CN114380759A - 一种新型化学结构的荧光增白剂及其组合物 - Google Patents

Abstract

本公开公开了一种新型化学结构的荧光增白剂及其组合物，三聚氯氰与DSD酸在0‑5℃低温下一缩反应，所得产物与苯胺常温下继续进行二缩反应，所得产物在高温条件下与一类由某些结构的酰胺和某些结构的氨基酸的反应产物继续进行第三步缩合反应，即可得到的新型二磺酸增白剂，这种新结构的二磺酸增白剂用于纸浆的湿部增白，不仅增白效果优于传统产品，而且水溶液稳定性更好，无需添加尿素等增溶剂可以稳定保存6个月以上。

Description

一种新型化学结构的荧光增白剂及其组合物

技术领域

本公开属于一种适用于纸或纸板光学增白的新型化学结构的荧光增白剂及 其组合物。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术信息，不必然构成在 先技术。

现代造纸工业中，使用最广泛的荧光增白剂为4,4’-二氨基二苯乙烯-2,2’- 二磺酸的双三嗪衍生物，按照化学结构可以分为二磺酸基、四磺酸基及六磺酸 基类型的荧光增白剂。二磺基类型的荧光增白剂，在水中溶解度低，对纤维素 纤维具高亲和力，特别适用于造纸湿部纸浆的增白。六磺基类型的荧光增白剂 在水中具有高溶解度，对纤维素纤维具有低亲和力，其特别适用于高白度纸生 产的表面增白需要。四磺基类型的荧光增白剂的性能介于二磺基和六磺基类型 的荧光增白剂之间，既可以用于湿布增白，也可以用于表面增白。

现代造纸工业中的荧光增白剂以浓缩水溶液形式供应，较低的温度环境下 储存，应长期保持稳定。由于二磺基类型的荧光增白剂在水中溶解度低，所以 目前采取在二磺基类型的荧光增白剂水溶液中添加大约20％甚至更多的增溶剂 (例如尿素、三乙醇胺或二乙二醇)，来提高贮存稳定性。但是，这些增溶剂对纤 维素无亲和力，并会污染纸磨机中的液体，为系统中水的处理带来挑战，不具 有环保性。因此，现代造纸工业对无尿素添加的液体二磺酸基荧光增白剂的需 求越来越迫切。含有本公开专利中涉及的式(1)结构化合物的二磺酸基类型荧 光增白剂的水溶液，解决了尿素添加的问题。其是通过在反应过程中，将通常 反应过程所用到的醇氨类物质和/或吗啉类物质，用一种自制的新物质代替，该 新物质由某些结构的酰胺类物质与某些结构的氨基酸类物质进行加成反应得到。 这种新结构的荧光增白剂一方面可有效使纸或纸板增白效果增强；同时，水溶 性增强，不需要添加增溶助剂就可形成稳定的浓缩水溶液，具有较高的成本效 益和环保效益。

同样的，将某些结构的酰胺类物质与某些结构的氨基酸类物质进行加成反 应得到的新的原料用于四磺酸荧光增白剂的合成，可得到含有本公开专利中涉 及的式(2)结构化合物的四磺酸基类型荧光增白剂。这种新结构的荧光增白剂 和常用的四磺基类型荧光增白剂相比，具有更加优异的表面增白效果，甚至可 以取代目前常用的六磺酸基荧光增白剂。

含有本公开专利中涉及的式(3)结构化合物的六磺酸基类型荧光增白剂的， 是通过在反应过程中，将通常所用到的二乙胺、醇氨类物质和/或吗啉类物质， 改由某些结构的酰胺类物质与某些氨基酸类物质进行加成反应得到的新原料代 替，进行缩合反应获得的。这种新结构的荧光增白剂和常用的六磺基类型荧光 增白剂相比，稳定性更好，具有更加优异的表面增白效果，可以用于高白甚至 超高白度纸张的生产。

发明内容

本公开涉及一种新型化学结构的荧光增白剂及其组合物，其中该荧光增白 剂及其组合物中，含有一种或两种及以上选自式(1)、式(2)及式(3)化合物结构的 荧光增白剂，本公开涉及的三种化合物结构式分别如下所示：

其中：M代表一当量的碱金属阳离子，常见的为H、Na、K、Li等。

R₁，R₂各自独立的表示氢H、C₁-C₄烷基、C₂-C₄羟烷基、或C₁-C₄烷氧烷 基等。

本公开涉及的可以是式(1)、式(2)及式(3)中的单一化合物结构组分的荧光 增白剂，也可以是式(1)、式(2)及式(3)中两种或三种化合物混合结构组分的荧 光增白剂。

具体实施方式：

根据本公开，该新型化学结构的荧光增白剂及其组合物中含有一种或两种 及以上上文定义的式(1)、式(2)及式(3)中的双三嗪基胺基二苯乙烯化合物。在 本公开的优选的实施方案中，式(1)、式(2)及式(3)中的R1、R2各自独立 的表示H、C1-C4烷基、C2-C4羟烷基或C1-C4烷氧烷基。烷基可以是直链或分 支的，且该烷基的取代基(例如烷氧基、氰基、及/或羟基等)可和烷基链的任 何位置连接。本公开中，C1-C4烷氧烷基是指经C1-C4烷氧基取代的C1-C4烷基。

