一种两亲性梳状复合型高分子光稳定剂及其制备方法转让专利

申请号 : CN201410368193.6

文献号 : CN104231187B

文献日 :

基本信息:

PDF:

法律信息:

相似专利:

发明人 : 于淑娟韦德麟陈宽朱永飞

申请人 : 广西师范学院

摘要 :

本发明属于高分子助剂类领域,具体涉及到一种两亲性梳状复合型高分子光稳定剂及其制备方法。该复合型高分子光稳定剂分子侧链中同时含有二苯甲酮类紫外线吸收剂功能基团、受阻胺类自由基捕捉剂基团、亲油基团丙烯酸酯类以及亲水基团聚乙二醇单甲醚分子链等。本发明的光稳定剂因含有紫外线吸收剂和自由基捕捉剂两种功能单体,所以具有双重光稳定的效果,热分解温度高,并为两亲性,所以特别适用于木塑复合材料的光稳定化,该光稳定剂的合成采用自由基溶液聚合,制备方法简单,适宜工业化生产。

权利要求 :

1.一种两亲性梳状复合型高分子光稳定剂,其特征在于,其包含下列单元或由下列单元构成:a摩尔比例的式I的子结构单元S1

b摩尔比例的式II的子结构单元S2

c摩尔比例的式III的子结构单元S3

所述高分子光稳定剂结构通式为:

其中:R0为C1至C18烷基或者苯基;

R1为H或者CH3:

R2为H或者CH3;

3

R为H或者COOH;

n=13,22,26,45;

x的值为1~100的任意整数;

y的值为1~100的任意整数;

z的值为1~100的任意整数。

2.如权利要求1所述的两亲性梳状复合型高分子光稳定剂,其特征在于,所述两亲性梳状复合型高分子光稳定剂的分子量为10000—100000。

3.一种如权利要求1至2中任意一项所述的两亲性梳状复合型高分子光稳定剂的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤一、提供和/或制备具有式IV的中间体I其中,R1为H时,所述中间体I为富马酸2,2,6,6-四甲基哌啶醇聚乙二醇单甲醚双酯;

R1为CH3时,所述中间体I为富马酸1,2,2,6,6-五甲基哌啶醇聚乙二醇单甲醚双酯;

n=13,22,26,45;

步骤二,提供和/或制备具有式V的中间体II其中,R2为H,R3为H时,所述中间体II为2-羟基-4丙烯酸酯基二苯甲酮;

R2为H,R3为COOH时,所述中间体II为2′-羧基-2-羟基4-丙烯酸酯基二苯甲酮:

2 3

R为CH3,R为H时,所述中间体II为2-羟基-4-甲基丙烯酸酯基二苯甲酮;

R2为CH3,R3为COOH时,所述中间体II为2′-羧基-2-羟基4-甲基丙烯酸酯基二苯甲酮;

步骤三,将单体化合物、中间体I和中间体II进行三元共聚,制得所述两亲性梳状复合型高分子光稳定剂;

其中,所述步骤三中单体化合物为丙烯酸烷基酯。

4.如权利要求3所述的两亲性梳状复合型高分子光稳定剂的制备方法,其特征在于,所述步骤一具体包括:a、将富马酸单甲酯与聚乙二醇单甲醚按照1∶1-1∶1.1的摩尔比投料,加入甲苯溶剂,加热至30-60℃搅拌溶解,再加入对甲苯磺酸并升温至80-105℃,氮气保护,反应6—12小时;

b、将所述步骤a中的反应液减压蒸馏,产物用无水乙醚沉淀,然后45℃真空烘干,得到富马酸甲酯聚乙二醇单甲醚双酯;

c、将所述富马酸甲酯聚乙二醇单甲醚双酯与2,2,6,6-四甲基哌啶醇或者1,2,2,6,6-五甲基哌啶醇按照1∶1-1∶1.1的摩尔比投料,加入甲苯溶剂,加热至30-60℃搅拌溶解,再加入钛酸四正丁酯,并升温至105℃,通入氮气保护,反应6—12小时,减压蒸馏,然后以无水乙醚沉淀,并洗涤数次,45℃真空烘干,得到所述中间体I;

其中,所述步骤a中甲苯溶剂的加入量按体积比计算为富马酸甲酯与聚乙二醇单甲醚混合物体积的2-4倍,所述对甲苯磺酸的加入量为富马酸甲酯与聚乙二醇单甲醚混合物的重量的1-4%;

