一种β-羟烷基酰胺及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种固化剂及其制备方法，特别是涉及一种β-羟烷基酰胺及其制备方 法。
【背景技术】
[0002] β_羟烷基酰胺(HAA)是一类新型固化剂，广泛应用于日化、表面活性剂和涂料领 域。它不仅可作为水性、溶剂性涂料的交联剂，尤其适用于粉末涂料的交联剂，是一种比传 统耐候性粉末专用固化剂TGIC毒性更小的新型固体剂，是一种低毒环保型化合物，具有反 应活性强、贮存稳定等特点，在欧美的应用呈上升趋势。随着经济的发展，各国和各地区对 环保的意识越来越强，使得HAA具有更大的发展空间和应用前景。
[0003] 目前，国内生产的β-羟烷基酰胺大部分是Ν，Ν，Ν'，Ν'_四（β-羟乙基）己二酰胺 (ΗΑΑ)，在高温、光照下的氧化反应会出现黄变等现象，而且此类产品的耐热性能较差，流平 性差。为了改进Primid XL 552的泛黄性、耐燃气烘烤性和耐水性等问题，EMS公司开发了 Primid QM 126〇(叱叱矿，矿-四（0-羟丙基）己二酰胺）。
[0004] 美国专利US20110039981提供了Ν，Ν，Ν'，Ν'_四（β-羟丙基）己二酰胺的合成，投入 过量的二异丙醇胺与己二酸二甲酯，在强碱高温高真空的条件下合成，之后釆用高真空高 气密的装置，将剩余的二异丙醇胺蒸馏出去冷却后即能得产品，如对纯度有特别要求，可进 行进一步纯化。但是由于该方法要用到特制的高真空装置对过量的原料进行减压蒸馏，实 验条件较为苛刻，生产成本相应的偏高。目前，该产品已在国外工业化生产并实现了商品 化，但在国内还未见文献报道。鉴于Primid QM 1260流平性差的问题，该公司又开发了 Primid SF 4510三官能团羟基化合物，从而改进粉末涂料的熔融流平性和对底材的润湿 性，以及涂膜的脱气性。但是该产品合成条件苛刻，产率低。
[0005] 中国宁波南海化学有限公司开发了T105及T105M系列产品，但是主要成分还是N， 叱矿少'-四（0-羟乙基)己二酰胺，未能从根本上解决问题。
[0006] 目前，国内对是N，N，N'，N'_四（β-羟乙基）己二酰胺的研究方向大都集中在从生产 工艺、催化剂及添加其他成分来改善该类产品的性能。
【发明内容】
[0007] 本发明的目的在于提供一种β_羟烷基酰胺及其制备方法，本发明多出的一个甲基 增大了叔胺上与N连接的3个较大的原子团的排斥力，使分子反应活性降低，反应速度 减慢，从而使得涂膜的黏度增大，抗针孔效果增强。本发明合成简单，避免使用高压、高真空 等苛刻条件，生产成本相应较低，便于实现工业化。
[0008] 本发明的目的是通过以下技术方案实现的： 一种羟烷基酰胺，其结构通式如下：
其中，X是饱和或不饱和的烷基，或是芳基，碳原子数2到20,最好是偶数;R1,R2是直链 或者带有支链的C2~C6烃基，或带有-OH官能团，最好是甲基，乙基。
[0009] 所述的一种β-轻烷基酰胺，所述R1为氢，R2SCH3。
