CN103254660B - 一种不含尿素的二磺酸三嗪基类荧光增白剂液体的制备方法 - Google Patents
一种不含尿素的二磺酸三嗪基类荧光增白剂液体的制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种不含尿素的二磺酸三嗪基类荧光增白剂液体的制备方法。目前二磺酸荧光增白剂液体的制备方法有多种，最普遍的一种是荧光增白剂通过酸析，得到固体物质，然后加入碱和尿素形成液体，其中酸析会产生大量的废液，不利于清洁生产。本发明的技术方案为：以DSD酸和三聚氯氰缩合产物为骨架，加入苯胺和有机胺单体，在第三步缩合反应中采用叔胺作为酸碱中和剂，形成一种铵盐体系，然后通过钠滤除盐工艺，得到直接液化的产品。本发明在第三步缩合反应过程中直接使用叔胺替代无机碱，通过纳滤除盐得到稳定的二磺酸三嗪基类荧光增白剂液体产品，无需进行酸析或酸化处理，减少废水处理的压力。
Description
技术领域
本发明涉及造纸专用助剂领域，具体地说是一种不含尿素的二磺酸三嗪基类荧光增白剂液体的制备方法。
背景技术
清洁生产是一种创造性的思想，要求节约原材料与能源，淘汰有毒原材料，减降废弃物的数量与毒性，以减少人类及环境的风险。
在造纸工业中，氨氮的含量作为废水的一项重要指标之一，而造纸过程中会产生大量的废水，一些含有尿素的增白剂会给废水带来大量的氨氮，导致废水处理成本的上升。同时，在二磺酸增白剂的生产过程中，为了得到稳定的液体产品，需要除去反应过程中生成的NaCl，然后再在滤饼中加入有机胺和尿素，得到液体产品，该工艺除盐需通过酸析处理，产生大量的废酸水，不能做到清洁生产。
也有不添加尿素即能稳定的产品专利。如汽巴专利WO2005/028749A1中提到，需要使用二磺酸三嗪基荧光增白剂的酸式体，加入特定的有机胺，维持液体产品的稳定性，但荧光增白剂的酸式体仍需要通过酸析才能够得到。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服上述现有技术存在的缺陷，提供一种不含尿素的二磺酸三嗪基类荧光增白剂液体的制备方法，其在第三步缩合反应中，使用叔胺替代无机碱调节酸碱度，以减少NaCl的产生，利用纳滤除盐技术，直接得到稳定的液体产品。
为此，本发明采用如下的技术方案：一种不含尿素的二磺酸三嗪基类荧光增白剂液体的制备方法，首先通过DSD酸与三聚氯氰缩合得到第一步缩合产物，再加入苯胺缩合得到第二步缩合产物，最后加入反应单体NHR1R2进行缩合得到第三步缩合产物，其特征在于：在第三步缩合反应中，使用叔胺调节pH值，控制反应温度得到二磺酸三嗪基类荧光增白剂的铵盐溶液，通过纳滤除盐，得到不含尿素的二磺酸三嗪基类荧光增白剂液体，其结构式如下；
式A
式A中，R1和R2为各自独立的H或C1-C4烷基或C1-C4烷基醇基，
所述叔胺的结构式如下：
式B
式B中，R3为C1-C4的烷基，R4、R5为C1-C4的烷基或C1-C4的烷基醇基。
式A优选的结构式有：
本发明的反应方程式如下：
作为优选，所述的反应单体NHR1R2为二乙胺、一乙醇胺、二乙醇胺或二异丙醇胺。
作为优选，所述的叔胺为N-甲基二乙醇胺、N,N-二甲基异丙醇胺或三乙醇胺。
作为优选，所述式B叔胺的摩尔用量为式A二磺酸三嗪基类荧光增白剂摩尔量的2.0-2.5倍。
第三步缩合反应中，为了使反应充分，选择反应温度优选为90-100℃，更优选为95-100℃；pH值优选为8.5-10.0，更优选为9.0-9.5。在纳滤除盐过程中，为了有效的去除盐，温度优选为65-75℃，更优选为65-70℃；压力优选为2.3-3.0MPa·s，更优选为2.5-2.8MPa·s；同时为了液体具有更好的稳定性，增白剂中NaCl的含量优选为≤1.0%，更优选为0.8%。
与现有的技术相比，本发明利用叔胺不易与三聚氯氰缩合的性质，同时又具有调节酸碱度的作用，以及二磺酸荧光增白剂形成铵盐后的溶解性，在第三步缩合反应过程中直接使用叔胺替代无机碱，即能减少无机碱的使用量，又能减少1/3的NaCl产生，减少NaCl对溶液的影响，即通过纳滤除盐得到稳定的二磺酸三嗪基类荧光增白剂液体产品，该过程无需进行酸析或酸化处理，减少废水处理的压力。
