CN109810240B - 一种含哌啶胺聚氨酯荧光增白乳液的制备方法及其应用 - Google Patents

一种含哌啶胺聚氨酯荧光增白乳液的制备方法及其应用 Download PDF

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Abstract

一种含哌啶胺聚氨酯荧光增白乳液的制备方法及其应用，将三聚氯氰及丙酮放入三口烧瓶中，冰浴下搅拌，称4,4＇‑二氨基二苯乙烯‑2,2＇二磺酸溶于NaOH的碱性溶液，加入四甲基哌啶胺后反应，后升温加入一乙醇胺反应，旋蒸干燥后得到哌啶胺双羟基二苯乙烯型荧光增白小分子。将异佛尔酮二异氰酸酯、聚醚二元醇和少量二月桂酸二丁基锡加入到装到冷凝管和电动搅拌器的三口瓶中，将其置于恒温水浴中反应，将2,2‑二羟甲基丙酸和哌啶胺双羟基二苯乙烯型荧光增白小分子预先溶于N‑甲基吡咯烷酮中加到三口瓶中，反应后加入1,4丁二醇继续反应降温，用丙酮搅拌降粘后加入三乙胺中和加水搅拌，减压蒸除丙酮，本方法制备的乳液成膜性好与纸张结合强度高增白抑制返黄等特点。

