CN107163206A - 高分子二苯甲酮类化合物的制备及其在抗光污染塑料中的应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高分子二苯甲酮类化合物的制备及其在抗光污染塑料中的应用，利用二苯甲酮与过量的碱金属钠生成二苯甲酮二钠引发剂，在催化剂的作用下与甲苯‑2，4‑二异氰酸酯反应，再在乙酸乙酯回流的反应条件下与4，4’‑二羟基二苯甲酮反应制备成高分子二苯甲酮类化合物，并将其通过低温等离子体改性成容易进行聚合和引发的化合物，再通过与交联剂交联作用形成较大分子的基团，再与其他制备原料一起通过混料、开炼、挤出成型的工艺，得到制成抗光污染塑料，避免了小分子抗紫外吸收剂容易发生挥发和迁移的问题，不仅具有普通塑料的各项优良性能，并且还拥有良好的抗紫外线性能，大大延长了其制品的使用寿命和外观美感持久性。

Description

高分子二苯甲酮类化合物的制备及其在抗光污染塑料中的 应用
技术领域
本发明涉及塑料助剂领域，尤其涉及一种高分子二苯甲酮类化合物的制备及其在抗光污染塑料中的应用。
背景技术
随着工业的不断发展，塑料得到越来越广泛的应用。聚乙烯、聚丙烯、PTT聚酯、ABS等等大量使用在节水灌溉、建筑、室内装潢、家具、电力、运输等行业。
塑料在使用过程中，在太阳光中的紫外线(波长为290～400nm)的照射下，塑料的分子链会发生降解，导致塑料制品的外观和物理机械性能下降。因此，使用要求高的塑料制品在生产过程中必须添加抗紫外线剂，以抵制光污染的侵蚀，抑制塑料的光老化，延长塑料制品的使用寿命。
紫外线吸收剂可以强烈吸收280～400nm的紫外线，抑制塑料的光老化，延长塑料制品的使用寿命。目前塑料制品中使用的抗紫外线剂主要为有机物，如水杨酸酯类、二苯类、三嗪类和有机络合化合物等，这些有机抗紫外线剂一方面具有价格昂贵、污染环境等缺点，另一方面各种紫外线吸收剂的功效也并不百分百的理想。
二苯甲酮类化合物为常用的抗紫外线吸收剂，虽然其本身的抗紫外线吸收能力不错，但是常用的作为抗紫外吸收剂的二苯甲酮类化合物都是小分子的有机物，容易发生挥发和迁移的问题，如何能延长其性能寿命以至于在应用到塑料的制备时，具有持久长效的抗紫外线功能值得研究。
发明内容
发明目的：为了解决现有技术中所存在的问题，本发明提出了一种化学性质稳定、具有长效持久的抗紫外吸收抗光污染能力的高分子二苯甲酮类化合物的制备及其在抗光污染塑料中的应用。
技术方案：为达以上目的，本发明采取以下技术方案：高分子二苯甲酮类化合物的制备，包括如下步骤：
(1)将二苯甲酮与过量的碱金属钠在室温下反应0.5-1h，生成二苯甲酮钠阴离子自由基，向反应溶液中加入去离子水，加热至60-70℃，生成二苯甲酮二钠引发剂；
(2)将甲苯-2，4-二异氰酸酯加入到上述步骤(1)的溶液中，再加入催化剂，混合加热至50-80℃维持2-3h；
(3)向上述溶液中加入乙酸乙酯溶液，升温至90℃后加热回流反应2-5min，再加入4，4’-二羟基二苯甲酮继续加热5min，反应结束；
(4)用碱溶液和去离子水溶液洗涤产物，经、干燥、减压蒸馏得到高分子二苯甲酮类化合物初产物；
(5)将步骤(4)得到的高分子二苯甲酮类化合物初产物进行低温等离子体改性处理得到高分子二苯甲酮类化合物。
更为优选的，所述催化剂为有机金属类催化剂。
本发明还公开了上述高分子二苯甲酮类化合物的应用，用于抗光污染塑料的制备。
更为优选的，应用于抗光污染塑料的制备方法为将基料、树脂类、填料、高分子二苯甲酮类化合物、交联剂、氧化钛粉末、润滑剂、胶粘剂、水经混料、开炼、挤出成型的工艺，得到所需抗光污染塑料。
更为优选的，所述高分子二苯甲酮类化合物的用量为原料总量的4％-8％。
更为优选的，所述高分子二苯甲酮类化合物混料时与交联剂同时加入。
更为优选的，所述交联剂为BPO。
有益效果：本发明提供的一种高分子二苯甲酮类化合物的制备及其在抗光污染塑料中的应用，利用二苯甲酮与过量的碱金属钠生成二苯甲酮二钠引发剂，在催化剂的作用下与甲苯-2，4-二异氰酸酯反应，再在乙酸乙酯回流的反应条件下与4，4’-二羟基二苯甲酮反应制备成高分子二苯甲酮类化合物，并将其通过低温等离子体改性成容易进行聚合和引发的化合物，再通过与交联剂交联作用形成较大分子的基团，再与其他制备原料一起通过混料、开炼、挤出成型的工艺，得到制成抗光污染塑料，避免了小分子抗紫外吸收剂容易发生挥发和迁移的问题，不仅具有普通塑料的各项优良性能，并且还拥有良好的抗紫外线性能，抗光污染性能佳，大大延长了其制品的使用寿命和外观美感持久性。
具体实施方式
实施例1：
高分子二苯甲酮类化合物的制备，包括如下步骤：
(1)将二苯甲酮与过量的碱金属钠在室温下反应0.5h，生成二苯甲酮钠阴离子自由基，向反应溶液中加入去离子水，加热至60℃，生成二苯甲酮二钠引发剂；
