二羟甲基二羟基乙烯脲的改进制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及纺织品功能整理领域中一种免烫整理剂的改进制备方法，更具体是二 羟甲基二羟基乙烯脲的制备方法。 技术背景
[0002] 棉织物因具有柔软、舒适、透气、吸湿性好等特点而受到人们的青睐，但它存在易 缩水易皱的缺点。对棉织物进行树脂整理可达到防缩抗皱的效果。目前，常用的树脂整理剂 分为两大类：低醛整理剂和无醛整理剂。无甲醛整理剂安全环保，符合当前的发展趋势，但 用其整理的棉织物回弹性较低，很难满足纯棉织物防缩防皱的要求，且价格较贵。无醛非树 脂类的整理剂，例如丁烷四羧酸，价格更是低醛树脂的5-6倍，且整理的织物黄变较大。目 前市场占主导地位的依然是改性的N-羟甲基酰胺类树脂，其中以二羟甲基二羟基乙烯脲 (2D树脂）改性树脂应用最多。
[0003] 高质量的二羟甲基二羟基乙烯脲是获得高品质改性2D树脂的基础。2D树脂由尿 素、乙二醛、甲醛为主要原料制备。典型的合成方法是《印染手册》（第二版）（2003,中国 纺织出版社）推荐的方法。即将乙二醛、尿素和甲醛一起加入到反应釜中同步合成的"一步 法"工艺和乙二醛和尿素先环化成二羟基乙烯脲，再与甲醛进行羟甲基化反应的"两步法" 工艺。一步法省时节能，但副产物多，较难控制。两步法可使原料配比准确，反应较易控制， 合成的树脂质量较稳定。不论是一步法还是二步法，反应中乙二醛转化率不高，乙二醛的存 在影响产品的应用性能，导致织物黄变。另外，2D树脂产品的浓度越高，越有利于后续2D树 脂醚化改性反应的进行。而传统二步法制备的2D树脂，高浓度时存储稳定性不好，影响产 品醚化改性反应。
[0004] 对于两步法工艺，尽管有不少专业期刊报道了多篇合成方法的改进，但大多是从 原料配比、反应温度、反应时间等条件进行优化以降低甲醛含量，在提高乙二醛转化率、高 浓度产品稳定以及反应性等方面很少涉及。
[0005] 因此，本领域中迫切需要一种工艺简单，反应平稳，转化率高的二羟甲基二羟基乙 烯脲的改进制备方法。
【发明内容】
[0006] 为了克服现有二羟甲基二羟基乙烯脲二步法制备工艺的不足，本发明的目的在于 提供一种高转化率、高反应基团、高浓度稳定性好的棉织物免烫整理剂的制备方法。这种 制备方法在现有的制备技术基础上进行了创新。在第一步反应引入磺酸催化剂，使乙二醛 的转化率大大提高。第二步用任选的有机醇胺与甲醛预中和，再结合磷酸盐系缓冲体系取 代常规的碳酸钠或氢氧化钠，克服了常规的二步法工艺导致反应体系酸碱值波动范围大， 难以控制的缺陷，从而使反应条件稳定易控，利于羟甲基化反应，提高产品中的活性基团含 量。同时，显著提高浓度产品的稳定性。
[0007] 具体来说，本发明提供了下式I表示的二羟甲基二羟基乙烯脲的制备方法，
【主权项】
1. 一种下式I表示的二羟甲基二羟基乙烯脲的制备方法，
该方法包括以下步骤： 1) 在磺酸和磺酸碱金属盐的存在下，使尿素与乙二醛在30~60°C反应3~6小时，制 得二羟基乙烯脲中间体；和 2) 在磷酸氢二碱金属盐和磷酸二氢碱金属盐存在下，使步骤1)中所得的二羟基乙烯脲 中间体与甲醛和任选的有机醇胺的混合物在40~60°C反应2~4小时，得到标题产物。
2. 如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的有机醇胺为二甲氨基乙醇、二乙 氨基乙醇、二乙氨基丙醇、二甲氨基丁醇的一种或两种。
3. 如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的磺酸与磺酸碱金属盐的质量比 为1:2~1:15,优选为1:3~1:10。
4. 如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的磷酸氢二碱金属盐与磷酸二氢 碱金属盐的质量比6:1~25:1，优选为10:1~20:1。
5. 如权利要求1或3所述的制备方法，其特征在于，所述的磺酸与磺酸碱金属盐的总质 量为乙二醛质量的0. 2~2%，优选为0. 4-1. 6%。
6. 如权利要求1或4所述的制备方法，其特征在于，所述的磷酸氢二碱金属盐与磷酸二 氢碱金属盐的总质量为乙二醛质量的1. 0-4. 0%，优选为2-3%。
7. 如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的有机醇胺质量为甲醛质量的 0? 5%-5%，优选为1~4%。
8. 如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，乙二醛：尿素：甲醛的的摩尔比1: (I. 0 ~L 2) : (1. 8~2. 0)。
9. 如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的磺酸包括C^3烷基磺酸、C6_1(l芳 基磺酸或它们的混合物，所述的磺酸碱金属盐包括CV3烷基磺酸碱金属盐、C6_1(l芳基磺酸碱 金属盐或它们的混合物。
10. 如权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述的CV3烷基磺酸是甲基磺酸，所述 的Cp3烷基磺酸碱金属盐是甲基磺酸钠、甲基磺酸钾或它们的混合物，所述C6_1(l芳基磺酸是 苯磺酸、苯磺酸或它们的混合物，所述C6_1(l芳基磺酸碱金属盐是苯磺酸钠、苯磺酸钾或它们 的混合物，所述的磷酸氢二碱金属盐是磷酸氢二钠、磷酸氢二钾或它们的混合物，所述的磷 酸二氢碱金属盐是磷酸二氢钠、磷酸二氢钾或它们的混合物。
【专利摘要】本发明提供了二羟甲基二羟基乙烯脲的制备方法，该方法包括以下步骤：1）在磺酸和磺酸碱金属盐存在下，尿素与乙二醛在30～60℃反应3～6小时，制得二羟基乙烯脲中间体；和2）在磷酸氢二碱金属盐和磷酸二氢碱金属盐存在下，步骤1）中所得的二羟基乙烯脲中间体与甲醛和任选的有机醇胺的混合物在40～60℃反应2～4小时，得到目标产物。本发明的制备方法反应平稳，转化率高，产物的活性基团含量高，反应性强。
【IPC分类】C07D233-40, D06M13-432
【公开号】CN104710366
【申请号】CN201310692507
【发明人】李正雄, 顾喆栋
【申请人】上海雅运纺织助剂有限公司
【公开日】2015年6月17日
【申请日】2013年12月17日