CN107089973A - 苯并三唑化合物紫外线吸收剂及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本专利申请提供了一种新的苯并三唑化合物紫外线吸收剂，该紫外线吸收剂的分子式结构为： 其中的R表示为‑H，‑CH3，‑C2H5；R’表示为‑H，‑OH。本专利申请还公开了本紫外线吸收剂制备方法和其在涤纶织物上的整理应用。本技术方案的新型苯并三唑化合物在波长300‑400nm范围内有强的紫外线吸收能力，应用于涤纶织物的抗紫外线功能织物整理上，不仅具有优良的抗紫外线功能，还赋予了涤纶织物良好的吸湿性和抗静电性能，改变了涤纶类服装吸湿性差、穿着闷热、易起静电的不舒适感。

Description

苯并三唑化合物紫外线吸收剂及其制备方法和应用
技术领域
本发明申请涉及新型苯并三唑类化合物，其制备方法和应用，以该化合物为织物的抗紫外功能整理剂，以及其涤纶织物的整理应用。
背景技术：
大气层因污染的破坏而使太阳光中紫外线辐射量大幅增加，长时间暴露在紫外线环境中，皮肤发生病变的几率大大增加，因此，紫外线防护变得越来越重要。其中，服装或其织物附加紫外线防护功能显得尤为重要。现有技术中，有多种紫外线吸收剂，紫外线吸收剂的引入可提升织物对紫外线的吸收能力，将紫外线能量向低能级转化，从而降低或消除紫外线对人体和织物的危害。
苯并三唑类紫外线吸收剂的防紫外性能优良，但其分子结构中缺少活性基团，应用于织物后整理，极大的影响了整理后的织物抗紫外的耐久性能。专利公开方案CN101781385A，其技术核心是解决其苯并三唑类高分子紫外线吸收剂的水溶性，并在纺织品后整理中配合使用交联性，使吸收剂交联并附着于织物纤维表面，以提高耐水洗性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种新型的苯并三唑化合物紫外线吸收剂，它提升了苯并三唑类化合物抗紫外性能，而且克服了该类化合物于涤纶织物上的迁移的技术问题，本苯并三唑化合物紫外线吸收剂与织物良好固着，使织物具有稳定和耐久抗紫外线性能的技术优点。
本申请的另一发明目的在于提供一种本申请所述新的苯并三唑化合物的紫外线吸收剂制备方法。
本发明的进一步目的在于提供一种新的苯并三唑化合物作为涤纶织物的抗紫外功能的织物整理应用。
本发明申请提供新的苯并三唑化合物紫外线吸收剂，由下面分子式结构表示：
其中的R表示为-H，-CH3，-C2H5；R’表示为-H，-OH。
本发明申请提供的新的苯并三唑化合物紫外线吸收剂是由以下方法制备得到的，是由三聚氯氰与2-（2-羟基苯基）-5-氨基苯并三唑反应得到的，所述的2-（2-羟基苯基）-5-氨基苯并三唑的分子结构式为：
其中的R表示为-H，-CH3，-C2H5；R′表示为-H，-OH，
其制备方法为：三聚氯氰加水，充分搅拌为均匀悬浮液，其后缓慢滴加2-（2-羟基苯基）-5-氨基苯并三唑的碱性溶液，滴加中，于0-5℃温度条件下反应2h，再升温为室温至60℃、反应2h，最后升温至80-90℃、反应4h，经冷却、静置、水洗、乙酸洗、丙酮洗、干燥得到所需产物；
其中，三聚氯氰与2-（2-羟基苯基）-5-氨基苯并三唑的摩尔量之比为1:3。其中的2-（2-羟基苯基）-5-氨基苯并三唑可参考文章《2-（2-羟基苯基）-5-氨基-2H-苯并三唑的合成研究》（《沈阳化工学院学报》2003年9月第17卷第3期刊出，张静、闫峰、许红球等著）提及的合成制备方法。
上述制备方法的方案是在碱性条件下反应的，所述的碱性溶液为：氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液、碳酸氢钠溶液或碳酸钠溶液，碱性溶液的存在是为了平衡制备反应生成的酸。
上述制备方法的方案中，2-（2-羟基苯基）-5-氨基苯并三唑碱性溶液最佳滴加速度为0.5-1ml/min。
