高分子二苯甲酮類化合物的製備及其在抗光汙染塑料中的應用的製作方法

2023-05-29 17:13:26 1

本發明涉及塑料助劑領域，尤其涉及一種高分子二苯甲酮類化合物的製備及其在抗光汙染塑料中的應用。

背景技術：

隨著工業的不斷發展，塑料得到越來越廣泛的應用。聚乙烯、聚丙烯、ptt聚酯、abs等等大量使用在節水灌溉、建築、室內裝潢、家具、電力、運輸等行業。

塑料在使用過程中，在太陽光中的紫外線(波長為290～400nm)的照射下，塑料的分子鏈會發生降解，導致塑料製品的外觀和物理機械性能下降。因此，使用要求高的塑料製品在生產過程中必須添加抗紫外線劑，以抵制光汙染的侵蝕，抑制塑料的光老化，延長塑料製品的使用壽命。

紫外線吸收劑可以強烈吸收280～400nm的紫外線，抑制塑料的光老化，延長塑料製品的使用壽命。目前塑料製品中使用的抗紫外線劑主要為有機物，如水楊酸酯類、二苯類、三嗪類和有機絡合化合物等，這些有機抗紫外線劑一方面具有價格昂貴、汙染環境等缺點，另一方面各種紫外線吸收劑的功效也並不百分百的理想。

二苯甲酮類化合物為常用的抗紫外線吸收劑，雖然其本身的抗紫外線吸收能力不錯，但是常用的作為抗紫外吸收劑的二苯甲酮類化合物都是小分子的有機物，容易發生揮發和遷移的問題，如何能延長其性能壽命以至於在應用到塑料的製備時，具有持久長效的抗紫外線功能值得研究。

技術實現要素：

發明目的：為了解決現有技術中所存在的問題，本發明提出了一種化學性質穩定、具有長效持久的抗紫外吸收抗光汙染能力的高分子二苯甲酮類化合物的製備及其在抗光汙染塑料中的應用。

技術方案：為達以上目的，本發明採取以下技術方案：高分子二苯甲酮類化合物的製備，包括如下步驟：

(1)將二苯甲酮與過量的鹼金屬鈉在室溫下反應0.5-1h，生成二苯甲酮鈉陰離子自由基，向反應溶液中加入去離子水，加熱至60-70℃，生成二苯甲酮二鈉引發劑；

(2)將甲苯-2，4-二異氰酸酯加入到上述步驟(1)的溶液中，再加入催化劑，混合加熱至50-80℃維持2-3h；

(3)向上述溶液中加入乙酸乙酯溶液，升溫至90℃後加熱回流反應2-5min，再加入4，4』-二羥基二苯甲酮繼續加熱5min，反應結束；

(4)用鹼溶液和去離子水溶液洗滌產物，經、乾燥、減壓蒸餾得到高分子二苯甲酮類化合物初產物；

(5)將步驟(4)得到的高分子二苯甲酮類化合物初產物進行低溫等離子體改性處理得到高分子二苯甲酮類化合物。

更為優選的，所述催化劑為有機金屬類催化劑。

本發明還公開了上述高分子二苯甲酮類化合物的應用，用於抗光汙染塑料的製備。

更為優選的，應用於抗光汙染塑料的製備方法為將基料、樹脂類、填料、高分子二苯甲酮類化合物、交聯劑、氧化鈦粉末、潤滑劑、膠粘劑、水經混料、開煉、擠出成型的工藝，得到所需抗光汙染塑料。

更為優選的，所述高分子二苯甲酮類化合物的用量為原料總量的4％-8％。

更為優選的，所述高分子二苯甲酮類化合物混料時與交聯劑同時加入。

更為優選的，所述交聯劑為bpo。

有益效果：本發明提供的一種高分子二苯甲酮類化合物的製備及其在抗光汙染塑料中的應用，利用二苯甲酮與過量的鹼金屬鈉生成二苯甲酮二鈉引發劑，在催化劑的作用下與甲苯-2，4-二異氰酸酯反應，再在乙酸乙酯回流的反應條件下與4，4』-二羥基二苯甲酮反應製備成高分子二苯甲酮類化合物，並將其通過低溫等離子體改性成容易進行聚合和引發的化合物，再通過與交聯劑交聯作用形成較大分子的基團，再與其他製備原料一起通過混料、開煉、擠出成型的工藝，得到製成抗光汙染塑料，避免了小分子抗紫外吸收劑容易發生揮發和遷移的問題，不僅具有普通塑料的各項優良性能，並且還擁有良好的抗紫外線性能，抗光汙染性能佳，大大延長了其製品的使用壽命和外觀美感持久性。