所述步骤c中的甲苯溶剂的加入量按体积比计算为富马酸甲酯聚乙二醇单甲醚双酯与

2,2,6,6-四甲基哌啶醇或者1,2,2,6,6-五甲基哌啶醇混合物体积的2-4倍,所述钛酸四正丁酯的加入量为所述富马酸甲酯聚乙二醇单甲醚双酯与2,2,6,6-四甲基哌啶醇或者1,2,

2,6,6-五甲基哌啶醇混合物的重量的1-6%。

5.如权利要求3所述的两亲性梳状复合型高分子光稳定剂的制备方法,其特征在于,所述步骤二具体包括:a、紫外吸收剂二苯甲酮类化合物,三乙胺和烯丙基酰氯类化合物的投料摩尔比为1∶1-

1.2∶1-3.5,先按投料比加入二苯甲酮类化合物和三乙胺,然后加入40-100mL四氢呋喃,冰浴并剧烈搅拌至原料完全溶解;

b、然后按摩尔比例再逐滴加入烯丙基酰氯类化合物,冰浴搅拌反应8~12小时,产物在冰水沉淀;

c、将沉淀物用冰水洗涤两次,再用150mL无水乙醇重结晶,得到所述中间体II;

所述步骤a中二苯甲酮类化合物为2,4-二羟基二苯甲酮或2′-羧基-2,4-二羟基二苯甲酮的一种;

所述步骤a中烯丙基酰氯类化合物为丙烯酰氯或甲基丙烯酰氯的一种。

6.如权利要求3所述的两亲性梳状复合型高分子光稳定剂的制备方法,其特征在于,所述步骤三具体包括:a、将单体化合物、中间体I和中间体II按1-100∶1-100∶1-100的摩尔比加到溶剂中,通入氮气,升温至70-90℃,再加入单体总重量的0.1-10%的引发剂进行三元共聚,共聚时间为10-36小时;

b、将共聚后的反应液减压蒸馏回收溶剂,然后用无水乙醚沉淀、过滤和干燥,制得所述两亲性梳状复合型高分子光稳定剂。

7.如权利要求6所述的两亲性梳状复合型高分子光稳定剂的制备方法,其特征在于,所述溶剂为甲苯、二甲苯、N,N-二甲基甲酰胺或者二甲基亚砜中的一种。

8.如权利要求7所述的两亲性梳状复合型高分子光稳定剂的制备方法,其特征在于,所述的溶剂优选为甲苯。

9.如权利要求6所述的两亲性梳状复合型高分子光稳定剂的制备方法,其特征在于,所述引发剂为过氧化苯甲酰、过氧化二碳酸二环己酯、偶氮二异丁腈或偶氮二异庚腈中的一种。

说明书 :

一种两亲性梳状复合型高分子光稳定剂及其制备方法

技术领域

[0001] 本发明属于高分子助剂类领域,具体涉及到一种两亲性梳状复合型高分子光稳定剂及其制备方法。

背景技术

[0002] 近年来,随着大气污染的加剧,大气臭氧层遭到严重破坏,导致地表紫外线辐射量不断增加。高分子材料长期在紫外光的照射下,会发生变色,降解,变脆等老化现象,从而缩短材料的使用寿命。为了减少这种紫外光引起的高分子材料老化现象,在高分子材料中添加光稳定剂是一种行之有效的方法。
[0003] 随着石油资源日渐匮乏,天然高分子材料的利用越来越多,近几年关于木塑复合材料研究及应用呈现上升趋势,其应用范围不断扩大,尤其是在室外的应用越来越多,如公园围墙的栅栏、靠椅、以及一些木塑装饰产品等等,所以合成出适合木塑复合材料用光稳定剂十分必要。
[0004] 紫外线吸收剂是能够吸收紫外光并以热能的形式释放出去从而达到保护基体材料的一类物质,凭借其长效、环保、浅色等特点成为重要的光稳定剂之一。而受阻胺类光稳定剂与紫外线吸收剂的作用方式不同,它是通过捕获自由基,分解过氧化物和传递激发态分子的能量等多种途径来抑制光氧降解反应,是目前塑料及薄膜制品光防护中用量最大的光稳定剂,该类光稳定剂与紫外线吸收剂复合使用可以有效抑制紫外线吸收剂的光化学降解,另外受阻胺类光稳定剂与二苯甲酮类光稳定剂同时应用于材料中有协同增效的作用。
[0005] 目前低分子紫外线吸收剂与光稳定剂在材料中应用因加工过程热分解或者发生迁移,失去光稳定化作用,另外当前高分子类光稳定剂大多是油溶性的,应用到木塑复合材料中表现与木塑复合材料相容性不好,所有设计一类两亲性梳状高分子光稳定剂来改善目前大部分油溶性高分子光稳定剂在木塑复合材料中应用存在的不足显得非常重要。

