复合脂肪酸色泽亮度调节剂及其制备方法和应用与流程

本发明涉及有机合成和制浆造纸工艺技术领域，特别是涉及复合脂肪酸色泽亮度调节剂及其制备方法和应用。

背景技术：

随着我国现代化建设飞速发展，人们的生活水平不断提高，对制浆造纸行业、纺织行业和染整行业生产的各种成品纸(或纸制品)、纺织品和染整用品的要求越来越高，同时也要求提高环保质量，节能减排，减少环境污染，促进和提高自然资源及循环经济综合利用，从而加快产业转型升级，促进民族工业持续健康地向前发展。

基于此，传统制浆造纸行业、纺织行业和染整行业采用的带有负面影响的各种荧光增白剂，如vbl、ubl、vrl、rdl等，已不能适应市场消费的需要，主要原因如下：采用荧光增白剂增白的产品荧光值太高，达到了8.0～18.0％；保光保色性差；不耐硬水(水质硬度大于300ppm时就会失去增白作用)且水质污染严重，不利于改善环保质量等缺陷。此外，荧光增白剂中的荧光成份对人体及各种生物体有很强的辐射性和致癌性，辐射剂量可达4.76×10^-3拉德(rad)，如此类成份残存于产品中，将不可避免地对人体健康构成威胁。

技术实现要素：

基于此，有必要提供一种复合脂肪酸色泽亮度调节剂。该复合脂肪酸色泽亮度调节剂能够有效提高纸浆和纺织等植物纤维的白度，增加值高，保光保色性优，采用其所处理的各种制品的色泽和亮度呈纯天然艺术感，且无荧光值、无辐射性、环保卫生，应用成本低、性价比高。

一种复合脂肪酸色泽亮度调节剂，包括主体材料、硬脂酸丁酯、壬基酚聚氧乙烯(4/10)醚磷酸酯钾盐和分散剂；所述该主体材料由复合脂肪酸山梨醇次级酯、c12饱和脂肪酸聚氧乙烯(6)醚和c17饱和脂肪酸聚氧乙烯(6)醚交联而成；其中，所述复合脂肪酸山梨醇次级酯中的复合脂肪酸为c12饱和脂肪酸和c17饱和脂肪酸；所述交联采用的交联剂为edta二钠盐。

在其中一个实施例中，所述c12饱和脂肪酸为月桂酸。

在其中一个实施例中，所述c17饱和脂肪酸为硬脂酸。

在其中一个实施例中，所述复合脂肪酸山梨醇次级酯、c12饱和脂肪酸聚氧乙烯(6)醚、c17饱和脂肪酸聚氧乙烯(6)醚和所述交联采用的交联剂的摩尔比为1.5～2.5：1.5～2.5：1.5～2.5：1。

在其中一个实施例中，所述交联的方法包括如下步骤：采用碱的水溶液溶解所述交联剂，搅拌下，加入所述复合脂肪酸山梨醇次级酯、c12饱和脂肪酸聚氧乙烯(6)醚和c17饱和脂肪酸聚氧乙烯(6)醚三种材料进行酯交换反应，即可。

在其中一个实施例中，所述碱为氢氧化钾。所述氢氧化钾水溶液浓度为20.0～25.0％。

在其中一个实施例中，所述复合脂肪酸山梨醇次级酯的制备方法包括如下步骤：

将所述c12饱和脂肪酸、c17饱和脂肪酸和山梨醇混合，在催化剂的催化下进行酯化反应，即得；所述c12饱和脂肪酸、c17饱和脂肪酸和山梨醇的摩尔比为0.2～0.4：0.2～0.4：1。

在其中一个实施例中，所述催化剂为硫酸和直链烷基苯磺酸(sas)的复合物。

在其中一个实施例中，所述c12饱和脂肪酸聚氧乙烯(6)醚由所述c12饱和脂肪酸与环氧乙烷聚合而成；所述c12饱和脂肪酸与环氧乙烷的摩尔比为1：6。

在其中一个实施例中，所述c17饱和脂肪酸聚氧乙烯(6)醚由所述c17饱和脂肪酸与环氧乙烷聚合而成；所述c17饱和脂肪酸与环氧乙烷的摩尔比为1：6。

在其中一个实施例中，所述聚合以氢氧化钾作为催化剂。

在其中一个实施例中，所述壬基酚聚氧乙烯(4/10)醚磷酸酯钾盐由壬基酚聚氧乙烯(4)醚和壬基酚聚氧乙烯(10)醚经磷酸酯化、成盐制备而成；所述壬基酚聚氧乙烯(4)醚与壬基酚聚氧乙烯(10)醚的摩尔比为0.8～1.2:0.8～1.2。

在其中一个实施例中，所述分散剂为复合脂肪醇聚氧乙烯(6/15)醚磺酸钠，其由仲辛醇聚氧乙烯醚(6)醚和c12/15异构化脂肪醇聚氧乙烯(15)醚经亚硫酸钠酸化、碳酸钠中和制备而成；所述仲辛醇聚氧乙烯醚(6)醚和c12/15异构化脂肪醇聚氧乙烯(15)醚的摩尔比为0.8～1.2:0.8～1.2。

在其中一个实施例中，所述碳酸钠的投料比为所述仲辛醇聚氧乙烯醚(6)醚和c12/15异构化脂肪醇聚氧乙烯(15)醚总重量的1.0～3.0％。

在其中一个实施例中，所述的复合脂肪酸色泽亮度调节剂，以重量百分比计，由包括如下组分的原料制成：

本发明还提供所述的复合脂肪酸色泽亮度调节剂的制备方法，包括如下步骤：

获取所述主体材料，控制温度为70～80℃，ph值为8～8.5，加入所述硬脂酸丁酯，搅拌，再加入所述壬基酚聚氧乙烯(4/10)醚磷酸酯钾盐、复合脂肪醇聚氧乙烯(6/15)醚磺酸钠，维持温度为70～80℃，ph值为8～8.5，反应45～55h，降温；

降温至35～40℃时，加入所述27.5％过氧化氢进行氧化反应，直至无泡沫产生，同时将所述氧化反应过程中产生的泡沫导出，洒入所述乙酸乙酯压制泡沫，得处理液，将所述处理液合并至所述氧化反应的反应液中，即可。

本发明还提供所述的复合脂肪酸色泽亮度调节剂在造纸、印染、乳液制备或涂料中的应用。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

本发明所述的复合脂肪酸色泽亮度调节剂创新性的采用基于饱和脂肪酸的原料复合交联而成，其优点如下：

(1)能够替代现有的荧光增白剂，改善造纸植物纤维和纺织纤维的光亮度、白度和色泽(色相)，抄纸的成品纸能呈现出纯天然的艺术色泽，且无荧光值、无辐射性、环保卫生，应用成本低、性价比高；

(2)良好的膨化，柔软功能；膨化率可达5.0～8.0％，柔软度可达5.0mm(间隙试验)；能改善各种成品纸，织物制品的表面平整度且具有腻滑感；

(3)优良的乳化、分散、渗透、匀染效能；能有效地提高纸浆和织物制品的白度；

(4)优良的抗污，抗静电和抗再沉积性能，能使成品纸和织物制品表面始终保持洁净的卫生条件，减少污染物的侵蚀。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明的复合脂肪酸色泽亮度调节剂及其制备方法和应用作进一步详细的说明。

如无特别说明，本发明中的百分比(％)均指重量百分比。

本发明的实施例提供一种复合脂肪酸色泽亮度调节剂，包括主体材料，该主体材料由复合脂肪酸山梨醇次级酯、c12饱和脂肪酸聚氧乙烯(6)醚和c17饱和脂肪酸聚氧乙烯(6)醚三种材料进行酯交换、氢氧化钾、edta二钠盐复合交联而成；其中，所述复合脂肪酸山梨醇次级酯中的复合脂肪酸为c12饱和脂肪酸和c17饱和脂肪酸。

该复合脂肪酸色泽亮度调节剂的技术探索和技术构思如下：

一、技术探索

1.1探索依据之一：商品市场行业的考究

生活用纸、包装用纸和其它特殊用纸，棉纺织品，衣物用塑料扣子等生活方面的商品，若含有荧光值，对人体有辐射和致癌作用，如果经常与此类商品接触，就会严重地威胁和影响人们的身心健康与家庭幸福。有鉴如此，许多制浆造纸行业的同仁及其它有识之士对此早有认识，但苦于目前无替代荧光增白剂的产品供其使用。

1.2探索依据之二：利用废纸原料代替原生木浆或纸浆板

上世纪九十年代初期，某制浆造纸企业利用芦苇为原料生产漂白化学浆，但因环保问题，无法进行正常生产。该公司出于技术革新考虑而另觅它径，试图采用混合杂志纸废纸为原料来取代芦苇，或其它木材类原生材料制成漂白化学浆并拿着预选的混合杂志废纸样品找到了发明人，说明来意及力求达到的要求，发明人根据对方提供的废纸样品白度、色相指标与所应达到的要求进行了白度分析试验；并以漂白芦苇化学浆作对比。对比结果如表1所示：

