CN106046854B - 一种混合荧光增白剂的制备方法 - Google Patents

一种混合荧光增白剂的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种混合荧光增白剂的制备方法。目前在二磺酸基荧光增白剂制备过程中，第一步缩合反应产物在水相中的粘度大，造成投料量低，单位能耗大，提升产能只有靠放大反应釜才能解决。本发明采用对位或间位氨基苯磺酸和三聚氯氰进行缩合反应得到一种产物，再加入苯胺与剩余的三聚氯氰进行缩合反应得到另一种产物；将上述两种产物的混合物先与DSD酸进行第二步缩合反应；再与有机胺进行第三步缩合反应，期间采用无机碱调节pH，最终得到包含三磺酸基、二磺酸基和四磺酸基的混合荧光增白剂的水溶液。本发明得到的三组分二苯乙烯类荧光增白剂在进行纸浆内增白时，比单一组分的四磺酸或二磺酸二苯乙烯类荧光增白剂具有更好的增白效果。

Description

一种混合荧光增白剂的制备方法
技术领域
本发明涉及造纸专用助剂领域，具体地说是一种混合荧光增白剂的制备方法。
背景技术
二苯乙烯类荧光增白剂具有增白、增艳和增亮的效果，为了得到更高的白度，纸厂往往采用浆内添加二磺酸荧光增白剂，表面添加六磺酸荧光增白剂的组合方式。
在二磺酸基荧光增白剂制备过程中，由于苯胺反应活性大，如与三聚氯氰进行一步缩合，起始反应易与三聚氯氰的第一和第二基团缩合，造成副产物增多，所以第一步缩合往往采用DSD酸和三聚氯氰反应，再与苯胺和其它有机胺进行第二步和第三步缩合，其主要问题是第一步缩合反应产物在水相中的粘度大，造成投料量低，单位能耗大，提升产能只有靠放大反应釜才能解决。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服上述现有技术存在的缺陷，提供一种混合荧光增白剂的制备方法，其通过对位或间位氨基苯磺酸与三聚氯氰缩合反应形成酸性体系，然后加入苯胺进行缩合，使最终得到的混合荧光增白剂具有良好的增白性能。
为此，本发明采用如下的技术方案：一种混合荧光增白剂的制备方法，其特征在于，采用对位或间位氨基苯磺酸和三聚氯氰进行缩合反应得到产物(1)，再加入苯胺与剩余的三聚氯氰进行缩合反应得到产物(2)；
将上述第一步缩合反应得到的产物(1)和产物(2)的混合物先与DSD酸进行第二步缩合反应，再与有机胺进行第三步缩合反应，期间采用无机碱调节pH，最终得到包含三磺酸基荧光增白剂的水溶液，三磺酸基荧光增白剂的结构式如式(3)所示，
式中，M是氢、Na+或K+；
R1是C1-4烷基、C2-3羟基烷基、CH2CO2 -或CH2CH2CONH2 -；
R2是C1-4烷基、C2-3羟基烷基或CH2CO2 -；
或者R1、R2与相邻的氮原子一起表示吗啉环。
本发明制得的含三磺酸基的荧光增白剂，其用在浆内增白中，对纸张具有良好的增白效果，产品具有良好的水溶性。
该水溶液通过纳滤除盐脱水，可以得到稳定的浓度较高的水溶液。由于式(1)和式(2)与DSD酸存在竞争反应，所以该水溶液中除了有含式(3)的结构，还会存在式(4)和式(5)，式(4)为二磺酸基荧光增白剂，式(5)为四磺酸基荧光增白剂。
作为对上述技术方案的进一步完善和补充，本发明采取以下技术措施：
所述式(3)的含量占水溶液的质量百分比为0.5～20％，式(4)的含量占水溶液的质量百分比为1～23％，式(5)的含量占水溶液的质量百分比为0.5～26％。
所述的对位或间位氨基苯磺酸与三聚氯氰的摩尔比为0.2～0.9:1，优选为0.5～0.7:1；所述的苯胺与三聚氯氰的摩尔比为0.1～0.8:1，优选为0.3～0.5:1；所述的对位或间位氨基苯磺酸和苯胺的摩尔之和与三聚氯氰的摩尔比为0.95～1.05：1，优选为0.98～1.02：1。
第一步缩合反应，控制pH值≤2.0，温度≤3.0℃，采用纯碱中和产生的酸。
第二步缩合反应，控制pH值4.0～6.0，温度50～55℃，采用液碱中和产生的酸。
第三步缩合反应，控制pH值在8.0～9.5，温度95～100℃，采用液碱中和产生的酸。
所述的有机胺为一乙醇胺、二乙醇胺、3-[(2-羟乙基)氨基]丙酰胺、异丙醇胺、二异丙醇胺、甘氨酸中的一种或多种的混合物。
所述的无机碱为氢氧化钠、纯碱、小苏打、氢氧化钾中的一种或多种的混合物。
本发明得到的三组分二苯乙烯类荧光增白剂在进行纸浆内增白时，比单一组分的四磺酸或二磺酸二苯乙烯类荧光增白剂具有更好的增白效果。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步说明。
1、制备方法
1)采用对位或间位氨基苯磺酸和三聚氯氰进行缩合反应得到产物(1)，再加入苯胺，苯胺与三聚氯氰反应得到产物(2)；
2)将上述第一步缩合反应得到的产物(1)和产物(2)的混合物先与DSD酸进行第二步缩合反应，再与有机胺进行第三步缩合反应，期间采用无机碱调节pH，最终得到包含三磺酸基、二磺酸基和四磺酸基的混合荧光增白剂的水溶液。
第一步缩合反应，控制pH值≤2.0，温度≤3.0℃，采用纯碱中和产生的酸。第二步缩合反应，控制pH值4.0～6.0，温度50～55℃，采用液碱中和产生的酸。第三步缩合反应，控制pH值在8.0～9.5，温度95～100℃，采用液碱中和产生的酸。