发明内容

[0006] 本发明的目的在于,提供一种两亲性梳状复合型高分子光稳定剂及其制备方法,与现有技术相比,本发明中该类梳状复合型高分子光稳定剂兼具吸收紫外线、捕获自由基等多种光稳定化功能,对高分子材料耐光性能的提升具有良好的应用前景,并且分子链中同时引入亲水基团与亲油基团,在木塑复合材料中应用不仅有光稳定化作用还可以起到偶联剂的作用。
[0007] 本发明的方案是:
[0008] 一种两亲性梳状复合型高分子光稳定剂,其包含下列单元或由下列单元构成:
[0009] a摩尔比例的式I的子结构单元S1
[0010]
[0011] b摩尔比例的式II的子结构单元S2
[0012]
[0013] c摩尔比例的式III的子结构单元S3
[0014]
[0015] 其中:R0为C1至C18烷基或者苯基;
[0016] R1为H或者CH3;
[0017] R2为H或者CH3;
[0018] R3为H或者COOH;
[0019] n=13,22,26,45,即为聚乙二醇单甲醚600,1000,1200,2000;
[0020] x的值为1~100的任意整数;
[0021] y的值为1~100的任意整数;
[0022] z的值为1~100的任意整数。
[0023] 优选的是,所述的两亲性梳状复合型高分子光稳定剂中,
[0024] 其结构通式为:
[0025]
[0026] 其中:R0为C1至C18烷基或者苯基;
[0027] R1为H或者CH3;
[0028] R2为H或者CH3;
[0029] R3为H或者COOH;
[0030] n=13,22,26,45,即为聚乙二醇单甲醚600,1000,1200,2000;
[0031] x的值为1~100的任意整数;
[0032] y的值为1~100的任意整数;
[0033] z的值为1~100的任意整数。
[0034] 优选的是,所述的两亲性梳状复合型高分子光稳定剂中,所述两亲性梳状复合型高分子光稳定剂的分子量为10000-100000。
[0035] 一种两亲性梳状复合型高分子光稳定剂的制备方法,包括以下步骤:
[0036] 步骤一、提供和/或制备具有式IV的中间体I
[0037]
[0038] 其中,R1为H时,所述中间体I为富马酸2,2,6,6-四甲基哌啶醇聚乙二醇单甲醚双酯;
[0039] R1为CH3时,所述中间体I为富马酸1,2,2,6,6-五甲基哌啶醇聚乙二醇单甲醚双酯;
[0040] n=13,22,26,45;
[0041] 步骤二,提供和/或制备具有式V的中间体II
[0042]
[0043] 其中,R2为H,R3为H时,所述中间体II为2-羟基-4丙烯酸酯基二苯甲酮;
[0044] R2为H,R3为COOH时,所述中间体II为2′-羧基-2-羟基4-丙烯酸酯基二苯甲酮:
[0045] R2为CH3,R3为H时,所述中间体II为2-羟基-4-甲基丙烯酸酯基二苯甲酮;
[0046] R2为CH3,R3为COOH时,所述中间体II为2′-羧基-2-羟基4-甲基丙烯酸酯基二苯甲酮;
[0047] 步骤三,将单体化合物、中间体I和中间体II进行三元共聚,制得所述两亲性梳状复合型高分子光稳定剂。
[0048] 其中,所述步骤三中单体化合物为丙烯酸烷基酯或者苯乙烯的一种。
[0049] 优选的是,所述的两亲性梳状复合型高分子光稳定剂的制备方法中,所述步骤一具体包括:
[0050] a、将富马酸单甲酯与聚乙二醇单甲醚按照1∶1-1∶1.1的摩尔比投料,加入甲苯溶剂,加热至30-60℃搅拌溶解,再加入对甲苯磺酸并升温至80-105℃,氮气保护,反应6-12小时;
[0051] b、将所述步骤a中的反应液减压蒸馏,产物用无水乙醚沉淀,然后45℃真空烘干,得到富马酸甲酯聚乙二醇单甲醚双酯;