表1漂白芦苇化学浆与混合杂志废纸浆的白度及色相指标对比情况

发明人根据表1对比的结果进行了综合分析模拟，决定采用浮选脱墨工艺进行初期处理，此工艺处理过程是：碎浆→粗选→兑稀→热分散→浮选→洗涤→浓缩→磨浆→配浆→至抄纸系统。从脱墨浮选和洗涤两步过程来看，只有脱墨剂成份中含有150～200mgkoh/g以上皂化值的浮选剂和捕集剂的产品才能具有较好的浮选效果和洗涤效果，而且还须具有较好的抗静电性能。在采用现有的脂肪酸和脂肪酸酯的化合物、接枝物或衍生物(如脂肪酸聚氧乙烯酯聚合物)进行的初步探索和处理中，混合杂志废纸浆的白度值可达到83.76％，l为92.976，a为0.741，b为3.64，尘埃度为12.0个/m²，处理效果虽然得到了改观，但仍未达到仿木浆的效果，有待发明人更进一步的改进和完善。

1.3探索依据之三：各种脂肪酸的综合比较

发明人对各类脂肪酸进行了全方位深入系统地研究和比较，并将各种脂肪酸划分为两大类型：即饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸。饱和脂肪酸的种类有月桂酸、硬脂酸等；不饱和脂肪酸的种类有棉籽油酸、椰子油酸、亚麻酸、茶籽油酸、大豆油酸和菜籽油酸等等。饱和脂肪酸的分子链中无c＝c烯烃结构，不饱和脂肪酸的分子链中有2～3个c＝c烯烃结构；在科研和工业化应用过程中所表现出来的基本特征如表2所示：

表2几种常用饱和脂肪酸与不饱和脂肪酸在科研和工业化应用过程特性比较

月桂酸的折光率为1.4267，硬脂酸的折光率为1.4299，棕榈酸的折光率为1.43807。由表2可知，饱和脂肪酸的碘值比不饱和脂肪酸的碘值要小很多(这是二者的根本区别)，密度也相对大一些，化学性质相对也稳定得多，耐氧化而不易变质。从另一角度而言，饱和脂肪酸如月桂酸，硬脂酸和棕榈酸(十六软酸)都有1.4267以上的折光率，而不饱和脂肪酸未见有折光率的资料记载；这也是不饱和脂肪酸和饱和脂肪酸又一根本性的区别。工业上使用的月桂酸、硬脂酸和棕榈酸为白色固体颗粒或片状体；发明人通过研究发现，其与过氧化物作用有良好的增白效果，即使是在于环氧乙烷在碱催化下生成的脂肪酸聚氧乙烯酯等活性产物的情况下，增白效果可提高2.0～3.0倍；被增白的纤维和纺织制品不仅无荧光值，而且被增白的纤维、成品纸和纺织制品的感观呈天然艺术色泽，即可达到仿真天然纤维的目的。发明人经过大量的实验过程详细观察，利用废纸原料制浆，纸浆白度值为88.37％，l值为96.396，a为0.001，b为2.81；基本已经接近了漂白芦苇化学浆的效果。

1.4探索依据之四：解决纺织印染行业产品的白度和柔软度的问题

纺织用纤维有棉纤维、化学纤维和混纺纤维等。这些纺织用纤维原料大多呈取向态的直链或交链的线状高分子结构；且其数均聚合度大都在5500～17000之间；如欲用较少数量和较低使用成本的产品，确保做到无荧光，能增白，保光保色性好，又具有优良的柔软性能，实属不易。既然对用于造纸纤维原料具有增白、柔软和改善色泽亮度的功效，那么也期望能够同样适用于纺织纤维和纺织制品。

1.5本发明应解决的主体内容

对上述四种探索依据进行了整体搜理和归纳，大致应解决的主题内容如下：

对于依据之一：确保成品纸，纺织纤维和纺织制品能有效地提高白度值的同时，做到荧光白度值f＝0。

对于依据之二：利用各种白度值为50.0％以上的废纸原料生产的纸浆应达到仿真纯天然原生木浆的效果(脱墨和增白后)，白度值，l、a、b等均须按各自不同的品种规格达到相应的数值，确保荧光白度值f＝0。

对于依据之三：研究各种脂肪酸时，发现和证实了凡是碘值小，有折光率，耐氧化，稳定性好，且能易于较大幅度地提高真实白度值。f＝0的饱和脂肪酸(如月桂酸、硬脂酸和棕榈酸等)和脂肪酸聚氧乙烯酯等活性聚合物。

对于依据之四，期望提高纺织纤维的白度值，柔软度，同时对织物上浆有辅助促进作用。

归根到底，上述四种依据确定了本发明主题内容的重点和交汇点就是要如何提高植物纤维(造纸和纺织大都采用植物纤维原料)的白度(iso值)和植物柔软度等，并确保荧光白度值f＝0；力求达到仿真天然植物纤维漂白后的色泽。

1.6技术难点

本发明的技术难点集中在以单一的品种，且用量少(1.0～3.0kg/mt)，不带荧光的情况下提高植物纤维的白度和柔软度；还须具有仿真漂白天然原生浆的色泽亮度(l、a、b)，这在含硬水数量很大的制浆造纸和染整条件下是非常困难的。因为荧光增白剂(vbl、ubl等)中含荧光成份的基团或官能团与植物纤维中纤维素分子的-oh、-o-、-ona等作用后能形成带偏蓝光和黄光，色坐标值一般为a(0.31)，b(0.23)。这种发色基团以显白方式来增加植物纤维的白度，但在水质硬度超过200ppm(以钙、镁和重金属离子计)以上时，几乎无增白效果。所以说，在水质硬度大、无荧光的条件下，提高纸浆和纺织纤维的真实白度是十分困难的，也无任何现有的理论依据可供参考。

二、技术构思

2.1构思依据之一

本发明的中心任务和焦点就是在不含荧光值的前提下提高植物纤维的白度值(iso值)，改善色泽(a，b值)和亮度(l值)，力求使植物纤维作用后能呈现出纯天然的艺术色泽感。大量的科学实验结果和生产实践经验证明：提高植物纤维的亮度l值，实际上也提高了植物纤维的白度值；因为l与iso值是正比的关系；而白度只是颜色的色相(与a，b值相关)。在通常的情况下，人们习惯上将iso值和l值混为一谈，殊不知l值是光学性质，而iso值只是一种色相指标；二者虽有关联，但概念和性质不同。诚然，本发明自始至终一直是以vbl、ubl、vru等荧光增白剂作为参照物，并针对它们的不足和缺陷，寻求其它材料合成替代品。vbl、ubl、vru等产品最突出的缺陷在于：对水质硬度超过300ppm/l以上，基本上取不到增白植物纤维的作用，对机械浆和化学机械浆毫无实际增白效果；即使对化学浆性质的纤维有增白作用，但经日光或紫外线的照射下，保光保色性差。荧光增白剂之所以有如此的缺陷，是因为荧光增白剂是以1，2-双〡4-〔2-苯胺基-4-(2-单乙醇-2-氨基)-1，3，5-三嗪-6-亚氨基〕-2-苯磺酸钠〡乙烯或1，2-双〡4-(2-对磺酸钠苯胺基-4-二乙基胺基-1，3，5-三嗪-6-亚氨基)-2-苯磺酸钠〡乙烯为主体材料，主体材料中胺基和苯杂环中的c-n，c＝n等基团具有很强的外还原性；而活性官能团-so3na，-so3h具有氧化性，-nh，c-n和c＝n等与纤维素分子中的-oh，-o-化合形成淡黄色+淡蓝色＝白色的发色基团；从表面直观来看是有增白效果，但是这种白色的色度是以氧化镁(mgo)作为参考态的；对于含有残余木素的纸浆来说，一旦vbl，vru中的o-nh，c-n和c＝n与其它重金属离子发生配位反应，这种淡蓝色的色标便无法显示出来，从而也丧失了增白功能。发明人通过光电诱导和荧光探针的分析方法发现荧光增白剂为混合色标值，具体是(0.27，0.31，0.33，0.36，0.46)。发明人通过对上述的各种色标值进行模拟整合，发现荧光增白剂对带淡蓝，淡黄和纯白色的废纸浆有一定的增白效果，但如果遇上各种复色染料污染的植物纤维或水质硬度较大分散介质的环境中便失去增白作用。

