CN107698842A - 烷氧基二苯甲酮的新用途 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了烷氧基二苯甲酮的新用途，将烷氧基二苯甲酮作为光引发剂用于聚烯烃类材料、聚烯烃类材料的共混物、聚烯烃类材料的共聚物以及含有上述材料的高分子材料中的一种或几种的交联，所述烷氧基二苯甲酮具有下式结构：

Description

烷氧基二苯甲酮的新用途
技术领域
本发明属于光固化合成技术领域，具体涉及烷氧基二苯甲酮的新用途。
背景技术
聚乙烯(PE)和聚丙烯(PP)具有良好的电绝缘性和易于加工成型等性能，是最具发展前途的热塑性塑料，在工业、农业和日常生活中具有广泛的应用。然而由于其分子结构的非极性及其结晶性，其耐高温性能较差、力学性能不足以及熔体强度低，导致在热成型时器壁厚度不均匀、挤出涂布压延时，出现边缘卷曲、收缩和挤出发泡时泡孔塌陷等问题，不能满足实际使用的要求。此外，其染色性、粘接性、抗静电性、亲水性以及与极性聚合物和无机填料的相容性、亲和性较差，限制了进一步的推广应用。为了克服上述缺点，人们对聚乙烯和聚丙烯的改性做了大量的研究工作。对聚乙烯和聚丙烯进行交联改性使之变成能耐高温的热固性塑料以提高其使用价值是世界各国聚合物材料科学家追求的目标之一。聚乙烯的交联方法主要有3种：高能辐射交联、化学交联(过氧化物法和硅烷法)和紫外光交联。紫外光交联法是近年来开始实现工业应用的新交联方法，经过交联改性的聚乙烯和聚丙烯其性能得到大幅度改善，不仅显著提高了力学性能、耐环境应力开裂性能、耐化学药品腐蚀性能、抗蠕变性和电性能等综合性能，而且非常明显地提高了耐温等级，可使聚乙烯的耐热温度从70℃提高到100℃以上，从而大大拓宽了聚乙烯的应用范围。光固化技术(紫外光交联)是一种新型的绿色环保技术，其引发效率高，速率快，经济效益高。自1968年德国Bayer公司成功开发光固化木器涂料以来，光固化技术已广泛应用在涂料、油墨、胶粘剂、微电子、齿科修复和生物材料等领域。我国的光固化技术一直持续高速发展，已成为仅次于美国和日本的光固化原材料和产品的生产大国。光引发剂又称光敏剂或光固化剂，是一类能在紫外光区或可见光区吸收一定波长的能量，产生自由基、阳离子等，从而引发单体聚合交联固化的化合物。光引发剂是光固化体系中一个重要组成部分。
目前用于聚乙烯交联的光引发剂可以分为两大类：裂解型光引发剂和夺氢型光引发剂。裂解型光引发剂吸收紫外光能量跃迁至激发态后，本身断键产生自由基。这类引发剂主要有安息香类化合物和苯偶酰缩醛及苯乙酮衍生物。夺氢型光引发剂主要有二苯甲酮、蒽醌、硫杂蒽酮等芳基酮。这类光引发剂遵循光还原机理，需有氢原子给体(DH)配合作用。光引发剂被激发到单重态，继而通过系间穿越跃迁至更为稳定的三重态(T3)，夺取氢原子后钝化；而氢给体则形成活泼自由基引发反应。文献(hen Y.L.,RanbyB..J.Polym.Sci.PartA:Polym.Chem.[J],a.1989,27:4 051—4 075；b.1989,27:4 077—4086；c.1990,28:1847—1859)报道了对18种不同类型的光引发剂引发聚乙烯光交联的效率进行了比较，发现夺氢型比裂解型光引发剂效率高，而二苯甲酮类的引发效率最高。文献(Zamotaev P.V.,Chodak I..Angew.M akromol.Chem.[J],1993,210:119—128)的研究结果表明二苯甲酮、蒽醌、氧杂蒽酮等夺氢型光引发剂是聚乙烯光交联反应的最有效的引发剂。然而，这些光引发剂在单独使用时，引发交联速率均较低，并且，现有的光引发剂与聚乙烯或聚丙烯的相容性较差，导致交联材料的抗拉强度不足。
发明内容
本发明针对现有技术不足，提供了一类烷氧基二苯甲酮化合物作为光引发剂用于聚烯烃类材料的改性交联的新用途。
本发明具体技术方案如下：
烷氧基二苯甲酮的新用途，烷氧基二苯甲酮作为光引发剂用于聚烯烃类材料、聚烯烃类材料的共混物、聚烯烃类材料的共聚物以及含有上述材料的高分子材料中的一种或几种的交联。所述聚烯烃类材料选自低密度聚乙烯(LDPE)、线性低密度聚乙烯(LLDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)、聚丙烯(PP)、聚偏氟乙烯(PVDF)、乙烯和乙烯醇共聚物(EVOH)、乙烯和丙烯共聚物中的一种或几种。