[0052] c、将所述富马酸甲酯聚乙二醇单甲醚双酯与2,2,6,6-四甲基哌啶醇(或者1,2,2,6,6-五甲基哌啶醇)按照1∶1-1∶1.1的摩尔比投料,加入甲苯溶剂,加热至30-60℃搅拌溶解,再加入钛酸四正丁酯,并升温至105℃,通入氮气保护,反应6-12小时,减压蒸馏,然后以无水乙醚沉淀,并洗涤数次,45℃真空烘干,得到所述中间体I。
[0053] 其中,所述步骤a中甲苯溶剂的加入量按体积比计算为富马酸甲酯与聚乙二醇单甲醚混合物体积的2-4倍,所述对甲苯磺酸的加入量为富马酸甲酯与聚乙二醇单甲醚混合物的重量的1-4%;
[0054] 所述步骤c中的甲苯溶剂的加入量按体积比计算为富马酸甲酯聚乙二醇单甲醚双酯与2,2,6,6-四甲基哌啶醇(或者1,2,2,6,6-五甲基哌啶醇)混合物体积的2-4倍,所述钛酸四正丁酯的加入量为所述富马酸甲酯聚乙二醇单甲醚双酯与2,2,6,6-四甲基哌啶醇(或者1,2,2,6,6-五甲基哌啶醇)混合物的重量的1~6%。
[0055] 优选的是,所述的两亲性梳状复合型高分子光稳定剂的制备方法中,所述步骤二具体包括:
[0056] a、紫外吸收剂二苯甲酮类化合物,三乙胺和烯丙基酰氯类化合物的投料摩尔比为1∶1-1.2∶1-3.5,先按投料比加入二苯甲酮类化合物和三乙胺,然后加入40-100mL四氢呋喃,冰浴并剧烈搅拌至原料完全溶解;
[0057] b、然后按摩尔比例再逐滴加入烯丙基酰氯类化合物,冰浴搅拌反应8~12小时,产物在冰水沉淀;
[0058] c、将沉淀物用冰水洗涤两次,再用150mL无水乙醇重结晶,得到所述中间体II。
[0059] 所述步骤a中二苯甲酮类化合物为2,4-二羟基二苯甲酮或2′-羧基-2,4-二羟基二苯甲酮的一种;
[0060] 所述步骤a中烯丙基酰氯类化合物为丙烯酰氯或甲基丙烯酰氯的一种。
[0061] 优选的是,所述的两亲性梳状复合型高分子光稳定剂的制备方法中,所述步骤三具体包括:
[0062] a、将单体化合物、中间体I和中间体II按1-100∶1-100∶1-100的摩尔比加到溶剂中,通入氮气,升温至70-90℃,再加入单体总重量的0.1-10%的引发剂进行三元共聚,共聚时间为10-36小时;
[0063] b、将共聚后的反应液减压蒸馏回收溶剂,然后用无水乙醚沉淀、过滤和干燥,制得所述两亲性梳状复合型高分子光稳定剂。
[0064] 优选的是,所述的两亲性梳状复合型高分子光稳定剂的制备方法中,所述溶剂为甲苯、二甲苯、N,N-二甲基甲酰胺或者二甲基亚砜中的一种。
[0065] 优选的是,所述的两亲性梳状复合型高分子光稳定剂的制备方法中,所述的溶剂优选为甲苯。
[0066] 优选的是,所述的两亲性梳状复合型高分子光稳定剂的制备方法中,所述引发剂为过氧化苯甲酰、过氧化二碳酸二环己酯、偶氮二异丁腈或偶氮二异庚腈中的一种。
[0067] 本发明的有益效果在于:
[0068] 1、所述光稳定剂具有吸收紫外光与捕捉自由基的双重光稳定效果;
[0069] 2、所述光稳定剂的热分解温度高,明显改善低分子光稳定剂存在的热加工过程热分解的不足;
[0070] 3、光稳定剂因分子结构中同时含有亲水基团与亲油基团,改善了传统油溶性光稳定剂在木塑复合材料中的相容性差的问题;
[0071] 4、所述光稳定剂为粉末状,有利于运输与保存,分子量可以调节。

附图说明

[0072] 图1为实施例1所得共聚物P1的红外谱图;
[0073] 图2为实施例1所得共聚物P1的紫外谱图;
[0074] 图3为实施例1所得共聚物P1的热失重曲线图;
[0075] 图4为所制备的2-羟基-4丙烯酸酯基二苯甲酮的热失重曲线图。