在优选实施方案中，M的优选实施方案为H、Na、K、Li等，尤其为Na、K 或H，最优选为Na。

式(1)、式(2)、式(3)的荧光增白剂及其混合物可通过现有方法制备。由三 聚氯氰与4,4’-二胺基二苯乙烯-2,2’-二磺酸(DSD酸)或其盐进行缩合反应， 然后与对氨基苯磺酸或苯胺，或苯胺2,5双磺酸单钠盐进行第二步反应，本公 开与传统方法不同的是第三步的合成反应，传统方法的第三步反应通常选用醇 氨类物质、吗啉类物质、二乙胺类物质与上步反应物进行反应。而本公开独辟 蹊径，采用了一种新物质，即由某些结构的酰胺类物质与某些结构的氨基酸进 行化学反应所得到的一种新的化合物，与上步反应产物进行第三步反应，得到 一类新化学结构的荧光增白剂。

实施例1：式(1)结构的二磺酸类荧光增白剂的合成。本公开涉及式(1) 结构类型二磺酸增白剂的合成方法为：三聚氯氰与DSD酸在0-5℃低温下一缩反 应，所得产物与苯胺常温下继续进行二缩反应，所得产物在高温条件下与一类由 某些结构的酰胺和某些结构的氨基酸的反应产物继续进行第三步缩合反应，即可 得到下述式(1)结构的新型二磺酸增白剂，这种新结构的二磺酸增白剂用于纸 浆的湿部增白，不仅增白效果优于传统产品，而且水溶液稳定性更好，无需添加 尿素等增溶剂可以稳定保存6个月以上。具有显著的经济性、环保性。

实施例2：式(2)结构的四磺酸类荧光增白剂的合成。本公开涉及的式(2) 结构类型四磺酸增白剂的合成方法为：三聚氯氰先与对氨基苯磺酸在0-5℃低温 下进行一缩反应，所得产物与DSD酸续进行第二步缩合反应，最后，所得产物 在高温条件下与这种特某些结构的酰胺和某些结构的氨基酸进行反应的产物继 续进行第三步缩合反应，即可得到下述式(2)结构的新型四磺酸增白剂，这种 新结构的四磺酸增白剂用于纸或纸板的增白，不仅增白效果优于传统产品，甚至 可以取代常见的六磺酸增白剂，稳定性更好，后处理成本更低。

实施例3：式(3)结构的六磺酸类荧光增白剂的合成。本公开涉及式(3) 结构类型的六磺酸增白剂的合成方法为：三聚氯氰先与苯胺2,5双磺酸单钠盐 在0-5℃低温下进行缩合反应，所得产物与DSD酸继续进行第二步缩合反应，最 后在高温条件下与由某些结构的酰胺和某些结构的氨基酸进行反应得到的产物 继续行第三步缩合反应，即可得到下述式(3)结构的新型六磺酸增白剂，这种 新结构的六磺酸增白剂用于纸或纸板的施胶压榨或涂布增白，增白效果显著优 于传统产品，可节省30％用量，稳定性更好，后处理成本更低，具有显著的经济 性、环保性。

实施例4，式(1)、式(2)、式(3)所示结构的荧光增白剂既可以单独一种使 用，也可以两种及以上混合复配使用，当两种及以上混合时，既可以是单一产 品的物理复配，也可以在合成阶三种原料同时反应，进行化学复配而获得。复 配时各组分的含量比例可以在0-100％之间任意调整。

本公开涉及的新结构荧光增白剂及其组合物可以水溶液形式存在；亦可以 粉末形式存在。在优选的实施方案中，本公开涉及的新结构荧光增白剂及其组 合物是以水溶液形式存在的。水的含量为20～99％，范围可以调整。

以上仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的 技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内， 所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

上述虽然对本公开的具体实施方式进行了描述，但并非对本公开保护范围 的限制，所属领域技术人员应该明白，在本公开的技术方案的基础上，本领域 技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本公开的保护 范围以内。

Claims (6)

1.一种新型化学结构的荧光增白剂及其组合物，其特征是，该荧光增白剂及其组合物含有一种或两种及以上的选自式(1)、式(2)及式(3)的荧光增白剂。

2.如权利要求1所述的一种新型化学结构的荧光增白剂及其组合物，其特征是，所述组合物中M代表一当量的碱金属阳离子，常见的为H、Na、K、Li。

3.如权利要求1所述的一种新型化学结构的荧光增白剂及其组合物，其特征是，所述组合物中R1、R2各自独立的表示H、C1-C4烷基、C2-C4羟烷基或C1-C4烷氧烷基。

4.如权利要求1所述的一种新型化学结构的荧光增白剂及其组合物，其特征是，所述组合物中可以含有式(1)、式(2)及式(3)的任何一种荧光增白剂结构。

5.如权利要求1所述的一种新型化学结构的荧光增白剂及其组合物，其特征是，所述组合物中可以含有式(1)、式(2)及式(3)的任何两种荧光增白剂。

6.如权利要求1所述的一种新型化学结构的荧光增白剂及其组合物，其特征是，所述组合物中可以含有式(1)、式(2)及式(3)的三种荧光增白剂。