CN113277973B - 一种复合型光稳定剂及其制备工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明属于高分子材料改性助剂领域，特别涉及一种光稳定剂及其制备方法，其步骤为以2，6‑二叔丁基苯酚、N，N‑双(2，2，6，6‑四甲基‑4‑哌啶基)1，6‑己二胺、多聚甲醛、催化剂及有机水溶液投入到反应容器中，经高温高压反应后，降温结晶、过滤、洗涤、干燥得到4，4'‑((己烷‑1，6‑二基双((2，2，6，6‑四甲基哌啶‑4‑基)氮杂二基))双(亚甲基))双(2，6‑二叔丁基苯酚)；本发明合成及后处理过程简单，反应时间短，产品纯度高，兼具光稳定剂及抗氧剂共同效果，且能耗低，环境污染小，成本低，是实现工业化生产的较理想的工艺。

Description

一种复合型光稳定剂及其制备工艺
技术领域
本发明属于高分子材料改性助剂领域，特别涉及一种复合型光稳定剂及其制备工艺。
背景技术
高聚物光老化的本质一般是指其化学结构或物理结构发生的改变，表现为材料的各项性能下降，所以为了防止或延缓其老化，延长其使用寿命，人们通常将一些具有特定功能的化学助剂如光稳定剂添加到高分子材料中。
受阻胺光稳定剂是目前光稳定剂中应用性能最好的品种之一。它具有低挥发性，热稳定性高，抗抽提性好，与树脂相容性好而不易迁移，塑料易成型和使用无刺激性等特点。受阻酚抗氧剂是一些具有空间位阻的酚类化合物，由于具有显著的抗热氧化效果、对制品的污染小等特点，得到人们的大力重视，发展迅速。
由于聚合物的紫外光降解实际上是紫外光和氧气共同作用的结果，包括了光降解和光氧化两个不同的过程。受阻胺光稳定剂和受阻酚抗氧剂对聚合物的稳定剂机理不同，把两种不同作用机理的稳定剂并用，能够获得比单个稳定剂更好的稳定效果即协同效应，这是目前光稳定剂发展的趋势。
发明内容
本发明目的是提供一种环境污染小、成本低、操作简单、产品收率高的复合型光稳定剂的制备方法。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种复合型光稳定剂，具有如式1所示的结构：
Figure BDA0003097226700000011
一种复合型光稳定剂，合成工艺路线为：
Figure BDA0003097226700000021
一种复合型光稳定剂，其制备工艺路线，具体步骤如下：将N，N-双(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)1，6-己二胺、2，6-二叔丁基苯酚、多聚甲醛、催化剂及有机水溶液经高温高压反应后，降温结晶，过滤、洗涤、干燥得4，4'-((己烷-1，6-二基双((2，2，6，6-四甲基哌啶-4-基)氮杂二基))双(亚甲基))双(2，6-二叔丁基苯酚)。
优选的，N，N-双(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)1，6-己二胺与2，6-二叔丁基苯酚的摩尔比为1：2～3；N，N-双(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)1，6-己二胺与多聚甲醛的摩尔比为1：2～5；N，N-双(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)1，6-己二胺与催化剂的摩尔比为1：0.005～0.04；有机水溶液的质量为N，N-双(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)1，6-己二胺和2，6-二叔丁基苯酚总质量的2～6倍。
优选的，有机水溶液中的有机溶剂为主要为低级脂肪醇，如甲醇、乙醇、异丙醇、正丁醇、仲丁醇、异丁醇、叔丁醇中任意一种。
优选的，有机水溶液中含水量为有机水溶液总质量的10％～40％。
优选的，催化剂主要为碱性催化剂，如有机胺类催化剂及碱金属氢氧化物。
优选的，有机胺类催化剂为二甲胺、三乙胺、乙二胺、乌洛托品中任意一种。
优选的，碱金属氢氧化物为氢氧化钾、氢氧化钠中任意一种。
优选的，高温高压反应时，反应温度为80-140℃，反应时间为3-6小时，初始压力为0.1-0.5MPa；降温结晶温度为0-10℃。
由于采用以上技术，本发明较现有技术相比，具有的有益效果如下：
本发明的光稳定剂，作为同时具有受阻胺片段和抗氧剂片段的复合型光稳定剂，能够产生分子内自协同作用，能够起到多重稳定作用，有效提高产品的耐老化性能，达到低成本助剂、易于分散在基材的目的；
本发明合成及后处理过程简单，反应时间短，产品纯度高，兼具光稳定剂及抗氧剂共同效果，且能耗低，环境污染小，成本低，是实现工业化生产的较理想的工艺。
具体实施方式
下面结合具体实施方式，进一步阐明本发明。
实施例1：
不锈钢高压釜中加入39.5g(0.1mol)N，N-双(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)1，6-己二胺、2，6-二叔丁基苯酚51.5g(0.25mol)、多聚甲醛9g(0.3mol)、三乙胺0.1g(0.001mol)、质量浓度为85％的甲醇水溶液273g(甲醇232.05g+水40.95g)，氮气置换三次，初始压力为0.1MPa，升温至100℃反应3小时，反应结束后，降温至0℃搅拌30min进行结晶，过滤，利用甲醇进行洗涤、烘干得白色固体，含量为92.72％，收率为80.77％。
实施例2：