具体实施方式

[0076] 下面结合附图对本发明做进一步的详细说明,以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
[0077] 如图1至图4所示,本发明所述的两亲性梳状复合型高分子光稳定剂,[0078] 其包含下列单元或由下列单元构成:
[0079] a摩尔比例的式I的子结构单元S1
[0080]
[0081] b摩尔比例的式II的子结构单元S2
[0082]
[0083] c摩尔比例的式III的子结构单元S3
[0084]
[0085] 其中:R0为C1至C18烷基或者苯基;
[0086] R1为H或者CH3;
[0087] R2为H或者CH3;
[0088] R3为H或者COOH;
[0089] n=13,22,26,45,即为聚乙二醇单甲醚600,1000,1200,2000;
[0090] x的值为1~100的任意整数;
[0091] y的值为1~100的任意整数;
[0092] z的值为1~100的任意整数。
[0093] 所述的两亲性梳状复合型高分子光稳定剂中,
[0094] 其结构通式为:
[0095]
[0096] 其中:R0为C1至C18烷基或者苯基;
[0097] R1为H或者CH3;
[0098] R2为H或者CH3;
[0099] R3为H或者COOH;
[0100] n=13,22,26,45,即为聚乙二醇单甲醚600,1000,1200,2000;
[0101] x的值为1~100的任意整数;
[0102] y的值为1~100的任意整数;
[0103] z的值为1~100的任意整数。
[0104] 所述的两亲性梳状复合型高分子光稳定剂中,所述两亲性梳状复合型高分子光稳定剂的分子量为10000-100000。
[0105] 一种两亲性梳状复合型高分子光稳定剂的制备方法,包括以下步骤:
[0106] 步骤一、提供和/或制备具有式V的中间体I
[0107]
[0108] 其中,R1为H时,所述中间体I为富马酸2,2,6,6-四甲基哌啶醇聚乙二醇单甲醚双酯;
[0109] R1为CH3时,所述中间体I为富马酸1,2,2,6,6-五甲基哌啶醇聚乙二醇单甲醚双酯;
[0110] n=13,22,26,45;
[0111] 步骤二,提供和/或制备具有式VI的中间体II
[0112]
[0113] 其中,R2为H,R3为H时,所述中间体II为2-羟基-4丙烯酸酯基二苯甲酮;
[0114] R2为H,R3为COOH时,所述中间体II为2′-羧基-2-羟基4-丙烯酸酯基二苯甲酮:
[0115] R2为CH3,R3为H时,所述中间体II为2-羟基-4-甲基丙烯酸酯基二苯甲酮;
[0116] R2为CH3,R3为COOH时,所述中间体II为2′-羧基-2-羟基4-甲基丙烯酸酯基二苯甲酮;
[0117] 步骤三,将单体化合物、中间体I和中间体II进行三元共聚,制得所述两亲性梳状复合型高分子光稳定剂。
[0118] 其中,所述步骤三中单体化合物为丙烯酸烷基酯或者苯乙烯的一种。
[0119] 所述的两亲性梳状复合型高分子光稳定剂的制备方法中,所述步骤一具体包括:
[0120] a、将富马酸单甲酯与聚乙二醇单甲醚按照1∶1-1∶1.1的摩尔比投料,加入甲苯溶剂,加热至30-60℃搅拌溶解,再加入对甲苯磺酸并升温至80-105℃,氮气保护,反应6-12小时;
[0121] b、将所述步骤a中的反应液减压蒸馏,产物用无水乙醚沉淀,然后45℃真空烘干,得到富马酸甲酯聚乙二醇单甲醚双酯;
[0122] c、将所述富马酸甲酯聚乙二醇单甲醚双酯与2,2,6,6-四甲基哌啶醇(或者1,2,2,6,6-五甲基哌啶醇)按照1∶1-1∶1.1的摩尔比投料,加入甲苯溶剂,加热至30-60℃搅拌溶解,再加入钛酸四正丁酯,并升温至105℃,通入氮气保护,反应6-12小时,减压蒸馏,然后以无水乙醚沉淀,并洗涤数次,45℃真空烘干,得到所述中间体I。
