一种新型环保二磺酸液体荧光增白剂及其制备方法技术

本发明专利技术涉及涉及一种新型环保二磺酸液体荧光增白剂及其制备方法，目的是为了解决双三嗪氨基二苯乙烯型二磺酸荧光增白剂水溶性较差，在制备液体剂型产品时需加入助溶稳定剂，污染环境的技术问题。本发明专利技术的方法包括以下步骤：三聚氯氰和DSD酸在缚酸剂存在下进行第一步缩合反应，得到产物Ⅰ；产物Ⅰ在缚酸剂存在下与苯胺进行第二步缩合反应，得到产物Ⅱ；丙烯酸和甘氨酸进行加成反应，生成产物Ⅲ和Ⅳ的混合物：产物Ⅱ、产物Ⅲ和Ⅳ进行第三步缩合反应，得到含有产物为Ⅴ、Ⅵ和Ⅶ的二苯乙烯三嗪类荧光增白剂的组合物；该组合物性能稳定、易溶于水、具有复配增效的作用，解决了二磺酸液体增白剂生产中添加尿素等助溶剂，对环境造成污染的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种新型环保二磺酸液体荧光增白剂及其制备方法
本专利技术涉及一种造纸化学助剂的制备方法，具体的是涉及一种新型环保二磺酸液体荧光增白剂及其制备方法。
技术介绍
近年来，荧光增白剂被大量应用于造纸、洗涤、印染、塑料、涂料和橡胶等许多领域，起到增白、增艳和增亮的作用。双三嗪氨基二苯乙烯型荧光增白剂是一类研究和应用最早的荧光增白剂品种，也是目前印染和造纸业用量最大一类荧光增白剂，按含有磺酸基的数量多少，可以分为二、四、六磺三种。其中二磺酸类荧光增白剂具有较高的增白性能，主要用于纸浆的增白，表面施胶、涂布及棉、麻、纤维素纤维织物的增白，浅色纤维织物的增艳，其中优秀的荧光增白剂包括VBL，BA等，由于它们与纤维的亲和力强，增白效果较好而得以广泛应用。随着大型印染厂及纸厂日益增多，对荧光增白剂的需求主要有几个方向：高效增白性能，较少的添加量，质量一致、性能优越，适于连续操作和自动化添加，对环境污染小。二磺酸类荧光增白剂虽然具有较高的增白性能等优点，但因为水溶性较差，在制备成液体剂型的产品时，为增加稳定贮存期，往往需要向其中加入大量的助溶剂。助溶剂的类型很多，考虑到成本及综合效益，一般助溶剂选择性价比较高的尿素，即脲。目前，市场上几乎所有的二磺酸类液体荧光增白剂中均含有15％-30％的尿素。二磺酸类液体荧光增白剂中所含的尿素，会随着客户对产品的使用，进入造纸或印染废水中，导致废水含氮量增高，更易滋生细菌，给废水的回收再利用造成很大的麻烦。例如，抄纸工艺中所产生的含纤维、填料和化学品的“白水”，采用气浮法进行处理，回收纤维和填料，进行循环再利用，但由于尿素的存在，会加速浆料腐烂的速度，对整个系统造成影响。目前，许多欧洲造纸企业明令禁止液体增白剂中含有尿素。因此，合成一种不含尿素的环保型二磺酸液体荧光增白剂具有十分重要的现实意义。CN1287200A报道了一种造纸行业专用的液体荧光增白剂及其合成工艺，包括原料精制、有机反应、半成品纯化、提炼浓缩四个步骤。利用振动筛研磨原料，进行提纯，不利于工业化；并在后处理中加入尿素等多种增溶助剂，提高成本的同时不利于环保。专利CN101094842A公开了一种改进的荧光增白剂，经过改进的荧光增白剂高度溶于水，并具有减少的阴离子电荷，其对酸、盐等环境有较高的稳定行，对解决造纸应用中“阴离子垃圾”的问题起到了积极的作用，但其工艺繁复，所需原料不易制得，且最终成品中也会加入常规的增溶助剂，如尿素等，同样对环保造成很大影响。专利CN102093750A报道了一种低温稳定的磺酸液体荧光增白剂的制备方法，将二磺酸荧光增白剂染料、溶纤剂、聚乙二醇类化合物、多元醇类化合物、尿素和水搅拌均匀，加热溶解，冷却、过滤后得到产品。该方法虽操作简单，但容易受到二磺酸荧光增白剂本身质量的影响，一旦其本身含盐量较高或含其他杂质，最终产品的储存稳定期将大大减缩短，此外，该方法中的尿素添加量较大，不利于环保。专利CN102477227A报道了一种不添加额外溶解助剂的稳定存储的二磺酸荧光增白剂，但该方法需要先进行1-R1-2-R2-丙烯酰胺和一乙醇胺的合成，并以其加成产物代替单一脂肪胺，提高了产品的稳定性，但该方法对丙烯酰胺和一乙醇胺的合成产物要求较高，不易进行工业化生产。