇化合物的制備方法，其特征在 于：所述二次溶劑為二氯甲烷、四氫呋喃、氯仿、吡啶、二甲基甲酰胺、二甲基亞砜、甲苯、苯 或乙酸乙酯。
9. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的含單一官能化基團(tuán)聚乙烯醇化合物的制備方法，其特征在 于：所述有機(jī)堿為三乙胺、4-二甲氨基吡啶、吡啶、N-甲基嗎啉、四甲基乙二胺、N，N-二異丙 基乙胺、三乙烯二胺、丙胺、異丙胺、1，3-丙二胺或丁胺。
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的含單一官能化基團(tuán)聚乙烯醇化合物的制備方法，其特征在 于：所述強(qiáng)極性溶劑為水、甲酰胺、乙腈、三氟乙酸、二甲基亞砜或二甲基甲酰胺。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種含單一官能化基團(tuán)聚乙烯醇化合物及其制備方法，其中所述的含β酮脂酰基聚乙烯醇具有通式所示的化學(xué)結(jié)構(gòu)。其中，n,？m,x分別代表各分支鏈的聚合度，x代表未醇解的聚合度，含量占（n+m+x）總量的0%-20%，其大小由所用原料決定；m代表官能團(tuán)修飾后的聚合度，其含量占（n+m+x）總量的1%-100%。整個(gè)聚乙烯醇鏈段的數(shù)均分子量在1,000-300,000范圍，R代表不同β酮酸脂的端基基團(tuán)。本發(fā)明的β酮脂酰基聚乙烯醇結(jié)構(gòu)新穎，且具有較好的耐水性，抗凍性以及抗高溫性，可以廣泛應(yīng)用于環(huán)保膠粘劑以及環(huán)保涂料的生產(chǎn)中。
【IPC分類】C08F8-14, C08F16-06, C08F8-34
【公開號(hào)】CN104558307
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410847358
【發(fā)明人】劉運(yùn)權(quán)
【申請(qǐng)人】廈門諾維特環(huán)保科技有限公司
【公開日】2015年4月29日
【申請(qǐng)日】2014年12月31日