[0123] 其中,所述步骤a中甲苯溶剂的加入量按体积比计算为富马酸甲酯与聚乙二醇单甲醚混合物体积的2-4倍,所述对甲苯磺酸的加入量为富马酸甲酯与聚乙二醇单甲醚混合物的重量的1-4%;
[0124] 所述步骤c中的甲苯溶剂的加入量按体积比计算为富马酸甲酯聚乙二醇单甲醚双酯与2,2,6,6-四甲基哌啶醇(或者1,2,2,6,6-五甲基哌啶醇)混合物体积的2-4倍,所述钛酸四正丁酯的加入量为所述富马酸甲酯聚乙二醇单甲醚双酯与2,2,6,6-四甲基哌啶醇(或者1,2,2,6,6-五甲基哌啶醇)混合物的重量的1~6%。
[0125] 所述的两亲性梳状复合型高分子光稳定剂的制备方法中,所述步骤二具体包括:
[0126] a、紫外吸收剂二苯甲酮类化合物,三乙胺和烯丙基酰氯类化合物的投料摩尔比为1∶1-1.2∶1-3.5,先按投料比加入二苯甲酮类化合物和三乙胺,然后加入40-100mL四氢呋喃,冰浴并剧烈搅拌至原料完全溶解;
[0127] b、然后按摩尔比例再逐滴加入烯丙基酰氯类化合物,冰浴搅拌反应8~12小时,产物在冰水沉淀;
[0128] c、将沉淀物用冰水洗涤两次,再用150mL无水乙醇重结晶,得到所述中间体II。
[0129] 所述步骤a中二苯甲酮类化合物为2,4-二羟基二苯甲酮或2′-羧基-2,4-二羟基二苯甲酮的一种;
[0130] 所述步骤a中烯丙基酰氯类化合物为丙烯酰氯或甲基丙烯酰氯的一种。
[0131] 所述的两亲性梳状复合型高分子光稳定剂的制备方法中,所述步骤三具体包括:
[0132] a、将单体化合物、中间体I和中间体II按1-100∶1-100∶1-100的摩尔比加到溶剂中,通入氮气,升温至70-90℃,再加入单体总重量的0.1-10%的引发剂进行三元共聚,共聚时间为10-36小时;
[0133] b、将共聚后的反应液减压蒸馏回收溶剂,然后用无水乙醚沉淀、过滤和干燥,制得所述两亲性梳状复合型高分子光稳定剂。
[0134] 所述的两亲性梳状复合型高分子光稳定剂的制备方法中,所述溶剂为甲苯、二甲苯、N,N-二甲基甲酰胺或者二甲基亚砜中的一种。
[0135] 所述的两亲性梳状复合型高分子光稳定剂的制备方法中,所述的溶剂优选为甲苯。
[0136] 所述的两亲性梳状复合型高分子光稳定剂的制备方法中,所述引发剂为过氧化苯甲酰、过氧化二碳酸二环己酯、偶氮二异丁腈或偶氮二异庚腈中的一种。
[0137] 实施例1
[0138] 本发明所述的两亲性梳状复合型高分子光稳定剂,其结构通式为:
[0139]
[0140] 其中,R0为C18;
[0141] R1为H;
[0142] R2为H;
[0143] R3为H;
[0144] n=26,即为聚乙二醇单甲醚1200
[0145] x的值为1~100的任意整数;
[0146] y的值为1~100的任意整数;
[0147] z的值为1~100的任意整数。
[0148] 本发明所述的两亲性梳状复合型高分子光稳定剂的制备方法,包括以下步骤:
[0149] 步骤一、提供和/或制备中间体I;
[0150] 具体包括:
[0151] a、将富马酸单甲酯与聚乙二醇单甲醚按照1∶1.1的摩尔比投料,加入2倍混合物体积的甲苯溶剂,加热至45℃搅拌溶解,再加入混合物总重量的3.5%的对甲苯磺酸并升温至105℃,氮气保护,反应9小时;
[0152] b、将所述步骤a中的反应液减压蒸馏,产物用无水乙醚沉淀,然后45℃真空烘干,得到富马酸甲酯聚乙二醇单甲醚双酯;
[0153] c、将所述富马酸甲酯聚乙二醇单甲醚双酯与2,2,6,6-四甲基哌啶醇按照1∶1.1的摩尔比投料,加入3倍混合物体积的甲苯溶剂,加热至45℃搅拌溶解,再加入混合物总重量的4.5%的钛酸四正丁酯,并升温至105℃,通入氮气保护,反应10小时,减压蒸馏,然后以无水乙醚沉淀,并洗涤数次,45℃真空烘干,得到所述中间体I为富马酸2,2,6,6-四甲基哌啶醇聚乙二醇单甲醚双酯。