2.2构思依据之二

根据普遍性的自然规律，对纸浆、纺织等植物纤维的漂白或增白过程实质上是对植物纤维的氧化过程；因为只有通过氧化方式方法才能达到脱除纤维中黑色素和表面污垢(污染物)的效果。荧光增白剂对增白70.0％以上的植物纤维原料也是通过氧化-还原反应过程使含有荧光成份的活性基团或官能团与植物纤维原料中纤维素分子的-oh、-o-、-ona等作用后生成带偏蓝光的发色基团；并以此发色基团以显白的方式来增加植物纤维的白度值，但这种白度是不稳定的；见日光或紫外线照射1.0～2.0小时后，纤维表面乏黄，白度下降至原来的白度值，还原性极强，保光保色性差；这种还原属外还原。针对荧光增白剂的缺陷，本发明创新性地，根据肥皂洗衣原理作为构思依据来作启发；因为肥皂在客观状态下对洗涤白衣物或白棉纱有很好的去污和显白作用，所不同的是肥皂在生产过程中使用的主要原料80％以上都是采用混合型不饱和脂肪酸，加入波美度为460的硅酸钠，其数量约16～18％和非离子表面活性剂等，但是，肥皂在液态的情况下分散和渗透效果很差；只能靠搓、擦等手段洗涤衣物。肥皂增白衣物的最大不同之处是借助于洗涤、去污、活化和匀染等多重作用来实现增白洁净衣物和棉纱。这种增白作用虽然不太明显，但属于净增加的白度值，不带蓝光；在日光或紫外线的照射下不乏黄，白度值不降低，保光保色性优，无还原性。通常用肥皂洗涤过的衣物的白度和色相分别是：iso，80.0～84.0％；l，93.497～96.145；a，0.001；b，1.90～2.21。衣物和棉纱或棉纺品纯属于白色的机械纤维。

2.3构思法则

本发明构思的基本法则是建立在两种基础条件上的：

2.3.1提高植物纤维的白度，包括造纸原料中的各种化学浆废纸、化学机械浆废纸和棉纺织品等；首先试图采用洗涤、去污、脱色、活化、匀染、渗透等多重功能的手段和措施来实现预期的增白效果，其次则是调整l、a、b等数值范围。白度值的内容初步定义为总白度值(∑iso)、初始白度基数值(iso0)和净增加白度值(△iso)；此三者之间的关系定义为：∑iso＝iso0+△iso。

2.3.2运用探索依据之三，通过对表2中介绍的各种不饱和脂肪酸和三种饱和脂肪酸作全方位地对比和较为系统的循序渐进地研究。研究结果表明，由于不饱和脂肪酸的分子链中含有2～3个不饱和ch2＝ch2烯烃结构，故密度相对较小，均为液态；虽然酸值，皂化值部份与饱和脂肪酸相当，且其活性、分散性、渗透性和反应性均比饱和脂肪酸为优(分别为35.0％、45.0％、40.0％、30.0％)，但增白效果要比饱和脂肪酸(如硬脂酸、月桂酸和棕榈酸等)要低2.50～3.50％的白度(iso)，尤其是抗氧化能力要比饱和脂肪酸差2.0～3.0倍。虽然不饱和脂肪酸在有10～15％成份的27.5％含量的h2o2条件下也有增白效果，但其增白幅度远比饱和脂肪酸为低(约2.5～3.5％)；而且被增白的试样白度也不稳定，生产出来的试验样品贮存期(仅20～30天)容易变质。对于这一点，发明人在大量综合系统性地试验和生产工艺过程中充分地得到了证实，也更符合普遍性的自然规律，因此运用探索依据之三的综合表述，应该确定选用月桂酸、硬脂酸等饱和脂肪酸作为模拟试验的初始基础材料是较为合理的。

三、技术方案

基于前述技术构思，发明人对现有的原材料进行了大量系统性地研究，并结合上述研究内容对部分原料进行自制或改良。如下为实施例中复合脂肪酸色泽亮度调节剂的制备方法：

3.1所选用的主要原材料的种类有：山梨醇、硬脂酸、月桂酸、环氧乙烷等；辅助材料的种类主要有：二甲苯、乙醇、硬脂酸丁酯、乙酸乙酯、edta二钠盐、双氧水、氢氧化钾。此外，还须采用硫酸/十二烷基苯磺酸作为复合催化剂。更进一步地，所述复合脂肪酸色泽亮度调节剂还可以添加壬基酚聚氧乙烯(4/10)醚磷酸酯钾盐(np(4/10)pk)作抗静电剂，以工业氯化钠作防腐稳定剂。

本发明实施例中所选用各种材料理化性质用表3陈述如下：

表3本发明实施例中所选用各种原辅材料理化性能指标

3.2根据普遍性的自然规律和基本化学化工常识，表3中所选用的各种原料按以下方式进行组合合成是比较合理的：

3.2.1复合脂肪酸(c12/c17)山梨醇次级酯的制备——山梨醇与月桂酸、硬脂酸的反应

山梨醇有6个羟基-oh结构的化合物，有很强的亲水性，可任意与月桂酸、硬脂酸的羧基-cooh在有催化剂的催化作用下发生酯化反应，生成月桂酸硬脂酸山梨醇次级酯。具体地，分别以0.3mol硬脂酸、0.3mol月桂酸与1.0mol山梨醇在有h2so4/sas(直链烷基苯磺酸)的催化的条件下反应，其反应式见式(1)：

实验过程首先采用二甲苯作溶剂将月桂酸，硬脂酸分别进行溶解，而后再分别与山梨醇进行酯化反应。两次实验即得两次相同的合成产物，均按相同的方法进行，所得产物贮存备用；两次产物宜分开贮存，以利于观察两次合成样品的稳定性，也有利于调节和控制。

3.2.2c12饱和脂肪酸聚氧乙烯(6)醚和c17饱和脂肪酸聚氧乙烯(6)醚的制备——硬脂酸、月桂酸分别与环氧乙烷的聚合反应

以二甲苯为溶剂，先将月桂酸、硬脂酸分别按摩尔数为1.0摩尔进行加热溶解，然后自然降温贮存备用。

在氢氧化钾koh的催化下，硬脂酸与环氧乙烷的聚合反应如式(2)所示：

同样，在氢氧化钾的催化下，月桂酸与环氧乙烷的聚合反应如式(2a)所示：

如上面的合成原理及方法分别对(2)、(2a)各自重复两次实验，将所得的产物放置在一起混合贮存备用。

3.2.3主体材料——乙二胺四乙酸二钠(edta二钠)交联2-(4-c12/c17)复合脂肪酸聚氧乙烯(5)醚山梨醇次级酯的合成

准确称取1.0moledta二钠盐置于10％含量的氢氧化钾水溶液(约700～800g)中使其溶解，在连续搅拌下加入复合脂肪酸(c12/c17)山梨醇次级酯；分子数为2.0mol，反应原理方程式如式(4)所示：

然后在〈3〉式再各加入2.0mol的硬脂酸聚氧乙烯(5)酯和2.0mol的月桂酸聚氧乙烯(5)酯即得本发明的主体材料——edta二钾钠交联型2-(4-c12/c17)复合脂肪酸聚氧乙烯(5)醚山梨醇次级酯。考虑到山梨醇分子中的两个ch＝ch邻位基各自只占有0.3mol的月桂酸酯基和硬脂酸酯基，尚不足1.0mol的月桂酸酯和硬脂酸酯的满位效应，在各自分别加入2.0mol硬脂酸聚氧乙烯(5)酯和月桂酸聚氧乙烯(5)酯后，两个ch＝ch邻位基才开始正式配位饱和，剩余的硬脂酸酯和月桂酸酯则分别与硬脂酸聚氧乙烯(5)酯和月桂酸聚氧乙烯(5)酯直接发生酯交换反应，这在合成实验过程中多次得到了验证，也符合普遍性的自然规律，其生成的产物最终结果用下式(4)表示：

(4)式的副产物为

由于整个反应体系中采用了占硬脂酸聚氧乙烯(5)醚、月桂酸聚氧乙烯(5)醚与两个复合脂肪酸(c12/c17)山梨醇次级酯总重量的重量百分比为0.2％的h2so4和2.3％十二烷基苯磺酸(sas)作为催化剂使用，在有edta二钠盐和koh混合碱性水溶液存在的条件下，容易与edta二钠盐中的羧基-cooh和未参加反应的山梨醇分子中的羟基-oh化合，生成极少量的配位型十二烷基苯磺酸钾。此配位型十二烷基苯磺酸钾存在于合成反应体系中本身就是具有催化反应活性和良好的分散性，对各种植物纤维的增白也有明显的促进作用。