Description

一种含哌啶胺聚氨酯荧光增白乳液的制备方法及其应用
技术领域
本发明属于荧光增白乳液领域，特别涉及一种含哌啶胺聚氨酯荧光增白乳液的制备方法及其应用。
背景技术
荧光增白剂亦称白色染料，它能提高物质的白度和光泽，广泛应用于纺织、印染、造纸、塑料以及装潢材料上。荧光增白剂对物质色彩的增白增艳效果是一种物理作用，通过吸收阳光中近紫外波段的不可见光而在可见光波段发射出高强度的蓝光，从而不但弥补了带有黄色的白色物体的反射光线中的蓝色缺损，而且增加了蓝色波段的反射光强，使白色物体的白度及亮度有明显的提高，使彩色物体的色彩更加明亮悦目。
为了提高二苯乙烯型荧光增白剂的增白和返黄抑制效果，引入了自由基捕获剂四甲基哌啶胺，通过使用自由基捕获剂将产生自由基除去，防止纸张返黄达到提高其性能的目的，虽其增白效果十分明显，但水溶性差,施胶困难限制了其应用。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种含哌啶胺聚氨酯荧光增白乳液的制备方法及其应用，具有合成工艺简单，原料易得，适用于规模化生产的特点。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种含哌啶胺聚氨酯荧光增白乳液的制备方法，包括以下步骤；
(1)将异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚醚二元醇及1-3滴催化剂二月桂酸二丁基锡混合，在80℃下反应；
(2)将2,2-二羟甲基丙酸与哌啶胺双羟基二苯乙烯型荧光增白小分子与5ml-10ml有机溶剂混合，加入(1)中，在80℃下反应；
(3)加入1,4-丁二醇至(2)中继续反应，降温至40℃，加入10ml丙酮降粘；
(4)再加入三乙胺至(3)中中和，后加水乳化，得到水性聚氨酯荧光增白乳液；
所述的步骤(1)中异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)与聚醚二元醇的摩尔比为4：(0.5-1.5)；
所述的步骤(2)中，2,2-二羟甲基丙酸与异佛尔酮二异氰酸酯的摩尔比为(0.5-1):4.8，哌啶胺双羟基二苯乙烯型荧光增白小分子与2,2-二羟甲基丙酸的摩尔比为(1-3:5)；
所述的步骤(3)中，1,4-丁二醇与哌啶胺双羟基二苯乙烯型荧光增白小分子的摩尔比为(1:1)；
所述的步骤(4)中，2,2-二羟甲基丙酸、三乙胺与水的摩尔比为1:1:(350-600)。
所述步骤(2)中的哌啶胺双羟基二苯乙烯型荧光增白小分子制备方法如下：
将5.876g三聚氯氰及40ml丙酮放入三口烧瓶中，在冰浴下搅拌10min，使其分散均匀，再称取4,4’-二氨基二苯乙烯-2,2’-二磺酸(DSD酸)5.923g溶于NaOH的碱性溶液,进行第一步反应，用10％的NaOH水溶液调节pH为5左右，控制反应温度0～5℃，反应2.5h，使其分散均匀，后加入4.212g四甲基哌啶胺后，同时逐步升温至35～40℃,用10％的NaOH水溶液调节pH为6～7，反应3h，升温至80～85℃加入2.54g乙醇胺并调节pH为8～8.5，反应3h，反应结束后真空抽滤，去离子水洗涤，于40℃下烘干至恒重，在干燥器中保存产物，其结构式如下：
Figure BDA0001945757560000031
所述步骤(1)中聚醚多元醇的分子量可为500、700或1000。
所述步骤(2)中有机溶剂可为丙酮、N-甲基吡咯烷酮、甲苯。
所述步骤(1)中反应时间为2-3h。
所述步骤(2)中反应时间为3-4h。
所述步骤(4)中乳化时间为0.5-2.5h。
所述的含哌啶胺聚氨酯荧光增白乳液应用于聚氨酯乳液中，具有高得率浆文化纸的表面施胶，良好表面施胶性能又有返黄抑制作用。
本发明的有益效果：
本发明的优点在于提高了二苯乙烯荧光增白剂的增白效果，改善表面施胶的难度，及抑制纸张返黄三种功能结合在一起，并且从分子设计角度出发，将哌啶胺双羟基二苯乙烯型荧光增白小分子接连中聚氨酯链中，由于乳液的采用，大大减少了成膜的困难性，提高了纸张结合度。该方法合成温度均在100℃以下，操作简便又节能。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细说明。
实施例1
将0.024mol的异佛尔酮二异氰酸酯、0.003mol的聚醚二元醇(M＝500)和1滴二月桂酸二丁基锡加入到装到冷凝管和电动搅拌器的100ml三口瓶中，然后将其置于80℃的恒温水浴中反应2h，将0.004mol的2,2-二羟甲基丙酸和0.0016mol的哌啶胺双羟基二苯乙烯型荧光增白小分子预先溶于10ml丙酮中加到三口瓶中，反应4h后，加入0.0016mol的1,4-丁二醇继续反应，增加其乳液粘度，反应1h后，降温至40℃，用10ml丙酮搅拌降粘后加入0.004mol的三乙胺中和，然后加76.8g水搅拌30min，减压蒸除丙酮，得到水性聚氨酯荧光增白乳液。
实施例2
将0.024mol的异佛尔酮二异氰酸酯、0.006mol的聚醚二元醇(M＝700)和3滴二月桂酸二丁基锡加入到装到冷凝管和电动搅拌器的100ml三口瓶中，然后将其置于80℃的恒温水浴中反应3h，将0.0048mol的2,2-二羟甲基丙酸和0.00288mol的哌啶胺双羟基二苯乙烯型荧光增白小分子预先溶于5mlN-甲基吡咯烷酮中加到三口瓶中，反应3h后，加入0.00288mol的1,4-丁二醇继续反应，增加其乳液粘度，反应2h后，降温至40℃，用10ml丙酮搅拌降粘后加入0.0048mol的三乙胺中和，然后加53.76g水搅拌1.5h，得到水性聚氨酯荧光增白乳液。
实施例3
将0.024mol的异佛尔酮二异氰酸酯、0.009mol的聚醚二元醇(M＝1000)和2滴二月桂酸二丁基锡加入到装到冷凝管和电动搅拌器的100ml三口瓶中，然后将其置于80℃的恒温水浴中反应2.5h，将0.0025mol的2,2-二羟甲基丙酸和0.0005mol的哌啶胺双羟基二苯乙烯型荧光增白小分子预先溶于2ml的丙酮中加到三口瓶中，反应3.5h后，加入0.0005mol的1,4-丁二醇继续反应，增加其乳液粘度，反应2h后，降温至40℃，用10ml丙酮搅拌降粘后加入0.0025mol的三乙胺中和，然后加40g水搅拌1.5h，减压蒸除丙酮，得到水性聚氨酯荧光增白乳液。
实施例4
将0.024mol的异佛尔酮二异氰酸酯、0.006mol的聚醚二元醇(M＝1000)和3滴二月桂酸二丁基锡加入到装到冷凝管和电动搅拌器的100ml三口瓶中，然后将其置于80℃的恒温水浴中反应2h，将0.0048mol的2,2-二羟甲基丙酸和0.0024mol的哌啶胺双羟基二苯乙烯型荧光增白小分子预先溶于1.2ml的丙酮中加到三口瓶中，反应4h后，加入0.0024mol的1,4-丁二醇继续反应，增加其乳液粘度，反应2h后，降温至40℃，用10ml丙酮搅拌降粘后加入0.0048mol的三乙胺中和，然后加60g水搅拌1h，减压蒸除丙酮，得到水性聚氨酯荧光增白乳液。
实施例5
将0.024mol的异佛尔酮二异氰酸酯、0.003mol的聚醚多元醇(M＝700)和一滴二月桂酸二丁基锡加入到装到冷凝管和电动搅拌器的100ml三口瓶中，然后将其置于80℃的恒温水浴中反应2h，使其充分接连，将0.004mol的2,2-二羟甲基丙酸和0.0024mol的哌啶胺双羟基二苯乙烯型荧光增白小分子预先溶于7.5ml的甲苯中加到三口瓶中，反应3h后，加入0.0024mol的1,4-丁二醇继续反应，增加其乳液粘度，反应2h后，降温至40℃，用10ml丙酮搅拌降粘后加入0.004mol的三乙胺中和，然后加50g水搅拌2.5h，减压蒸除丙酮，得到水性聚氨酯荧光增白乳液。
本发明致力于将哌啶胺双羟基二苯乙烯型荧光增白小分子作为扩链剂，将其接连在聚氨酯乳液中，制备出水性好、与纸张结合性好、抑制返黄、提高纸张抗张性的聚氨酯荧光增白剂乳液，而且方法简便，操作简单。

