一種基于聚氯乙烯的紫外光穩(wěn)定劑及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種基于聚氯乙烯的紫外光穩(wěn)定劑及其制備方法。這種紫外光穩(wěn)定劑的結(jié)構(gòu)如式V所示，式中，R、x和y的定義如權(quán)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(tuán)、在小分子紫外光穩(wěn)定劑上引入炔基；最后用疊氮和炔基的“點擊”反應(yīng)將小分子紫外光穩(wěn)定劑高效鍵接到聚氯乙烯主鏈上。這種制備方法簡單，小分子紫外光穩(wěn)定劑含量可調(diào)。由于將小分子紫外光吸收劑鍵合在聚氯乙烯主鏈上，不會出現(xiàn)紫外光穩(wěn)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(wěn)定劑析出而引發(fā)環(huán)境問題。
【專利說明】一種基于聚氯乙烯的紫外光穩(wěn)定劑及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及紫外光穩(wěn)定劑，具體涉及一種基于聚氯乙烯的紫外光穩(wěn)定劑及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]聚氯乙烯(PVC)是產(chǎn)量僅次于聚乙烯的第二大宗通用塑料，具有價格低廉、強(qiáng)度高、耐腐蝕、難燃、絕緣性好和透明性好等優(yōu)點，可生產(chǎn)出各式各樣的塑料制品，包括板材、管材、管件、異型材等硬制品和膜、鞋、玩具、人造革等軟制品，被廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、建筑、電力、汽車、家電、包裝及公用事業(yè)等領(lǐng)域。聚氯乙烯在建材領(lǐng)域也得到了廣泛的應(yīng)用，如門框、窗框、百葉窗、管道和墻板等。聚氯乙烯制品有很大一部分是在戶外使用，會受到各種環(huán)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(dǎo)致其變色，直至整體機(jī)械性能喪失。
[0003]提高聚氯乙烯材料紫外光穩(wěn)定性的主流方法是添加紫外光穩(wěn)定劑。紫外光穩(wěn)定劑包含紫外光屏蔽劑、紫外光吸收劑、激發(fā)態(tài)淬滅劑和受阻胺光穩(wěn)定劑等，其中紫外光吸收劑是應(yīng)用的比較多的一類。
[0004]雖然紫外光穩(wěn)定劑從上世紀(jì)70年代被相繼開發(fā)出來，形成了較為完善的體系，但是在實際應(yīng)用中，不同的紫外光穩(wěn)定劑只能適用于特定應(yīng)用條件下的材料。這主要是因為這些紫外光穩(wěn)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(dǎo)致聚合物的力學(xué)性能下降；(2)對光熱不穩(wěn)定，在加工或使用過程中失效；(3)易揮發(fā)、遷移、滲出和被介質(zhì)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(fā)生反應(yīng)，導(dǎo)致其抗老化性能失效。此外，光穩(wěn)定劑的顏色、毒性、環(huán)境友好性等問題也影響了它的應(yīng)用。
[0005]自20世紀(jì)80年代以來，紫外光穩(wěn)定劑的高分子量化成為了國內(nèi)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(yīng)性紫外光吸收劑的共聚；(3)分子內(nèi)多官能化等。高分子量化可有效降低紫外光穩(wěn)定劑的揮發(fā)、遷移和溶劑抽出性，從而提高其效用持久性和安全性；反應(yīng)性紫外光吸收劑的共聚可實現(xiàn)光穩(wěn)定劑與聚合物基質(zhì)的“永久性”結(jié)合，從而使光穩(wěn)定效能長久發(fā)揮；分子內(nèi)多功能化可實現(xiàn)分子內(nèi)協(xié)同作用而有效提高穩(wěn)定效能。但是這些改性措施也導(dǎo)致不少新的問題，如高分子量的紫外光吸收劑由于在基材中分散性差，其光穩(wěn)定性通常不如低分子量品種；反應(yīng)性光穩(wěn)定劑共聚難免會影響聚合物的材料性能；多數(shù)情況下分子內(nèi)多官能化會在熱穩(wěn)定性、相容性和色澤等方面對材料的應(yīng)用產(chǎn)生不良的影響。
[0006]綜上，本領(lǐng)域尚需對紫外光穩(wěn)定劑的高分子量化進(jìn)行改進(jìn)，避免紫外光穩(wěn)定劑在聚合物中出現(xiàn)相容性問題，也應(yīng)避免因為小分子紫外光穩(wěn)定劑析出而引發(fā)環(huán)境問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的在于提供一類基于聚氯乙烯的紫外光穩(wěn)定劑及其制備方法，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(fā)揮抗光老化作用，也不會因為小分子紫外光穩(wěn)定劑析出而引發(fā)環(huán)境問題。
[0008]本發(fā)明的第一方面，提供一種紫外光穩(wěn)定劑，結(jié)構(gòu)如下式V所示:
[0009]
【權(quán)利要求】
1.一種紫外光穩(wěn)定劑，其特征在于，結(jié)構(gòu)如下式V所示:
2.如權(quán)利要求1所述的紫外光穩(wěn)定劑，其特征在于，R
3.如權(quán)利要求2所述的紫外光穩(wěn)定劑，其特征在于，所述紫外光穩(wěn)定劑具有以下一個或多個特征: (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(huán)共同形成苯并三氮唑。
4.如權(quán)利要求1-3任一項所述的紫外光穩(wěn)定劑，其特征在于，R選自下組:
5.—種如權(quán)利要求1-4任一項所述的紫外光穩(wěn)定劑的制備方法,其特征在于,所述制備方法包括以下步驟:
6.如權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述相轉(zhuǎn)移催化劑選自:四丁基溴化銨、四正辛基溴化銨、芐基三乙基氯化銨；和/或 所述堿選自:碳酸鉀、碳酸銫、氫氧化鉀。
7.如權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于，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(wěn)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(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述步驟(i)、所述步驟(ii)在有機(jī)溶劑中進(jìn)行，各有機(jī)溶劑獨立地選自:四氫呋喃、丙酮、二氯甲烷。
9.如權(quán)利要求1-4任一項所述的紫外光穩(wěn)定劑的用途，其特征在于，用于防止聚合物樹脂老化。
10.一種防老化聚合物樹脂，其特征在于，所述防老化聚合物樹脂包含: 聚合物樹脂；和 如權(quán)利要求1-4任一項所述的紫外光穩(wěn)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(yōu)先權(quán)日:2014年3月25日
【發(fā)明者】黃曉宇, 郭浩, 張森, 黃忠, 丁愛順 申請人:中國科學(xué)院上海有機(jī)化學(xué)研究所, 復(fù)旦大學(xué)