CN104312196B - 一种四磺酸液体荧光增白剂及其合成方法与应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种四磺酸类液体荧光增白剂及其合成与应用。四磺酸类液体荧光增白剂组合物的合成包括第一步缩合：三聚氯氰与对氨基苯磺酸钠反应，得到一步缩合产物；一步缩合产物与4，4ˊ-二氨基二苯乙烯－2，2ˊ-二磺酸反应，得到二步缩合产物；二步缩合产物和二正丙基乙醇胺反应，反应完成后过滤，浓缩得到液体产物。本发明提供的四磺酸类液体荧光增白剂纯度、荧光强度以及白度均明显，常温稳定性好，能够较长时间储存，使用方便，运输过程中无毒、无腐蚀。
Description
技术领域
本发明涉及精细化工技术领域，具体涉及一种四磺酸液体荧光增白剂及其合成方法与应用。
背景技术
荧光增白剂，具有亮白增艳的作用，广泛用于造纸、纺织、塑料、涂料、合成方法洗涤剂和皮革等领域中。其中三嗪基氨基二苯乙烯类荧光增白剂，由于性价比高，被广泛应用于造纸、印染和洗涤剂等领域。
现有技术中采用三聚氯氰、4，4'-二氨基二苯乙烯-2，2'-二磺酸、对氨基苯磺酸钠和二乙醇胺缩合制备荧光增白剂，这种荧光增白剂应用于纸张白度不高，色光为青光，纸张表面发暗，反应活性也不够高。
发明内容
为了提高荧光增白剂的纯度和荧光强度，提高荧光增白剂应用于纸张的白度，本发明提供一种四磺酸液体荧光增白剂。
为了解决以上技术问题，本发明的技术方案是一种四磺酸液体荧光增白剂，结构如下：
为了解决以上技术问题，本发明还提供一种上述四磺酸液体荧光增白剂的合成方法，包括以下步骤：
第一步缩合：三聚氯氰与对氨基苯磺酸钠反应，得到一步缩合产物，结构式为：
第二步缩合：一步缩合产物与4，4'-二氨基二苯乙烯－2，2'-二磺酸反应，合成二步缩合产物，结构式为：
第三步缩合：二步缩合产物和二正丙基乙醇胺反应，反应完成后过滤，浓缩得到液体产物。
作为优选，上述技术方案中目标产物的后处理采用纳滤膜进行过滤处理。
由于在反应过程中，产生大量的无机盐和有机水解小分子，为了更好的除去无机盐和有机小分子，达到提纯产品和提高产品质量的目的，我们采用先进的纳滤膜过滤技术，本实验研究证明，在此所述四磺酸类液体荧光增白剂中，盐含量≥8000ppm液体的稳定性能就下降，存放三个月，就会导致增白剂析出沉淀，当盐含量≤6000ppm，存放时间达12个月。目前市场上许多产品均使用纳膜过滤，但是不同的产品需要不同膜芯，在不断的试验和研究中，发现使用NF-400的纳滤膜膜芯，可以得到盐含量低，储存稳定性较好的所述四磺酸类液体荧光增白剂。
作为优选，上述技术方案中所述三聚氯氰和所述对氨基苯磺酸钠的物质的量之比是1：(0.9～1.1)。优选为1：0.9，当物质的量比例为1：0.9时，对氨基苯磺酸钠彻底反应，避免残留的对氨基苯磺酸钠影响第二步缩合反应，减少副产物的产生，保证产品的质量。
作为优选，上述技术方案中所述三聚氯氰与所述4，4'-二氨基二苯乙烯-2，2'-二磺酸的物质的量之比是(2～2.3)：1。优选为2：1，第二步缩合反应较彻底，4，4'-二氨基二苯乙烯-2，2'-二磺酸彻底反应，避免残留的4，4'-二氨基二苯乙烯-2，2'-二磺酸影响第三步缩合反应，减少副产物的产生，避免了产品的颜色受残留的4，4'-二氨基二苯乙烯-2，2'-二磺酸影响，提高产品的增白性能，提高产品的品质。
作为优选，上述技术方案中所述三聚氯氰与所述二正丙基乙醇胺的物质的量之比是1：(1～1.4)，优选为1：1.2，当物质的量比例为1：1.2时，第二步缩合得到的二步缩合产物反应进行的更彻底，得到的产品溶解性和稳定性较好，易于过滤。