3.2.4复合脂肪酸色泽亮度调节剂的优化组合

作为优选的技术方案，在前述主体材料的基础上，所述的复合脂肪酸色泽亮度调节剂以重量百分比计，由包括如下组分的原料制成：

虽然生成物(4)具备了可以替代现有荧光增白剂的良好的增白的功能，而且其反应活性、皂化值、亲水亲油性(hlb值)有一定的改观，但仍可以进一步优化其折光率、抗静电性、匀染性、分散性、抗氧化性和抗再沉积性等方面的不足之处。为了解决以上诸多不足之处，发明人尝试性的采用下列材料与生成物(4)进行复配，各材料的配伍可以在体系中达到如下效果：

加入硬脂酸丁酯可以弥补折光率的不足；

加入分散剂解决生成物(4)匀染性不佳的缺陷；

加入壬基酚聚氧乙烯(4/10)醚磷酸酯钾盐(np(4/10)pk)提高生成物(4)抗静电性、抗再沉积性和分散性等不佳的缺陷；

加入含量为27.5％h2o2提高混合体系的氧化性、亲水性和分散性；

加入乙酸乙酯滴压反应过程中泛起的泡沫，增加成品纸和织物制品表面的平整度与光亮度。

待整个体系泡沫泛起完毕后，整个混合体系的温度为45～65℃，试样外观为淡黄色透明稠状液体，ph值为7.50～8.00，其它各种性能指标待测。将此产物最终试样静止存放48小时后，仍然采用白度基数为66.0％的混合废纸纸浆做增白试验：调节纸浆的浓度为4.50％，搅拌转速为60～64转/分，温度为35℃，时间为0.5小时，本发明初始产物试样的单位用量为1.50kg/mt(每吨风干浆)，而后经抄片，干燥，测得纸浆试样的白度增加值为71.86％-66.0％＝5.86％；l为91.736，a为0.003，b为3.34。本发明试验样品能初步满足生产过程实用的需要，基本达到了预期目的。

其中，所述复合分散剂优选为复合脂肪醇聚氧乙烯(6/15)醚磺酸钠；其由仲辛醇聚氧乙烯醚(6)醚和c12/15异构化脂肪醇聚氧乙烯(15)醚经亚硫酸钠酸化、碳酸钠中和制备而成；所述仲辛醇聚氧乙烯醚(6)醚和c12/15异构化脂肪醇聚氧乙烯(15)醚的摩尔比为1:1；所述碳酸钠的投料比为所述仲辛醇聚氧乙烯醚(6)醚和c12/15异构化脂肪醇聚氧乙烯(15)醚总重量的1.0～3.0％。；控制本体系的ph值为6.5～7.5。

所述壬基酚聚氧乙烯(4/10)醚磷酸酯钾盐由壬基酚聚氧乙烯(4)醚和壬基酚聚氧乙烯(10)醚经磷酸酯化、成盐制备而成；所述壬基酚聚氧乙烯(4)醚与壬基酚聚氧乙烯(10)醚的摩尔比为1:1。详细制备方法参见专利申请号2019102878850。

综上可知，本发明所述复合脂肪酸色泽亮度调节剂的原辅材料品种最为典型的特点是：都具有折光率的指标和性能指标。折光率数值范围大多在1.30～1.60之间，如表3所示，参加反应的硬脂酸，月桂酸与山梨醇作用生成复合脂肪酸(c12/c17)山梨醇次级酯；即使是在0.3mol硬脂酸和0.3mol月桂酸与1.0mol山梨醇的生成物，经实验分析测得折光率的数值也为1.6396。同样，硬脂酸，月桂酸在koh的催化下与环氧乙烷发生聚合反应生成的硬脂酸聚氧乙烯(5)酯和月桂酸聚氧乙烯(5)酯，实验分析测得二者的折光率数值分别为1.4376和1.4653(25℃时)，在有edta二钠盐作交联剂使用而存在的条件下，与山梨醇硬脂酸酯、山梨醇月桂酸酯、硬脂酸聚氧乙烯(5)醚和月桂酸聚氧乙烯(5)醚等化合并发生酯交换交换反应，生成的edta二钠盐交联型4-(2-c12/c17)复合脂肪酸聚氧乙烯(5)醚山梨醇次级酯；实验分析测得此生成物的折光率数值有叠加效应，实际折光率数值为5.8058，而二者共合0.6mol的二元脂肪酸山梨醇次级酯的副产物折光率数值仍然有1.6391；反应方程式生成物(4)的总折光率数值为7.4449。体系中含有极少量的十二烷基苯磺酸是作为反应式(1)的催化剂使用；此催化剂的折光率在反应式(1)在于硬脂酸、月桂酸的反应过程互成正比；而二甲苯在反应式(1)、(2)、(2a)中作为溶解硬脂酸，月桂酸的溶剂使用，本身不参加任何反应；其自身所具有的折光率数值可以忽略不计。如果按3.2.4中叙述的实验结果，植物纤维(废纸纸浆)实际增加的白度净值为5.86％，l为91.736，按此折算，纸浆浓度为4.50％，温度为30.0℃左右；增白时间为0.5小时，结合生成物(4)的总折光率为7.4449；如果把折光率理解为每提高一个数量级的数据便能够使化学浆提高白度净值为1.0％，二者的误差值为7.4449-5.86＝1.5849。根据发明人的工作经验，生成物〈4〉虽有增白效果，但达不到5.86％的净增加值，只能达到5.86％白度的70.0％(即4.10％)的白度值。上述5.86％的白度净增加值是在生成物(4)中添加有1.0mol硬脂酸丁酯、0.1mol复合脂肪醇聚氧乙烯(6/15)醚磺酸钠、1.0％质量份数的壬基酚聚氧乙烯(4/10)醚磷酸酯钾盐、14.42％的27.50％含量的过氧化氢和0.3％的乙酸乙酯组成的混合体系得以实现的。事实上在实际生产操作过程中，纸浆白度增加值的大小，取决于操作方式如投料顺序、纸浆浓度、温度、增白时间等因素均有很大关系；尤其是与纸浆浓度对增白效果的影响最为明显；纸浆浓度越大，白度增加值就越高，反之就越低。从生成物(4)及复配后的混合体系之所以能够对废纸纸浆有增白和改善色泽亮度的效果，是因为本发明的混合体系的产品虽然与纤维中纤维素分子的葡萄糖甙键和其官能团不产生发色基团，但借助并通过混合废纸中其它各种化工助剂的结构成份作用对纤维素分子产生了旋光异构现象，否则不可能有增白和改善色泽亮度的功效，至于对混合废纸浆纤维的旋光旋光异构现象是如何产生的，由于被研究的课题太过复杂，发明人一时无法解释清楚，有待以后作更深入系统地研究。从本发明使用各种基础材料到合成的生成物(4)的混合体系可以看出，本发明所述的复合脂肪酸色泽亮度调节剂除具有优良的折光率外，还具有很强的抗氧化稳定性和耐硬水性；耐硬水性可达600mg/l(以caco3硬度计)。

另外，关于各反应式的投料，本发明采用通用溶剂材料是二甲苯，而二甲苯是用于溶解硬脂酸和月桂酸；在整个合成反应体系中不参加任何反应；而10％的koh水溶液是用于溶解edta二钠盐，也作整个合成反应体系的最终产物调节ph值的溶液。溶液中的钾原子在溶解edta二钠盐与乙酸中另外两个乙酸的羧基发生化合作用生成二乙酸钾；钾钠本为na⁺、k⁺价金属元素，且易溶于水，化学性质比较活泼，易与山梨醇分子中任何一个羟基-oh官能团发生化合或交联作用生成r1-ocok-o-r。当然这要视c12/c17复合脂肪酸聚氧乙烯(5)醚山梨醇次级酯数目的多少来确定；当c12/c17复合脂肪酸聚氧乙烯(5)醚山梨醇次级酯数目超过2个以上时，才有可能与二乙酸钾中任何一个发生交联作用。根据反应式(1)的合成产物是复合脂肪酸(c12/c17)山梨醇次级酯只是一种未完成的初级品，主要是了使本产物易于亲水起见，由于山梨醇是多羟基官能团化合物，有很强的亲水性，与0.3mol的硬脂酸和0.3mol的月桂酸反应生成的复合脂肪酸(c12/c17)山梨醇次级酯，发明人之所以采用此种方式投料，就是为了方便c12/c17脂肪酸聚氧乙烯(5)醚发生较为完整的酯交换反应，因为当硬脂酸和月桂酸在山梨醇在各自所占据的本位上不得超过0.3mol；超过此数值范围酯交换反应难以恒稳地进行下去，导致大量不溶于水的c12/c17复合脂肪酸酯副产物生成，直接影响最终产物的增白效果和在纸浆溶液中的分散性、反应活性。这种副产物的性质实际上就是司盘-20和司盘-60混合物的性质。这在生成物(4)便可以看得出来。

