CN110467562A - 一种光稳定剂及其制备方法和用途 - Google Patents

一种光稳定剂及其制备方法和用途 Download PDF

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Abstract

本发明提出了一种光稳定剂，具有如式Ⅰ所示结构：一种光稳定剂乳化组合物，含有水、乳化剂、光稳定剂，其特征在于，将平均粒径为150nm或以下的构成光稳定剂乳化组合物的成分分散在水中，所述乳化剂由非离子表面活性剂(A)和非离子表面活性剂(B)组成。本发明得到的光稳定剂乳化组合物对于材料具有极好的光稳定效果，其白度稳定效在紫外灯耐气候试验箱老化24h仍能够保持在60％以上，纸张返黄值小于35％。

Description

一种光稳定剂及其制备方法和用途
技术领域
本发明涉及光稳定剂技术领域，具体涉及一种光稳定剂及其制备方法和用途。
背景技术
近几年，高得率制浆技术的出现可作为解决纤维原料短缺的途径之一，高得率浆在含机械浆纸及纸板中的使用较为普遍。高得率制浆具有投资省、制浆得率高、生产成本低、环境污染小等优点。但高得率浆白度不稳定，大大限制了其使用范围，这主要是由于高得率浆中含有的大量木素受自然光、热、水分等因素的影响而发生化学反应，产生了新的发色或助色基团，造成返黄或返色，添加化学助剂被认为是抑制高得率浆光致返黄最具潜力也是最有效的方法之一。目前研究的热点主要集中在紫外线吸收剂和自由基捕获剂两大类，但单独使用其中一种，或者复配使用不仅投入成本高且应用效果也不理想。
发明内容
本发明提供一种光稳定剂及其制备方法和用途，其目的在于，提供一种光稳定剂，不仅有吸收由于光照木素所产生的苯氧自由基的作用，而且能够吸收290-350nm之间的紫外光从而抑制苯氧自由基的生成，在用量为0.8％(涂布量为0.4g/m2)时，对纸样白度稳定效果最佳。
本发明提供一种光稳定剂，具有如式Ⅰ所示结构：
本发明进一步保护一种上述光稳定剂的制备方法，包括以下步骤：
S1.将水杨酸甲酯溶于二氯甲烷中，冰浴下缓慢滴加氯化亚砜，边滴边搅拌，滴加完毕后继续搅拌反应，停止反应，旋蒸除去溶剂，用水洗涤，抽滤，得到中间体；
S2.在反应釜中加入2,2’,6,6’-四甲基哌啶胺，用盐酸溶液调节pH值为5-6，控制反应温度为第一反应温度，滴加中间体的四氢呋喃溶液，同时逐步升温至第二反应温度，反应持续至pH值不再变化，缓慢升温至第三反应温度，反应至氨基值消失，冷却至室温，减压蒸馏，用丙酮反复洗涤，干燥即得到光稳定剂。
反应方程式如下：
作为本发明进一步的改进，步骤S1中所述反应时间为2-3h，搅拌转速为200-500r/min。
作为本发明进一步的改进，步骤S2中所述盐酸溶液的物质的量浓度为1-2mol/L，所述第一反应温度为10-15℃，所述第二反应温度为50-60℃，所述第三反应温度为85-90℃。
作为本发明进一步的改进，所述水杨酸甲酯和氯化亚砜的物质的量之比为1:(1.2-1.5)。
作为本发明进一步的改进，所述2,2’,6,6’-四甲基哌啶胺和中间体的物质的量之比为(1.2-1.5)：1。
本发明进一步保护一种上述光稳定剂在纸张返黄抑制中的用途。
本发明进一步保护一种光稳定剂乳化组合物，含有水、乳化剂、光稳定剂，将平均粒径为150nm或以下的构成光稳定剂乳化组合物的成分分散在水中，所述乳化剂由非离子表面活性剂(A)和非离子表面活性剂(B)组成，所述非离子表面活性剂(B)包含脱水山梨糖醇酯类化合物，相对于100质量份光稳定剂总量，乳化剂的含量为超过40质量份、在100质量份以下的范围内，在乳化剂总量中所述非离子表面活性剂(B)的量在50-100质量％的范围内。
作为本发明进一步的改进，所述非离子表面活性剂(A)是具有含有氧亚乙基和碳数3或更高的氧亚烷基的聚醚链。
本发明进一步保护一种上述光稳定剂乳化组合物，其中还含抗氧化剂、除水以外的溶剂和防腐剂。
本发明具有如下有益效果：本发明合成的光稳定剂不仅有吸收由于光照木素所产生的苯氧自由基的作用，而且能够吸收290-350nm之间的紫外光从而抑制苯氧自由基的生成，在用量为0.8％(涂布量为0.4g/m2)时，在紫外灯耐气候试验箱老化24h对纸样白度稳定效果达到45-52％，其纸张返黄值在47-52％之间。
本发明得到的光稳定剂乳化组合物对于材料具有极好的光稳定效果，其白度稳定效果在紫外灯耐气候试验箱老化24h仍能够保持在60％以上，纸张返黄值小于35％。
附图说明
图1为本发明实施例1制备的光稳定剂的液相色谱图；
图2为本发明测试例1中各组在紫外灯耐气候试验箱老化24h后对纸样白度稳定效果对比图；
图3为本发明测试例1中各组在紫外灯耐气候试验箱老化24h后对纸样返黄值的对比图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所述的实施例只是本发明的部分具有代表性的实施例，而不是全部实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的其他所有实施例都属于本发明的保护范围。
