一種紫外吸收劑及其制備方法和應用
【專利摘要】本發(fā)明涉及高分子領域，特別涉及一種紫外吸收劑及其制備方法和應用。本發(fā)明合成的紫外吸收劑易于制備，合成方法簡單，而且該紫外吸收劑穩(wěn)定性好，當其作為涂料的紫外吸收劑時，其能夠使涂層具有良好的耐黃變性，成膜后經久耐用，不易黃變。
【專利說明】
一種紫外吸收劑及其制備方法和應用
技術領域
[0001] 本發(fā)明涉及高分子領域，特別涉及一種紫外吸收劑及其制備方法和應用。
【背景技術】
[0002] 對于高分子材料來說，長期暴露在日光中吸收紫外線的能量后，會引起自動氧化 反應，導致聚合物降解，使得產品變色、發(fā)脆、性能下降，以致失去使用價值。紫外吸收劑是 一種光穩(wěn)定劑，添加在高分子材料中既能吸收陽光及熒光光源中的紫外線，而本身又不發(fā) 生變化，保護高分子材料避免紫外線的輻射。紫外線吸收劑是工業(yè)應用最早也是用途最廣 泛的防老化劑，被廣泛應用于塑料、橡膠、纖維、涂料、造紙中。通過吸收紫外線防止光老化 作用對材料的腐蝕，在延長材料使用壽命和節(jié)省資源方面起著重要作用。隨著合成技術的 高科技化和各種新型的紫外線吸收劑的不斷開發(fā)，為光穩(wěn)定化學技術提供了更高技術附加 值的產品。但是現有技術中由于紫外線吸收劑制備工藝比較復雜，產品吸收效率不高，且對 設備的腐蝕嚴重，在產品后處理過程中對環(huán)境污染嚴重，亟需通過新技術來改進現有技術 的不足。

【發(fā)明內容】

[0003] 本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種紫外吸收劑。
[0004] 本發(fā)明的另一個目的在于提供上述紫外吸收劑的制備方法。
[0005] 而本發(fā)明最后一個目的是提供上述紫外吸收劑的應用。
[0006] 一種紫外吸收劑，化學式為C16H6N2〇8Zn2;其中，C 16H6N2〇8為3，3 '，5，5 ' -偶氮苯四羧 酸根。
[0007] 進一步的，所述紫外吸收劑為三斜晶系，P-1空間群，晶胞參數為a=l 1.335(9) A，b =7.853(2) A,c=17.176(2) Α,α=75.292(3) °,β=80.331(2) °, γ=83.713(5) °,V= 1528.91(1) Α3〇
[0008] 上述的紫外吸收劑的制備方法為:將有機化合物3，3 '，5，5 偶氮苯四羧酸和硝酸 鋅溶于水和二甲基甲酰胺的混合溶劑當中，其中水和二甲基甲酰胺的體積比為1:2,用氨水 將其pH調節(jié)為8，在室溫下攪拌形成混合液A，然后將所述混合液Α在40 °C下靜置72小時得到 混合液B，最后將所述混合液B在水熱條件下加熱反應后緩慢降溫得到所述紫外吸收劑。
[0009] 其中，所述3,3'，5,5'_偶氮苯四羧酸英文為3,3'，5,5'_ azobenzenetetracarboxylic acid，結構式如下所不：
進一步的，所述3,3'，5,5'_偶氮苯四羧酸和硝酸鋅的摩爾比為1:2。
[0010]進一步的，所述的加熱溫度為180°C，加熱反應時間為48~72小時。
[0011 ]進一步的，所述的降溫為2°C/小時~5°C/小時降至室溫。
[0012] 上述紫外吸收劑應用在紫外光固化涂料中。
[0013] 本發(fā)明具有如下有益效果： 本發(fā)明合成的紫外吸收劑易于制備，合成方法簡單，而且該紫外吸收劑穩(wěn)定性好，當其 作為涂料的紫外吸收劑時，其能夠使涂層具有良好的耐黃變性，成膜后經久耐用，不易黃 變。
[0014]
【具體實施方式】
[0015] 下面結合實施例對本發(fā)明進行詳細的說明，實施例僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式， 不是對本發(fā)明的限定。
