一種基於聚氯乙烯的紫外光穩定劑及其製備方法
2023-06-07 03:51:26 1
一種基於聚氯乙烯的紫外光穩定劑及其製備方法
【專利摘要】本發明提供了一種基於聚氯乙烯的紫外光穩定劑及其製備方法。這種紫外光穩定劑的結構如式V所示，式中，R、x和y的定義如權利要求書和說明書所述。先在聚氯乙烯主鏈上引入疊氮官能團、在小分子紫外光穩定劑上引入炔基；最後用疊氮和炔基的「點擊」反應將小分子紫外光穩定劑高效鍵接到聚氯乙烯主鏈上。這種製備方法簡單，小分子紫外光穩定劑含量可調。由於將小分子紫外光吸收劑鍵合在聚氯乙烯主鏈上，不會出現紫外光穩定劑在聚氯乙烯中的相容性問題，也不會因為小分子紫外光穩定劑析出而引發環境問題。
【專利說明】一種基於聚氯乙烯的紫外光穩定劑及其製備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及紫外光穩定劑，具體涉及一種基於聚氯乙烯的紫外光穩定劑及其製備方法。
【背景技術】
[0002]聚氯乙烯(PVC)是產量僅次於聚乙烯的第二大宗通用塑料，具有價格低廉、強度高、耐腐蝕、難燃、絕緣性好和透明性好等優點，可生產出各式各樣的塑料製品，包括板材、管材、管件、異型材等硬製品和膜、鞋、玩具、人造革等軟製品，被廣泛應用於工業、農業、建築、電力、汽車、家電、包裝及公用事業等領域。聚氯乙烯在建材領域也得到了廣泛的應用，如門框、窗框、百葉窗、管道和牆板等。聚氯乙烯製品有很大一部分是在戶外使用，會受到各種環境因素的作用而老化，降低它們在戶外的使用壽命。尤其是日光中所含有的中波段紫外光，能夠使聚氯乙烯材料光老化，導致其變色，直至整體機械性能喪失。
[0003]提高聚氯乙烯材料紫外光穩定性的主流方法是添加紫外光穩定劑。紫外光穩定劑包含紫外光屏蔽劑、紫外光吸收劑、激發態淬滅劑和受阻胺光穩定劑等，其中紫外光吸收劑是應用的比較多的一類。
[0004]雖然紫外光穩定劑從上世紀70年代被相繼開發出來，形成了較為完善的體系，但是在實際應用中，不同的紫外光穩定劑只能適用於特定應用條件下的材料。這主要是因為這些紫外光穩定劑還存在如下的缺點:(I)與聚合物相容性差，不能在聚合物中均勻分散，導致聚合物的力學性能下降；(2)對光熱不穩定，在加工或使用過程中失效；(3)易揮發、遷移、滲出和被介質抽提等，在加工或使用過程中流失；(4)與聚合物、其它添加劑發生反應，導致其抗老化性能失效。此外，光穩定劑的顏色、毒性、環境友好性等問題也影響了它的應用。
[0005]自20世紀80年代以來，紫外光穩定劑的高分子量化成為了國內外的主要研究方向，包括:(1)紫外光吸收劑的高分子量化；(2)反應性紫外光吸收劑的共聚；(3)分子內多官能化等。高分子量化可有效降低紫外光穩定劑的揮發、遷移和溶劑抽出性，從而提高其效用持久性和安全性；反應性紫外光吸收劑的共聚可實現光穩定劑與聚合物基質的「永久性」結合，從而使光穩定效能長久發揮；分子內多功能化可實現分子內協同作用而有效提高穩定效能。但是這些改性措施也導致不少新的問題，如高分子量的紫外光吸收劑由於在基材中分散性差，其光穩定性通常不如低分子量品種；反應性光穩定劑共聚難免會影響聚合物的材料性能；多數情況下分子內多官能化會在熱穩定性、相容性和色澤等方面對材料的應用產生不良的影響。
[0006]綜上，本領域尚需對紫外光穩定劑的高分子量化進行改進，避免紫外光穩定劑在聚合物中出現相容性問題，也應避免因為小分子紫外光穩定劑析出而引發環境問題。
【發明內容】
[0007]本發明的目的在於提供一類基於聚氯乙烯的紫外光穩定劑及其製備方法，將小分子紫外光吸收劑鍵合在聚氯乙烯主鏈上，長期有效地發揮抗光老化作用，也不會因為小分子紫外光穩定劑析出而引發環境問題。
[0008]本發明的第一方面，提供一種紫外光穩定劑，結構如下式V所示:
[0009]
【權利要求】
1.一種紫外光穩定劑，其特徵在於，結構如下式V所示:
2.如權利要求1所述的紫外光穩定劑，其特徵在於，R
3.如權利要求2所述的紫外光穩定劑，其特徵在於，所述紫外光穩定劑具有以下一個或多個特徵: (1)R1為氫、或C1-C6的烷基； (2)R2為氫、C1-C6的烷基、苯基取代的C1-C6的烷基、或C1-Cltl烷氧基； (3)R3為氫、C1-C6的烷基、或苯基取代的C1-C6的烷基；
⑷ R4 為-C (O)-; (5)R5為氫、羥基、或C1-C6的烷基； (6)R4、R5與苯環共同形成苯並三氮唑。
4.如權利要求1-3任一項所述的紫外光穩定劑，其特徵在於，R選自下組:
5.—種如權利要求1-4任一項所述的紫外光穩定劑的製備方法,其特徵在於,所述製備方法包括以下步驟:
6.如權利要求5所述的製備方法，其特徵在於，所述相轉移催化劑選自:四丁基溴化銨、四正辛基溴化銨、苄基三乙基氯化銨；和/或 所述鹼選自:碳酸鉀、碳酸銫、氫氧化鉀。
7.如權利要求5所述的製備方法，其特徵在於，式I化合物和式3化合物在溴化亞銅、含氮配體的催化下，生成式V所示的紫外光穩定劑，所述含氮配體選自:五甲基二亞甲基三胺、六甲基二亞乙基二胺、二 - (N, N- 二甲基氨基乙基)。
8.如權利要求5所述的製備方法，其特徵在於，所述步驟(i)、所述步驟(ii)在有機溶劑中進行，各有機溶劑獨立地選自:四氫呋喃、丙酮、二氯甲烷。
9.如權利要求1-4任一項所述的紫外光穩定劑的用途，其特徵在於，用於防止聚合物樹脂老化。
10.一種防老化聚合物樹脂，其特徵在於，所述防老化聚合物樹脂包含: 聚合物樹脂；和 如權利要求1-4任一項所述的紫外光穩定劑。
【文檔編號】C08F8/30GK103864966SQ201410114614
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2014年3月25日 優先權日:2014年3月25日
【發明者】黃曉宇, 郭浩, 張森, 黃忠, 丁愛順 申請人:中國科學院上海有機化學研究所, 復旦大學