[0010] 一种轻烷基酰胺的制备方法，所述方法包括以下过程： (1) 合成二元酰胺化合物，其具体步骤为： 在装有搅拌器的500ml四口烧瓶中，投入一定配比己二酸二酯及乙醇胺、催化剂，在N2 保护下进行加热反应并回流，用控温水浴锅使反应温度控制在90°C，直至无甲醇馏出，结束 反应;得到的产物放置室温后，立刻结晶得到淡黄色固体;淡黄色固体用甲醇及丙酮重结晶 后即可得到白色固体，将白色固体放在真空干燥箱中，烘干后备用； (2) 将步骤1合成的化合物直接与环氧丙烷合成N，N'_二(β-羟乙基)-N，N'_二(β-羟丙 基）己二酰胺;在装有搅拌器的500ml四口烧瓶中，将N，N 二(β-羟乙基）己二酰胺的溶于有 机溶剂中，60°C缓慢滴加环氧丙烷，滴加完成后，升温回流2小时即可；降温至常温，将产物 用20%Na0H混合洗涤，蒸馏溶剂，白色残余物使用乙醇精制，即可得到含量大于99%目标产 物； 所述一种羟烷基酰胺的制备方法，所述己二酸二酯包括己二酸二甲酯、己二酸二乙 酯。
[0011] 所述一种β-轻烷基酰胺的制备方法，所述.催化剂包括氢氧化钾、钛酸正丁酯。
[0012] 所述一种β-轻烷基酰胺的制备方法，所述反应温度在80~95°C。
[0013] 所述一种β-轻烷基酰胺的制备方法，所述有机溶剂包括二甲基甲酰胺、石油醚。
[0014] 本发明的优点与效果是： 本发明的产品广泛应用与日化、表面活性剂和涂料领域，特别是用作聚酯粉末涂料的 固化剂，具有反应活性强、贮存稳定性等，是公认的无毒环保产品。但是常规的羟烷基酰胺 耐燃气烘烤和耐水解性能差，且容易泛黄。本方法合成的产品可改进市售XL552的泛黄问 题、耐燃气烘烤和耐水解性能。
[0015] 本产品多出的一个甲基增大了叔胺上与N连接的3个较大的原子团的排斥力， 使分子反应活性降低，反应速度减慢，从而使得涂膜的黏度增大，抗针孔效果增强。
[0016] 本路线合成简单，避免使用高压、高真空等苛刻条件，生产成本相应较低，便于实 现工业化。
【附图说明】
[0017] 图1为本发明合成路线图。
【具体实施方式】
[0018] 下面结合实施例对本发明进行详细说明。
[0019]合成路线如下：
其中1为己二酸二甲酯或己二酸二乙酯； 2为乙醇胺； 3为N，N'_二(β-羟乙基）己二酰胺； 4为目标产物Ν，Ν'_二(β-羟乙基)-Ν，Ν'_二(β-羟丙基）己二酰胺。
[0020] 实施例1 N，N ' -二(β-羟乙基）己二酰胺的制备 将0.5mol己二酸二甲酯与Imol乙醇胺置于四口烧瓶中，再加入0.6g氢氧化钾作为催化 剂，在N2保护下进行加热反应并回流，用控温水浴锅使反应温度控制在在90°C左右，直至无 甲醇馏出，结束反应。得到的产物放置室温后，立刻结晶得到淡黄色固体。淡黄色固体用甲 醇及丙酮重结晶后即可得到白色固体，将白色固体放在真空干燥箱中，烘干。
[0021 ] 实施例2 N，N'_二(β-轻乙基)-N，N'_二(β-羟丙基）己二酰胺的制备将0.88gN，N'_二(β-轻乙基） 己二酰胺溶解于3.7g二甲基甲酰胺中，60°C缓慢滴加0.44g环氧丙烷，滴加完成后，升温回 流2h即可；降温至常温，将产物用20%Na0H混合洗涤，蒸馏溶剂，白色残余物使用乙醇精制， 即可得到含量大于99%目标产物。
[0022] 实施例3 N，N 二(β-轻乙基)己二酰胺的制备将0.5mo 1己二酸二甲酯与Imo 1乙醇胺置于四口烧 瓶中，再加入2.6g钛酸正丁酯作为催化剂，在N2保护下进行加热反应并回流，用控温水浴锅 使反应温度控制在在90°C左右，直至无甲醇馏出，结束反应。得到的产物放置室温后，立刻 结晶得到白色透明固体。将白色固体放在真空干燥箱中，烘干。
[0023] 实施例4 将0.37g己二酰胺与3g环氧丙烷与6.15g石油醚中低温混合，2小时后将体系温度升到 回流温度，保温4小时即可，降温至常温，将产物用3%Na0H混合洗涤，减压蒸馏溶剂;残余物 使用乙醇精制，即可达到含量大于99%目标产物。
