[发明专利]一种双端胺基型亲水扩链剂的制备方法

说明书

本发明公开了一种双端胺基型亲水扩链剂的制备方法，包括将乙二胺溶于溶剂中分散，控制体系温度，向体系中滴加1,3‑丙烷磺内酯，控制滴加速度并保持体系温度，滴加时间控制在2‑4h，后期老化时间控制在2‑5h；中控取样监控样品仲胺值及总胺值后，加入碱对其磺酸部分进行酸碱反应，调节pH至合适的范围，减压脱除体系中存在的溶剂，最后加水调节固含到合适的范围，即可得到双端胺基型亲水扩链剂水溶液。本发明提供一种与乙二胺基乙磺酸盐结构及性质类似的双端胺基型亲水扩链剂的制备方法，利用1,3‑丙烷磺内酯的开环反应及其选择性，在水溶液中选择性合成，合成工艺简单，无需使用大量有机溶剂，无需繁复的后处理工艺，绿色环保，可工业化程度高。

技术领域

本发明属于有机化合物合成领域，具体涉及一种双端胺基型亲水扩链剂的制备方法。

技术背景

水性聚氨酯是指以水代替有机溶剂作为分散介质的新型聚氨酯体系，主要应用在涂料、皮革涂饰、胶黏剂及纺织印染等领域。传统的溶剂型聚氨酯体系，因其在环保性上的缺陷，目前已逐步被水性聚氨酯取代。合成水性聚氨酯的原料主要有多异氰酸酯、多元醇、催化剂、亲水扩链剂、水和溶剂等，其中亲水扩链剂是水性聚氨酯体系能在水中分散的关键基团。亲水扩链剂的亲水官能团主要为羧酸及其盐或者磺酸及其盐，根据其扩链基团的不同，亲水扩链剂可以分为两种：双端羟基型和双端胺基型。双端胺基型相比于双端羟基型具有更高的反应活性，通常以水溶液的形式存在。在合成水性聚氨酯时，双端胺基与异氰酸酯基团进行扩链反应时生成的特殊结构的基团，能赋予水性聚氨酯更高的性能。

目前，使用较为广泛的双端胺基型亲水扩链剂为乙二胺基乙磺酸盐(一般称为AAS盐或者A95)，较为传统的合成工艺为采用乙二胺和2-氯乙磺酸钠进行合成，经过减压蒸馏、分层及干燥后得到成品乙二胺基乙磺酸钠，此方法原料利用率低、不易工业化生产及成品中存在氯离子使其应用范围受到局限等(康平平，宋文生.有机化学,2009，29(6):904～908)。

专利CN102702037以β-羟乙基乙二胺为原料，采用硫酸酯化后，再以亚硫酸盐对其进行磺化，经系列后处理得到乙二胺基乙基磺酸盐。该工艺耗时较长，对生产设备要求较高，后处理纯化步骤较为复杂。

专利CN106187829A以羟基乙腈、牛磺酸、碱金属氢氧化物为原料，经过脱水缩合反应制备得到氰乙基牛磺酸盐；然后在加氢催化剂作用下加氢制备得到乙二胺基乙磺酸盐加氢液；脱除溶剂后得到产品乙二胺基乙磺酸盐。该工艺路线中使用的羟基乙腈为管制品，催化加氢对设备要求高，不易工业化生产。

专利CN111100041A，以乙二胺、乙基磺酸内酯为原料合成乙二胺基乙磺酸，然后乙二胺基乙磺酸和碱性钠反应合成最终的产品乙二胺基乙磺酸钠。该工艺中使用的乙基磺酸内酯原料较为少有，难以大量使用，该合成路线不易工业化生产。

因此，鉴于乙二胺基乙磺酸盐合成路线存在着各方面的弊端，寻找一种结构及性质与其相似，且合成过程无大量三废产生，工艺过程简单，产品收率高的产品成为一种更优的选择。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种双端胺基型亲水扩链剂的制备方法，与乙二胺基乙磺酸盐结构及性质类似产品的合成方法，即乙二胺基丙磺酸盐，该产品的合成工艺简单，在合成过程中无需使用大量溶剂，无需繁复的后处理工艺，具有绿色环保，可工业化程度高等特点。

为实现上述目的，本发明通过以下技术方案予以实施：一种双端胺基型亲水扩链剂的制备方法，其步骤如下：

(1)将乙二胺溶于溶剂中分散，控制体系温度，向体系中滴加1,3-丙烷磺内酯，控制滴加速度并保持体系温度，滴加时间控制在2-4h，后期老化时间控制在2-5h。中控取样监控样品仲胺值及总胺值。

(2)加入碱对其磺酸部分进行酸碱反应，调节pH至合适的范围，保持温度在30-50℃，减压脱除体系中存在的溶剂，最后加水调节固含到合适的范围，即可得到乙二胺基丙磺酸盐水溶液。