CN107321264A - 一种双子荧光增白表面活性剂及其制备方法与应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种双子荧光增白表面活性剂及其制备方法与应用，该双子荧光增白表面活性剂具有较强的紫外吸收性能和对碳酸钙粉体具有较强增白作用，同时还具有显著降低水表面张力的作用，且该双子荧光增白表面活性剂的制备方法简便，原材料价格低廉，操作简单安全。所述的双子荧光增白表面活性剂的结构式如下：该双子荧光增白表面活性剂用于增白碳酸钙粉体和表面活性剂方面的应用。

Description

一种双子荧光增白表面活性剂及其制备方法与应用
技术领域
本发明属于荧光增白剂技术领域，尤其是一种双子荧光增白表面活性剂及其制备方法与应用。
背景技术
我国在“十二五”新材料发展规划中将研究开发与资源、环境协调的材料以及减轻环境污染且有利于再生利用的材料作为主要考核指标。通过开发新的材料科学技术以解决资源短缺和环境污染问题，我国已形成了比较完善的材料科技体系，在材料领域的研发方面取得了长足进步，某些新材料领域具有明显的资源优势和技术优势，但自主创新能力较弱，具有自主知识产权的新材料产品及技术较少，尤其是在碳酸钙粉体和多用途荧光增白剂方面创新性不足。
荧光增白剂是一种能够发射荧光的染料，又称白色染料，是一种结构复杂的大分子有机化合物。荧光增白剂具有很高的光量子产率，对被处理的基质能有效地增白、増艳。荧光增白剂分子具有较大的共轭体系，能够吸收波长范围在300～400nm左右的紫外光，并发射出波长范围在420～450nm左右的蓝色荧光，从而弥补了基质中由于蓝光缺失而造成的视觉上的泛黄。通过弥补蓝光使人感到被处理的基质更洁白、更鲜艳。荧光增白剂被广泛地用于造纸、纺织、洗涤剂、塑料、油漆、涂料、油墨、皮革、紫外吸收剂、显影剂等诸多领域，市场需求非常巨大。
表面活性剂由于具有润湿或抗粘、乳化或破乳、起泡或消泡以及增溶、分散、洗涤、防腐、抗静电等一系列物理化学作用及相应的实际应用，成为一类灵活多样、用途广泛的精细化工产品。双子表面活性剂的独特结构决定了它有独特的性能，独特的性能使得它有特殊的应用。与普通活性剂相比，双子表面活性剂比普通活性剂效率更高。随着社会的不断进步，人类对多功能化的表面活性剂提出了更高的要求。
因此，研究开发新型荧光增白表面活性剂已成为相关行业重要研究内容之一。通过科技创新，拓展荧光增白剂的应用领域和市场竞争力，对于节能减排、构建和谐会具有非常重要的意义。
发明内容
针对上述不足，本发明旨在提供一种双子荧光增白表面活性剂及其制备方法与应用，该荧光增白表面活性剂具有较强的紫外吸收性能和对碳酸钙粉体具有较强增白作用，同时还具有显著降低水表面张力的作用，且该荧光增白表面活性剂的制备方法简便，原材料价格低廉，操作简单安全。
为了实现上述技术效果，本发明提供的技术方案是这样的：一种双子荧光增白表面活性剂，所述的双子荧光增白表面活性剂的结构式如下：
一种如上所述的双子荧光增白表面活性剂的制备方法，依次包括下述步骤：
步骤1：将2份摩尔量的三聚氯氰加至1份摩尔量的4,4'-二氨基二苯乙烯-2,2'-二磺酸水溶液中，搅拌，反应2h；
步骤2：将2份摩尔量的二辛基甲基叔胺溶液与步骤1所得溶液混合，搅拌，反应6h；
步骤3：加2份摩尔量的二乙胺，反应8h；
步骤4：冷却至25～30℃，加入氯化钠水溶液，使双子荧光增白表面活性剂析出并收集。
优选地，所述的步骤1的反应温度为0～5℃，pH为3～4。
优选地，所述的步骤2的反应温度为30～40℃，pH为6～7。