[0154] 步骤二、提供和/或制备中间体II具体包括:
[0155] a、紫外吸收剂2,4-二羟基二苯甲酮,三乙胺和丙烯酰氯的投料摩尔比为1∶1.2∶3.5,先按投料比加入2,4-二羟基二苯甲酮,三乙胺,然后加入50mL四氢呋喃,冰浴并剧烈搅拌至原料完全溶解;
[0156] b、然后按摩尔比例再逐滴加入丙烯酰氯,冰浴搅拌反应10小时,产物在冰水沉淀;
[0157] c、将沉淀物用冰水洗涤两次,再用150mL无水乙醇重结晶,得到所述中间体II为2-羟基-4丙烯酸酯基二苯甲酮。
[0158] 步骤三、具体包括:
[0159] a、在150mL的三口瓶中,加入4g所制备的富马酸2,2,6,6-四甲基哌啶醇聚乙二醇单甲醚双酯、4g丙烯酸十八醇酯、1g所制备的2-羟基-4丙烯酸酯基二苯甲酮,14mL甲苯溶剂,通入氮气保护,升温至90℃,加入0.27g过氧化苯甲酰引发剂进行三元共聚,共聚24小时;
[0160] b、将反应液减压蒸馏除去甲苯溶剂,然后用无水乙醚沉淀,过滤、于35℃-55℃真空烘干,干燥得粉末状共聚物,为两亲性梳状复合型高分子光稳定剂P1。
[0161] 如图1所示的红外谱图数据显示,2870cm-1处宽峰为哌啶醇酯结构中4个甲基的-C-H伸缩振动吸收峰以及聚乙二醇单甲醚中亚甲基-C-H吸收峰,1721cm-1处为富马酸二酯基C=O吸收峰,1242cm-1处为富马酸二酯基中-C-O-C的吸收峰,1110cm-1处宽峰为聚乙二醇单甲醚中醚基-C-O-C的吸收峰,以上数据说明聚合物的结构正确。
[0162] 如图2所示的紫外谱图数据显示,在250nm-350nm波长,紫外吸收良好。
[0163] 对比图3和图4所示的热失重曲线图,数据显示,高分子光稳定剂的起始309.45℃,明显高于低分子紫外吸收剂的起始热失重温度189.29℃,可见高分子光稳定剂的热分解温度与低分子紫外线吸收剂相比明显提高。
[0164] 实施例2:
[0165] 本发明所述的两亲性梳状复合型高分子光稳定剂,其结构通式为:
[0166]
[0167] 其中,R0为C4;
[0168] R1为H;
[0169] R2为H;
[0170] R3为H;
[0171] n=26,即为聚乙二醇单甲1200;
[0172] x的值为1~100的任意整数;
[0173] y的值为1~100的任意整数;
[0174] z的值为1~100的任意整数。
[0175] 本发明所述的两亲性梳状复合型高分子光稳定剂的制备方法,包括以下步骤:
[0176] 步骤一、提供和/或制备中间体I;
[0177] 具体包括:
[0178] a、将富马酸单甲酯与聚乙二醇单甲醚按照1∶1.05的摩尔比投料,加入4倍混合物体积的甲苯溶剂,加热至45℃搅拌溶解,再加入混合物总重量的3.5%的对甲苯磺酸并升温至100℃,氮气保护,反应9小时;
[0179] b、将所述步骤a中的反应液减压蒸馏,产物用无水乙醚沉淀,然后45℃真空烘干,得到富马酸甲酯聚乙二醇单甲醚双酯;
[0180] c、将所述富马酸甲酯聚乙二醇单甲醚双酯与2,2,6,6-四甲基哌啶醇按照1∶1.05的摩尔比投料,加入2倍混合物体积的甲苯溶剂,加热至45℃搅拌溶解,再加入混合物总重量的3%的钛酸四正丁酯,并升温至105℃,通入氮气保护,反应10小时,减压蒸馏,然后以无水乙醚沉淀,并洗涤数次,45℃真空烘干,得到所述中间体I为富马酸2,2,6,6-四甲基哌啶醇聚乙二醇单甲醚双酯。
[0181] 步骤二、提供和/或制备中间体II具体包括:
[0182] a、紫外吸收剂2,4-二羟基二苯甲酮,三乙胺和丙烯酰氯的投料摩尔比为1∶1.1∶2.0,先按投料比加入2,4-二羟基二苯甲酮,三乙胺,然后加入50mL四氢呋喃,冰浴并剧烈搅拌至原料完全溶解;
[0183] b、然后按摩尔比例再逐滴加入丙烯酰氯,冰浴搅拌反应9小时,产物在冰水沉淀;