专利CN101654894A公开了一种二苯乙烯三嗪类液体荧光增白剂组合物的制备方法，它是以三聚氯氰、对氨基苯磺酸、4,4＇-二氨基二苯乙烯-2,2＇-二磺酸、吗啉和二乙醇胺为原料，制得了一种含有对称和不对称的二苯乙烯三嗪类液体荧光增白剂组合物。这种混合型的产品比单一组分有更好的增白效果，白度高，用量少。但其为双三嗪氨基二苯乙烯型荧光增白剂中的四磺酸产品，相比二磺酸产品来说，磺酸基团的增多提高了产品的水溶性，无需再加入尿毒，但无论在增白效果还是用量与二磺酸相比，都无任何优势。专利CN101547968A报道了一种造纸者可直接使用的低粘度贮存稳定的荧光增白剂/PVOH水溶液，但该产品在50℃的稳定存放期只有5天；专利US6660705报道了一种以脂肪醇聚氧乙烯醚和甘油为混合溶剂的液体荧光增白剂配方；专利CN1687348公开了一种以脂肪醇聚氧乙烯醚、聚乙二醇、二乙二醇和水为混合溶剂制备液体荧光增白剂的配方；专利CN101932567A公布了一种增白剂与有机酸的储存稳定溶液的制备方法。但上述这些方法都未说明其稳定特性，存在一定的局限性。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决双三嗪氨基二苯乙烯型二磺酸荧光增白剂水溶性较差，在制备液体剂型产品时，往往需要向其中加入尿素等助溶稳定剂，产品使用后会对环境造成极大污染的技术问题，提供一种新型环保二磺酸液体荧光增白剂及其制备方法。本专利技术采用的技术方案是：一种新型环保二磺酸液体荧光增白剂的制备方法，包括以下步骤如下：1)三聚氯氰和4,4＇-二氨基二苯乙烯-2,2＇-二磺酸，在缚酸剂存在下进行第一步缩合反应，得到4,4＇-二(4,6-二氯三嗪-2-氨基)二苯乙烯-2,2＇-二磺酸钠，结构式为Ⅰ：2)式Ⅰ化合物在缚酸剂存在下与苯胺进行第二步缩合反应，得到结构式为Ⅱ的化合物：3)丙烯酸和甘氨酸进行加成反应，生成结构式为Ⅲ和Ⅳ的两种化合物的混合物：4)式Ⅱ化合物与结构式为Ⅲ和Ⅳ的两种化合物的混合物进行第三步缩合反应，得到结构式为Ⅴ、Ⅵ和Ⅶ的三种二苯乙烯三嗪类荧光增白剂的组合物：由于双三嗪氨基二苯乙烯型二磺酸荧光增白剂结构的局限性，造成其水溶性较差，在制备液体剂型产品时，往往需要向其中加入尿素等助溶稳定剂，产品使用后会对环境造成极大污染的问题，采用甘氨酸和丙烯酸加成产物代替单一的脂肪胺进行反应，从而产生不同结构的产品，该产品相对单一脂肪胺反应后所获得产品，主要有以下两种优势：1.引入的羧酸基团大大增加了产品的水溶性，在制备液体剂型产品时，只要后处理工序将体系中的无机盐类脱除到较低水平，就无需再添加任何助溶稳定剂，即可稳定存放半年以上。在降低生产成本的同时，避免了产品使用过程中对环境造成污染的问题。2.反应后得到对称和不对称的三组分二磺酸类液体荧光增白剂，具有复配增效的作用，荧光增白剂在增白基体上主要以单分子状态固着，复配后各组分的相对浓度下降，使得各组分的荧光量子产率增大，荧光强度增强，产生比单一组分更高的荧光增白效果，从根本上改变单纯合成物在白度上的不足，显著提升产品品质。产品白度的大幅提高也会使得客户在使用过程中用量减少，降低生产成本。作为对上述技术方案的进一步完善和补充，本专利技术的具体制备步骤如下：a)冰水溶液中加入微量乳化剂，将三聚氯氰分散其中，按照三聚氯氰：4，4-二氨基二苯乙烯-2，2-二磺酸(DSD酸)＝1.0：0.4～0.5的摩尔比向反应体系中加入4，4-二氨基二苯乙烯-2，2-二磺酸，以缚酸剂控制反应体系PH值为2.0-4.0，于0-10℃下进行反应，反应至氨基值消失后，第一步缩合反应结束，得到第一步缩合产物Ⅰ；b)按照产物Ⅰ：苯胺＝1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种新型环保二磺酸液体荧光增白剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤如下：/n1)三聚氯氰和4,4＇-二氨基二苯乙烯-2,2＇-二磺酸，在缚酸剂存在下进行第一步缩合反应，得到4,4＇-二(4,6-二氯三嗪-2-氨基)二苯乙烯-2,2＇-二磺酸钠，结构式为Ⅰ：/n