根据反应式(2)、(2a)可以直接看出，硬脂酸和月桂酸都属于饱和脂肪酸，具有较强的抗氧化稳定性，二者的分子链末端都各带有一个羧基-cooh官能团；此官能团具有较高的反应活性，在氢氧化钾的催化下，很容易与环氧乙烷发生聚合反应，各自生成相应的脂肪酸聚氧乙烯醚(酯)，与此两种脂肪酸的羧基反应，其环氧乙烷的加成数可油3～25个进行任意调节，这与脂肪醇和环氧乙烷反应历程的特征基本相似，只是此中多出了一个-c＝o而已，而且-c＝o更增加了聚合过程中的反应活性。这在大量的科学实验和生产实践中早已得到了充分地证实。

根据反应式〈3〉作为优选，将已合成的两个复合脂肪酸(c12/c17)山梨醇次级酯与edta二钠盐交联生成edta二钠盐型的两个复合脂肪酸(c12/c17)山梨醇次级酯作为结构框架，使本发明产品的分子结构形状及主体成份有了较为明确的认知；因为edta中的钠原子与山梨醇中尚未参加反应的羟基官能团任何一个发生交联，分别置换出二个氢原子而形成共价键的形式进行配位，最终以羟基中的o^2-原子与二乙酸钠中的na⁺原子的形态进行结合，这无论在理论原理方面还是在实际生产操作过程中都充分得到了证实；至于采用10％koh水溶液溶解edta中的二乙酸，部份二乙酸中羧基官能团与k⁺原子化合生成二乙酸钾，也是合乎情理的。

根据反应式和生成物(4)作为优选，采用反应式(2)、(2a)的生成物月桂酸聚氧乙烯(5)酯和硬脂酸聚氧乙烯(5)酯为单体与反应式(3)的生成物edta而钠盐交联的两个复合脂肪酸(c12/c17)山梨醇次级酯发生酯交换反应，生成edta二钠盐交联型2-(4-复合脂肪酸(c12/c17)聚氧乙烯(5)醚山梨醇次级酯，副产物是1/3的复合脂肪酸(c12/c17)山梨醇次级酯，当反应式(2)、(2a)的生成物之所以能够顺利完成与反应式(1)或(3)的酯交换反应，是因为已合成的复合脂肪酸(c12/c17)与山梨醇反应生成酯的位置上尚未满位，仍有70％以上的空间需要月桂酸聚氧乙烯(5)酯和硬脂酸聚氧乙烯(5)酯去填补，才能够在两个ch＝ch相邻位置上反应达到饱和状态，这种反应形态符合普遍化的的自然规律，同时也在大量的工业生产实践和科学实验中得到了充分地证实。至于在反应式〈1〉、〈2〉、〈2a〉为何不进行一步法混合投料操作控制，是因为那样做生成物的体系就变成了聚氧乙烯山梨醇月桂酸酯(吐温-20)和聚氧乙烯山梨醇硬脂酸酯(吐温-60)性质相近的混合物。这种混合物只能作为带皂乳化剂使用；对用作增白，改善色泽亮度无任何实际作用。

4、所述复合脂肪酸色泽亮度调节剂的制备方法的控制表述

本发明的主体材料是edta二钠盐交联型2-(4-复合脂肪酸(c12/c17)聚氧乙烯(5)醚山梨醇次级酯)，它的用量比占整个本发明合成的最终体系总用量的72～78％。27.5％的h2o2占上述材料总用量的11～14％；至于复合脂肪醇聚氧乙烯(6/15)醚磺酸钠、壬基酚聚氧乙烯(4～10)醚磷酸酯钾盐、硬脂酸丁酯、乙酸乙酯、二甲苯等总体加和量很少；此数种辅助材料在合成本发明各自所占用的比例是很小的，而且是按先后顺序进行加料整形。因此，本发明的制备方法的控制关键还是合成主体材料edta二钠盐交联型2-(4-复合脂肪酸(c1/c17)聚氧乙烯(5)醚山梨醇次级酯这一步过程。控制和操作方式如下：

4.1复合脂肪酸(c12/c17)山梨醇次级酯操作程序及控制法则

定量准确称取硬脂酸和月桂酸各为0.3mol，山梨醇1.0mol(折合100％计)；先加0.3mol的月桂酸，在0.2％份h2so4和3.0％份直链烷基苯磺酸复合物的催化下与1.0mol山梨醇反应生成山梨醇次级酯，反应0.5小时后，再用0.3mol硬脂酸同样与山梨醇月桂酸次级酯反应，原有的两种催化剂用量不变；反应温度控制在60～80℃，控制反应时间为1.0小时，ph为4.50～5.00之间生成的产物是二元脂肪酸(c12/c17)山梨醇次级酯。反应前须首先将硬脂酸和月桂酸分别采用二甲苯使其加热溶解完全再投入使用；这样做虽然有些麻烦，但易于操作和控制。二甲苯的添加量占月桂酸和硬脂酸总用量的16.95％；然后将合成的产物贮存备用。

4.2硬脂酸聚氧乙烯(5)酯和月桂酸聚氧乙烯(5)酯操作程序及控制法则

首先采用16.95％用量比的二甲苯分别对1mol的硬脂酸，1mol的月桂酸加热溶解完全，使各自的温度降至15～20℃时，在6.0％的koh存在的条件下各自通入5.50mol的环氧乙烷加成数；控制通入时间为3.0小时，温度为10℃，压力为0.5～0.9kgf/cm²，ph为7.0～7.5；待其反应完成后，生成的产物是硬脂酸聚氧乙烯(5)酯和月桂酸聚氧乙烯(5)酯。整个反应过程的分子数为1.0分子的硬脂酸或月桂酸分别与5.5分子环氧乙烷发生聚合反应；然后将反应完成的产物贮存备用。

4.3edta二钠盐交联复合脂肪酸(c12/c17)山梨醇次级酯操作程序及控制法则

首先将10％koh水溶液配制就绪，按1.0moledta二钠盐的实际质量数为1.0：2.0的比例配置成所需总量的10％koh水溶液，并加热至温度至70～90℃，将全部质量数的edta二钠盐逐次加入此热koh水溶液中，在缓慢搅拌下使其溶解，溶解后的edta二钠盐与koh混合溶液的ph值在11.50～12.50之间，温度为70～90℃；在不断搅拌下逐次均匀加入两种脂肪酸(c12/c17)山梨醇次级酯，将此温度控制在70～80℃的范围内，恒温反应0.6小时，控制edta二钠盐交联两种脂肪酸(c12/c17)山梨醇次级酯体系的ph为8.50～9.50之间；若此体系中的ph值低于8.50～9.50时，则用25％的koh水溶液进行缓慢滴加调节至规定的ph值范围，此体系后期的温度须保持在65～70℃之间。此时体系外观呈淡黄色透明液体形态；而后开始准备下一步的合成反应。

4.4edta二钠盐交联型2-(4-复合脂肪酸(c12/c17)聚氧乙烯(5)醚山梨醇次级酯合成操作程序及控制法则

在4.3合成的edta二钠盐交联复合脂肪酸(c12/c17)山梨醇次级酯的基础上，加入硬脂酸聚氧乙烯(5)醚和月桂酸聚氧乙烯(5)醚；在ph值为7.50～8.50，温度为60～70℃的条件下使其发生酯交换反应；加料方法为逐次加入，先加2.0mol的月桂酸聚氧乙烯(5)醚分别与已用edta二钠盐交联复合脂肪酸(c1/c17)山梨醇次级酯的第一个ch＝ch位置上与0.3mol的月桂酸次级酯发生酯交换反应生成两个山梨醇月桂酸聚氧乙烯(5)酯。当前面二者反应0.5小时后，再加入另外两个分子的硬脂酸聚氧乙烯(5)酯与第二个ch＝ch位置上的0.3mol硬脂酸次级酯发生酯交换反应。反应1.5小时后，即为edta二钠盐交联型2-(4-复合脂肪酸(c12/c17)聚氧乙烯(5)醚山梨醇次级酯，整个合成反应即告结束。

4.5edta二钠盐交联型2-(4-复合脂肪酸(c12/c17)聚氧乙烯(5)醚山梨醇次级酯理化性能指标的确定

edta二钠盐交联型2-(4-复合脂肪酸(c12/c17)聚氧乙烯(5)醚山梨醇次级酯是本发明的关键主体材料，基本投料比为72～78％，发明人对此主体材料的理化性能指标采用正规实验方式对各项性能指标作了定性定量地分析，测得结果如下：

根据玻璃培养皿观察法测得本材料外观为黄色透明稠状液体；用ph值试纸测得本材料的ph值为8.50；根据gb/t5534标准测得本材料的皂化值为210mgkoh/g；根据gb/t6488标准测得本材料的折光率总值为5.9316；根据gb/t13173.2标准测得本材料的活性物含量为45.70％，根据gb/t5550标准测得该材料的分散性(动态)为100％；用50％h2o2直接氧化法以1.0：3.3的比例氧化100小时：不变质；实验测得本材料的hlb值为7.60；本材料有效含量为95.0％以上。