具體實施方式

實施例1：

高分子二苯甲酮類化合物的製備，包括如下步驟：

(1)將二苯甲酮與過量的鹼金屬鈉在室溫下反應0.5h，生成二苯甲酮鈉陰離子自由基，向反應溶液中加入去離子水，加熱至60℃，生成二苯甲酮二鈉引發劑；

(2)將甲苯-2，4-二異氰酸酯加入到上述步驟(1)的溶液中，再加入催化劑，混合加熱至50℃維持2h；催化劑為有機金屬類催化劑；

(3)向上述溶液中加入乙酸乙酯溶液，升溫至90℃後加熱回流反應2min，再加入4，4』-二羥基二苯甲酮繼續加熱5min，反應結束；

(4)用鹼溶液和去離子水溶液洗滌產物，經、乾燥、減壓蒸餾得到高分子二苯甲酮類化合物初產物；

(5)將步驟(4)得到的高分子二苯甲酮類化合物初產物進行低溫等離子體改性處理得到高分子二苯甲酮類化合物。

實施例2：

高分子二苯甲酮類化合物的製備，包括如下步驟：

(1)將二苯甲酮與過量的鹼金屬鈉在室溫下反應1h，生成二苯甲酮鈉陰離子自由基，向反應溶液中加入去離子水，加熱至70℃，生成二苯甲酮二鈉引發劑；

(2)將甲苯-2，4-二異氰酸酯加入到上述步驟(1)的溶液中，再加入催化劑，混合加熱至80℃維持3h；催化劑為有機金屬類催化劑；

(3)向上述溶液中加入乙酸乙酯溶液，升溫至90℃後加熱回流反應5min，再加入4，4』-二羥基二苯甲酮繼續加熱5min，反應結束；

(4)用鹼溶液和去離子水溶液洗滌產物，經、乾燥、減壓蒸餾得到高分子二苯甲酮類化合物初產物；

(5)將步驟(4)得到的高分子二苯甲酮類化合物初產物進行低溫等離子體改性處理得到高分子二苯甲酮類化合物。

實施例3：

高分子二苯甲酮類化合物的製備，包括如下步驟：

(1)將二苯甲酮與過量的鹼金屬鈉在室溫下反應0.75h，生成二苯甲酮鈉陰離子自由基，向反應溶液中加入去離子水，加熱至65℃，生成二苯甲酮二鈉引發劑；

(2)將甲苯-2，4-二異氰酸酯加入到上述步驟(1)的溶液中，再加入催化劑，混合加熱至65℃維持2.5h；催化劑為有機金屬類催化劑；

(3)向上述溶液中加入乙酸乙酯溶液，升溫至90℃後加熱回流反應4min，再加入4，4』-二羥基二苯甲酮繼續加熱5min，反應結束；

(4)用鹼溶液和去離子水溶液洗滌產物，經、乾燥、減壓蒸餾得到高分子二苯甲酮類化合物初產物；

(5)將步驟(4)得到的高分子二苯甲酮類化合物初產物進行低溫等離子體改性處理得到高分子二苯甲酮類化合物。

實施例4：

上述實施例3製備的一種高分子二苯甲酮類化合物的應用，用於抗光汙染塑料的製備，具體製備方法是將基料、樹脂類、填料、高分子二苯甲酮類化合物、交聯劑bpo、氧化鈦粉末、潤滑劑、膠粘劑、水經混料、開煉、擠出成型的工藝，得到所需抗光汙染塑料。其中，所述高分子二苯甲酮類化合物混料時與交聯劑bpo同時加入，用量為原料總量的6％。

將實施例4製備的抗光汙染塑料以及添加了普通的紫外線吸收劑的塑料作為對比例進行抗紫外線能力測試，結構如表1所示：

表1實施例4與對比例抗紫外線吸收能力對比

從上表數據可以看出，本發明製備的高分子二苯甲酮類化合物並應用製備的抗光汙染塑料不僅具有普通塑料的各項優良性能，並且還擁有良好的抗紫外線性能，抗光汙染性能佳，大大延長了其製品的使用壽命和外觀美感持久性。

應當指出，對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以作出若干改進，這些改進也應視為本發明的保護範圍。