Claims (8)

1.一种含哌啶胺聚氨酯荧光增白乳液的制备方法，其特征在于，包括以下步骤；
(1)将异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚醚二元醇及1-3滴催化剂二月桂酸二丁基锡混合，在80℃下反应；
(2)将2,2-二羟甲基丙酸与哌啶胺双羟基二苯乙烯型荧光增白小分子与5ml-10ml有机溶剂混合，加入(1)中，在80℃下反应；
(3)加入1,4-丁二醇至(2)中继续反应，降温至40℃，加入10ml丙酮降粘；
(4)再加入三乙胺至(3)中中和，后加水乳化，得到水性聚氨酯荧光增白乳液；
所述步骤(2)中的哌啶胺双羟基二苯乙烯型荧光增白小分子制备方法如下：
将5.876g三聚氯氰及40ml丙酮放入三口烧瓶中，在冰浴下搅拌10min，使其分散均匀，再称取4,4’-二氨基二苯乙烯-2,2’-二磺酸(DSD酸)5.923g溶于NaOH的碱性溶液,进行第一步反应，用10％的NaOH水溶液调节pH为5左右，控制反应温度0～5℃，反应2.5h，使其分散均匀，后加入4.212g四甲基哌啶胺后，同时逐步升温至35～40℃,用10％的NaOH水溶液调节pH为6～7，反应3h，升温至80～85℃加入2.54g乙醇胺并调节pH为8～8.5，反应3h，反应结束后真空抽滤，去离子水洗涤，于40℃下烘干至恒重，在干燥器中保存产物，其结构式如下：
Figure FDA0002994051460000021
2.根据权利要求1所述的一种含哌啶胺聚氨酯荧光增白乳液的制备方法，其特征在于，所述的步骤(1)中异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)与聚醚二元醇的摩尔比为4：(0.5-1.5)；
所述的步骤(2)中，2,2-二羟甲基丙酸与异佛尔酮二异氰酸酯的摩尔比为(0.5-1):4.8，哌啶胺双羟基二苯乙烯型荧光增白小分子与2,2-二羟甲基丙酸的摩尔比为(1-3:5)；
所述的步骤(3)中，1,4-丁二醇与哌啶胺双羟基二苯乙烯型荧光增白小分子的摩尔比为(1:1)；
所述的步骤(4)中，2,2-二羟甲基丙酸、三乙胺与水的摩尔比为1:1:(350-600)。
3.根据权利要求1所述的一种含哌啶胺聚氨酯荧光增白乳液的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中聚醚二元醇的分子量为500、700或1000。
4.根据权利要求1所述的一种含哌啶胺聚氨酯荧光增白乳液的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中有机溶剂为丙酮、N-甲基吡咯烷酮、甲苯。
5.根据权利要求1所述的一种含哌啶胺聚氨酯荧光增白乳液的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中反应时间为2-3h。
6.根据权利要求1所述的一种含哌啶胺聚氨酯荧光增白乳液的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中反应时间为3-4h。
7.根据权利要求1所述的一种含哌啶胺聚氨酯荧光增白乳液的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)中乳化时间为0.5-2.5h。
8.一种含哌啶胺聚氨酯荧光增白乳液的应用，其特征在于，所述的含哌啶胺聚氨酯荧光增白乳液应用于聚氨酯乳液中，具有高得率浆文化纸的表面施胶，良好表面施胶性能又有返黄抑制作用。
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