所述烷氧基二苯甲酮具有下式结构：OR代表C1-C10直链或支链的烷氧基，优选代表C2-C8的烷氧基，进一步优选OR为正辛氧基，更优选4-正辛氧基，结构如下：
所述OR基团可以为任意位取代，优选的，OR取代位为4位。
本发明的另一目的在于提供一种可光固化的组合物，包括聚烯烃类材料或其与其他高分子材料的共混物以及至少一种具有下式结构的烷氧基二苯甲酮：OR代表C1-C10直链或支链的烷氧基，优选代表C2-C8的烷氧基，进一步优选OR为正辛氧基，更优选4-正辛氧基。
所述OR基团可以为任意位取代，优选的，OR取代位为4位。
上述可光固化的组合物还可以本技术领域接受的其他添加剂，如抗氧剂、交联剂、紫外吸收剂，光稳定剂，阻燃剂，荧光增白剂，抗静电剂，抗水解剂等
上述可光固化的组合物可制成的各种材质的色母粒。
本发明优点：
本发明公开的烷氧基二苯甲酮的新用途提供了现有技术下聚烯烃类材料紫外光交联改性的效果，与其他二苯甲酮类化合物相比，烷氧基二苯甲酮类化合物与聚烯烃类材料相容性好，交联效率高，交联产物，抗拉性能好，具有更优越的力学性能和耐热性能。
具体实施方式
在本发明中所使用的术语，除非另有说明，一般具有本领域普通技术人员通常理解的含义。
下面结合具体实施例并参照数据进一步详细描述本发明。应理解，该实施例只是为了举例说明本发明，而非以任何方式限制本发明的范围。
在以下实施例中，未详细描述的各种过程和方法是本领域中公知的常规方法。下述实例中所用的材料、试剂、装置、仪器、设备等，如无特殊说明，均可从商业途径获得。
下面结合具体实施例对本发明进一步说明。
实施例1
本实施例分别考察了二苯甲酮(BP)、十二烷基二苯甲酮(BP-D)、癸二酸二(4-羟基二苯甲酮)酯(BP-S)，2羟基-4-正辛氧基二苯甲酮(UV531)、4-正辛氧基二苯甲酮、4-甲氧基二苯甲酮、4-正癸氧基二苯甲酮对聚乙烯的改性交联能力。上述化合物可通过商业购买或定制合成，也可参考文献《紫外线吸收剂UV-531合成工艺研究》(顾朔，彭广荣，江苏化工，2008年10月，36卷第5期，26-27页)公开的合成方法制备得到。
实验步骤：
将1份光引发剂与100份聚乙烯(重量份)，混炼好通过挤出机，然后进入紫外光辐射设备进行熔融态照射10秒钟，紫外光源为高压汞灯，功率2kw，交联，然后在150℃下用平板硫化机热压成1mm的片材。
样品检测：
(1)凝胶含量：光交联聚乙烯样品在微沸的二甲苯中抽提48小时，24小时后更换一次新鲜二甲苯，经丙酮清洗后在75℃真空干燥下至恒重。凝胶含量由下式计算：
Gel％＝(W/W0)×100％
W0-抽提前试样重量；W-抽提后干凝胶重量。每个样品均做三个平行样品，取平均值作为该样品的凝胶含量值。结果如表1所示。
表1凝胶含量考察结果
BP BP-D BP-S 531 4-正辛氧基二苯甲酮 4-甲氧基二苯甲酮 4-正癸氧基二苯甲酮
凝胶含量 45％ 55％ 58％ 57％ 82％ 61％ 71％
结果表明本发明所述烷氧基二苯甲酮类化合物，特别是4-正辛氧基二苯甲酮作为光引发剂，其交联产物的凝胶含量相对于现有技术的光引发剂有显著提高，说明4-正辛氧基二苯甲酮具有更强的交联性能，光引发剂效率高。
(2)热老化实验：
将样品放在158℃热老化箱内放置168h，然后测拉伸强度和断裂伸长率。
拉伸性能：按照GB/T 1040-2006规定测试，厚度为1.0±0.1mm，拉伸速率为200±50mm/min。
仪器选择岛津公司DCS-5000型万能拉力机。每个样品做5个平行样，取平均值。结果如表2所示。
表2拉伸性能考察结果
结果表明本发明所述烷氧基二苯甲酮类化合物，特别是4-正辛氧基二苯甲酮与聚乙烯具有很好的相容性，能够更好地促进聚乙烯高分子直接的结合程度，从而提高聚乙烯材料的抗拉强度。由于烷氧基二苯甲酮的分子侧链基团性质，使其分子与聚乙烯分子的兼容性大大提高，从而使其在聚乙烯中得以均匀的分散，其交联能力得到了更加充分的发挥，而其他现有技术光其它引发剂因为与聚乙烯相容差，无法做到均匀的分散，只能以物理混合的形式存在，因此极大地制约了其交联能力。