4.6合成edta二钠盐交联型2-(4-复合脂肪酸(c12/c17)聚氧乙烯(5)醚山梨醇次级酯混合投料配方

具体细则如表4所示

表4合成edta二钠盐交联型2-(4-复合脂肪酸(c12/c17)聚氧乙烯(5)醚山梨醇次级酯混合投料配方

4.7复合脂肪酸色泽亮度调节剂的优化组合配方的投料程序及控制法则

复合脂肪酸色泽亮度调节剂的优化组合配方的投料实况如表5所示：

表5本发明复合脂肪酸色泽亮度调节剂的优化组合的投料实况

投料程序及控制法则如下：

在合成了edta二钠盐交联型2-(4-复合脂肪酸(c12/c17)聚氧乙烯(5)醚山梨醇次级酯材料后，控制体系温度在70～80℃之间，ph值为8.0～8.5。加入定量的硬脂酸丁酯，搅拌均匀后，再相继加入各自定量的壬基酚聚氧乙烯(4/10)醚磷酸酯钾盐和复合脂肪醇聚氧乙烯(6/15)醚磺酸钠；搅拌均匀后，保持整个体系的温度为70～80℃，ph值为8.0～8.5。

静止保温50小时，然后使其自然降温；当物料体系的温度降至35～40℃时，开始加入定量的27.5％过氧化氢(h2o2)，缓慢搅拌均匀后，使其对整个物料体系进行氧化；尤其是对edta二钠盐交联型2-(4-复合脂肪酸(c12/c17)聚氧乙烯(5)醚山梨醇次级酯进行的氧化。氧化0.5小时后的表观现象是物料外观呈红色液体，开始产生大量的泡沫泛起。将泛起的泡沫导流入另外一个较大的不锈钢容器中贮存，并观察泡沫密度、比表面积和水分的大小；若泡沫中无水分，且其密度开始减小，则可用乙酸乙酯进行压泡；当物料体系中无泡沫泛起时，则说明体系的氧化过程即告结束。加乙酸乙酯的方法是滴洒，而不是按定量次序加入。当含有乙酸乙酯成份的泡沫全部破灭成液体时，则将此液体逐步回收返回至原来的反应罐中进行混合，所得产物即为最终产品。值得说明的是，加入h2o2后的氧化过程，实质上就是放热过程；体系中由原来的35～40℃逐步上升到氧化时的65～85℃。加入乙酸乙酯，除具有压泡(而不是消泡)和增加产物折光率的功能外，更重要的是在使用该最终产品的过程中，能提高成品纸和织物制品表面的平整度和反光亮度各20～30％以上。

4.8本发明复合脂肪酸色泽亮度调节剂的优化组合配方的质量指标的确认

从本发明优化组合配方合成的投料配方表5可以看出，主体材料的投料比占据72～78％上，其它各种材料投料的总和较少，对各种质量指标和理化性能指标的影响范围偏差不大，如折光率、活性物含量、分散性和亲水性等指标有所增加；举例如，最终产品的合成体系中，除原有主体材料的比例为75.0％左右含有折光率的指标为5.9316数值外，又增加了2.3％的硬脂酸丁酯(1.4426)和1.80％以上的乙酸乙酯(1.3730)两种带有折光率指标的辅助材料，体系中折光率净增加值为2.30％×1.4426+1.80×1.3730＝0.0579，再加上主体材料中原始折光率数值，得到最终试验产品总折光率数值为5.9895(只增加0.97％)，当添加2.0％的壬基酚聚氧乙烯(4/10)醚磷酸酯钾盐、6.0％的复合脂肪醇聚氧乙烯(6/15)醚磺酸钠和12.0％的27.5％过氧化氢后，才能得到优化组合配方的使用效果，如活性物含量、分散性、hlb值、渗透性、抗污性和匀染效果等，对体系中的皂化值则有所降低。具体各种指标的数值变化范围如表6所示：

表6本发明优化组合配方质量指标和理化性能指标数值变化范围

按照光学和色度学原理，有关亮度和白度的称谓，二者是完全不同的两种概念。亮度是光学指标，通常用l值表示，而白度是颜色指标，以mgo作参考态，通常用％表示；有90.0％以上的白度，不一定有98.50l值以上的亮度；相反有98.50l以上的亮度值，白度值必然超过93.0％以上。这是必须区分的两种指标概念。

表6中各项数据充分地反映出了本发明的优化组合配方在用于对植物纤维的增白，改善色泽亮度等指标，这有依赖于本发明的优化组合配方自身所具备的光化学性质和植物纤维中纤维素分子的官能团与本发明的最终产品分子中的官能团产生了部分旋光异构现象。这种旋光异构现象的光化学性质与本发明产品质量指标中的活性物含量、折光率、分散性、抗污性、抗氧化性、耐硬水性和匀染效果等似乎有着密不可分的关系；而且具备了抗污功能的产品必然具有抗静电和抗再沉积的功能。

但是，根据表6优化组合配方的皂化值只有165mgkoh/g，在对植物纤维和混合废纸浆作增白剂使用不足以完全抑制纤维素分子葡萄糖甙键的降解，而且增白过程的洗涤、脱色和去污效果也不够理想。发明人进一步尝试对主体材料作进一步的优化。在工业化生产主体材料方面，为了提高主体材料的皂化值，是在投硬脂酸和月桂酸的过程中以质量数为1.0:1.0的比例混合均分的形式进行分开逐次投料。这样做会使实际反应中的硬脂酸的质量数、分子数有所减小，而月桂酸的质量数和分子数相对增大，因为月桂酸的相对质量数只有硬脂酸的70.42％，而皂化值却是硬脂酸的1.31倍。按此推算，如果对硬脂酸和月桂酸以1.0:1.0的质量数进行投料，那么主体材料体系的皂化值可增加30～35％，而最终工业化成型产品的皂化值将直接达到210mgkoh/g以上。本发明最终产品在作增白，改善色泽亮度过程，不仅依赖于过氧化物含量和折光率数值的大小，还有赖于皂化值，洗涤效果，抗污，抗静电和脱色效果的优劣。这种经验是发明人在大量的工业化生产实践和科学实验过程中观察和总结出来的。

另外，根据表6，主体材料亲水性的比例只占53.0％，而亲油性的比例却有47.0％，hlb值为7.60。本发明的主体材料部份最佳的亲水比例63.0％，而亲油值的比例应为37.0％，hlb值应为8.20，因为本发明主体材料成份主要是用作亲水性物质，因此需改良主体材料的兼溶性。改良主体材料兼溶性的最为有效的方法是在制备硬脂酸聚氧乙烯(5)醚和月桂酸聚氧乙烯(5)醚的过程中分别各增加0.5～1.0mol环氧乙烷的加成数参与聚合反应，使其生成2.0个分子的月桂酸聚氧乙烯(6)醚和2.0个分子的硬脂酸聚氧乙烯(6)醚，而后在交联过程中参加酯交换反应，生成edta二钠盐交联型2-(4-复合脂肪酸(c12/c17)聚氧乙烯(6)醚山梨醇次级酯的主体材料。这样做既增加了主体材料的活性物含量，又增加了主体材料的兼溶性和亲水性。通过对主体材料的改良，实验测得改良后的主体材料的亲水性的比例为63.70％，亲油性比例为36.30％，hlb值为8.30，其余质量指标和性能指标在表6的基础上不变，准确实现了预期目标值。

具体地，通过对反应式(2)、(2a)进行调整：在表4的基础上，对硬脂酸和月桂酸以质量数为1.0：1.0的比例投料，并各自分别增加了1.0mol环氧乙烷(即在2.0个月桂酸聚氧乙烯(6)醚和2.0个分子的硬脂酸聚氧乙烯(6)醚的制备中，使月桂酸或硬脂酸与环氧乙烷的摩尔比为1：6)的加成聚合数，edta二钠盐与两个2-复合脂肪酸山梨醇次级酯发生交联反应后，再采用2.0个分子的月桂酸聚氧乙烯(6)醚和2.0个分子的硬脂酸聚氧乙烯(6)醚进行酯交换反应，得到了改良型的edta二钠盐交联2-(4-复合脂肪酸(c12/c17)聚氧乙烯(6)醚山梨醇次级酯的主体材料。改良后的主体材料在原有的基础上提高了皂化值的幅度为30～35％，分散性、亲水性和兼溶性等性能也都各自分别提高了25～30％、35～45％和30～40％。经过改良后的主体材料结构在式(4)的基础上得到了确认，并可用下式(4a)表示：

式(4a)是本发明主体材料edta二钠盐交联2-(4-复合脂肪酸(c12/c17)聚氧乙烯(6)醚山梨醇次级酯)的最终成型结构式；与(4)式相比，反应后生成的副产物的质量数明显减少了50.0％。