[0184] c、将沉淀物用冰水洗涤两次,再用150mL无水乙醇重结晶,得到所述中间体II为2-羟基-4丙烯酸酯基二苯甲酮。
[0185] 步骤三、具体包括:
[0186] a、在150mL三口瓶中,加入4g所制备的富马酸2,2,6,6-四甲基哌啶醇聚乙二醇单甲醚双酯、7g丙烯酸丁酯、2g所制备的2-羟基-4丙烯酸酯基二苯甲酮,25mL甲苯溶剂,通入氮气保护,升温至90℃,加入的0.39g过氧化苯甲酰引发剂进行三元共聚,共聚24小时;
[0187] b、将反应液减压蒸馏除去甲苯溶剂,然后用无水乙醚沉淀,过滤、于35℃-55℃真空烘干,干燥得粉末状共聚物,为两亲性梳状复合型高分子光稳定剂P2。
[0188] 实施例3:
[0189] 本发明所述的两亲性梳状复合型高分子光稳定剂,其结构通式为:
[0190]
[0191] 其中,R0为C16;
[0192] R1为H;
[0193] R2为H;
[0194] R3为H;
[0195] n=45,即为聚乙二醇单甲醚2000;
[0196] x的值为1~100的任意整数;
[0197] y的值为1~100的任意整数;
[0198] z的值为1~100的任意整数。
[0199] 本发明所述的两亲性梳状复合型高分子光稳定剂的制备方法,包括以下步骤:
[0200] 步骤一、提供和/或制备中间体I;
[0201] 具体包括:
[0202] a、将富马酸单甲酯与聚乙二醇单甲醚按照1∶1.07的摩尔比投料,加入3倍混合物体积的甲苯溶剂,加热至45℃搅拌溶解,再加入混合物总重量的4%的对甲苯磺酸并升温至100℃,氮气保护,反应10小时;
[0203] b、将所述步骤a中的反应液减压蒸馏,产物用无水乙醚沉淀,然后45℃真空烘干,得到富马酸甲酯聚乙二醇单甲醚双酯;
[0204] c、将所述富马酸甲酯聚乙二醇单甲醚双酯与2,2,6,6-四甲基哌啶醇按照1∶1.07的摩尔比投料,加入2倍混合物体积的甲苯溶剂,加热至45℃搅拌溶解,再加入混合物总重量的4%的钛酸四正丁酯,并升温至105℃,通入氮气保护,反应10小时,减压蒸馏,然后以无水乙醚沉淀,并洗涤数次,45℃真空烘干,得到所述中间体I为富马酸2,2,6,6-四甲基哌啶醇聚乙二醇单甲醚双酯。
[0205] 步骤二、提供和/或制备中间体II具体包括:
[0206] a、紫外吸收剂2,4-二羟基二苯甲酮,三乙胺和丙烯酰氯的投料摩尔比为1∶1.15∶1.5,先按投料比加入2,4-二羟基二苯甲酮,三乙胺,加入50mL四氢呋喃,冰浴并剧烈搅拌至原料完全溶解;
[0207] b、然后按摩尔比例再逐滴加入丙烯酰氯,冰浴搅拌反应10小时,产物在冰水沉淀;
[0208] c、将沉淀物用冰水洗涤两次,再用150mL无水乙醇重结晶,得到所述中间体II为2-羟基-4丙烯酸酯基二苯甲酮。
[0209] 步骤三、具体包括:
[0210] a、150mL三口瓶中,加入6g所制备的富马酸2,2,6,6-四甲基哌啶醇聚乙二醇单甲醚双酯、10g丙烯酸十六醇酯、4g所制备的2-羟基-4丙烯酸酯基二苯甲酮,40mL甲苯溶剂,通入氮气保护,升温至90℃,加入的0.6g过氧化苯甲酰引发剂进行三元共聚,共聚24小时;
[0211] b、将反应液减压蒸馏除去甲苯溶剂,然后用无水乙醚沉淀,过滤、于35℃-55℃真空烘干,干燥得粉末状共聚物,为两亲性梳状复合型高分子光稳定剂P3。
[0212] 尽管本发明的实施方案已公开如上,但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用,对于熟悉本领域的人员而言,可容易地实现另外的修改,因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下,本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。