本發(fā)明屬于熒光增白劑技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種甲基丙烯酸乙酯季銨鹽熒光增白劑及其制備方法與應(yīng)用。

背景技術(shù)：

我國在現(xiàn)將開發(fā)與資源、環(huán)境協(xié)調(diào)的新材料作為主要考核指標，通過開發(fā)新材料解決資源短缺問題，已經(jīng)形成了比較完善的材料科技體系，在某些新材料領(lǐng)域內(nèi)具有明顯的資源優(yōu)勢和技術(shù)優(yōu)勢，但總體自主創(chuàng)新能力還比較薄弱，具有自主知識產(chǎn)權(quán)的新材料產(chǎn)品及技術(shù)還比較少，尤其是在重質(zhì)碳酸鈣粉體熒光增白材料方面創(chuàng)新性不足。

熒光增白劑具有很高的光量子產(chǎn)率，對被處理的基質(zhì)能有效地增白、増艷。熒光增白劑分子具有較大的共軛體系，能夠吸收波長范圍在300～400nm左右的紫外光，并發(fā)射出波長范圍在420～450nm左右的藍色熒光，從而彌補了基質(zhì)中由于藍光缺失而造成的視覺上的泛黃。通過彌補藍光使人感到被處理的基質(zhì)更亮潔、更鮮艷。熒光增白劑被廣泛地用于造紙、紡織、洗滌劑、塑料、油墨、皮革、紫外吸收劑、顯影劑等諸多領(lǐng)域，市場需求巨大。

碳酸鈣作為最大的無機填料，由于原料廣、價格低、無毒等優(yōu)點，被廣泛應(yīng)用于電纜料、合成革、聚乙烯薄膜，泡沫塑料、塑料管材、紙張等制品的填充料或原料。碳酸鈣粉體作為最大填充材料，人們對其白度和光澤度均有較高要求，市場上有眾多塑料、造紙和洗滌劑等專用熒光增白劑，但能與碳酸鈣和有機材料結(jié)合并有效增白碳酸鈣粉體填充料的熒光增白劑卻不多見，市場需求迫切、巨大。未經(jīng)過表面活化的碳酸鈣粉體具有親水性，與有機聚合物的親和性較差，在基料中易造成分散的不均勻或團聚現(xiàn)象，從而導(dǎo)致填料與聚合物之間產(chǎn)生相異界面，這種缺陷容易產(chǎn)生應(yīng)力集中現(xiàn)象，以致填充復(fù)合材料機械力學(xué)性能下降。碳酸鈣粉體作為填充料必須經(jīng)過表面活化處理，改變其親水疏油性能。

碳酸粉體表面具有游離鈣離子和羥基，市場上現(xiàn)有的熒光增白劑產(chǎn)品很難有效與粉體表面離子或基團發(fā)生有效鍵合力或表面吸附，缺乏能有效增白和表面活化碳酸鈣粉體填充料的多功能材料。因此，開發(fā)碳酸鈣粉體填充料增白和表面活化的多功能熒光增白劑已成為重鈣粉體及相關(guān)行業(yè)重要研究內(nèi)容之一。通過科技創(chuàng)新，拓展增白劑的應(yīng)用領(lǐng)域和市場競爭力，對于節(jié)能減排、構(gòu)建和諧會具有非常重要的意義。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對上述不足，本發(fā)明旨在提供一種甲基丙烯酸乙酯季銨鹽熒光增白劑及其制備方法與應(yīng)用，該熒光增白劑具有較強的紫外吸收性能，對碳酸鈣粉體填充料表面離子具有較強的鍵合力和顯著的增白效果，對碳酸鈣粉體填充料還具有較好的表面活化作用。

為了實現(xiàn)上述技術(shù)效果，本發(fā)明提供的技術(shù)方案是這樣的：一種甲基丙烯酸乙酯季銨鹽熒光增白劑，所述的甲基丙烯酸乙酯季銨鹽熒光增白劑的結(jié)構(gòu)式如下：

一種如上所述的甲基丙烯酸乙酯季銨鹽熒光增白劑的制備方法，依次包括下述步驟：

步驟1：將1份摩爾量的dsd酸水溶液滴加至1份摩爾量的的三聚氯氰水溶液中，反應(yīng)1～1.5h；

步驟2：將2份摩爾量的對氨基苯甲酸加至步驟1所得的混合溶液中，反應(yīng)3.5～4h；

步驟3：將2份摩爾量的甲基丙烯酸二乙基氨基乙酯溶液滴加至步驟2所得的混合溶液中，反應(yīng)4～4.5h；

步驟4：冷卻后加入無機鹽，使甲基丙烯酸乙酯季銨鹽熒光增白劑析出并收集。

優(yōu)選地，所述的dsd酸水溶液的ph值為7～8。

優(yōu)選地，所述的步驟1的反應(yīng)溫度為0～5℃，反應(yīng)ph值為3～3.5。

優(yōu)選地，所述的步驟2的反應(yīng)溫度為35～45℃，反應(yīng)ph值為5.5～6.5。

優(yōu)選地，所述的步驟3的反應(yīng)溫度為80～90℃，反應(yīng)ph條件為8.5～9。

優(yōu)選地，所述的甲基丙烯酸二乙基氨基乙酯溶液所使用的溶劑為丙酮。

優(yōu)選地，所述的步驟4具體為：冷卻至室溫，加入20g氯化鈉，攪拌、抽濾，真空干燥得甲基丙烯酸乙酯季銨鹽熒光增白劑。

優(yōu)選地，所述的ph值通過na2co3調(diào)節(jié)。

如上所述的一種甲基丙烯酸乙酯季銨鹽熒光增白劑，用于碳酸鈣粉體填充料熒光增白和表面活化。

本發(fā)明與傳統(tǒng)方法相比，具有以下優(yōu)勢：

1.本發(fā)明的一種甲基丙烯酸乙酯季銨鹽熒光增白劑不僅能與碳酸鈣粉體表面離子發(fā)生有效化學(xué)鍵合，還能與有機載體有效結(jié)合，結(jié)合牢固度高，耐候性能好。