[0016] 實施例1 將0. lmmol 3，3 '，5，5 '-偶氮苯四羧酸和0.2mmol硝酸鋅溶于5mL水和10mL二甲基甲酰 胺的混合溶劑當中，用氨水將其pH調節(jié)為8,在室溫下攪拌形成混合液A，然后將所述混合液 A在40°C下靜置72小時得到混合液B，隨后將混合液B轉移到聚四氟乙烯高壓反應釜中，將其 放在170°C烘箱中反應60小時，之后以5°C/小時降至室溫過濾得到所述紫外吸收劑，產率為 73.3%(基于鋅）。
[0017] 然后將所得的紫外吸收劑進行單晶表征。
[0018] 該化合物的X射線衍射數據是在Bruker Smart Apex (XD面探衍射儀上，用ΜοΚα福 射(λ = 0.71073 Α)，以ω掃描方式收集并進行Lp因子校正，吸收校正使用SADABS程序。用 直接法解結構，然后用差值傅立葉法求出全部非氫原子坐標，并用理論加氫法得到氫原子 位置(C-H 1.083 A)，用最小二乘法對結構進行修正。計算工作在PC機上用SHELXTL程序包 完成。
[0019] 經測試解析可知，該紫外吸收劑化學式為C16H6N2〇8Zn 2;其中，C16H6N2〇8為3，3 '，5， 5'_偶氮苯四羧酸根，所述紫外吸收劑為三斜晶系，P-1空間群，晶胞參數為a=ll.335(9) A， b=7.853(2) A,c=17.176(2) Α,α=75.292(3) °,β=80.331(2) °, γ=83.713(5) °,V= 1528.91(1) Α3，Ζ=2〇
[0020] 3,3'，5,5'-偶氮苯四羧酸上的氮氮雙鍵可以有效吸收紫外線，而且當3,3'，5,5'_ 偶氮苯四羧酸脫去4個質子與鋅配位形成配合物后化學結構更加穩(wěn)定，使其作為涂料的紫 外吸收劑時具有更好吸收效率，能夠有效增強涂料的耐黃變性。
[0021] 實施例2 將0. lmmol 3，3 '，5，5 '-偶氮苯四羧酸和0.2mmol硝酸鋅溶于5mL水和10mL二甲基甲酰 胺的混合溶劑當中，用氨水將其pH調節(jié)為8,在室溫下攪拌形成混合液A，然后將所述混合液 A在40°C下靜置72小時得到混合液B，隨后將混合液B轉移到聚四氟乙烯高壓反應釜中，將其 放在160°C烘箱中反應72小時，之后以5°C/小時降至室溫過濾得到所述紫外吸收劑，產率為 64.9%(基于鋅）。
[0022] 實施例3 將0. lmmol 3，3 '，5，5 '-偶氮苯四羧酸和0.2mmol硝酸鋅溶于5mL水和10mL二甲基甲酰 胺的混合溶劑當中，用氨水將其pH調節(jié)為8,在室溫下攪拌形成混合液A，然后將所述混合液 A在40°C下靜置72小時得到混合液B，隨后將混合液B轉移到聚四氟乙烯高壓反應釜中，將其 放在180°C烘箱中反應48小時，之后以5°C/小時降至室溫過濾得到所述紫外吸收劑，產率為 65.2%(基于鋅）。
[0023] 實施例4 一種紫外光固化涂料，由如下重量分數的組分組成： 雙酚A環(huán)氧丙烯酸酯45份；甲基丙烯酸月桂酯20份;2-羥基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮1 份;醋酸乙酯35份;流平劑BYK354 0.5份;消泡劑BYK141 0.5份，權利要求1中所得的紫外吸 收劑1份。
[0024] 實施例5 一種紫外光固化涂料，由如下重量分數的組分組成： 雙酚A環(huán)氧丙烯酸酯45份；甲基丙烯酸月桂酯20份;2-羥基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮1 份;醋酸乙酯35份;流平劑BYK354 0.5份;消泡劑BYK141 0.5份，3,3'，5,5'_偶氮苯四羧酸1 份。
