两性光学增白剂和其水溶液以及其生产和应用制造技术

一种水溶性的两性光学增白剂（Ｗ），其中包括至少一个增白剂特征的游离基Ｘ，Ｘ包含至少一个阴离子取代基，并在至少一个叔胺基Ｚ上与至少一个不发色的，基本上是脂肪族的聚季铵－烃游离基Ｙ共价结合，Ｙ包含一个以上的季铵基团，其中每一个烃游离基，任选被一个或多个其它杂原子断开和／或取代，特别是在造纸上，水溶性的两性光学增白剂（Ｗ）具有出人意外的增白性能，其水溶液形式具有显著的稳定性。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
在纸的生产过程中，为了提高生产速度或改善产品的其它性质以及提高产品的产量，通常采用留着剂、脱水剂和/或固定剂。这些辅助剂大部分是具有阳离子特性的，如果需要生产光学上增白的纸，就应该注意在使用阴离子光学增白剂时不会因阴离子和阳离子材料的相互作用而发生沉淀。为了避免这种不希望有的沉淀，通常是在加入阴离子成分以后足够的时间再加入阳离子试剂，即可以在纸成型之前的非常短的时间内(即在将纸浆送到机组的纸张成型部分之前的几秒钟)加入，也可以在成型之后加入。在GB-A-1489595中叙述了范围广泛的4，4′-双-(三吖嗪基氨基)-芪-2，2′-二磺酸系列光学增白剂，其中在三吖嗪基环上包含所述的氨基取代基，其包含第二个氮，该氮是具有酰胺或碱特性的氮。如果这第二个氮是具有碱特性的氮，则光学增白剂就是两性的。然而这种两性的光学增白剂很难合成，因为它们水溶液的离子特性随pH而改变，因此他们的稳定性是可变的；GB-A-1489595的实施例全是针对光学增白剂的，其中所述的第二个氮是具有酰胺特性的氮。在GB-A-1489595中将光学增白剂描述成普遍适用于纤维素、羊毛、合成的聚酰胺或聚氨基甲酸酯基质，其中也包括纸在内，特别是打算把它们用于织物纤维和去污剂的光学增白。在造纸过程中，通常还采用阴离子光学增白剂，主要是4，4′-双-(三吖嗪基氨基)-芪-2，2′-二磺酸系列的，一个典型的代表是通式如下的光学增白剂 特别是在施胶压榨时采用这种增白剂。现在出人意外地发现，一些具有下面所述光学增白性能的两性产品，特别是水溶液形式的产品，更具体而言是浓水溶液形式的产品是有价值的多功能试剂，它们兼有光学增白剂和阳离子辅助剂的活性——特别是，如果它们是具有聚合特性的——(例如在纸生产过程中用作留着助剂、脱水助剂、或固定剂)，在生产光学增白纸的过程中，在纸成型之前、在成型过程中、或在成型之后的任一时间，都能加入光学增白剂。而且它们还对造纸过程中使用的一些阴离子辅助剂具有意想不到的兼容性。此外还出人意外地发现，这些两性光学增白剂的水溶液具有意想不到的稳定性。本专利技术涉及所述的这些两性光学增白剂和它们的水溶液，以及它们的生产和应用。因此，本专利技术提供一种水溶性的两性光学增白剂(W)，其中包括至少一个增白剂特征的游离基X，X包含至少一个阴离子取代基，并在至少一个叔胺基Z上与至少一个非发色的、基本上是脂肪族的聚(季铵)-烃游离基Y共价结合，Y包含一个以上的季铵基团，其中每一个烃游离基，任选被一个或多个其它杂原子断开和/或取代。因此也可将这些两性光学增白剂表示为基本上由平均通式如下的成分单元所组成X′-Z-Y′ (Iw)式中X′ 是一个一价的X，即X被其共价数除，和Y′ 是一个一价的Y，即Y被其共价数除。作为增白剂特征的游离基X，系指常规光学增白剂的基本结构成分，其中包含提供光学增白剂典型UV-光吸收和荧光性质的特征共轭体系。光学增白剂的游离基X，还包含至少一个阴离子取代基，具体而言，阴离子取代基通常存在在阴离子光学增白剂中，主要是羧酸基或/和磺酸基，优选盐的形式。光学增白剂的游离基可以是任一种阴离子光学增白剂的游离基，优选双三吖嗪基氨基芪二磺酸系列光学增白剂的游离基，其中包含通式如下的特征基团 聚(季铵)-烃游离基Y优选包含另一些杂原子，更优选醚桥和/或羟基形式的氧。聚(季铵)-烃游离基Y还可以交联成高级聚合物的形式。本专利技术水溶性的两性光学增白剂(W)可以利用其本身是一种常规的加成和缩聚反应，特别是使包含至少一个活性卤素的光学增白剂的母体在脱卤化氢的条件下与适宜的包含一个以上季铵基团的相应仲胺，和/或与一个其相应的非季铵母体反应，然后使反应产物季铵化来生产。