Claims (9)

1.烷氧基二苯甲酮的新用途，其特征在于烷氧基二苯甲酮作为光引发剂用于聚烯烃类材料、聚烯烃类材料的共混物、聚烯烃类材料的共聚物以及含有上述材料的高分子材料中的一种或几种的交联。
2.根据权利要求1所述的新用途，其特征在于所述聚烯烃类材料选自低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、聚丙烯、聚偏氟乙烯、乙烯和乙烯醇共聚物、乙烯和丙烯共聚物中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的新用途，其特征在于所述烷氧基二苯甲酮具有下式结构：
OR代表C1-C10直链或支链的烷氧基。
4.根据权利要求3所述的新用途，其特征在于所述OR取代位为4位。
5.根据权利要求3所述的新用途，其特征在于所述OR为4-正辛氧基。
6.一种可光固化的组合物，其特征在于包括聚烯烃类材料、聚烯烃类材料的共混物、聚烯烃类材料的共聚物以及含有上述材料的高分子材料中的一种或几种以及至少一种具有下式结构的烷氧基二苯甲酮：OR代表C1-C10直链或支链的烷氧基。
7.根据权利要求6所述的组合物，其特征在于所述聚烯烃类材料选自低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、聚丙烯、聚偏氟乙烯、乙烯和乙烯醇共聚物、乙烯和丙烯共聚物中的一种或几种。
8.根据权利要求6所述的组合物，其特征在于所述OR取代位为4位。
9.根据权利要求6所述的组合物，其特征在于所述OR为4-正辛氧基。
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CN110776586A (zh) * 2019-10-24 2020-02-11 安庆飞凯新材料有限公司 一种烷氧基苯绕蒽酮光引发剂的制备方法及其应用

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