实施例1
一种光稳定剂的制备方法，包括以下步骤：
S1.将1mol水杨酸甲酯溶于二氯甲烷中，冰浴下缓慢滴加1.2mol氯化亚砜，边滴边搅拌，转速200r/min，滴加完毕后继续搅拌反应2h，停止反应，旋蒸除去溶剂，用水洗涤，抽滤，得到中间体；
S2.在反应釜中加入1.2mol 2,2’,6,6’-四甲基哌啶胺，用1mol/L盐酸溶液调节pH值为5，控制反应温度为10℃，滴加1mol中间体的四氢呋喃溶液，同时逐步升温至50℃，反应持续至pH值不再变化，缓慢升温至85℃，反应至氨基值消失，冷却至室温，减压蒸馏，用丙酮反复洗涤，干燥即得到光稳定剂，得率为89％。
实施例2
一种光稳定剂的制备方法，包括以下步骤：
S1.将1mol水杨酸甲酯溶于二氯甲烷中，冰浴下缓慢滴加1.5mol氯化亚砜，边滴边搅拌，转速500r/min，滴加完毕后继续搅拌反应3h，停止反应，旋蒸除去溶剂，用水洗涤，抽滤，得到中间体；
S2.在反应釜中加入1.5mol 2,2’,6,6’-四甲基哌啶胺，用2mol/L盐酸溶液调节pH值为6，控制反应温度为15℃，滴加1mol中间体的四氢呋喃溶液，同时逐步升温至60℃，反应持续至pH值不再变化，缓慢升温至90℃，反应至氨基值消失，冷却至室温，减压蒸馏，用丙酮反复洗涤，干燥即得到光稳定剂，得率为91％。
实施例3
一种光稳定剂的制备方法，包括以下步骤：
S1.将1mol水杨酸甲酯溶于二氯甲烷中，冰浴下缓慢滴加1.35mol氯化亚砜，边滴边搅拌，转速350r/min，滴加完毕后继续搅拌反应2h，停止反应，旋蒸除去溶剂，用水洗涤，抽滤，得到中间体；
S2.在反应釜中加入1.3mol 2,2’,6,6’-四甲基哌啶胺，用1.5mol/L盐酸溶液调节pH值为5.5，控制反应温度为12℃，滴加1mol中间体的四氢呋喃溶液，同时逐步升温至55℃，反应持续至pH值不再变化，缓慢升温至87℃，反应至氨基值消失，冷却至室温，减压蒸馏，用丙酮反复洗涤，干燥即得到光稳定剂，得率为95％。
实施例4
原料组成(重量份)：实施例3制备的光稳定剂100份、乳化剂40份、水100份。
所述乳化剂包括50wt％的非离子表面活性剂(B)和50wt％的非离子表面活性剂(A)。所述非离子表面活性剂(B)为脱水山梨糖醇酯。所述非离子表面活性剂(A)是碳数为3的氧亚烷基的聚醚链。
一种光稳定剂乳化组合物，含有水、乳化剂、光稳定剂，将平均粒径为150nm或以下的构成光稳定剂乳化组合物的成分分散在水中。
实施例5
原料组成(重量份)：实施例3制备的光稳定剂100份、乳化剂100份、水100份。
所述乳化剂包括70wt％的非离子表面活性剂(B)和30wt％的非离子表面活性剂(A)。所述非离子表面活性剂(B)为脱水山梨糖醇酯。所述非离子表面活性剂(A)是含有氧亚乙基的氧亚烷基的聚醚链。
一种光稳定剂乳化组合物，含有水、乳化剂、光稳定剂，将平均粒径为150nm或以下的构成光稳定剂乳化组合物的成分分散在水中。
实施例6
原料组成(重量份)：实施例3制备的光稳定剂100份、乳化剂70份、水100份。
所述乳化剂包括100wt％的非离子表面活性剂(B)。所述非离子表面活性剂(B)为脱水山梨糖醇酯。
一种光稳定剂乳化组合物，含有水、乳化剂、光稳定剂，将平均粒径为150nm或以下的构成光稳定剂乳化组合物的成分分散在水中。
实施例7
原料组成(重量份)：实施例3制备的光稳定剂100份、乳化剂40份、水100份、抗氧化剂2份、丙酮20份、防腐剂5份。
所述乳化剂包括50wt％的非离子表面活性剂(B)和50wt％的非离子表面活性剂(A)。所述非离子表面活性剂(B)为脱水山梨糖醇酯。所述非离子表面活性剂(A)是具有含有氧亚乙基的氧亚烷基的聚醚链。
一种光稳定剂乳化组合物，将乳化剂、光稳定剂均匀分散在水中，将抗氧化剂、防腐剂分散于丙酮中，搅拌均匀后加入上述水中。
测试例1
将本发明实施例1-3制备的光稳定剂实施例4-7制备的光稳定乳化组合物以及市售光稳定剂按照涂布量为0.4g/m2均匀涂布于白纸表面，以未涂布白纸作为对照，放入紫外光灯耐气候试验箱内加速老化，然后测其24h后的白度、纸张返黄值值。结果见图2和图3。注释：图2中*表示与未涂布纸张相比，p<0.5。图3中*表示与未涂布纸张相比，p<0.5。
参照图2和3，本发明实施例1-3合成的光稳定剂不仅有吸收由于光照木素所产生的苯氧自由基的作用，而且能够吸收290-350nm之间的紫外光从而抑制苯氧自由基的生成，在用量为0.8％(涂布量为0.4g/m2)时，在紫外灯耐气候试验箱老化24h对纸样白度稳定效果达到45-52％，明显优于市售光稳定剂的32％。其纸张返黄值在47-52％之间，返黄值小，明显优于市售光稳定剂的72％。
本发明实施例4-7得到的光稳定剂乳化组合物对于材料具有极好的光稳定效果，其白度稳定效果在紫外灯耐气候试验箱老化24h仍能够保持在60％以上，纸张返黄值小于35％。
本领域的技术人员在不脱离权利要求书确定的本发明的精神和范围的条件下，还可以对以上内容进行各种各样的修改。因此本发明的范围并不仅限于以上的说明，而是由权利要求书的范围来确定的。

