基本信息
- 项目名称：
- 热敏记录材料BPS显色剂的合成及含量分析
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 能源化工
- 大类：
- 科技发明制作B类
- 简介：
- BPS名为4,4’-二羟基二苯砜，是一种优良的热敏记录纸显色剂。本技术以市场上廉价易得的苯酚和硫酸为原料，选择自行研发的BN6除水剂，采用普通的有机实验室仪器和分水装置，优化合成路线，得到高产率和高纯度的合成产品BPS。本研究作品附件内容包括技术转让合同、BPS纯度检测报告、学术论文、研究报告和市场经济效益证明。
- 详细介绍：
- BPS名为4,4’-二羟基二苯砜，白色针状结晶，是一种优良的显色剂。主要用于高敏感度的热敏记录纸（如传真纸）、彩色感光材料和液晶材料等。BPS作为一种热敏记录材料和彩色摄影显色材料，具有敏感度高，稳定性好，画像清晰度高，耐水、耐油、耐光、耐热、耐增塑剂等特性，在热敏记录纸领域（如热敏记录纸、心电图纸、传真纸等）得到了广泛应用。此外，BPS还可用作合成农药、染料、聚酯、环氧树脂等的中间体，也可用于镀液添加剂、皮革鞣剂、染料染色分散剂、固色剂等，市场需求量大，用途广泛，具有广阔的应用前景。 BPS的传统合成方法存在原料来源少、成本高、反应时间长（>10h）、产率低（<50%）等问题，而且合成条件苛刻。本技术以市场上廉价易得的苯酚和硫酸为原料，选择合适的除水剂，采用普通的有机实验室仪器和分水装置，优化合成路线，得到高产率的合成产品4,4’-二羟基二苯砜。常压下BPS的收率达到85%以上，纯度达99%，高于目前市场销售的同产品纯度。同时，系统地探讨了反应条件对BPS产品收率的影响，得出了最佳合成工艺。 由于本研究成果创新性强，市场前景广阔；而且产品纯度高，生产成本低，操作简便，适于工业化生产。青岛如相化工科技有限公司代理人参观了我们的合成方法和检测技术后，签订了技术转让协议。该技术成果转让给青岛如相化工科技有限公司后，该公司立即投入工业化生产，取得了良好的效益。 本作品提出了合成BPS的新方法，开发了具有特殊功效的除水剂，提高了BPS的合成产率和纯度，缩短了反应时间，降低了生产成本。作品创新性强，具有很好的实用价值和应用前景。其附件内容包括技术转让合同、BPS纯度检测报告、学术论文、研究报告和市场经济效益证明。
作品图片
作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 随着信息技术的快速发展，要求信息记录快速、简便，热敏记录应运而生。现在市面上用于热敏记录的显色剂，如双酚A、PHB及芳族砜等，其成像稳定性较差，发色光密度值低。二苯砜系列显色剂具有良好的敏感度，在较低的温度下，可以得到较高的发色浓度，且其发色光密度值高，故其显色效果要比双酚A的好。双酚S的熔点较高(248℃)，敏感度低，并沾留底色，但画像稳定性好。如果能保留画像稳定性好的优点，改进低敏感度和沾污底色的缺点，将得到性能优良的显色剂。因此，我们将对其进行改性，制备性能更优、敏感度和发色光密度值高的热敏显色剂BPS。 BPS的传统合成方法选择性差，产生大量的副产物。本研究拟从市场上廉价易得的原料出发，选择最优路线和合适的催化剂，合成得到纯度好产率高的显色剂BPS。将有利于该产品的工业化生产，市场前景广阔。
科学性、先进性
- 本作品的技术特点和创新性是：（1）所开发的4,4’-二羟基二苯砜利用普通的有机实验室仪器和分水装置，以廉价易得的苯酚和浓硫酸（98%）为原料，自行研发的BN6为除水剂反应得到产品，方法简单易行，操作方便，成本较低。（2）产品收率大于85%，远高于传统方法（<50%)。（3）本产品分子中含两个羟基和一个吸电子能力强的砜基，故酸性比其它酚类强，这些基团在苯环上构成共轭体系，使分子结构稳定，具有优良的耐热、耐光、耐氧化性，可作为性能良好的隐色染料类显色剂。（4）所合成的BPS产品需要进一步纯化，本方法即在制备产品后，经酸、碱、活性碳处理精制，得到纯度高于99%的BPS产品，能满足应用需要。
获奖情况及鉴定结果
- 2010年11月，作品申请人和团队成员公开发表论文《4,4’二羟基二苯砜的制备及表征》
作品所处阶段
- 中试和初步应用阶段
技术转让方式
- 协议转让
作品可展示的形式
- 产品实物和样品、现场演示
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 技术特点和优势是：（1）本产品以市场上廉价易得的苯酚和硫酸为原料，自行研发的BN6为除水剂，所得BPS产量大于85％，远高于传统方法。实验方法简单，操作方便，成本较低。（2）BPS的合成在常压下完成，反应时间约4～5h。（3）所合成的BPS产品经纯化处理和精制，纯度高于99%，能满足市场需要。 适应范围及推广前景：本产品主要作为热敏记录材料和彩色摄影材料；也可用作镀液添加剂、皮革鞣剂、染色分散剂和固色剂等。因而，BPS用途广泛，市场需求量大，应用前景广阔。 市场分析和经济效益预测：BPS的传统合成方法存在原料来源少、成本高、反应时间长、产率低等问题。本作品以市场上廉价易得的苯酚和硫酸为原料，自行研发的BN6为除水剂，常压下反应合成BPS；其产率大于85％，纯度达99%。因而本技术合成的BPS产品成本低廉，操作简便，产品质量高，市场前景广阔。该技术成果转让给青岛如相化工科技有限公司后，该公司立即投入生产，现有生产规模为1-2t/d，已产生的经济效益达几十万元。
同类课题研究水平概述
- 目前，随着信息技术的快速发展，需要高质量、高敏感度的热敏记录纸与之相适应，BPS作为性能优异的显色剂，在国外已有文献报导，但国内研究很少。因此，探寻适合工业化生产BPS的方法，寻找经济合理的工艺路线，具有重大的经济效益和社会效益。 显色剂应具有下列特性：高的热感应性；在适宜的温度范围内有敏锐的熔点；和隐色染料有良好的相熔性，生成物的稳定性高；对水的溶解度小；无升华性。在上述特性之间存在着某些具有相反作用的因素，因此完全满足上述特性的显色剂非常难得。普通BPS比双酚A(BPA)增塑剂性能很好。但由于其熔点较高(248℃)，故显色敏感度低，并沾留底色。而4,4'- BPS具有敏感度高，稳定性好，画像清晰度高，耐水、耐油、耐光、耐热、耐增塑剂特性，其市场需求量很大，国内基本上无生产，主要依赖进口。 近年来，BPS作为双酚A的代用品，主要用于制造彩色摄影材料、热敏记录材料（显色剂），还可以制造聚酯、环氧树脂等；也可用作镀液添加剂、皮革鞣剂、染料染色分散剂、纤维染色的固色剂、酚醛树脂硬化促进剂、树脂助燃剂等；或者作为合成农药、染料及其助剂的中间体等。其用途广泛，市场需求量大，因而热敏显色剂BPS的合成和应用技术受到国内外的广泛重视和关注。 然而BPS的传统合成方法存在原料来源少、成本高、产率低等问题。本作品以市场上廉价易得的苯酚和硫酸为原料，自行研发的BN6为除水剂，合成BPS；其产率大于85％，纯化处理后，纯度达99%。因而本作品具有极大的市场前景和经济效益。