(2)将甲苯-2，4-二异氰酸酯加入到上述步骤(1)的溶液中，再加入催化剂，混合加热至50℃维持2h；催化剂为有机金属类催化剂；
(3)向上述溶液中加入乙酸乙酯溶液，升温至90℃后加热回流反应2min，再加入4，4’-二羟基二苯甲酮继续加热5min，反应结束；
(4)用碱溶液和去离子水溶液洗涤产物，经、干燥、减压蒸馏得到高分子二苯甲酮类化合物初产物；
(5)将步骤(4)得到的高分子二苯甲酮类化合物初产物进行低温等离子体改性处理得到高分子二苯甲酮类化合物。
实施例2：
高分子二苯甲酮类化合物的制备，包括如下步骤：
(1)将二苯甲酮与过量的碱金属钠在室温下反应1h，生成二苯甲酮钠阴离子自由基，向反应溶液中加入去离子水，加热至70℃，生成二苯甲酮二钠引发剂；
(2)将甲苯-2，4-二异氰酸酯加入到上述步骤(1)的溶液中，再加入催化剂，混合加热至80℃维持3h；催化剂为有机金属类催化剂；
(3)向上述溶液中加入乙酸乙酯溶液，升温至90℃后加热回流反应5min，再加入4，4’-二羟基二苯甲酮继续加热5min，反应结束；
(4)用碱溶液和去离子水溶液洗涤产物，经、干燥、减压蒸馏得到高分子二苯甲酮类化合物初产物；
(5)将步骤(4)得到的高分子二苯甲酮类化合物初产物进行低温等离子体改性处理得到高分子二苯甲酮类化合物。
实施例3：
高分子二苯甲酮类化合物的制备，包括如下步骤：
(1)将二苯甲酮与过量的碱金属钠在室温下反应0.75h，生成二苯甲酮钠阴离子自由基，向反应溶液中加入去离子水，加热至65℃，生成二苯甲酮二钠引发剂；
(2)将甲苯-2，4-二异氰酸酯加入到上述步骤(1)的溶液中，再加入催化剂，混合加热至65℃维持2.5h；催化剂为有机金属类催化剂；
(3)向上述溶液中加入乙酸乙酯溶液，升温至90℃后加热回流反应4min，再加入4，4’-二羟基二苯甲酮继续加热5min，反应结束；
(4)用碱溶液和去离子水溶液洗涤产物，经、干燥、减压蒸馏得到高分子二苯甲酮类化合物初产物；
(5)将步骤(4)得到的高分子二苯甲酮类化合物初产物进行低温等离子体改性处理得到高分子二苯甲酮类化合物。
实施例4：
上述实施例3制备的一种高分子二苯甲酮类化合物的应用，用于抗光污染塑料的制备，具体制备方法是将基料、树脂类、填料、高分子二苯甲酮类化合物、交联剂BPO、氧化钛粉末、润滑剂、胶粘剂、水经混料、开炼、挤出成型的工艺，得到所需抗光污染塑料。其中，所述高分子二苯甲酮类化合物混料时与交联剂BPO同时加入，用量为原料总量的6％。
将实施例4制备的抗光污染塑料以及添加了普通的紫外线吸收剂的塑料作为对比例进行抗紫外线能力测试，结构如表1所示：
表1实施例4与对比例抗紫外线吸收能力对比
从上表数据可以看出，本发明制备的高分子二苯甲酮类化合物并应用制备的抗光污染塑料不仅具有普通塑料的各项优良性能，并且还拥有良好的抗紫外线性能，抗光污染性能佳，大大延长了其制品的使用寿命和外观美感持久性。
应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.高分子二苯甲酮类化合物的制备，其特征在于包括如下步骤：
(1)将二苯甲酮与过量的碱金属钠在室温下反应0.5-1h，生成二苯甲酮钠阴离子自由基，向反应溶液中加入去离子水，加热至60-70℃，生成二苯甲酮二钠引发剂；
(2)将甲苯-2，4-二异氰酸酯加入到上述步骤(1)的溶液中，再加入催化剂，混合加热至50-80℃维持2-3h；
(3)向上述溶液中加入乙酸乙酯溶液，升温至90℃后加热回流反应2-5min，再加入4，4’-二羟基二苯甲酮继续加热5min，反应结束；
(4)用碱溶液和去离子水溶液洗涤产物，经、干燥、减压蒸馏得到高分子二苯甲酮类化合物初产物；
(5)将步骤(4)得到的高分子二苯甲酮类化合物初产物进行低温等离子体改性处理得到高分子二苯甲酮类化合物。
2.根据权利要求1所述的高分子二苯甲酮类化合物的制备，其特征在于：所述催化剂为有机金属类催化剂。
3.如权利要求1所述的高分子二苯甲酮类化合物的应用，其特征在于用于抗光污染塑料的制备。
4.根据权利要求3所述的高分子二苯甲酮类化合物的应用，其特征在于将基料、树脂类、填料、高分子二苯甲酮类化合物、交联剂、氧化钛粉末、润滑剂、胶粘剂、水经混料、开炼、挤出成型的工艺，得到所需抗光污染塑料。
5.根据权利要求4所述的高分子二苯甲酮类化合物的应用，其特征在于：所述高分子二苯甲酮类化合物的用量为原料总量的4％-8％。
6.根据权利要求4所述的高分子二苯甲酮类化合物的应用，其特征在于：所述高分子二苯甲酮类化合物混料时与交联剂同时加入。
7.根据权利要求4所述的高分子二苯甲酮类化合物的应用，其特征在于：所述交联剂为BPO。
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