作为优选，上述技术方案中第一步缩合反应时间1小时，pH控制在6～7，温度0～15℃，反应终点以氨基消失为准；第二步缩合反应时间1小时，pH控制在6.8～7.5，温度40℃～60℃，反应终点以氨基消失为准；第三步缩合反应时间3.5小时，pH控制在8～9，温度90～100℃，反应终点以pH不变化为准。
作为优选，上述技术方案中第二步缩合反应和第三步缩合反应使用碳酸钠作为缚酸剂。
为了解决以上技术问题，本发明还提供一种上述四磺酸类液体荧光增白剂的应用，在涂布过程中对纸浆进行荧光增白，PH值保持在6～9，用量为涂料重量的0.25％～1.0％。
为了解决以上技术问题，本发明还提供一种上述四磺酸类液体荧光增白剂的应用，在施胶过程中对纸浆进行荧光增白，以淀粉为载体，用量为淀粉胶液重量的2.5％～5％。
本发明提供的四磺酸液体荧光增白剂，原料使用二正丙基乙醇胺替代现有技术的二乙醇胺，其最大吸收波长为348nm，具有强烈荧光，并且产品的收率及纯度有比较大的幅度提升，收率达88％。纯度可以达到96％。水溶性好，白度高，外观透明，在常温下具有较好贮存稳定性，常温可以保存12个月。能够较长时间储存，使用方便，运输过程中无毒、无腐蚀。可以用于棉纤维及合成纤维、造纸、制皂等工业。特别是适用于高白纸的施胶和涂布，制备简单，可大规模工业化生产，易于推广。
附图说明
图1是本发明一具体实施例的四磺酸液体荧光增白剂在激发波长为254nm时的高效液相色谱图；
图2是现有技术中四磺酸液体荧光增白剂在激发波长为254nm时的高效液相色谱图。
具体实施方式
实施例1
一种四磺酸液体荧光增白剂
上述四磺酸液体荧光增白剂合成方法包括以下步骤：
第一步缩合：
1000毫升的四口烧瓶中加入100克去离子水、100克冰和15克三聚氯氰，温度维持在0℃，搅拌10分钟，分散均匀；然后加入16克对氨基苯磺酸，缓慢的加入4.3克的碳酸钠，控制pH在6，反应1小时；
第二步缩合：
升高温度至35℃，向反应体系中加入15克4，4'-二氨基二苯乙烯-2，2'-二磺酸和4.3克碳酸钠，二者交替加入反应体系中，控制pH在6～7，保持温度45℃，反应1小时；
第三步缩合：
升高温度至60℃，向反应体系中依次加入14克二正丙基乙醇胺，5克碳酸钠，控制pH范围在8，保持温度98℃，反应3.5小时，反应完成后过滤，浓缩得到液体产物，收率88％，纯度96％。图1是实施例1制备的四磺酸液体荧光增白剂在激发波长为254nm时的高效液相色谱，采用岛津高效液相色谱仪测试。
对比例1
对比例1与实施例1的区别是：使用等物质的量的二正丙基乙醇胺替代实施例1中的二乙醇胺。图2是对比例1制备的四磺酸液体荧光增白剂在激发波长为254nm时的高效液相色谱，采用岛津高效液相色谱仪测试。
配置含实施例1制备的四磺酸液体荧光增白剂质量分数是4％、5％、6％、7％的涂料，搅拌均匀，使用涂布机进行涂布，完成后于105℃干燥，测试白度。
按照同样方法测试含对比例1制备的四磺酸荧光增白剂质量分数是4％、5％、6％、7％的涂料的白度。测试结果见表1。
白度测试仪器：白度色差仪(colorTouchPC)。
表1：实施例1和对比例1白度对比数据。
由表1可以看出，在相同浓度下，本发明所提供的四磺酸类液体荧光增白剂的白度有明显提升，因此，本发明所提供的四磺酸类液体荧光增白剂的增白性能明显高于现有技术中的四磺酸类荧光增白剂的增白性能。
实施例2
一种上述四磺酸类液体荧光增白剂的应用，在涂布过程中对纸浆进行荧光增白，PH值保持在6，用量为涂料重量的0.25％。
实施例3
一种上述四磺酸类液体荧光增白剂的应用，在涂布过程中对纸浆进行荧光增白，PH值保持在9，用量为涂料重量的1.0％。
实施例4
一种上述四磺酸类液体荧光增白剂的应用，在施胶过程中对纸浆进行荧光增白，以淀粉为载体，用量为淀粉胶液重量的2.5％，测试白度，数据见表2。