具体实施方式
实施例1-7：
（1）1000ml四口烧瓶中，加入200ml水，然后降温至3℃，加入0.054mol三聚氯氰和0.026molDSD酸，使用液碱控制pH值进行第一步缩合，得到第一步缩合产物。
（2）将0.054mol的苯胺加入第一步缩合产物中，使用液碱控制pH值进行第二步缩合，得到第二步缩合产物。
（3）将0.055mol的NH(CH2CH2)2加入第二步缩合产物中，使用CH3N(CH2CH2OH)2控制pH值，同时控制温度90-100℃，控制反应时间为3小时，进行第三步缩合，得到第三步缩合产物。
（4）控制第三步缩合产物温度，进行纳滤除盐。
（5）使用HPLC测试产品主含量。
（6）密封，置入0℃，放置时间为6个月观察稳定性。
实施例8-11
确定第三步缩合的pH=9.0-9.5，纳滤温度65-70℃，控制NaCl含量为≤1.0%，选择NHR1R2和NR3OHR4R5(式B)。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的技术方案作任何形式上的限制。凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均落入本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种不含尿素的二磺酸三嗪基类荧光增白剂液体的制备方法，首先通过DSD酸与三聚氯氰缩合得到第一步缩合产物，再加入苯胺缩合得到第二步缩合产物，最后加入反应单体NHR1R2进行缩合得到第三步缩合产物，其特征在于：在第三步缩合反应中，使用叔胺调节pH值，控制反应温度得到二磺酸三嗪基类荧光增白剂的铵盐溶液，通过纳滤除盐，得到不含尿素的二磺酸三嗪基类荧光增白剂液体，其结构式如下；
式A
式A中，R1和R2为各自独立的H或C1-C4烷基或C1-C4烷基醇基，
所述叔胺的结构式如下：
式B
式B中，R3为C1-C4的烷基，R4、R5为C1-C4的烷基或C1-C4的烷基醇基。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的反应单体NHR1R2为二乙胺、一乙醇胺、二乙醇胺或二异丙醇胺。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的叔胺为N-甲基二乙醇胺、N,N-二甲基异丙醇胺或三乙醇胺。
4.根据权利要求1、2或3所述的制备方法，其特征在于，所述式B叔胺的摩尔用量为式A二磺酸三嗪基类荧光增白剂摩尔量的2.0-2.5倍。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，第三步缩合反应采用的pH值为8.5-10.0，采用的反应温度为90-100℃。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，第三步缩合反应采用的pH值为9.0-9.5，采用的反应温度为95-100℃。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述钠滤除盐采用的温度为65-75℃，采用的压力为2.3-3.0MPa·s。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述钠滤除盐采用的温度为65-70℃，采用的压力为2.5-2.8MPa·s。
9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，钠滤除盐后得到的二磺酸三嗪基类荧光增白剂含NaCl的质量分数≤1.0%。
10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，钠滤除盐后得到的二磺酸三嗪基类荧光增白剂含NaCl的质量分数≤0.8%。
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