一种阳离子型生物基聚合物水性分散剂及其制备方法与流程

技术特征：
1.一种阳离子型生物基聚合物水性分散剂，其特征在于，为季胺盐阳离子型，其分子结构中包括锚固基团和亲水基团，分子结构式如下所示：其中，分子式中的r为
‑
c
15
h
31
‑
2n
，n为0、2、4或6；r＇为m为12～15，r＂为
‑
ch3、
‑
ch2ch3或
‑
ch2ch2oh；所述的锚固基团为分子式中的三聚腰果酚链段；所述的亲水基团为分子式中r＇聚氧乙烯醚季胺盐链段；所述的锚固基团与亲水基团的摩尔比为1:36～45；所述的阳离子型生物基聚合物水性分散剂主要成分为三聚腰果酚聚氧乙烯醚季胺盐；所述的阳离子型生物基聚合物水性分散剂含氮量为1.30～1.55％。2.一种如权利1所述的阳离子型生物基聚合物水性分散剂的制备方法，其特征在于，所述的制备方法，其步骤如下：a)、按重量份计，在装有搅拌、回流分水、抽真空冷却、滴加装置的反应釜中，加入精制的腰果酚、酸性催化剂，在n2保护下开动搅拌升温到100℃，开始滴加37％甲醛，在2h内滴完，升温到110℃，反应2～4h后视反应物料粘度加入d40脱芳烃溶剂油，然后继续在120℃继续反应1～2h，降温至100℃，关掉n2开真空减压抽出水份和未反应完的甲醛，得三聚腰果酚中间体；b)、在乙氧化反应釜中加入三聚腰果酚中间体、催化剂koh和d40脱芳烃溶剂油，然后升温并真空脱水；脱水完毕，通入n2置换，再抽真空用n2置换3次，按聚腰果酚/环氧乙烷的设定的摩尔比缓慢通入环氧乙烷，升温至110℃，压力为1.0mpa，控制反应温度在110～120℃下反应2～6h；c)、检测当反应达到所要求的聚合度后停止通入环氧乙烷，反应进入终止阶段，冷却降温至100℃，加入乙酸中和；然后加入双氧水脱色；降温至80℃，制得三聚腰果酚聚氧乙烯醚；d)、在反应釜中，加入三聚腰果酚聚氧乙烯醚、环氧氯丙烷、催化剂naoh和无水乙醇，然后升温75℃，控制在75～80℃下回流反应1～2h，停止搅拌，静置分层，分出下层，下层经减压蒸馏除去未反应的环氧氯丙烷，冷却至70℃，制得三聚腰果酚聚氧乙烯基缩水甘油醚；e)、在搪瓷反应釜中加入三聚腰果酚聚氧乙烯基缩水甘油醚、叔胺和去离子水，搅拌下加入浓盐酸中和至中性，然后在强烈搅拌下升温至85～90℃反应1～2h，同时每0.5h取样检测含氮量，当含氮量达到规定的值时停止反应，降温50℃，过滤包装，制得季胺盐产物，即所述的阳离子型生物基聚合物水性分散剂；其中，所述的腰果酚与甲醛的摩尔比为3:2.05～2.1；所述三聚腰果酚中间体与环氧乙烷的摩尔比为1:36～45；所述三聚腰果酚聚氧乙烯醚与环氧氯丙烷的摩尔比为1:3.05～3.1；所述叔胺为三甲胺、三乙胺或三乙醇胺中的一种；所述叔胺与环氧氯丙烷的摩尔比为1:1。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述的酸性催化剂为对甲基苯磺酸、缩合固体酸催化剂中的一种；所述的酸性催化剂用量为总投入量的0.1～0.3％。4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述的缩合固体酸催化剂其酸容量≥5.0mmol/mg、粒度16～50目、堆积密度0.55～0.65g/ml、比表面积≥20
㎡
/g、孔径≥15nm、孔容≥0.2cc。5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述koh的用量为总投料量的0.3～1.0％。6.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，在a)步骤中，所述的d40脱芳烃溶剂油加入量为总投料量的1～3％；在b)步骤中，所述的d40脱芳烃溶剂油加入量为总投料量的1～4％。7.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述naoh用量为三聚腰果酚聚氧乙烯醚量的8.0～10.0％；所述无水乙醇用量为三聚腰果酚聚氧乙烯醚量的15.0～30.0％。8.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述去离子水的加入量按季胺盐产物总固体含量30％计算再减去乙醇的加入量。

技术总结
本发明涉及一种阳离子型生物基聚合物水性分散剂，其成分为三聚腰果酚聚氧乙烯醚季胺盐，可生物降解、不含烷基酚；含有锚固基团三聚体腰果酚链段和亲水基团聚氧乙烯醚季胺盐链段，其锚固基团与亲水基团的摩尔比为1:36～45；本发明所述的水性分散剂，具有优异的乳化润湿分散性能，极好的耐水性、耐热性和柔韧性，稳定的高浓度低粘度色浆，对木质素纤维的上色率高，吸附力强。适合于制备水性无树脂有机色浆，尤其是适用于含纤维材料的着色，如纸浆着色、棉纤维着色、木工板着色，色浆转移率高、色牢度强。也可用于涂料色浆、印花色浆、造纸色浆、化妆品及日用品色浆、农药乳化、洗涤剂行业等要求不含烷基酚的绿色环保产品。等要求不含烷基酚的绿色环保产品。


技术研发人员：许钧强
受保护的技术使用者：中山市钧纬新材料科技有限公司
技术研发日：2021.07.23
技术公布日：2021/10/15