实施例1-4的投料量按下表进行投料。
实施例1：
化学名称 投料数量
三聚氯氰 10.00g
对氨基苯磺酸 4.69g
苯胺 2.52g
DSD酸 9.50g
二乙醇胺 6.83g
10％纯碱 43.00g
30％液碱 21.30g
实施例2：
化学名称 投料数量
三聚氯氰 10.00g
间氨基苯磺酸 5.62g
苯胺 2.02g
DSD酸 9.50g
二乙醇胺 6.83g
纯碱 45.80g
30％液碱 21.30g
实施例3：
化学名称 投料数量
三聚氯氰 10.00g
对氨基苯磺酸 5.62g
苯胺 2.02g
DSD酸 9.50g
二乙醇胺 6.83g
纯碱 45.80g
30％液碱 21.30g
实施例4：
化学名称 投料数量
三聚氯氰 10.00g
对氨基苯磺酸 6.56g
苯胺 1.51g
DSD酸 9.50g
二乙醇胺 6.83g
纯碱 48.50g
30％液碱 21.30g
实施例5：
化学名称 投料数量
三聚氯氰 10.00g
对氨基苯磺酸 5.62g
苯胺 2.02g
DSD酸 9.50g
一乙醇胺 3.97g
纯碱 45.80g
30％液碱 21.30g
实施例6：
化学名称 投料数量
三聚氯氰 10.00g
对氨基苯磺酸 5.62g
苯胺 2.02g
DSD酸 9.50g
3-[(2-羟乙基)氨基]丙酰胺 9.04g
纯碱 45.80g
30％液碱 21.30g
2、单一组分与混合组分对表面涂布增白的应用数据如下：
由上表可以得出，在相同用量下，混合组分的液体荧光增白剂的增白性能比单一组分的增白性能高。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的技术方案作任何形式上的限制。凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均落入本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种混合荧光增白剂的制备方法，其特征在于，采用对位或间位氨基苯磺酸和三聚氯氰进行缩合反应得到产物(1)，再加入苯胺与剩余的三聚氯氰进行缩合反应得到产物(2)；
将上述第一步缩合反应得到的产物(1)和产物(2)的混合物先与DSD酸进行第二步缩合反应，再与有机胺进行第三步缩合反应，期间采用无机碱调节pH，最终得到包含三磺酸基、二磺酸基和四磺酸基的混合荧光增白剂的水溶液；
三磺酸基荧光增白剂的结构式如式(3)所示，
二磺酸基荧光增白剂的结构式如式(4)所示，
四磺酸基荧光增白剂的结构式如式(5)所示，
式中，M是氢、Na+或K+；
R1是C1-4烷基、C2-3羟基烷基、CH2CO2 -或CH2CH2CONH2；
R2是C1-4烷基、C2-3羟基烷基或CH2CO2 -；
或者R1、R2与相邻的氮原子一起表示吗啉环。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述式(3)的含量占水溶液的质量百分比为0.5～20％，式(4)的含量占水溶液的质量百分比为1～23％，式(5)的含量占水溶液的质量百分比为0.5～26％。
3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述的对位或间位氨基苯磺酸与三聚氯氰的摩尔比为0.2～0.9:1，所述的苯胺与三聚氯氰的摩尔比为0.1～0.8:1，所述的对位或间位氨基苯磺酸和苯胺的摩尔之和与三聚氯氰的摩尔比为0.95～1.05：1。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述的对位或间位氨基苯磺酸与三聚氯氰的摩尔比为0.5～0.7:1，所述的苯胺与三聚氯氰的摩尔比为0.3～0.5:1，所述的对位或间位氨基苯磺酸和苯胺的摩尔之和与三聚氯氰的摩尔比为0.98～1.02：1。
5.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，第一步缩合反应，控制pH值≤2.0，温度≤3℃，采用纯碱中和产生的酸。
6.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，第二步缩合反应，控制pH值4.0～6.0，温度50～55℃，采用液碱中和产生的酸。
7.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，第三步缩合反应，控制pH值在8.0～9.5，温度95～100℃，采用液碱中和产生的酸。
8.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述的有机胺为二乙醇胺、3-[(2-羟乙基)氨基]丙酰胺、二异丙醇胺中的一种或多种的混合物。
9.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述的无机碱为氢氧化钠、纯碱、小苏打、氢氧化钾中的一种或多种的混合物。
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