CN105418841B - 一种用于荧光增白剂的分散剂、其水性分散体及其制备与应用 - Google Patents

一种用于荧光增白剂的分散剂、其水性分散体及其制备与应用 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于荧光增白剂的分散剂、其水性分散体及其制备与应用，属于纺织化学技术领域。本发明将丙烯酰胺和聚合度为23的烯丙基聚氧乙烯醚单体分别溶解于适量的去离子中，然后在搅拌条件下，控制温度为79～81℃，将单体与过硫酸铵引发剂分别滴加到装有一定量去离子水的四口烧瓶中，滴加时间控制在2～3h，滴加完毕后，保温3～4h；最后冷却，即制得所述用于荧光增白剂的分散剂，所述分散剂的重均分子量为10000～20000。另外，本发明还提供了一种荧光增白剂水性分散体，所述水性分散体含有荧光增白剂OB‑1、上述制得的用于荧光增白剂的分散剂、去离子水。将本发明的荧光增白剂水性分散体在对织物进行增白应用时，织物的增白增亮非常均匀，增白效果明显。

Description

一种用于荧光增白剂的分散剂、其水性分散体及其制备与 应用
技术领域
本发明属于纺织化学技术领域，具体涉及一种用于荧光增白剂的分散剂、其水性分散体及其制备与应用。
背景技术
荧光增白剂(fluorescent brightener)是一种荧光染料，或称为白色染料，也是一种复杂的有机化合物。它的特性是能激发入射光线产生荧光，使所染物质获得类似萤石的闪闪发光的效应，使肉眼看到的物质很白。荧光增白剂是所有增白剂商品中耐热性能最好的产品，它不仅分解温度高，白度好，用量小(一般在25～300mg/kg)，而且与塑料中的添加剂有良好的相容性，主要用于涤纶纤维、涤纶树脂、普通塑料及工程塑料的增白。
荧光增白剂OB-1是一种有机分子，其分子结构式如式一所示：
从荧光增白剂OB-1的分子结构式来看，其没有水溶性的基团，因此，该分子在水溶液中几乎不溶，在使用时，经常以直接添加的方式加入。但是，在有些增白体系中，以直接添加的方式不利于有效地起到增白的效果，如涤纶织物在水溶液体系中的增白，需要在水溶液体系中加入OB-1，而OB-1不溶于水，如果不采用水溶液的形式添加，则增白效果不均匀，但是将OB-1以水性分散体的形式添加到织物中可以很好地解决这个难题。
荧光增白剂的水性分散体为本领域公知的，现有技术中有荧光增白剂水性分散体方面的报道，例如，申请号为201280005854.8的专利申请公开了一种用于合成纤维、尤其是涤纶和聚丙烯晴增白的荧光增白剂制剂，其含有(a)荧光增白剂、(b)分散剂、(c)β-1,3-葡聚糖和任选的(d)还原染料，但是该申请优选非离子表面活性剂例如环氧乙烷与脂肪醇、高级脂肪酸、烷基酚作为分散剂，且该申请的水性分散体中还含有增稠剂或稳定剂。但是在增白过程中任何另外的添加剂的加入对增白效果都可能会产生不利影响。另外，公开号为CN101072841A的专利申请也公开了一种荧光增白剂(OBA)的水性分散体，该水性分散体不需要其它添加剂，其增白效果很好，但是，其主要用于纸和其它纤维素基材的增白，对是否适用于涤纶纤维、涤纶树脂等合成高分子材料的增白未做描述，显然，由于涤纶树脂、涤纶纤维等主要都是由疏水原料制得，而该发明中的荧光增白剂(OBA)分子是一个亲水性很强的分子，其与涤纶树脂、涤纶纤维等的相容性必然很差，故从理论上推知该发明制备的水性分散体对涤纶树脂、涤纶纤维等合成高分子材料的增白效果可能较差。
发明内容
本发明针对背景技术中所指出的问题及现有技术存在的不足，本发明的第一个目的在于提供一种用于荧光增白剂的分散剂，另外，本发明还提供了一种利用所述分散剂制得的荧光增白剂水性分散体，此外，本发明还提供了所述水性分散体的制备方法与应用。