[0025] 實施例6 一種紫外光固化涂料，由如下重量分數的組分組成： 雙酚A環(huán)氧丙烯酸酯45份；甲基丙烯酸月桂酯20份;2-羥基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮1 份;醋酸乙酯35份;流平劑BYK354 0.5份;消泡劑BYK141 0.5份，2，4-二羥基二苯甲酮1份。
[0026] 實施例7 一種紫外光固化涂料，由如下重量分數的組分組成： 雙酚A環(huán)氧丙烯酸酯45份；甲基丙烯酸月桂酯20份;2-羥基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮1 份;醋酸乙酯35份;流平劑BYK354 0.5份;消泡劑BYK141 0.5份。
[0027]將實施例和對比例所得涂料分別噴涂塑膠底材上，50~55°C烘干3~4分鐘后經紫 外線光照射（總吸收能量值為700~750毫焦/平方厘米），然后在紫外光燈下進行固化，固化 時間為1~1.5分鐘。
[0028] 然后將上述涂料進行耐黃變性能檢測。
[0029] 耐黃變性檢測：用UVA(340)燈作為光源，將試板置于試驗條件能滿足試板溫度為 (60±3)°C、輻照度為0.68W/m2、干燥(無凝露）的熒光紫外老化機中，全過程保持連續(xù)光照 168小時。光照結束后取出，與未經光照的試板做對照，用色差儀測量顏色變化，顏色變化值 單位ΛΕ*。實測值越小，耐黃變性越好。測定結果如表1所示。
[0030] 表1性能測試結果
以上所述實施例僅表達了本發(fā)明的實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此 而理解為對本發(fā)明專利范圍的限制，但凡采用等同替換或等效變換的形式所獲得的技術方 案，均應落在本發(fā)明的保護范圍之內。
【主權項】
1. 一種紫外吸收劑，其特征在于:化學式為Ci6H6N2〇 8Zn2;其中，C16H6N2〇 8為3，3 '，5，5 '-偶 氮苯四羧酸根。2. 根據權利要求1所述的一種紫外吸收劑，其特征在于，所述紫外吸收劑為三斜晶系， P-1 空間群，晶胞參數為a=11.335(9) A，b=7.853(2) A，c=17.176(2) Α，α=75·292(3) 0，β= 80.331(2) 〇，γ=83·713(5) 0，V=1528.91(1) A3。3. -種制備權利要求1所述的紫外吸收劑的方法，其特征在于:將有機化合物3，3 '，5， 5'_偶氮苯四羧酸和硝酸鋅溶于水和二甲基甲酰胺的混合溶劑當中，其中水和二甲基甲酰 胺的體積比為1:2,用氨水將其pH調節(jié)為8,在室溫下攪拌形成混合液A，然后將所述混合液A 在40°C下靜置72小時得到混合液B，最后將所述混合液B在水熱條件下加熱反應后緩慢降溫 得到所述紫外吸收劑。4. 根據權利要求3所述的紫外吸收劑的制備方法，其特征在于:所述3,3'，5,5'_偶氮苯 四羧酸和硝酸鋅的摩爾比為1:2。5. 根據權利要求3所述的紫外吸收劑的制備方法，其特征在于:所述的加熱溫度為180 °C，加熱反應時間為48~72小時。6. 根據權利要求3所述的紫外吸收劑的制備方法，其特征在于:所述的降溫為2°C/小時 ~5°C/小時降至室溫。7. -種權利要求1所述的紫外吸收劑的應用，其特征在于:所述紫外吸收劑應用在紫外 光固化涂料中。
【文檔編號】C07C245/08GK105838129SQ201610315540
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年5月13日
【發(fā)明人】徐偉鵬
【申請人】徐偉鵬