CN1287200A - 一种液体荧光增光剂及其合成工艺 - Google Patents

Abstract

一种造纸行业专用的液体荧光增白剂及其合成工艺,其基本结构式如下:合成工艺包括原料精制处理、有机反应合成、半成品纯化处理、提炼浓缩成品四个过程,原料精制过程采用振动磨筛将反应原料研磨至500目,半成品纯化处理过程采用反渗透装置对半成品料液进行提纯。本发明拓宽并发展了荧光增白剂在造纸业中的应用范围,产品收率更高、应用效果更加显著、产品更加纯化、储存更加稳定。

Description

一种液体荧光增白剂及其合成工艺

本发明属于增白剂领域，尤其涉及一种造纸行业专用的液体荧光增白剂及其合成工艺。

目前造纸行业普遍采用的增白剂是固体荧光粉末增白剂，这种固体荧光增白剂存在着生产过程中三废污染大、产品毒性高、粉尘严重等缺点，且应用范围窄、溶解性差、泛黄点低。

本发明克服了固体荧光增白剂的以上缺点，提供了一种造纸行业专用的液体荧光增白剂及其合成工艺，拓宽并发展了荧光增白剂在造纸业中的应用范围，产品收率更高、应用效果更加显著、产品更加纯化、储存更加稳定，所制得的液体荧光增白剂具有无污染、高溶解性的特点，泛黄点高，并非常适用于大型高速纸机的自动连续添加。

本发明的液体荧光增白剂的基本结构式如下：

其中R₁为带有磺酸基团的芳香族或脂肪族胺类；R₂为带有氨基或亚氨基的有机胺类。

在通常情况下，R₁可以选择下列基团：

R₂可以选择下列基团：

本发明的液体荧光增白剂，在结构上属于二氨基二苯乙烯双三嗪型，其合成工艺类似于同类型的荧光增白剂。为了使产品收率更高、应用效果更加显著、产品更加纯化和储存更加稳定，本发明在原料处理、反应合成和半成品纯化方面均有重大创造和改进。

本发明的液体荧光增白剂的合成工艺，包括原料精制处理、有机反应合成、半成品纯化处理、提炼浓缩成品四个过程，其特征在于原料精制过程采用振动磨筛将反应原料研磨至500目，半成品纯化处理过程采用反渗透装置对半成品料液进行提纯。

本发明的液体荧光增白剂，其合成原料主要包括DSD酸、三聚氯氰和含有R₁、R₂基团的有机原料。为了能够生产出高质量的液体荧光增白剂，需要对原料进行特殊工艺处理。

DSD酸为黄色膏状或粉末状固体，生产增白剂时使用其钠盐溶液，因此，DSD酸需经过中和反应得到其钠盐。

三聚氯氰为白色粉状物质，具有强烈的刺激气味和催泪作用。吸潮后，可以聚成团状，且颗粒较粗，硬度大、颗粒分布宽，这些对合成反应极为不利。为克服以上缺陷，在原料精制过程中选用水冷式振动磨筛，用来研磨三聚氯氰，使之细化。振动磨筛分为上、下两层，上层为原料层，备有夹套冷却，并有大、中、小三种不同规格的钢珠，下层为细料层，上下层之间为500目筛网。研磨时间为36-48小时。处理后的三聚氯氰，其硬度、颗粒度均得到极大的改善，在产品收率、荧光强度和应用效果等方面均有较大的提高。

本发明的液体荧光增白剂，其有机反应合成过程包括三步缩合反应。在带有搅拌的反应器中加入去离子水和碎冰，并调节冰水混合物为酸性，加入三聚氯氰，搅拌30-60分钟。第一步缩合反应，加入DSD酸钠盐，控制pH值在4-6，反应温度0-10℃，反应时间4-5小时。升温进行第二步缩合。投入含有R₁基团的有机原料，控制pH值在4-6，反应温度30-50℃，反应时间3-4小时。继续升温，进行第三步缩合反应。在80-85℃时投入含有R₂基团的有机原料，在90-100℃反应2-4小时，即可得到液体荧光增白剂的半成品。所加原料的摩尔比为，三聚氯氰∶DsD酸钠盐∶含有R₁基团的有机原料∶含有R₂基团的有机原料=2∶1∶2∶2。