为了实现本发明的上述第一个目的，发明人经过大量的试验研究，开发出了一种用于荧光增白剂的分散剂，所述分散剂的结构式如下：
其中，a＝20～40，b＝10～20，所述分散剂的重均分子量为10000～20000。
上述所述用于荧光增白剂的分散剂采用如下方法制备而成，包括如下步骤：
将丙烯酰胺和聚合度为23的烯丙基聚氧乙烯醚单体分别溶解于适量的去离子中，然后在搅拌条件下，控制温度为79～81℃，将单体与过硫酸铵引发剂分别滴加到装有一定量去离子水的四口烧瓶中，滴加时间控制在2～3h，滴加完毕后，保温3～4h；最后冷却，即制得所述用于荧光增白剂的分散剂，所述分散剂的固含量为30～40％。
进一步地，上述技术方案中所述烯丙基聚氧乙烯醚与丙烯酰胺的摩尔比为1：3～5。
进一步地，上述技术方案中所述过硫酸铵物质的量占单体总物质的量的1～5％。
本发明的另一目的在于提供一种荧光增白剂水性分散体，所述水性分散体含有(a)荧光增白剂OB-1、(b)分散剂、(c)去离子水，所述分散剂是本发明上述所述制得的用于荧光增白剂的分散剂。
进一步地，上述技术方案中所述分散剂的质量浓度优选为2.5％～3.5％，所述荧光增白剂OB-1的质量浓度优选为9％～12％。
本发明上述所述的荧光增白剂水性分散体按如下方法制备而成，包括如下步骤：
称取荧光增白剂OB-1、上述制得的分散剂和适量去离子水，在20℃条件下，采用高速均质仪进行预分散10min，使各组分混合均匀，然后将混合液加入循环式砂磨机中，在2000r/min的转速条件下研磨3～6h，再经过500nm孔径的滤纸过滤后，得到荧光增白剂水性分散体。
将上述制得的荧光增白剂水性分散体放置玻璃试管中观察，观察时间设定为：1天，7天，28天，结果发现，均没有沉淀生成，水性分散体悬浮液分布均匀、稳定。
本发明的还一目的在于提供一种上述制得的荧光增白剂水性分散体的应用，是将上述制得的荧光增白剂水性分散体加入去离子水中搅拌、稀释后制得增白剂浸染液，然后在高温高压染色机中，将织物浸入上述制得的增白剂浸染液中浸染，控制染色机的温度为100～130℃，时间为30～60min，最后将织物用冷水洗，室温干燥，制得增白织物。
进一步地，上述技术方案中所述增白剂浸染液的浓度优选为8～12g/L，所述织物与浸染液的质量比优选为1:(40～60)。
进一步地，上述技术方案中所述织物可以为涤纶纤维或涤纶织物。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
(1)从分子结构上看，本发明制得的分散剂的主链和部分支链，如酰胺基，具有较好的疏水性，可以和荧光增白剂OB-1通过氢键吸附等作用方式较好的吸附；分散剂的支链是水溶性的，在水溶液中具有强大的空间位阻，使荧光增白剂OB-1颗粒在水溶液中较好的分散开来；
(2)本发明的荧光增白剂水性分散体制备工艺简单，在研磨时添加分散剂即可，研磨时间短；无需添加任何助剂，故对后期应用于织物的增白增亮效果时的负面影响小；
(3)本发明的荧光增白剂水性分散体在对织物进行增白应用时，织物的增白增亮非常均匀，增白效果明显。
具体实施方式
以下通过实施例形式对本发明的上述内容再作进一步的详细说明，但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明上述内容所实现的技术均属于本发明的范围。
实施例1
本实施例的一种用于荧光增白剂的分散剂，所述分散剂由如下方法制备而成，包括如下步骤：
将0.3mol丙烯酰胺和0.1mol烯丙基聚氧乙烯醚(n＝23)单体分别溶解于30克去离子水中，将0.02mol过硫酸铵溶解于20克水，然后在搅拌条件下，控制温度为79～81℃，将单体与过硫酸铵引发剂水溶液分别滴加到装有100克的四口烧瓶中，滴加时间控制在2～3h，滴加完毕后，保温3～4h，最后冷却，即制得所述用于荧光增白剂的分散剂，其固含量为36.7％。