主体材料的相对分子量(摩尔质量数)为2641.57g/mol，如果加上15％的副产物相对质量数408.03g/mol，则主体材料相对混合质量数为3049.60g/mol，实验分析结果是比原来的相对摩尔质量数为3284.36g/mol减少了438.79个质量数，这是合乎情理的，也是意料之中的；因为减少了硬脂酸的用量，增加了月桂酸的用量，本身就意味着主体材料反应体系中质量数有一定地减少，虽然增加了环氧乙烷的聚合加成数，但环氧乙烷的摩尔质量数很少，只有44.053×4＝176.21g；远远不能弥补减少硬脂酸用量所导致整体质量数减少的缺陷。

综上，本发明最终配制的优化组合配方的基本性能如下：

本发明的优化组合配方对用于二次纤维、三次纤维或n次纤维的混合废纸纸浆和原来带有污染物的植物纤维均能体现如下的优越性能：

抗静电性能(pcd)±260～320mv/kg；

抗污性75.0～98.0％；

抗再沉积性80.0～98.0％；

纸浆叩解度提高率≥7.0～10.0％；

乳化分解能力≥80.0～99.0％；

hlb值9.50～10.00；

疏水性35.0～55.0％；

抑制纤维素分子的各种降解效率70.0～96.0％；

耐硬水性能≥1600ppm；

无辐射性能，荧光值f＝0，a＝0.001；

循环使用性能，在工业三级用水中可任意循环使用，不限水质环境和条件；

复配使用性能，可与阴、非离子表面活性剂，亲水性溶剂任意复配；

使用过程中可调节性，只要采用工业碳酸钠将纸浆体系中ph值调节至7.5～8.0左右，再用27.5％的过氧化氢可任意调节。

最终确认的主体材料和优化组合配方质量指标和理化性能如表7所示。

表7主体材料和最终产品质量指标及性能的确认

说明：表7中的数值显示结果比表6中的部份数值有微小变化，但变化范围不大

另外，对荧光增白剂与本发明的复合脂肪酸色泽亮度调节剂实际使用效果特性参数对比如下：

荧光增白剂品种多达10余种，具体类型分为亲水性和亲油性两大类别，它们的性能特征基本上都有如下的共同点：

(1)借助于自身分子结构所产生的色座标(0.33，0.46)，一般这是指蓝、绿、红混合色标，相当于本发明中表述的a值，而白色坐标一般为(0.31，0.36)；

(2)不耐硬水，水质硬度超过200ppm以上时，只有色标白度而物真实白度；

(3)还原性强，见紫外线或氧化物失去色标效应，保光保色性差。

荧光增白剂与本发明的复合脂肪酸色泽亮度调节剂实际使用效果特性参数的对比如表8所示

表8荧光增白剂与本发明产品在工业化实际应用过程中性能结果比较

5、本发明主体材料和优化组合配方的用途

本发明的主体材料和优化组合配方主要可以应用于下列工业行业范围：

5.1造纸工业

适用于抄造白度(iso)为50.0％以上的成品纸；尤其是抄造对成品纸的白度、色相要求比较严格的成品纸种类；这类成品纸的白度数值一般控制和规定在75.0～95.0％之间，色相是根据各种成品纸纸种的不同用途和应用范围而另行规定。这些成品纸主要包括：各种生活用纸、各种文化用纸、各种包装用纸和各种特殊用纸等。

5.2印染行业

在印染工业中是一种一物多用途的产品，可作为增白剂、匀染剂、柔软剂和织物上浆剂等使用。

5.3乳液聚合和涂料工业

属o/w的带皂型反应性乳化剂，hlb值为9.60；适用于带皂乳液聚合，如合成叔醋、醋丙、纯丙、苯丙、硅丙、氯乙烯-丙烯酸酯共聚物和乙烯-乙酸乙烯共聚物等；同时也是合成橡胶和天然橡胶的乳化分散剂；在涂料工业中可作为增白剂、乳化分散剂和防沉降剂使用。此外，在高性能工程塑料行业中可作为防老剂和抗氧剂使用。

以下为具体的工业应用实例。

实施例1

本实施例为主体材料edta二钠盐交联型2-(4-复合脂肪酸(c12/c17)聚氧乙烯(6)醚山梨醇次级酯的制备实例，如表9所示：

表9工业化合成生产主体材料投料配方实况

说明：表9中投料量是指在实施本发明的过程每单元实际投料量，在实际生产操作过程中按每一单元作为计量单位，每生产一批次产品可以由50～100个单元组成。

上述主体材料的生产过程的操作程序及控制法则仍然按照4中的方式进行；反应原理也是按反应式(1)、(2)、(2a)、(3)和(4)的方法进行。另外，在交联反应过程中，需注意使体系的水分蒸发完全，以减少对本发明最终产品的有效成份提纯的影响，必要时可升高交联反应的温度至100℃以上。表9中工业化合成生产主体材料是一种初级放大品。在实际生产中，发明人通常在每批次产品的生产过程中，各种原材料的实际投料分子数n×10.0；总分子数达到3299.0mol。

该主体材料外观为黄色半透明乳状液体至乳白色糊状稠厚体(冻点时的外观)，相对密度1.037～1.046，熔点110～135℃，冻点15～17℃，结晶点-7℃；浑溶于水，在水中分散。本品与醇、醚等亲水性有机溶剂易发生互溶，不溶于苯，甲苯，石油醚，二氯甲烷及各种酯类疏水性有机溶剂；本品的折光率为η⁰20℃5.9895；本品具有优良的抗氧化稳定性和耐硬水性；耐硬水最大极限值超过1600ppm。本品的化学反应活性极高，能与各种带-oh、-cooh、-och3、->c＝o、-c＝o、-nh2等化合物单体官能团进行接枝、交联、化合等多种形式的反应，在温度为40～50℃的条件下，能够与纤维素分子中葡萄糖-o-甙键作用形成旋光异构现象，对水中的重金属离子如ca²⁺，mg²⁺、fe³⁺、cu²⁺、zn²⁺、pb³⁺、cr⁵⁺、ni²⁺有较好的鳌合作用，属内还原的化学性质也是一种o/w型的带皂反应性乳化剂，hlb值为8.30。

实施例2

本实施例以实施例1制备的edta二钠盐交联型2-(4-复合脂肪酸(c12/c17)聚氧乙烯(6)醚山梨醇次级酯为主体材料，进行优化组合配方的制备，如下表10：

表10优化组合配方实例

上述优化组合配方的投料程序、操作及控制法则仍参照4中叙述的方法进行。只是在工业化生产的过程中抑制起泡和泡沫处理更方便，当物料体系中泡沫泛起有30～50cm的高度或即将流出容器时，可逐次将容器底部的放料阀缓慢逐次卸出到另外的容器中贮存，以利于减少物料不必要的浪费，也有利于氧化反应更进一步地顺利进行，因为加入有定量h2o2的物料，反应中的泡沫首先是从物料底部逐渐向上泛起的，也最先从底部消失。这是发明人从工业化生产实践中总结出的经验和掌握的规律。整个氧化反应时间为5.50～6.0小时，反应温度为80～110℃；氧化过程的反应特征是放热反应，故在加入定量的h2o2时，物料温度必须控制在40℃以下时方可加入，否则造成失控。

具体地，实例1和实例2的工业化生产工艺流程主要分为备料、自制品材料的制备、交联反应、酯交换反应、复配混合、氧化脱色、后处理和净化处理等过程，整个工业化全置生产周期约68.5小时为一批次。控制实况细则如表11所示：

表11本发明工业化生产工艺流程控制实况细则

注：edta二钠盐在混合体系中既作为交联剂使用，又作为稳定剂使用。

实例1和实例2的优化组合配方的理化性质如下：

外观为淡黄色半透明乳状流动体至乳白色糊状体(冻点时)，相对密度为1.067～1.073g/cm³，熔点105～115℃，沸点150℃，冻点15～17℃，结晶点-10～20℃，折光率η⁰20℃6.1375。本品混溶于水；在水中分散且呈弱碱性，本品易与亲水性有机溶剂如醇、醚、酮类等发生互溶，与dbe、dmp、dbp、dmf等只能发生部份互溶，不溶于苯、甲苯、松节油、石油醚和卤代烃等疏水性有机溶剂。本品具有优良的抗氧化性和耐硬水性能；耐硬水性幅度超过1600ppm/l以上；能鳌合水中各种重金属离子，本品具有优良的乳化、分散、渗透、匀染、柔软、洗涤、增白、抗污、抗静电和抗再沉积等效果，属内还原混合物。因本品由饱和脂肪酸与环氧乙烷聚合成主要单体的活性材料再与复合脂肪酸山梨醇次级酯和edta二钠盐交联并进行酯交换而制成的产品，体系中不含-so3na，-so3h，c＝n，n-o和苯杂环等官能团与基团等综合体，故无毒，无刺激，无污染，，无腐蚀，无辐射，与生物体长期接触不产生分子遗传或细胞病变；由于本品具有上述诸般特定的性质，故大多有取代荧光增白剂vbl，ubl…等品种之势。本品属非离子表面活性剂，hlb值为9.60，无cmc值。