荧光增白剂的半成品中低分子量杂质较多，特别是反应过程中产生大量NaCl,对纸张的增白效果影响很大，而且半成品中水较多，浓缩处理后利于储存、运输和使用，增大了增白剂的应用范围。因此，半成品的后处理是至关重要的，也是必需的。

本发明选用反渗透装置对半成品进行提纯处理。半成品提纯处理为间歇式。半成品储存于半成品罐。首先，半成品料液经泵打入砂滤器，砂滤器采用双层过滤工艺，上层使用粒度为0.5-1mm、纯度大于97％的天然石英砂，下层使用粒度为1-1.5mm的天然锰砂，以除去料液中的悬浮物、胶体等杂质，料液中粒度大于20μm的浮游性杂质可被有效去除；然后，过滤后的料液进入活性炭过滤器，从而去除料液中未反应的有机物杂质；接着，料液通过5μm的保安过滤器，除去料液中大于5μm的杂质；这样，经预处理后的料液，经高压泵加压至1.6MPa，进入EPRO的螺旋卷式反渗透膜，水及小分子从膜的微孔渗出，作为稀水进入储水罐，而浓缩的料液循环回到半成品罐，继续循环处理。当检测电导率为83.3μs/cm时，提纯处理完毕。提纯后的物料经蒸发、浓缩，再加入增溶剂，如乙醇胺、聚乙二醇、二乙二醇、氨水、尿素等，即可制得成品。

本发明的液体荧光增白剂主要用于造纸行业，相对于固体增白剂及其它荧光增白剂，具有以下有益效果：

1.增白效果显著：在造纸行业中主要用于三个方面：在抄造过

程中对纸浆进行增白、纸张的表面施胶进行增白、涂布增白，

表1-表3分别列出了在这三方面的应用效果。

表1

序号	增白剂加入量%	白度	提高率%
1	0	85.8
2	0.2	95.5	11.3
3	0.4	98.1	14.3

表2

序号		白度	提高率%
1	原纸	86.7
2	表面施胶后	98.6	13.7

表3

序号	增白剂加入量%	白度	提高率%
1	0	82.8
2	0.4	85.1	2.8
3	0.6	85.7	3.5
4	0.8	86.2	4.1

2.无污染：由于本发明在原料处理、半成品提纯方面均进行了改进，故整个工艺过程基本无三废污染；

3.合成工艺得率高、产品纯度高：由于采用了振动磨筛、反渗透装置等新工艺，本发明所制得的液体荧光增白剂，较一般的合成工艺产率提高6-10％，纯度提高10-15％；

4.储存更加稳定：泛黄点提高15-18％。

5.安全性高：合成工艺中所使用的原料基本无毒，且原料、半成品均进行了处理，故较之固体荧光增白剂具有高的安全性，且应用范围更广。

以下是本发明的具体实施例：

实施例1

在反应器中加入250份去离子水和750份冰的混合物，取三聚氯氰50g、DSD酸钠盐53g、R₁为对氨基苯磺酸钠43g、R₂为二乙胺20g，合成工艺如说明书所述，制得本发明的液体荧光增白剂。

实施例2

在反应器中加入100份去离子水和300份冰的混合物，取三聚氯氰40g、DSD酸钠盐43g、R₁为邻氨基苯磺酸钠53g、R₂为乙胺10g，合成工艺如说明书所述，制得本发明的液体荧光增白剂。

实施例3

在反应器中加入200份去离子水和600份冰的混合物，取三聚氯氰60g、DSD酸钠盐64g、R₁为乙胺磺酸钠42g、R₂为羟基乙胺20g，合成工艺如说明书所述，制得本发明的液体荧光增白剂。

Claims (5)

1．一种液体荧光增白剂，其特征在于该荧光增白剂的基本结构式如下：

其中R₁为带有磺酸基团的芳香族或脂肪族胺类；R₂为带有氨基或亚氨基的有机胺类。

2．按照权利要求1所述的荧光增自剂，其特征在于R₁为以下基团：

3．按照权利要求1所述的荧光增白剂，其特征在于R₂为以下基团：

4．按照权利要求1-3所述的荧光增白剂的制备方法，包括原料精制处理、有机反应合成、半成品纯化处理、提炼浓缩成品四个过程，其特征在于原料精制过程采用振动磨筛将反应原料研磨至500目。

5．按照权利要求4所述的荧光增白剂的制备方法，其特征在于半成品纯化处理过程采用反渗透装置对半成品料液进行提纯。