[00875546]一种水溶性重质碳酸钙粉体荧光增白剂及其制备方法和应用

中国在“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。中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，尤其是在重质碳酸钙粉体荧光增白材料方面创新性不足。荧光增白剂具有很高的光量子产率，对被处理的基质能有效地增白、増艳。荧光增白剂分子具有较大的共轭体系，能够吸收波长范围在300～400nm左右的紫外光，并发射出波长范围在420～450nm左右的蓝色荧光，从而弥补了基质中由于蓝光缺失而造成的视觉上的泛黄。通过弥补蓝光使人感到被处理的基质更亮洁、更鲜艳。荧光增白剂被广泛地用于造纸、纺织、洗涤剂、塑料、油墨、皮革、紫外吸收剂、显影剂等诸多领域，市场需求巨大。重质碳酸钙作为最大的无机填料，由于原料广、价格低、无毒等优点，被广泛应用于电缆料、合成革、聚乙烯薄膜，泡沫塑料、塑料管材、纸张等制品的填充料或原料。重质碳酸钙粉体作为最大填充材料，人们对其白度和光泽度均有较高要求，市场上有众多塑料、造纸和洗涤剂等专用荧光增白剂，但重质碳酸钙等粉体荧光增白剂却不多见，市场需求迫切、巨大。碳酸粉体表面具有游离钙离子和羟基，市场上现有的荧光增白剂产品很难有效与粉体表面离子或基团发生有效键合或表面吸附，因此缺乏能有效增白、增亮重质碳酸钙粉体的荧光增白材料。 针对上述不足，该发明的目的在于提供一种水溶性重质碳酸钙粉体荧光增白剂及其制备方法和应用，该水溶性钙粉体荧光增白剂合成方法简单，原材料价格低廉，工艺绿色环保。通过测试水溶性酸荧光增白剂的光学性能和对重质碳酸钙粉体荧光增白效果，可以明显看出该水溶性荧光增白剂具有较强的紫外吸收性能、对重钙粉体具有较强的键合能力和显著的增白、增亮作用，处理后的碳酸钙粉体具有较高的流动性和分散性，兼具辅助表面改性作用，是一种高性能重钙粉体荧光增白、表面改性材料，具有极大的推广和应用空间。具体来说，该发明的方案为：一种水溶性重质碳酸钙粉体荧光增白剂，所述的水溶性重质碳酸钙粉体荧光增白剂为以下结构式1：同时该发明还公开了上述的水溶性重质碳酸钙粉体荧光增白剂的制备方法，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，在0～5℃条件下搅拌反应一段时间；步骤2：调节步骤1的混合物pH值为3～4，然后加入十四烷基二甲基叔胺溶液，在30～40℃的条件下反应一段时间；步骤3：向步骤2的混合物中加入对氨基苯磺酸并维持反应体系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水溶性重质碳酸钙粉体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、十四烷基二甲基叔胺、对氨基苯磺酸的物质的量的比例为：1.9～2.1：0.9～1.1：1.8～2.1：1.8～2.2。在上述的水溶性重质碳酸钙粉体荧光增白剂的制备方法中，所述的步骤1中，三聚氯氰水溶液中，每19～21mmol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9～11mmol摩尔4，4'-二氨基二苯乙烯-2，2'-二磺酸对应195～205mL水。在上述的水溶性重质碳酸钙粉体荧光增白剂的制备方法中，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。在上述的水溶性重质碳酸钙粉体荧光增白剂的制备方法中，pH值通过Na2CO3调控。在上述的水溶性重质碳酸钙粉体荧光增白剂的制备方法中，所述的十四烷基二甲基叔胺溶液中每18～21mmol十四烷基二甲基叔胺对应9～11mL有机溶剂二甲基甲酰胺。在上述的水溶性重质碳酸钙粉体荧光增白剂的制备方法中，所述的步骤1的反应时间为1.5～2h；步骤2的反应时间为9～10h；步骤3的反应时间为7～8h。在上述的水溶性重质碳酸钙粉体荧光增白剂的制备方法中，步骤4中的无机盐为氯化钠。在上述的水溶性重质碳酸钙粉体荧光增白剂的制备方法中，所述的步骤1中，4，4'-二氨基二苯乙烯-2，2'-二磺酸水溶液以滴加的形式加入到三聚氯氰水溶液中；所述的步骤2中十四烷基二甲基叔胺溶液以滴加的形式加入到步骤1的混合物中。另外，该发明还提供一种如上述的水溶性重质碳酸钙粉体荧光增白剂的用途，其用于重质碳酸钙粉体荧光增白和表面改性的应用。 与现有技术相比，该发明提供的技术方案有以下优点：1.该发明荧光增白剂产品含有四个水溶性磺酸基，水溶性较好，能与碳酸钙粉体表面离子发生有效键合，结合牢固性高。2.该发明产品具有较强的紫外吸收性能，可以明显的增白、增亮重质碳酸钙粉体。3.该发明荧光增白剂产品对重钙粉体具表面改性作用，处理后的粉体具有较好的流动性和分散性。