对比例4
对比例1制备的四磺酸类液体荧光增白剂，在施胶过程中对纸浆进行荧光增白，以淀粉为载体，用量为淀粉胶液重量的2.5％，测试白度，数据见表2。
表2：实施例4和对比例4白度对比数据。
| 含量 | 2.5％ |
| 实施例4白度(W) | 136.36 |
| 对比例4白度(W) | 149.8 |
由表2可以看出，在相同浓度下，本发明所提供的四磺酸类液体荧光增白剂的白度有明显提升，因此，本发明所提供的四磺酸类液体荧光增白剂的增白性能明显高于现有技术中的四磺酸类荧光增白剂的增白性能。
实施例5
一种上述四磺酸类液体荧光增白剂的应用，在施胶过程中对纸浆进行荧光增白，以淀粉为载体，用量为淀粉胶液重量的5％，测试白度，数据见表3。
对比例5
对比例1制备的四磺酸类液体荧光增白剂，在施胶过程中对纸浆进行荧光增白，以淀粉为载体，用量为淀粉胶液重量的5％，测试白度，数据见表3。
表3：实施例5和对比例5白度对比数据。
| 含量 | 5％ |
| 实施例5白度(W) | 141.71 |
| 对比例5白度(W) | 156.99 |
由表3可以看出，在相同浓度下，本发明所提供的四磺酸类液体荧光增白剂的白度有明显提升，因此，本发明所提供的四磺酸类液体荧光增白剂的增白性能明显高于现有技术中的四磺酸类荧光增白剂的增白性能。
本领域的技术人员可以对发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包括这些改动和变型在内。
Claims (10)
1.一种四磺酸液体荧光增白剂，结构如下：
2.一种权利要求1所述的四磺酸液体荧光增白剂的合成方法，其特征在于，包括以下步骤：
第一步缩合：三聚氯氰与对氨基苯磺酸钠反应，得到一步缩合产物，结构式为：
第二步缩合：一步缩合产物与4，4'-二氨基二苯乙烯－2，2'-二磺酸反应，得到二步缩合产物，结构式为：
第三步缩合：二步缩合产物和二正丙基乙醇胺反应，反应完成后过滤，浓缩得到液体产物。
3.根据权利要求2所述的四磺酸液体荧光增白剂的合成方法，其特征在于，目标产物的后处理采用纳滤膜进行过滤处理。
4.根据权利要求2所述的四磺酸液体荧光增白剂的合成方法，其特征在于，所述三聚氯氰和所述对氨基苯磺酸钠的物质的量之比是1：(0.9～1.1)。
5.根据权利要求2所述的四磺酸液体荧光增白剂的合成方法，其特征在于，所述三聚氯氰与所述4，4'-二氨基二苯乙烯-2，2'-二磺酸的物质的量之比是(2～2.3)：1。
6.根据权利要求2所述的四磺酸液体荧光增白剂的合成方法，其特征在于，所述三聚氯氰与所述二正丙基乙醇胺的物质的量之比是1：(1～1.4)。
7.根据权利要求2所述的四磺酸液体荧光增白剂的合成方法，其特征在于，第一步缩合反应时间1小时，pH控制在6～7，温度0～15℃，反应终点以氨基消失为准；第二步缩合反应时间1小时，pH控制在6.8～7.5，温度40℃～60℃，反应终点以氨基消失为准；第三步缩合反应时间3.5小时，pH控制在8～9，温度90～100℃，反应终点以pH不变化为准。
8.根据权利要求2至6任一项所述的四磺酸液体荧光增白剂的合成方法，其特征在于，第二步缩合反应和第三步缩合反应使用碳酸钠作为缚酸剂。
9.一种权利要求1所述的四磺酸液体荧光增白剂的应用，其特征在于，在涂布过程中对纸浆进行荧光增白，pH值保持在6～9，用量为涂料重量的0.25％～1.0％。
10.一种权利要求1所述的四磺酸液体荧光增白剂的应用，其特征在于，在施胶过程中对纸浆进行荧光增白，以淀粉为载体，用量为淀粉胶液重量的2.5％～5％。
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