Claims (10)

1.一种光稳定剂，其特征在于，具有如式Ⅰ所示结构：
2.一种如权利要求1所述光稳定剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1.将水杨酸甲酯溶于二氯甲烷中，冰浴下缓慢滴加氯化亚砜，边滴边搅拌，滴加完毕后继续搅拌反应，停止反应，旋蒸除去溶剂，用水洗涤，抽滤，得到中间体；
S2.在反应釜中加入2,2’,6,6’-四甲基哌啶胺，用盐酸溶液调节pH值为5-6，控制反应温度为第一反应温度，滴加中间体的四氢呋喃溶液，同时逐步升温至第二反应温度，反应持续至pH值不再变化，缓慢升温至第三反应温度，反应至氨基值消失，冷却至室温，减压蒸馏，用丙酮反复洗涤，干燥即得到光稳定剂。
3.根据权利要求2所述光稳定剂的制备方法，其特征在于，步骤S1中所述反应时间为2-3h，搅拌转速为200-500r/min。
4.根据权利要求2所述光稳定剂的制备方法，其特征在于，步骤S2中所述盐酸溶液的物质的量浓度为1-2mol/L，所述第一反应温度为10-15℃，所述第二反应温度为50-60℃，所述第三反应温度为85-90℃。
5.根据权利要求2所述光稳定剂的制备方法，其特征在于，所述水杨酸甲酯和氯化亚砜的物质的量之比为1:(1.2-1.5)。
6.根据权利要求2所述光稳定剂的制备方法，其特征在于，所述2,2’,6,6’-四甲基哌啶胺和中间体的物质的量之比为(1.2-1.5)：1。
7.一种如权利要求1所述光稳定剂在纸张返黄抑制中的用途。
8.一种光稳定剂乳化组合物，含有水、乳化剂、光稳定剂，其特征在于，将平均粒径为150nm或以下的构成光稳定剂乳化组合物的成分分散在水中，所述乳化剂由非离子表面活性剂(A)和非离子表面活性剂(B)组成，所述非离子表面活性剂(B)包含脱水山梨糖醇酯类化合物，相对于100质量份光稳定剂总量，乳化剂的含量为超过40质量份、在100质量份以下的范围内，在乳化剂总量中所述非离子表面活性剂(B)的量在50-100质量％的范围内。
9.根据权利要求8所述光稳定剂乳化组合物，其特征在于，所述非离子表面活性剂(A)是具有含有氧亚乙基和碳数3或更高的氧亚烷基的聚醚链。
10.如权利要求7所述光稳定剂乳化组合物，其中还含抗氧化剂、除水以外的溶剂和防腐剂。
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