CN113105325A - 一种用于紫外光交联的新型光引发剂的制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种用于紫外光交联的新型光引发剂的制备方法。是为了解决含有光引发剂和交联剂的聚合物混合物料从挤出机挤出时的温度可达200℃，会发生热迁移，从而导致交联效率的降低，同时蒸发出来的光引发剂和交联剂会在空气中冷凝影响生产效率，极大的危害工人的身体健康的问题。本发明包括如下步骤：将HBP、三乙胺和二氯甲烷加入三口烧瓶，然后将丙烯酰氯和二氯甲烷恒压滴定，冰水浴条件下反应2h后再常温反应18h；反应结束后过滤除铵盐，分别用盐酸、碳酸氢钠和蒸馏水洗涤多次，无水硫酸镁干燥后旋蒸除二氯甲烷，得光引发剂ABP；通过1H NMR对ABP进行结构表征。本发明用于新型光引发剂的制备。
Description
技术领域
本发明涉及一种纳米杂化光引发体系，具体的说是一种用于紫外光交联聚烯烃的纳米杂化光引发剂和纳米杂化交联剂的制备方法。
背景技术
聚烯烃是聚合物材料中用量最大，用途最广泛的通用热塑性高分子材料，在国民经济建设和日常生活中起着重要的作用。不过聚烯烃的软化点和机械强度通常较低，应用受到限制。提高聚烯烃性能的最有效的方式就是促使其交联，形成三维网状结构，这将显著提高其使用温度和增强抗应力开裂能力。交联聚烯烃已经成为日益重要又广泛使用的聚合物材料。
紫外光交联聚烯烃体系主要包括聚烯烃基料，光引发剂和交联剂。紫外光交联聚烯烃的原理是光引发剂通过吸收特定波长的紫外光线并形成游离基，这些游离基在夺取聚烯烃链中的氢原子，促使聚烯烃分子链相互连接，最终由线型结构转变为三维网状结构的大分子。而为了加快交联的反应速率并提高其交联度，还会加入适量的交联剂。在紫外光辐照和引发剂的作用下，聚烯烃主链和交联剂分子上都会产生自由基，进而发生复合、交联。而交联剂的存在之所以会增加紫外光交联的反应速率，原因在于交联剂相比聚烯烃分子能够更有效的捕获三重激发态的光引发剂，从而减少了三重激发态光引发剂由于失活反应造成游离基降低的概率；另外聚烯烃自由基通过交联剂之间形成网状结构的速率要远大于聚烯烃自由基之间的反应速率。
在实际生产过程中，含有光引发剂和交联剂的聚合物混合物料从挤出机挤出时的温度可达200℃，以前使用的小分子光引发剂和交联剂在此温度小的蒸气压很高，会发生热迁移，从而导致交联效率的降低。同时蒸发出来的光引发剂和交联剂会在空气中冷凝，弥散在空气中或者附着在紫外光灯的内壁上，不仅影响生产效率，还会极大的危害工人的身体健康。因此有学者研制了大分子的光引发剂和交联剂来减少紫外光交联过程中的热迁移。
中国专利申请号200610126942.X提出了一种使用长链烷基二苯甲酮作为大分子光引发剂的方法，该光引发剂在加工温度下具有具有较低的蒸气压，同时与聚烯烃材具有良好的相容性，有效解决了光引发剂的挥发和迁移的问题，但是其使用的依旧是常规的小分子交联剂，在加工温度下仍存在挥发和迁移的问题。
中国专利申请号201410486001.1提出了一种二巯基化合物、烯丙基交联剂以及引发剂制备的具有超支化结构的大分子交联剂，该交联剂在加工温度下挥发性显著降低；同时由于具有超支化结构的特性，交联剂上具有很多的末端基团，交联效果好，和聚烯烃基体也具有良好的相容性。但是聚合物的电性能和力学性能一般。
发明内容
为了解决上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种用于紫外光交联的新型光引发剂的制备方法，以克服现有技术中的缺陷。
为了实现上述目的，本发明提供了一种用于紫外光交联的新型光引发剂的制备方法，采用将极性基团引入到光引发剂中，用于改善交联聚烯烃的电绝缘性能，该方法包括如下步骤：
步骤一：将HBP、三乙胺和二氯甲烷加入三口烧瓶，然后将丙烯酰氯和二氯甲烷恒压滴定，冰水浴条件下反应2h后再常温反应18h；
步骤二：反应结束后过滤除铵盐，分别用盐酸、碳酸氢钠和蒸馏水洗涤多次，无水硫酸镁干燥后旋蒸除二氯甲烷，得光引发剂ABP；
步骤三：通过1H NMR对ABP进行结构表征。
所述的一种用于紫外光交联的新型光引发剂的制备方法，所述的步骤一中HBP和三乙胺的质量比为9.91：6.07。