2.本發(fā)明一種甲基丙烯酸乙酯季銨鹽熒光增白劑具有較強的紫外吸收性能，可以顯著的增白碳酸鈣粉體填充料。

3.本發(fā)明一種甲基丙烯酸乙酯季銨鹽熒光增白劑對碳酸鈣粉體填充料兼具表面活化作用，處理后的碳酸鈣粉體填充料具有較好的分散性和流動性，是一種兼具增白和表面活化的多功能材料。

附圖說明

圖1為實施例1所得的甲基丙烯酸乙酯季銨鹽熒光增白劑的紫外吸收譜圖。

具體實施例

下面結(jié)合具體實施方式對本發(fā)明的權(quán)利要求做進一步的詳細說明，但不構(gòu)成對本發(fā)明的任何限制，任何在本發(fā)明權(quán)利要求范圍內(nèi)所做的有限次的修改，仍在本發(fā)明的權(quán)利要求保護范圍內(nèi)。

實施例1

10mmol三聚氯氰加到50ml冰水中，冰浴。而后滴加5mmoldsd酸與50ml蒸餾水的混合液(加na2co3，調(diào)節(jié)ph為8)，加na2co3，調(diào)節(jié)ph為3.5，0℃反應(yīng)1.5h。升溫至40℃，加入10mmol對氨基苯甲酸，加na2co3，維持體系ph為6，而后滴加10mmol甲基丙烯酸二乙基氨基乙酯與5ml丙酮混合液，升溫至85℃，加na2co3維持體系ph9，控溫反應(yīng)4.5h。冷卻至室溫，加入20g氯化鈉，攪拌、抽濾，真空干燥得甲基丙烯酸乙酯季銨鹽熒光增白劑，收率88％。

實施例2

10mmol三聚氯氰加到50ml冰水中，冰浴。而后滴加5mmoldsd酸與50ml蒸餾水的混合液(加na2co3，調(diào)節(jié)ph為7.5)，加na2co3，調(diào)節(jié)ph為3，0℃反應(yīng)1.2h。升溫至35℃，加入10mmol對氨基苯甲酸，加na2co3，維持體系ph為5.5，而后滴加10mmol甲基丙烯酸二乙基氨基乙酯與5ml丙酮混合液，升溫至80℃，加na2co3維持體系ph8.5，控溫反應(yīng)4h。冷卻至室溫，加入20g氯化鈉，攪拌、抽濾，真空干燥得甲基丙烯酸乙酯季銨鹽熒光增白劑，收率85％。

實施例3

10mmol三聚氯氰加到50ml冰水中，冰浴。而后滴加5mmoldsd酸與50ml蒸餾水的混合液(加na2co3，調(diào)節(jié)ph為8)，加na2co3，調(diào)節(jié)ph為3，0℃反應(yīng)1.3h。升溫至36℃，加入10mmol對氨基苯甲酸，加na2co3,維持體系ph為6.5，而后滴加10mmol甲基丙烯酸二乙基氨基乙酯與5ml丙酮混合液，升溫至88℃，加na2co3維持體系ph9，控溫反應(yīng)4.5h。冷卻至室溫，加入20g氯化鈉，攪拌、抽濾，真空干燥得甲基丙烯酸乙酯季銨鹽熒光增白劑，收率87％。

光學(xué)性能測試

本發(fā)明采用紫外-可見光譜對實施例1的產(chǎn)物進行光學(xué)性能測試，紫外吸收譜圖如圖1所示。

紫外-可見光譜可以有效地測試熒光增白劑分子的共軛體系。甲基丙烯酸乙酯季銨鹽熒光增白劑配制成濃度為10^-6mol/l的水溶液進行光學(xué)性能測試。測試結(jié)果表明，甲基丙烯酸乙酯季銨鹽熒光增白劑有較強的紫外吸收，最大反式吸收峰位于350nm，最大順式吸收峰位于292nm。

增白和表面活化性能測試

配制甲基丙烯酸乙酯季銨鹽熒光增白劑質(zhì)量濃度(甲基丙烯酸乙酯季銨鹽熒光增白劑占碳酸鈣粉體填充料的百分比)為0.01％、0.015％、0.02％、0.025％和0.03％)的水溶液100ml，處理100g不同粒度和白度的碳酸鈣粉體填充料。具體做法如下：將碳酸鈣粉體放入適量上述濃度的溶液中，室溫攪拌30min，抽干，50℃干燥，即可得到具有較高白度和較好分散性的碳酸鈣粉體填充料。實驗結(jié)果證實，甲基丙烯酸乙酯季銨鹽熒光增白劑對不同品質(zhì)的碳酸鈣粉體都有顯著的增白效果，在濃度為0.02％時，對400～3000目，白度為91～94的碳酸鈣粉體填充料增加白度值介于1～2.5之間，增白處理后的粉體填充料還具有較好的分散性和流動性。甲基丙烯酸乙酯季銨鹽熒光增白劑是一類多功能碳酸鈣粉體填充料增白劑，同時兼具表面活化作用，具有重要的使用價值和應(yīng)用前景。

以上所述的僅為本發(fā)明的較佳實施例，凡在本發(fā)明的精神和原則范圍內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。