利用凝胶渗透色谱仪测得所述分散剂的重均分子量为12500，其分子结构式如下式二所示：
本实施例的一种荧光增白剂的水性分散体，所述水性分散体含有(a)荧光增白剂OB-1、(b)分散剂、(c)去离子水，所述分散剂是本发明上述所述制得的用于荧光增白剂的分散剂。
本实施例上述所述的荧光增白剂的水性分散体按如下方法制备而成，包括如下步骤：
称取10g荧光增白剂OB-1、8.2g本实施例上述制得的分散剂(固含量为36.7％)和81.8g去离子水，在20℃条件下，采用高速均质仪进行预分散10min，使各组分混合均匀，然后将混合液加入循环式砂磨机中，在2000r/min的转速条件下研磨6h，再经过500nm孔径的滤纸过滤后，得到荧光增白剂的水性分散体，固含量为14.1％。
取10mL本实施例上述制得的荧光增白剂的水性分散体放置在玻璃试管中观察，观察时间设定为：1天，7天，28天，结果发现，均没有沉淀生成，水性分散体悬浮液分布均匀、稳定。
将本实施例上述制得的荧光增白剂的水性分散体应用于涤纶织物的增白：具体方法如下：取70.9g上述制得的荧光增白剂水性分散体，加蒸馏水至1升，搅拌，制成浓度为10g/L的增白剂浸染液，在高温高压染色机中，将一块重量为2g的涤纶织物浸入上述制得的增白剂浸染液中，浸染液为100克，染色机温度设定为120℃，时间设定为30min，最后将涤纶织物用冷水洗，室温干燥，制得增白织物。经测试，本实施例经增白处理后的织物的白度为108。
实施例2
本实施例的一种用于荧光增白剂的分散剂，所述分散剂由如下方法制备而成，包括如下步骤：
将0.4mol丙烯酰胺和0.1mol烯丙基聚氧乙烯醚(n＝23)单体分别溶解于30克去离子水中，将0.02mol过硫酸铵溶解于20克水，然后在搅拌条件下，控制温度为79～81℃，将单体与过硫酸铵引发剂水溶液分别滴加到装有100克的四口烧瓶中，滴加时间控制在2～3h，滴加完毕后，保温3～4h，最后冷却，即制得所述用于荧光增白剂的分散剂，其固含量为37.5％。
利用凝胶渗透色谱仪测得所述分散剂的重均分子量为14800，其分子结构式如式二所示。
本实施例的一种荧光增白剂的水性分散体，所述水性分散体含有(a)荧光增白剂OB-1、(b)分散剂、(c)去离子水，所述分散剂是本发明上述所述制得的用于荧光增白剂的分散剂。
本实施例上述所述的荧光增白剂的水性分散体按如下方法制备而成，包括如下步骤：
称取10g荧光增白剂OB-1、8.0g本实施例上述制得的分散剂(固含量为37.5％)和82g去离子水，在20℃条件下，采用高速均质仪进行预分散10min，使各组分混合均匀，然后将混合液加入循环式砂磨机中，在2000r/min的转速条件下研磨6h，再经过500nm孔径的滤纸过滤后，得到荧光增白剂的水性分散体，固含量为14.7％。
取10mL本实施例上述制得的荧光增白剂的水性分散体放置在玻璃试管中观察，观察时间设定为：1天，7天，28天。结果发现，均没有沉淀生成，水性分散体悬浮液分布均匀、稳定。
将本实施例上述制得的荧光增白剂的水性分散体应用于涤纶织物的增白：具体方法如下：取68g上述制得的荧光增白剂水性分散体，加蒸馏水至1升，搅拌，制成浓度为10g/L的增白剂浸染液，在高温高压染色机中，将一块重量为2g的涤纶织物浸入上述制得的增白剂浸染液中，浸染液为100克，染色机温度设定为120℃，时间设定为30min，最后将涤纶织物用冷水洗，室温干燥，制得增白织物。经测试，本实施例经增白处理后的织物的白度为116。
实施例3
本实施例的一种用于荧光增白剂的分散剂，所述分散剂由如下方法制备而成，包括如下步骤：