优选地，所述的步骤3的反应温度为85～95℃，pH为9～10。
优选地，所述的二辛基甲基叔胺溶液所使用的溶剂为丙酮。
优选地，所述的步骤4具体为：冷却至25～30℃，加入氯化钠水溶液，搅拌、抽滤、洗涤，真空干燥得双子荧光增白表面活性剂。
优选地，所述的氯化钠水溶液的用量为100mL。
优选地，所述的pH值通过Na2CO3调节。
根据上所述的一种双子荧光增白表面活性剂，用于碳酸钙粉体的增白和表面活性剂方面的应用。
本发明与传统方法相比，具有以下优势：
1.本发明的一种双子荧光增白表面活性剂能与碳酸钙粉体表面离子发生有效化学键合，结合牢固度高。
2.本发明的一种双子荧光增白表面活性剂具有较强的紫外吸收性能，可以显著增白碳酸钙粉体，提升碳酸钙粉体品质。
3.本发明的一种双子荧光增白表面活性剂具有较强的表面活性，能显著降低水的表面张力。
附图说明
图1为实施例1的一种双子荧光增白表面活性剂的核磁氢谱图；
图2为实施例1的一种双子荧光增白表面活性剂水溶液的紫外吸收谱图；
图3为实施例1的一种双子荧光增白表面活性剂的浓度与表明张力关系图。
具体实施例
下面结合具体实施方式对本发明的权利要求做进一步的详细说明，但不构成对本发明的任何限制，任何在本发明权利要求范围内所做的有限次修改，仍在本发明的权利要求保护范围内。
实施例1
5mmol 4,4'-二氨基二苯乙烯-2,2'-二磺酸与100mL蒸馏水混合，搅拌，冰浴至0℃，而后加入10mmol三聚氯氰，搅拌，用饱和Na2CO3溶液维持反应体系的pH＝4，控温反应2h；滴加10mmol二辛基甲基叔胺与10mL丙酮混合液，升温反应体系至40℃，搅拌，用饱和Na2CO3溶液维持反应体系的pH＝6，控温反应6h；而后加入10mmol二乙醇胺，升温95℃，滴加饱和Na2CO3溶液维持反应体系的pH＝10，控温反应8h。冷却至25～30℃，加入100mL饱和氯化钠水溶液，搅拌、抽滤、少量冷水和丙酮洗涤，真空干燥得双子荧光增白表面活性剂，收率90％。
实施例2
5mmol 4,4'-二氨基二苯乙烯-2,2'-二磺酸与100mL蒸馏水混合，搅拌，冰浴至5℃，而后加入10mmol三聚氯氰，搅拌，用饱和Na2CO3溶液维持反应体系的pH＝4，控温反应2h；滴加10mmol二辛基甲基叔胺与8mL丙酮混合液，升温反应体系至30℃，搅拌，用饱和Na2CO3溶液维持反应体系的pH＝7，控温反应6h；而后加入10mmol二乙醇胺，升温85℃，滴加饱和Na2CO3溶液维持反应体系的pH＝9，控温反应8h。冷却至25～30℃，加入100mL饱和氯化钠水溶液，搅拌、抽滤、少量冷水和丙酮洗涤，真空干燥得双子荧光增白表面活性剂，收率85％。
实施例3
5mmol 4,4'-二氨基二苯乙烯-2,2'-二磺酸与100mL蒸馏水混合，搅拌，冰浴至3℃，而后加入10mmol三聚氯氰，搅拌，用饱和Na2CO3溶液维持反应体系的pH＝3.5，控温反应2h；滴加10mmol二辛基甲基叔胺与9mL丙酮混合液，升温反应体系至35℃，搅拌，用饱和Na2CO3溶液维持反应体系的pH＝6.5，控温反应6h；而后加入10mmol二乙醇胺，升温90℃，滴加饱和Na2CO3溶液维持反应体系的pH＝9.5，控温反应8h。冷却至25～30℃，加入100mL饱和氯化钠水溶液，搅拌、抽滤、少量冷水和丙酮洗涤，真空干燥得双子荧光增白表面活性剂，收率88％。
物质结构测试
双子荧光增白表面活性剂的核磁氢谱数据(400MHz；DMSO-d6,δ):10.77(2H,NH)，8.33～7.43(8H,ArH)，4.38～2.74(30H,CH2和CH3)，1.55～0.83(60H,(CH2)6CH3)。