将实施例2中制备的优化组合配方(实例1和实例2)进行工业化应用

工业化应用实例之一

将实例1配方合成的产品分别应用于抄造挂面白板纸和纺棉纱的增白，并以荧光增白剂vbl作为对比参照物，现将上述二者已知工艺条件介绍如下：

对于生产挂面白板纸，已知混合废纸纸浆的白度基数为76.70％，纸浆浓度为4.30％，水质硬度(caco3计)为270ppm/l，ph值为6,50，增白时间为0.70小时，本发明的产品与荧光增白剂vbl的用量各自均为2.0kg/mt，抄纸过程分别加有0.01％的助留剂和1.50％的干强剂。

对于纺棉纱(机械白纤维)的增白，已知棉纱的白度基数为80.70％，水质硬度为27.0ppm，增白槽的公称容积为3.0m³，使用棉纱量为900kg/槽，此中加有波美度为46⁰的na2sio315.0kg，27.5％h2o220.0kg，98.0％的工业纯碱用量为5.0kg，温度为90℃，增白时间为1.0小时；荧光增白剂vbl与本发明的产品各自用量均为5,0kg/槽，在同等条件之下使用；使用后所显示的效果如表12所示。

表12运用vbl与实例1增白混合废纸浆和棉纱使用效果比较

自然温度为45℃的日光照射下，时间为2.0小时，其效果为:

从表12中的实验数据可以看出，荧光增白剂vbl与本发明的产品相比实际使用效果的差距是颇为明显的。另外，表12中的a表示光谱的颜色属偏蓝偏红的色泽；b表示光谱的颜色属偏黄的色泽；iso表示白度值；l表示亮度值；f表示荧光值。实例1从色相的角度来看，偏黄的色相成份相对多一些，这和光电高分子中叙述的概念不同：光电高分子的功能发光体是借助于导电形式而产生色标，而实例1则主要借助于参加各种反应材料本身所具有的折光率和氧化程度来实现的，二者虽然具有完全不同的概念，但发明人尚无法解释它们之间的内在联系。

工业化应用实例之二

在广东地区某大型造纸企业集团公司运用本发明的产品合成配方的实例2用于抄造定量为16g/m²，18g/m²和20g/m²的生活用纸。已知该企业生产上述三种定量规格的生活用纸，该企业希望采用非脱墨的三种废纸配合抄造仿木浆质的a级生活用纸。这三种废纸各自所占的比例分别是：纸板纸25.0％，晶黄卡45.0％，白废纸边为30.0％。已知三种混合废纸纸浆的白度基数为78.65％。分别使用naoh和27.5％h2o2碎浆，单位用量分别是12.0kg/mt和15.0kg/mt。碎浆后经洗涤，磨浆，增白；增白后的纸浆加入0.8kg/mt的分散剂，8.0kg/mt的湿强剂，vbl和本发明的产品实例2都是各自使用2.0kg/mt，制浆用水的水质硬度为460ppm/l；利用抄造出来的成品纸取样测白度及色相，所得的结果如表13所示：

表13vbl与实例2抄造仿木浆质的生活用纸使用效果比较

由上述应用实例一和二的表12和表13数据可以充分地表明：荧光增白剂vbl对含有机械纤维，或者在水质硬度值大于300ppm/l的情况下，几乎无实际增白效果，所显示出的白度增加值，除了荧光白度值之外，几乎不见真实的白度增加值，而且见日光时保光保色性差；很不稳定；而本发明实例1和实例2实际使用效果则刚好相反。从表12和表13中还可以看出，本发明实例1和实例2的实际使用效果和增白幅度与前述论证是相符合的。

工业化应用实例之三

我国江西地区某中型纸业公司生产经营高级涂布白板纸用于高级包装制品的制造。该企业希望采用本发明的产品代替荧光增白剂vbl作为对涂布胶(涂料)的增白使用；已知该企业生产涂料的品种分为面涂和底涂两种，涂料的固体含量分别为50％(面)和55％(底)；使用的体质颜料和着色颜料分别是450目/cm²重质碳酸钙和700目/cm²的煅烧高岭土，二者的投料质量比为1.0：1.0；使用的基料为羧基丁苯胶乳，用量分别为200kg/t和250kg/t；使用的分散剂的种类为聚丙烯酸钠，用量为0.1～0.15％；本发明的产品实例1与荧光增白剂vbl的单位用量都是3.0kg/t(其中本发明的产品实例1只用于面层涂料)，然后在抄纸过程中经涂布，干燥，熟化后而抄造成涂布白板纸。生产应用结果如表14所示：

表14vbl与实例1用于抄造高级涂布白板纸的实际使用效果比较

表14中的两个项目的指标数据需要做明确地说明：1、单位面积上涂膜的用量越少，说明该涂膜的遮盖力就越强，使用成本也就越低；2、涂膜表面均匀度越高，说明成品纸表面也就越亮丽，白度值和l值也就越高。由此可以再次证明实例1的分散力好。

另外，此处需要补充说明的是，从一开始发明人就对于本发明的主体材料进行了一系列探索性地模拟对比实验，这些实验数据虽然与表9和相应的质量指标数据有很大的差异，但为本发明的技术方案的实施指明了方向，具体如表15所示：

表15模拟对比方式(以废纸浆白度为66.0％作为试样，用量为1.5kg/mt)

注：主体材料1-4的制备方法为将各原料直接混合；主体材料5-8的制备方法参照4的内容进行。

本发明所述的复合脂肪酸色泽亮度调节剂(主体材料和优化组合配方)工业化生产环境保护情况：

本发明所述的复合脂肪酸色泽亮度调节剂在工业化生产过程中，是完全能够确保无空气污染，无噪音干扰，无污水排放，基本上杜绝了“三废”造成的公害，不产生其它任何负面效应；这从本发明实施过程使用原材料品种的理化参数和生产工艺过程的操作程序及控制法则就可以看得出来，即使偶尔有清洗反应设备容器使用后的水，也可以用于溶解和配制10％的koh溶液，无一外排。再者，本发明的产品系无毒，无刺激，不燃不爆，安全洁净，即使是用户作增白使用，自然而然地使抄纸循环用水中的好氧量增加值达30～40mg/l，同时也抑制了造纸污水处理过程中的cod的增加，nh-n的降低幅度可达50～70％，这早已在大量的工业化生产实践过程充分地得到了验证。

综上可知，针对荧光增白剂的理化性质和缺陷，发明人对所述的复合脂肪酸色泽亮度调节剂的各种材料包括所涉及选用的各种材料的性能参数，应用特征等方面作了全面深入系统地研究和整合，从采用带有折光率的材料入手，通过活化、渗透、匀染、抗污、抗静电和抗再沉积等手段使混合废纸浆中残余木素得到有效地脱除，并以此为原理，制备了一种具备内还原特性和鳌合功能且能与纤维素分子产生旋光异构现象的主体材料(edta二钠盐交联型2-(4-复合脂肪酸(c12/c17)聚氧乙烯(6)醚山梨醇次级酯)，最后由此主体材料经复配整型，氧化脱色后处理等理论观点，一举实现了所应达到的预期目的，即使造纸用混合废纸纤维和机械纤维能够实现提高白度iso、l值和改善a、b值，且具有纯天然艺术感，这种研究和探索方式无疑具有重要的价值，是一种极具发展前景和推广应用的产品品种。

与现有的技术相比，本发明所述的复合脂肪酸色泽亮度调节剂最为突出的优点和区别在于：根据肥皂洗衣原理和光化学性质，采用了带有折光率的材料各自进行双重组合和酯交换反应而制成主体材料，并以此提高折光率来促进植物纤维的亮度l值和白度；进一步地，采用硬脂酸丁酯、分散剂和壬基酚聚氧乙烯(4/10)磷酸酯钾盐等品种的材料更进一步地提高本发明产品体系的亮度、白度、渗透性、分散性、匀染性、抗污性、抗氧化性、抗静电性和抗再沉积性；此数者相辅相承，优势互补，稳步实现了内还原、外氧化的应用效果；优良的白度稳定性和保光保色性。这种技术方案的实施本身就具有很强的创新性。另外，本发明的复合脂肪酸色泽亮度调节剂产品早已以工业化成建制地大批量在市场上销售和使用，得到了用户的好评，取得了一定的经济效益和社会效益；而不是停留在实验室中徘徊不前。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，只要本领域的技术人员按照本发明的构思法则来实施本技术方案是完全可以做到的，甚至有些内容还可以创新。然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

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