【技术特征摘要】
1.一种新型环保二磺酸液体荧光增白剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤如下：
1)三聚氯氰和4,4＇-二氨基二苯乙烯-2,2＇-二磺酸，在缚酸剂存在下进行第一步缩合反应，得到4,4＇-二(4,6-二氯三嗪-2-氨基)二苯乙烯-2,2＇-二磺酸钠，结构式为Ⅰ：



2)式Ⅰ化合物在缚酸剂存在下与苯胺进行第二步缩合反应，得到结构式为Ⅱ的化合物：



3)丙烯酸和甘氨酸进行加成反应，生成结构式为Ⅲ和Ⅳ的两种化合物的混合物：



4)式Ⅱ化合物与结构式为Ⅲ和Ⅳ的两种化合物的混合物进行第三步缩合反应，得到结构式为Ⅴ、Ⅵ和Ⅶ的三种二苯乙烯三嗪类荧光增白剂的组合物：








2.根据权利要求1所述的一种新型环保二磺酸液体荧光增白剂的制备方法，其特征在于，具体制备步骤如下：
a)冰水溶液中加入微量乳化剂，将三聚氯氰分散其中，按照三聚氯氰：4，4-二氨基二苯乙烯-2，2-二磺酸＝1.0：0.4～0.5的摩尔比向反应体系中加入4，4-二氨基二苯乙烯-2，2-二磺酸，以缚酸剂控制反应体系PH值为2.0-4.0，于0-10℃下进行反应，反应至氨基值消失后，第一步缩合反应结束，得到第一步缩合产物Ⅰ；
b)按照产物Ⅰ：苯胺＝1.0：1.8-2.0的摩尔比向步骤a)的反应体系中加入苯胺，以缚酸剂控制反应体系PH值为5.0-7.0，升温至15-45℃下进行第二步缩合反应，以氨基消失为反应终点，得到的产物Ⅱ；
c)将丙烯酸与甘氨酸按照1.0：1.0～1.1的摩尔比溶入水中，升温至80℃，保温反应2h，得到产物Ⅲ和Ⅳ的混合物；
d)将步骤b)得到的产物Ⅱ与步骤c)得到的混合产物Ⅲ和Ⅳ进行反应，以缚酸剂控制反应体系PH值为7.5-11.0，升温至80-120℃下进行第三步缩合反应，得到由产物Ⅴ、Ⅵ和Ⅶ组成的三种二苯乙烯三嗪类液体荧光增白剂的组合物；
e)将步骤d)得到的反应液搅拌降温至55℃以下，用布氏漏斗抽滤，除去水不溶杂质，滤液经...

【专利技术属性】
技术研发人员：王真祥，焦英豹，尚锐淑，
申请(专利权)人：山西晋光化工有限公司，
类型：发明
国别省市：山西;14