氢核磁谱图，见图1。
光学性能测试
双子荧光增白表面活性剂配制成浓度为0.02g/L的水溶液进行光学性能测试。
测试结果表明，该双子荧光增白表面活性剂有较强的紫外吸收性能，最大反式吸收峰位于346nm，紫外吸收谱图见图2。
对碳酸钙粉体增白性能测试
配制双子荧光增白表面活性剂质量浓度为0.01～0.03％的水溶液100mL，处理100g不同粒度和白度的碳酸钙粉体。
具体做法如下：将不同粒径和白度的碳酸钙粉体放入适量上述浓度的溶液中，室温搅拌30min，抽干，干燥，即可得到高白碳酸钙粉体。
实验结果证明，该双子荧光增白表面活性剂对不同品质的碳酸钙粉体有显著的增白效果，在浓度为0.02％时，处理粒度为400～3000目，白度为88～93的碳酸钙粉体，其白度增加值介于1～2.5之间。
表面活性测试
应用吊环法对双子荧光增白表面活性剂的水溶液进行了表面活性测试，实验结果表明，该双子荧光增白表面活性剂在较低浓度时，能显著地降低水的表面张力，是一种优良的荧光增白表面活性剂。在临界胶束浓度为4.57×10-4mol/L时，表明张力为43.81mN/m，浓度与表明张力关系见图3。该双子荧光增白表面活性剂兼具增白碳酸钙粉体和显著降低水的表面张力的作用，是一种多用途双子荧光增白表面活性剂，具有广阔的应用价值和推广空间。
以上所述的仅为本发明的较佳实施例，凡在本发明的精神和原则范围内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种双子荧光增白表面活性剂，其特征在于，所述的双子荧光增白表面活性剂的结构式如下：
2.根据权利要求1所述的一种双子荧光增白表面活性剂的制备方法，其特征在于，依次包括下述步骤：
步骤1：将2份摩尔量的三聚氯氰加至1份摩尔量的4,4'-二氨基二苯乙烯-2,2'-二磺酸水溶液中，搅拌，反应2h；
步骤2：将2份摩尔量的二辛基甲基叔胺丙酮溶液与步骤1所得溶液混合，搅拌，反应6h；
步骤3：加2份摩尔量的二乙醇胺，反应8h；
步骤4：冷却至25～30℃，加入氯化钠水溶液，使双子荧光增白表面活性剂析出并收集。
3.根据权利要求2所述的一种双子荧光增白表面活性剂的制备方法，其特征在于，所述的步骤1的反应温度为0～5℃，pH为3～4。
4.根据权利要求2所述的一种双子荧光增白表面活性剂的制备方法，其特征在于，所述的步骤2的反应温度为30～40℃，pH为6～7。
5.根据权利要求2所述的一种双子荧光增白表面活性剂的制备方法，其特征在于，所述的步骤3的反应温度为85～95℃，pH为9～10。
6.根据权利要求2所述的一种双子荧光增白表面活性剂的制备方法，其特征在于，所述的二辛基甲基叔胺溶液所使用的溶剂为丙酮。
7.根据权利要求2所述的一种双子荧光增白表面活性剂的制备方法，其特征在于，所述的步骤4具体为：冷却至25～30℃，加入氯化钠水溶液，搅拌、抽滤、洗涤，真空干燥得双子荧光增白表面活性剂。
8.根据权利要求7所述的一种双子荧光增白表面活性剂的制备方法，其特征在于，所述的氯化钠水溶液的用量为100mL。
9.根据权利要求2所述的一种双子荧光增白剂活性剂的制备方法，其特征在于，所述的pH值通过Na2CO3调节。
10.根据权利要求1～9任一所述的一种双子荧光增白表面活性剂，其特征在于，用于碳酸钙粉体增白和表面活性剂方面。
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