[0024] 以上所述仅是本发明的优选方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在 不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干改进和润色，这些改进和润色也应视为本发 明的保护范围内。
【主权项】
1. 一种β-径烷基酷胺，其特征在于，其结构通式如下：其中，X是饱和或不饱和的烷基，或是芳基，碳原子数2到20,最好是偶数;Ri，R2是直链 或者带有支链的C2~C6控基，或带有-OH官能团，最好是甲基，乙基。2. 根据权利要求1所述的一种β-径烷基酷胺，其特征在于，所述化为氨，R2为邸3。3. -种β-径烷基酷胺的制备方法，其特征在于，所述方法包括W下过程： (1) 合成二元酷胺化合物，其具体步骤为： 在装有揽拌器的500ml四口烧瓶中，投入一定配比己二酸二醋及乙醇胺、催化剂，在化保 护下进行加热反应并回流，用控溫水浴锅使反应溫度控制在90°C，直至无甲醇馈出，结束反 应;得到的产物放置室溫后，立刻结晶得到淡黄色固体;淡黄色固体用甲醇及丙酬重结晶后 即可得到白色固体，将白色固体放在真空干燥箱中，烘干后备用； (2) 将步骤1合成的化合物直接与环氧丙烷合成N，N'-二(β-径乙基)-N，N'-二(β-径丙 基）己二酷胺;在装有揽拌器的500ml四口烧瓶中，将Ν，Ν'-二(β-径乙基）己二酷胺的溶于有 机溶剂中，60°C缓慢滴加环氧丙烷，滴加完成后，升溫回流2小时即可；降溫至常溫，将产物 用20%Na0H混合洗涂，蒸馈溶剂，白色残余物使用乙醇精制，即可得到含量大于99%目标产 物。4. 根据权利要求3所述一种β-径烷基酷胺的制备方法，其特征在于，所述己二酸二醋包 括己二酸二甲醋、己二酸二乙醋。5. 根据权利要求3所述一种β-径烷基酷胺的制备方法，其特征在于，所述.催化剂包括 氨氧化钟、铁酸正下醋。6. 根据权利要求3所述一种β-径烷基酷胺的制备方法，其特征在于，所述反应溫度在80 ~95°C。7. 根据权利要求3所述一种β-径烷基酷胺的制备方法，其特征在于，所述有机溶剂包括 二甲基甲酯胺、石油酸。
【专利摘要】一种β-羟烷基酰胺及其制备方法，涉及一种固化剂及其制备方法，本发明N,N’-二（β-羟乙基）-N,N’-二（β-羟丙基）己二酰胺的一种制备方法。以己二酸二甲酯、乙醇胺和环氧丙烷为原料，合成N,N’-二（β-羟乙基）-N,N’-二（β-羟丙基）己二酰胺。N,N’-二（β-羟乙基）-N,N’-二（β-羟丙基）己二酰胺的合成方法包括两个步骤：（1）合成N,N’-二(β-羟乙基)己二酰胺；（2）加成反应。本方法得到的产物纯度高，性能好，且得到的中间产物亦是一种重要的有机中间体。本发明使分子反应活性降低，反应速度减慢，从而使得涂膜的黏度增大，抗针孔效果增强。本发明合成简单，避免使用高压、高真空等苛刻条件，生产成本相应较低，便于实现工业化。
【IPC分类】C09D167/00, C07C233/18, C09D5/03, C07C231/12, C09D7/12
【公开号】CN105541654
【申请号】CN201610110286
【发明人】孔祥文, 顾春玲, 王欢, 张静
【申请人】沈阳化工大学
【公开日】2016年5月4日
【申请日】2016年2月29日