所得到的新的苯并三唑化合物为淡黄色粉末，其熔点240-245℃，在紫外线光区波长300-400nm范围内有强的吸收能力。
本发明申请还提供了上述新的苯并三唑化合物紫外线吸收剂的涤纶织物的整理应用。
所述的织物整理应用，组成整理剂包括本新的苯并三唑化合物紫外线吸收剂、润湿剂JFC、扩散剂NNO和蒸馏水，其重量比为20：（0.5～1）：1：1000的均匀混合物。
所述的织物整理应用，其整理方法是将2重量份的涤纶织物加入40～60重量份的整理剂中，在120～130°C下反应30分钟，得到整理织物。
本发明申请公开的新的苯并三唑化合物，以三嗪环为构架核心，引入三份苯并三唑环单体，构成新型的苯并三唑化合物，在紫外线光区波长300-400nm范围内有强的吸收能力，是一种性能优良的紫外线吸收剂，它虽然溶解性差，但应用于涤纶织物的抗紫外线功能织物整理上，整理剂组成简单、组成中无需交联剂的参与，不仅使涤纶织物具有优良的抗紫外线功能，而且抗紫外线能力稳定而持久，克服了已有苯并三唑类化合物作为紫外线吸收剂在涤纶织上易迁移的技术问题，另外，还赋予了涤纶织物良好的吸湿性和抗静电性能，改变了涤纶类服装因吸湿性差、穿着闷热、易起静电的不舒适感，整理后涤纶织物不仅具有高效抗紫外线功能，还具有接近于棉织物的吸湿性和抗静电性能，改善了涤纶织物穿着感受，使原吸湿性差的涤纶织物经本技术方案功能整理后可更多的应用于高档服装用料；再者，整理后的涤纶织物织物强力变化小，实验证明整理后的涤纶织物本身强度不因本紫外线吸收剂的整理而受到影响。
附图说明
图1为紫外线吸收光谱图。
具体实施方式
实施例1
100mL三口瓶，30mL水中加入1.84g三聚氯氰，充分搅拌形成均匀悬浮液，再向三口瓶中缓慢滴加含 6.75克2-（2-羟基苯基）-5-氨基苯并三唑的氢氧化钠溶液，其滴加的最佳速度控制在0.5-1ml/min，滴加中，于0-5℃温度条件下反应2h，再升温至40℃、反应2h，在温度80°C下，反应6h，反应结束后，冷却至室温，将反应液倒入水中，有黄色固体析出，静置、抽滤、水洗、乙醇洗、丙酮洗，干燥，得淡黄色固体粉未。其中，所述的氢氧化钠溶液还可以是氢氧化钾溶液、碳酸氢钠溶液或碳酸钠溶液，通过滴加方式平衡反应生成的酸；
涤纶织物的抗紫外线整理：
其整理剂组成包括：上述制备方法得到的淡黄色固体粉未、润湿剂JFC、扩散剂NNO和蒸 馏水，其重量比为20：1：1：1000的均匀混合物；将2重量份的涤纶织物加入40～60重量份的 整理剂中，在120°C下处理30分钟，经常规的水洗、皂洗得到整理织物。该整理织物的抗紫外 性能是根据GB/T 18830-2009测试方法，强力性能是根据GB/T3923.1-1997测试方法，获得 的测试结果如下表：
织物 紫外线防护系数（UPF） 润湿角（°） 断裂强度（N）
未整理涤纶 41.41 83.20 190. 5
整理涤纶 107.87 0 195. 5
整理棉水洗20次 101.32 0 192. 3
实施例2
100mL三口瓶，30mL水中加入1.84g三聚氯氰，充分搅拌形成均匀悬浮液，再缓慢滴加含7.17 克的2-（2-羟基苯基）-5-氨基苯并三唑的氢氧化钠溶液，其滴加的最佳速度控制在0.5-1ml/min，滴加中，于0-5℃温度条件下反应2h，再升温至60℃、反应2h，在温度90°C下，反应5 h，反应结束后，将反应液倒入水中，有黄色固体析出，静置、抽滤、水洗、乙醇洗、丙酮洗，干燥，得淡黄色固体粉未。其中，所述的氢氧化钠溶液还可以是氢氧化钾溶液、碳酸氢钠溶液或碳酸钠溶液，通过滴加方式平衡反应生成的酸；
涤纶织物的抗紫外线整理：
其整理剂组成包括上述制备方法得到的淡黄色固体粉未、润湿剂JFC、扩散剂NNO和蒸馏水，其重量比为20：0.5：1：1000的均匀混合物；将2重量份的涤纶织物加入60重量份的上述整理剂中，在130°C下整理反应30分钟，得到整理涤纶织物。