将0.5mol丙烯酰胺和0.1mol烯丙基聚氧乙烯醚(n＝23)单体分别溶解于30克去离子水中，将0.01mol过硫酸铵溶解于20克水，然后在搅拌条件下，控制温度为79～81℃，将单体与过硫酸铵引发剂水溶液分别滴加到装有100克的四口烧瓶中，滴加时间控制在2～3h，滴加完毕后，保温3～4h，最后冷却，即制得所述用于荧光增白剂的分散剂，其固含量为38.8％。
利用凝胶渗透色谱仪测得所述分散剂的重均分子量为16800，其分子结构式如式二所示。
本实施例的一种荧光增白剂的水性分散体，所述水性分散体含有(a)荧光增白剂OB-1、(b)分散剂、(c)去离子水，所述分散剂是本发明上述所述制得的用于荧光增白剂的分散剂。
本实施例上述所述的荧光增白剂的水性分散体按如下方法制备而成，包括如下步骤：
称取10g荧光增白剂OB-1、7.7g本实施例上述制得的分散剂(固含量为38.8％)和82.3g去离子水，在20℃条件下，采用高速均质仪进行预分散10min，使各组分混合均匀，然后将混合液加入循环式砂磨机中，在2000r/min的转速条件下研磨6h，再经过500nm孔径的滤纸过滤后，得到荧光增白剂的水性分散体，固含量为14.8％。
取10mL本实施例上述制得的荧光增白剂的水性分散体放置在玻璃试管中观察，观察时间设定为：1天，7天，28天。结果发现，均没有沉淀生成，水性分散体悬浮液分布均匀、稳定。
将本实施例上述制得的荧光增白剂的水性分散体应用于涤纶织物的增白：具体方法如下：取67.6g上述制得的荧光增白剂水性分散体，加蒸馏水至1升，搅拌，制成浓度为10g/L的增白剂浸染液，在高温高压染色机中，将一块重量为2g的涤纶织物浸入上述制得的增白剂浸染液中，浸染液为100克，染色机温度设定为130℃，时间设定为30min，最后将涤纶织物用冷水洗，室温干燥，制得增白织物。经测试，本实施例经增白处理后的织物的白度为102。
实施例4
本实施例的一种用于荧光增白剂的分散剂，所述分散剂由如下方法制备而成，包括如下步骤：
将0.5mol丙烯酰胺和0.1mol烯丙基聚氧乙烯醚(n＝23)单体分别溶解于30克去离子水中，将0.03mol过硫酸铵溶解于20克水，然后在搅拌条件下，控制温度为79～81℃，将单体与过硫酸铵引发剂水溶液分别滴加到装有100克的四口烧瓶中，滴加时间控制在2～3h，滴加完毕后，保温3～4h，最后冷却，即制得所述用于荧光增白剂的分散剂，其固含量为38.7％。
利用凝胶渗透色谱仪测得所述分散剂的重均分子量为9500，其分子结构式如式二所示。
本实施例的一种荧光增白剂的水性分散体，所述水性分散体含有(a)荧光增白剂OB-1、(b)分散剂、(c)去离子水，所述分散剂是本发明上述所述制得的用于荧光增白剂的分散剂。
本实施例上述所述的荧光增白剂的水性分散体按如下方法制备而成，包括如下步骤：
称取10g荧光增白剂OB-1、7.8g本实施例上述制得的分散剂(固含量为38.7％)和82.2g去离子水，在20℃条件下，采用高速均质仪进行预分散10min，使各组分混合均匀，然后将混合液加入循环式砂磨机中，在2000r/min的转速条件下研磨6h，再经过500nm孔径的滤纸过滤后，得到荧光增白剂的水性分散体，固含量为14.7％。
取10mL本实施例上述制得的荧光增白剂的水性分散体放置在玻璃试管中观察，观察时间设定为：1天，7天，28天。结果发现，均没有沉淀生成，水性分散体悬浮液分布均匀、稳定。
将本实施例上述制得的荧光增白剂的水性分散体应用于涤纶织物的增白：具体方法如下：取54.4g上述制得的荧光增白剂水性分散体，加蒸馏水至1升，搅拌，制成浓度为8g/L的增白剂浸染液，在高温高压染色机中，将一块重量为2g的涤纶织物浸入上述制得的增白剂浸染液中，浸染液为120克，染色机温度设定为130℃，时间设定为30min，最后将涤纶织物用冷水洗，室温干燥，制得增白织物。经测试，本实施例经增白处理后的织物的白度为104。