所述的一种用于紫外光交联的新型光引发剂的制备方法，所述的步骤二中盐酸和碳酸氢钠的浓度都为1mol/L。
所述的一种用于紫外光交联的新型光引发剂的制备方法，所述的步骤二中分别用盐酸、碳酸氢钠和蒸馏水洗涤多次中洗涤的次数为2-4次。
本发明的有益效果：
1、本发明通过分子设计遴选出合适的结构在保证和聚合物基体具有良好相容性的前提下减少光引发剂和交联剂在加工温度下的挥发和迁移，并借助极性基团对聚烯烃的改善作用来提高聚合物材料的各项力学和电学性能。
2、本发明采取的制备方法，反应条件温和，操作简单易行，有效提升了紫外光交联聚乙烯的各项电学和力学性能，并且具有较高的交联效率以及聚烯烃良好的相容性。
附图说明
图1为本发明对ABP进行结构表征图；
具体实施方式
为了能够进一步了解本发明的结构、特征及其他目的，现结合所附较佳实施例附以附图详细说明如下，本附图所说明的实施例仅用于说明本发明的技术方案，并非限定本发明。
具体实施方式一、本实施方式所述的一种用于紫外光交联的新型光引发剂的制备方法，采用将极性基团引入到光引发剂中，用于改善交联聚烯烃的电绝缘性能，该方法包括如下步骤：
步骤一：将HBP、三乙胺和二氯甲烷加入三口烧瓶，然后将丙烯酰氯和二氯甲烷恒压滴定，冰水浴条件下反应2h后再常温反应18h；
步骤二：反应结束后过滤除铵盐，分别用盐酸、碳酸氢钠和蒸馏水洗涤多次，无水硫酸镁干燥后旋蒸除二氯甲烷，得光引发剂ABP；
步骤三：通过1H NMR对ABP进行结构表征。
具体实施方式二、本实施方式是对具体实施方式一所述的一种用于紫外光交联的新型光引发剂的制备方法的进一步说明，将9.91g HBP(0.05mol)、6.07g三乙胺(0.06mol)和20ml二氯甲烷加入三口烧瓶，然后将5.43g丙烯酰氯(0.06mol)和10ml二氯甲烷恒压滴定，冰水浴条件下反应2h后常温反应18h。反应结束后过滤除铵盐，分别用1mol/L盐酸、1mol/L碳酸氢钠和蒸馏水洗涤2次，无水硫酸镁干燥后旋蒸除二氯甲烷，得光引发剂ABP。
通过1H NMR对ABP进行结构表征，结果如图1所示。图中δ＝7.91～7.23ppm处是苯环上H的化学位移，δ＝6.51ppm、6.18ppm和5.86ppm为C＝C双键上H的化学位移，通过核磁氢谱分析可以表明ABP上有双键的存在
具体实施方式三、本实施方式是对具体实施方式一所述的一种用于紫外光交联的新型光引发剂的制备方法的进一步说明，所述的步骤一中HBP和三乙胺的质量比为9.91：6.07。
具体实施方式四、本实施方式是对具体实施方式一所述的一种用于紫外光交联的新型光引发剂的制备方法的进一步说明，所述的步骤二中盐酸和碳酸氢钠的浓度都为1mol/L。
具体实施方式五、本实施方式是对具体实施方式一所述的一种用于紫外光交联的新型光引发剂的制备方法的进一步说明，所述的步骤二中分别用盐酸、碳酸氢钠和蒸馏水洗涤多次中洗涤的次数为2-4次。
需要声明的是，上述发明内容及具体实施方式意在证明本发明所提供技术方案的实际应用，不应解释为对本发明保护范围的限定。本领域技术人员在本发明的精神和原理内，当可作各种修改、等同替换或改进。本发明的保护范围以所附权利要求书为准。
Claims (4)
1.一种用于紫外光交联的新型光引发剂的制备方法，其特征在于，采用将极性基团引入到光引发剂中，用于改善交联聚烯烃的电绝缘性能，该方法包括如下步骤：
步骤一：将HBP、三乙胺和二氯甲烷加入三口烧瓶，然后将丙烯酰氯和二氯甲烷恒压滴定，冰水浴条件下反应2h后再常温反应18h；
步骤二：反应结束后过滤除铵盐，分别用盐酸、碳酸氢钠和蒸馏水洗涤多次，无水硫酸镁干燥后旋蒸除二氯甲烷，得光引发剂ABP；
步骤三：通过1H NMR对ABP进行结构表征。
2.如权利要求1所述的一种用于紫外光交联的新型光引发剂的制备方法，其特征在于，所述的步骤一中HBP和三乙胺的质量比为9.91：6.07。
3.如权利要求2所述的一种用于紫外光交联的新型光引发剂的制备方法，其特征在于，所述的步骤二中盐酸和碳酸氢钠的浓度都为1mol/L。
4.如权利要求3所述的一种用于紫外光交联的新型光引发剂的制备方法，其特征在于，所述的步骤二中分别用盐酸、碳酸氢钠和蒸馏水洗涤多次中洗涤的次数为2-4次。
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