该整理织物的抗紫外性能是根据GB/T 18830-2009测试方法，强力性能是根据GB/ T3923.1-1997测试方法，获得的测试结果如下表：
织物 紫外线防护系数（UPF） 润湿角（°） 断裂强度（N）
未整理涤纶 41.41 83.20 190.5
整理涤纶 202.13 0 189.65
整理棉水洗20次 200.17 0 185.16
该整理织物的织物静电性能的指标采用静电压半衰期法评价，FZ/T-01043-1996 《纺织材料静电性能动态静电压的测定》，测试结果如下：
织物 峰值电压（V） 衰减周期 （s） 终点电压（V）
未整理涤纶 2084 96.06 1041
整理涤纶 1035 75.79 516
整理棉水洗20次 1139 78.21 655
附图中的曲线谱图是通过紫外线吸收范围和最大吸收波长曲线，来衡量实线和虚线分别代表的两种紫外线吸收剂的紫外吸收能力。其中，实线为本专利申请的新的苯并三唑化合物，虚线为2-（2-羟基苯基）-5-氨基苯并三唑，以DMF为溶剂，两种吸收剂的浓度均为1.5×10-9 mol/L。
从该谱图中可知，虚线表示的紫外线吸收剂和实线表示的紫外线吸收剂的吸收峰形类似，在波长300-400nm 处有吸收峰，且在360nm左右的吸收峰紫外吸收强度增加。总体吸收强度较好，说明虚线表示的和实线表示的两种紫外线吸收剂均具有良好的紫外吸收性能；另外，在相同物质的量浓度下，实线表示的紫外线吸收剂的吸光度值要高于虚线表示的紫外线吸收剂，说明实线表示的紫外线吸收剂对紫外线的吸收能力好于虚线表示的紫外线吸收剂。

Claims (7)

1.一种苯并三唑化合物紫外线吸收剂，其特征在于由下面分子式结构表示：
其中的R表示为-H，-CH3，-C2H5；R’表示-H，-OH。
2.一种权利要求1所述的苯并三唑化合物紫外线吸收剂制备方法，其特征在于该制备方法由三聚氯氰与2-（2-羟基苯基）-5-氨基苯并三唑反应，所述的2-（2-羟基苯基）-5-氨基苯并三唑的分子结构式为：
其中的R表示为-H，-CH3，-C2H5，R′表示为-H，-OH；
其制备方法为：三聚氯氰加水，充分搅拌为均匀悬浮液，其后缓慢滴加2-（2-羟基苯基）-5-氨基苯并三唑的碱性溶液，于0-5℃温度条件下反应2h，再升温为室温至60℃、反应2h，最后升温至80-90℃、反应4h，经冷却、静置、水洗、乙酸洗、丙酮洗、干燥得到所需产物；
其中，三聚氯氰与2-（2-羟基苯基）-5-氨基苯并三唑的摩尔量之比为1:3。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于该方法所述的碱性溶液为：氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液、碳酸氢钠溶液或碳酸钠溶液。
4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于该方法中2-（2-羟基苯基）-5-氨基苯并三唑碱性溶液滴加速度为0.5～1ml/min。
5.一种权利要求1所述的苯并三唑化合物紫外线吸收剂的涤纶织物上的整理应用。
6.根据权利要求5所述的苯并三唑化合物紫外线吸收剂的涤纶织物上的整理应用，其特征在于其整理剂组成包括苯并三唑化合物紫外线吸收剂、润湿剂JFC、扩散剂NNO和蒸馏水，其重量比为20：（0.5～1）：1：1000的均匀混合物。
7.根据权利要求6所述的苯并三唑化合物紫外线吸收剂的涤纶织物上的整理应用，其特征在于将2重量份的涤纶织物加入40～60重量份的整理剂中，在120～130°C下整理30分钟，得到整理织物。
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