不锈钢高压釜中加入42.78g(0.11mol)N，N-双(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)1，6-己二胺、2，6-二叔丁基苯酚47.59g(0.23mol)、多聚甲醛11.55g(0.385mol)、氢氧化钠0.044g(0.0011mol)、质量浓度为80％的乙醇水溶液361.48g(乙醇289.184g+水72.296g)，氮气置换三次，初始压力为0.2MPa，升温至120℃反应5小时，反应结束后，降温至10℃搅拌30min进行结晶，过滤，利用乙醇进行洗涤、烘干得白色固体，含量为95.23％，收率为86.24％。
实施例3：
不锈钢高压釜中加入118.5g(0.3mol)N，N-双(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)1，6-己二胺、2，6-二叔丁基苯酚185.4g(0.9mol)、多聚甲醛27g(0.9mol)、乌洛托品0.84g(0.006mol)、质量浓度为80％的甲醇水溶液607.8g(甲醇486.24g+水121.56g)，氮气置换三次，初始压力为0.2MPa，升温至120℃反应4小时，反应结束后，降温至5℃搅拌30min进行结晶，过滤，利用甲醇进行洗涤、烘干得白色固体，含量为98.34％，收率为90.12％。
实施例4：
不锈钢高压釜中加入98.75g(0.25mol)N，N-双(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)1，6-己二胺、2，6-二叔丁基苯酚123.6g(0.6mol)、多聚甲醛24g(0.8mol)、乌洛托品1.05g(0.0075mol)、质量浓度为85％的甲醇水溶液667.05g(甲醇566.99g+水100.06g)，氮气置换三次，初始压力为0.1MPa，升温至110℃反应5小时，反应结束后，降温至5℃搅拌30min进行结晶，过滤，利用甲醇进行洗涤、烘干得白色固体，含量为99.23％，收率为92.11％。
将上述实施例1-4制备得到的产物按添加量为0.5％添加到聚丙烯材料中，加入密炼机中混炼，在180℃下混合10分钟，得到聚丙烯母料，将母料放入硫化机中压制成1mm的片，再经过冷压成型，切制成2cm×3cm的样品条，按GB/T164221999塑料实验室光源曝露试验方法，置于氙灯曝晒光老化试验箱中照射，然后按GB2409-80测其黄色指数，得到其变黄指数△YI如下表所示：
Figure BDA0003097226700000041
可见，添加了本品后的聚丙烯材料的变黄指数有很大程度的降低，耐老化性能提高。
上述实施例仅为本发明的优选技术方案，而不应视为对于本发明的限制，本发明的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围，即在此范围内的等同替换改进，也在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种复合型光稳定剂，其特征在于，具有如式1所示的结构：
Figure FDA0003097226690000011
2.一种用于制备权利要求1所述的复合型光稳定剂的方法，其特征在于，合成工艺路线为：
Figure FDA0003097226690000012
3.根据权利要求2所述的一种复合型光稳定剂的制备方法，其特征在于，步骤如下：将N，N-双(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)1，6-己二胺、2，6-二叔丁基苯酚、多聚甲醛、催化剂及有机水溶液经高温高压反应后，降温结晶，过滤、洗涤、干燥得4，4'-((己烷-1，6-二基双((2，2，6，6-四甲基哌啶-4-基)氮杂二基))双(亚甲基))双(2，6-二叔丁基苯酚)。
4.根据权利要求3所述的一种复合型光稳定剂的制备方法，其特征在于：N，N-双(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)1，6-己二胺与2，6-二叔丁基苯酚的摩尔比为1：2～3；N，N-双(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)1，6-己二胺与多聚甲醛的摩尔比为1：2～5；N，N-双(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)1，6-己二胺与催化剂的摩尔比为1：0.005～0.04；有机水溶液的质量为N，N-双(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)1，6-己二胺和2，6-二叔丁基苯酚总质量的2～6倍。
5.根据权利要求3所述的一种复合型光稳定剂的制备方法，其特征在于：有机水溶液中的有机溶剂为甲醇、乙醇、异丙醇、正丁醇、仲丁醇、异丁醇、叔丁醇中任意一种。
6.根据权利要求3所述的一种复合型光稳定剂的制备方法，其特征在于：有机水溶液中含水量为有机水溶液总质量的10％～40％。
7.根据权利要求3所述的一种复合型光稳定剂的制备方法，其特征在于：催化剂为有机胺类催化剂或碱金属氢氧化物。
8.根据权利要求7所述的一种复合型光稳定剂的制备方法，其特征在于：有机胺类催化剂为二甲胺、三乙胺、乙二胺、乌洛托品中任意一种。
9.根据权利要求7所述的一种复合型光稳定剂的制备方法，其特征在于：碱金属氢氧化物为氢氧化钾、氢氧化钠中任意一种。
10.根据权利要求3所述的一种复合型光稳定剂的制备方法，其特征在于：高温高压反应时，反应温度为80-140℃，反应时间为3-6小时，反应压力为0.1-0.5MPa；降温结晶温度为0-10℃。
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