实施例5
本实施例的一种用于荧光增白剂的分散剂，所述分散剂由如下方法制备而成，包括如下步骤：
将0.45mol丙烯酰胺和0.1mol烯丙基聚氧乙烯醚(n＝23)单体分别溶解于30克去离子水中，将0.02mol过硫酸铵溶解于20克水，然后在搅拌条件下，控制温度为79～81℃，将单体与过硫酸铵引发剂水溶液分别滴加到装有100克的四口烧瓶中，滴加时间控制在2～3h，滴加完毕后，保温3～4h，最后冷却，即制得所述用于荧光增白剂的分散剂，其固含量为38.9％。
利用凝胶渗透色谱仪测得所述分散剂的重均分子量为18800，其分子结构式如式二所示。
本实施例的一种荧光增白剂的水性分散体，所述水性分散体含有(a)荧光增白剂OB-1、(b)分散剂、(c)去离子水，所述分散剂是本发明上述所述制得的用于荧光增白剂的分散剂。
本实施例上述所述的荧光增白剂的水性分散体按如下方法制备而成，包括如下步骤：
称取10g荧光增白剂OB-1、7.7g本实施例上述制得的分散剂(固含量为38.9％)和82.3g去离子水，在20℃条件下，采用高速均质仪进行预分散10min，使各组分混合均匀，然后将混合液加入循环式砂磨机中，在2000r/min的转速条件下研磨6h，再经过500nm孔径的滤纸过滤后，得到荧光增白剂的水性分散体，固含量为15.1％。
取10mL本实施例上述制得的荧光增白剂的水性分散体放置在玻璃试管中观察，观察时间设定为：1天，7天，28天。结果发现，均没有沉淀生成，水性分散体悬浮液分布均匀、稳定。
将本实施例上述制得的荧光增白剂的水性分散体应用于涤纶织物的增白：具体方法如下：取79.5g上述制得的荧光增白剂水性分散体，加蒸馏水至1升，搅拌，制成浓度为12g/L的增白剂浸染液，在高温高压染色机中，将一块重量为2g的涤纶织物浸入上述制得的增白剂浸染液中，浸染液为80克，染色机温度设定为120℃，时间设定为30min，最后将涤纶织物用冷水洗，室温干燥，制得增白织物。经测试，本实施例经增白处理后的织物的白度为111。

Claims (5)

1.一种荧光增白剂水性分散体，其特征在于：所述水性分散体含有（a）荧光增白剂OB-1、（b）分散剂、（c）去离子水，所述分散剂的结构式如下：
其中，a=20～40，b=10～20，所述分散剂的重均分子量为10000～20000，所述荧光增白剂水性分散体中的分散剂的质量百分比浓度为2.5%～3.5%，荧光增白剂OB-1的质量百分比浓度为9%～12%。
2.一种根据权利要求1所述的荧光增白剂水性分散体的制备方法，其特征在于：称取荧光增白剂OB-1、分散剂，加入适量去离子水，在20℃条件下，采用高速均质仪进行预分散10min，使各组分混合均匀，然后将混合液加入循环式砂磨机中，在2000r/min的转速条件下研磨3～6小时，再经过500nm孔径的滤纸过滤后，制得荧光增白剂水性分散体，所述荧光增白剂水性分散体中的荧光增白剂OB-1的质量百分比浓度为9%～12%、分散剂的质量百分比浓度为2.5%～3.5%。
3.一种荧光增白剂水性分散体的应用，其特征在于：将通过权2获得的荧光增白剂水性分散体加入去离子水中搅拌、稀释后制得增白剂浸染液，然后在高温高压染色机中，将织物浸入上述制得的增白剂浸染液中浸染，控制染色机的温度为100～130℃，时间为30～60min，最后将织物用冷水洗，室温干燥，制得增白织物。
4.根据权利要求3所述的荧光增白剂水性分散体的应用，其特征在于：所述增白剂浸染液的浓度为8～12g/L，所述织物与浸染液的质量比为1:（40～60）。
5.根据权利要求3所述的荧光增白剂水性分散体的应用，其特征在于：所述织物为涤纶织物。
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