更具体而言，本专利技术两性光学增白剂生产方法的特征在于，使通式如下的光学增白剂母体(B)X-(Hal)m(I)式中Hal是卤素，优选为氯，和m 为1-4的整数，在脱卤化氢的条件下与通式如下的胺(PA)反应(HNZ″)n-Y″ (II)式中Y″ 与Y相同，或为Y的非季铵母体，Z″ 如果Y″与Y相同，则Z″与Z相同，或如果Y″是Y的非季铵母体，则Z″是通式为-NR0-的基团，其中R0是一个任选用羟基、腈基、或甲氨酰取代的、并任选被氧断开的、或是一个与Y″结合的低分子脂肪族游离基，和n 是与Y″结合的活性叔胺基团的数目，至少为1，和如果Y″是Y的非季铵母体，它还能与适合引入至少一个季铵基团，和/或与使至少一个可季铵化的胺基季铵化的反应剂(Q)反应。具体而言，可以采用用于生产相应的阴离子光学增白剂的任一种常规中间体，优选采用例如如下通式的双三吖嗪基氨基芪二磺酸系列作为通式(I)的光学增白剂母体 式中R1、R2、R3、和R4相互无关，是胺或醇的游离基，和M 为氢、低分子铵、或碱金属阳离子，在R1、R2、R3、和R4的含义中，醇游离基通常是指脂肪醇游离基或酚游离基。脂肪醇游离基多半是C1-4烷氧基，酚游离基多半是未取代的苯氧基。胺游离基是例如任选取代的苯胺基或脂肪族胺基-NR0′R0″，式中R0′是氢、C1-4-烷基、苄基、C2-3-羟烷基、或羧基-(C1-4-烷基)，R0″是氢、C1-4-烷基、C2-3羟烷基、磺基-C1-3-烷基、磺基-C3-4-羟烷基、氰基-(C1-3-烷基)、甲氨酰-(C1-3-烷基)、羧基-(C1-4-烷基)、羧基-、羧基-、或二羧基-(C2-3-烷基)，或R0′和R0″与和它们结合的氮一起形成杂环，R1和R3优选是任选取代的通式如下的苯胺基 式中R0是氢、甲基、甲氧基、或氯，优选氢，和p 为0、1、或2，或脂肪族胺基-NR0′R0″，R0′优选C1-2-烷基、苄基、C2-3-羟烷基、或羧基-(C1-2-烷基)。R0″优选C2-3-羟烷基、甲氨酰-(C1-3-烷基)、氰基-(C1-3-烷基)、或羧基-(C1-2-烷基)。如果R0′和R0″与和它们结合的氮一起形成杂环，优选这是吗啉环，或是羧基吡咯烷环，R2和R4优选甲氧基、苯氧基、或更优选脂肪族胺基-NR0′R0″，通式(I)中的R1和R3，二者可以相同或不同。优选它们是相同的。同样通式(I)中的R2和R4，二者也可以相同或不同。优选它们是相同的。在通式(I)的范围内，一些相应的母体可以用下列通式表示 式中R10、R20、R30、和R40相互无关，它们是氯或分别与R1、R2、R3、和R4之一相同，附带的条件是，至少R10、R20、R30、和R40之一是氯。通式(Ib)中优选的光学增白剂母体是R10、R20、R30、和R40中的二个，更优选R20和R40为氯的母体，特别是其中的R10和R30各自为通式(a)中的游离基的母体。因此特别优选的通式(Ib)的母体，可用下列通式表示 引入聚季铵-烃游离基Y的反应剂(结合在Z上)，具体而言，是一种仲胺，优选它已经包含相应数目的季铵基团，还优选包含一些杂原子，优选氧原子。上面采用通式(II)表示的这种反应剂，优选是表氯醇与具有二种胺(A)的脂肪族低羟化合物的氯终端加合物的低缩合物，其中的一种胺是胺(A1)，即(A1′)适合引入季铵基团的一元胺，或(A2″)二元胺或任选进一步取代的多官能的多元胺，其中的胺基是叔胺基，不包含任何伯胺基或仲胺基，适合引入一个或多个季铵基，或二者本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水溶性的两性光学增白剂（Ｗ），其中包括至少一个增白剂特征的游离基Ｘ，Ｘ包含至少一个阴离子取代基，并在至少一个叔胺基Ｚ上与至少一个不发色的、基本上是脂肪族的聚季铵－烃游离基Ｙ共价结合，Ｙ包含一个以上的季铵基团，其中这个烃游离基任选被一个或多个其它杂原子断开和／或取代。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：JM法拉，AC杰克逊，
申请(专利权)人：克莱里安特财务BVI有限公司，
类型：发明
国别省市：GB[英国]