[发明专利]一种两性丙烯酸酯季铵盐荧光增白剂的合成与应用

说明书

技术领域

本发明涉及荧光增白剂技术领域，具体涉及一种两性丙烯酸酯季铵盐荧光增白剂的合成与应用。

背景技术

我国在“十二五”新材料发展规划中将开发与资源、环境协调的新材料作为主要考核指标，通过开发新材料解决资源短缺问题。我国已经形成了比较完善的材料科技体系，在某些新材料领域内具有明显的资源优势和技术优势，但总体自主创新能力还比较薄弱，具有自主知识产权的新材料产品及技术还比较少，尤其是在高性能荧光增白剂方面创新性不足。

荧光增白剂是一类非常重要的光学增白助剂，它们的分子能够有效吸收紫外光，从而辐射出可见蓝色荧光，荧光增白剂能有效弥补基质缺乏蓝光而显示发黄和陈旧外观，显著地提升被处理基质的白度。荧光增白剂常用于洗涤剂、纺织、涂料和塑料等行业。中国是荧光增白剂的主要产地，也是第一消耗大国。荧光增白助剂作为一种工业产品，是我国用途最广、利润和附加价值最大的一种工业材料之一。

荧光增白剂产品主要有十六个品种，二苯乙烯类是其中的主要产品。VBL是二苯乙烯荧光增白剂的重要产品，因其加工过程简单方便，备受生产企业青睐，它的生产量大约占市场份额的百分之六十五左右。但VBL易发生光致异构现象，耐光性较差，荧光和增白效率降低等因素，应用领域受到不同程度的限制。随着我国不断的发展和科研取得突破性成就，现有荧光增白剂产品已经远远不能满足工业发展的需求。因此，研究开发一种高性能荧光增白剂是现阶段我国科研工作者的课题之一。

发明内容

针对上述不足，本发明的目的在于提供一种两性丙烯酸酯季铵盐荧光增白剂的合成与应用，该两性丙烯酸酯季铵盐荧光增白剂的合成方法简单，原材料价格低廉，工艺绿色环保。通过测试两性丙烯酸酯季铵盐荧光增白剂的荧光发射性能、对纸张的增白效果，可以明显看出该两性丙烯酸酯季铵盐荧光增白剂具有较强的荧光发射性能、对纸张具有较强的键合力和显著的增白效果，是一种新型高性能荧光增白剂，具有极大的推广和应用空间。

具体来说，本发明的方案为：一种两性丙烯酸酯季铵盐荧光增白剂，所述的一种两性丙烯酸酯季铵盐荧光增白剂的结构式为式1。

同时本发明还公开了上述一种两性丙烯酸酯季铵盐荧光增白剂的合成方法，包括以下步骤：

步骤1：将4,4'-二氨基二苯乙烯-2,2'-二磺酸水溶液加入到三聚氯氰水溶液中，用10％Na₂CO₃水溶液维持体系的pH为3～4，在0～5℃条件下搅拌反应一段时间；

步骤2：然后将苯胺加入到步骤1的反应混合物中，用10％Na₂CO₃水溶液维持体系的pH为6～7，在30～40℃的条件下反应一段时间；

步骤3：向步骤2的反应混合物中加入甲基丙烯酸二乙基氨基乙酯溶液并维持反应体系的pH为8～9，在80～90℃的条件下反应一段时间；

步骤4：冷却后加入无机盐，使一种两性丙烯酸酯季铵盐荧光增白剂析出并收集；

其中，三聚氯氰、4,4'-二氨基二苯乙烯-2,2'-二磺酸、苯胺、甲基丙烯酸二乙基氨基乙酯的物质的量的比例为：2.05:1:2:2.2。

在上述一种两性丙烯酸酯季铵盐荧光增白剂的合成方法中，所述的步骤1中，三聚氯氰水溶液中，每20mmol三聚氯氰对应200～250mL水；

4,4'-二氨基二苯乙烯-2,2'-二磺酸水溶液中，每10mmol 4,4'-二氨基二苯乙烯-2,2'-二磺酸对应200mL水。

在上述一种两性丙烯酸酯季铵盐荧光增白剂的合成方法中，所述的4,4'-二氨基二苯乙烯-2,2'-二磺酸水溶液的pH值为7～8。

在上述一种两性丙烯酸酯季铵盐荧光增白剂的合成方法中，pH值用10％Na₂CO₃水溶液调控。

在上述一种两性丙烯酸酯季铵盐荧光增白剂的合成方法中，所述的甲基丙烯酸二乙基氨基乙酯溶液中每20mmol甲基丙烯酸二乙基氨基乙酯对应10mL有机溶剂丙酮。

在上述的一种两性丙烯酸酯季铵盐荧光增白剂的合成方法中，所述的步骤1的反应时间为1.5～2小时，所述的步骤2的反应时间为5～6小时，所述的步骤3的反应时间为9～10小时。

在上述一种两性丙烯酸酯季铵盐荧光增白剂的合成方法中，步骤4中的无机盐为氯化钠。