專利名稱：一種紫外吸收劑及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種紫外吸收劑及其制備方法，屬于化工涂料技術領域。
技術背景芳香聚氨酯涂裝的機械性能優(yōu)異，量大面廣，但易變黃由此限制了其戶外廣泛應用， 這類通用高分子如何高性能化和功能化，給業(yè)界和研究人員面臨嚴峻挑戰(zhàn)。聚氨酯的老化研究表明(紫外)光老化為其降解、黃變的最主要原因，參見下式。目 前，大多采用紫外線吸收劑、抗氧化劑或位阻胺光穩(wěn)定劑等延緩紫外光的破壞作用，但是 這些添加劑由于物理損耗(揮發(fā)性、遷移等)和化學分解而持久性差或?qū)Τ跗邳S變無明顯 效用而效果不理想。UO為了解決添加劑的物理和化學損耗，近年來業(yè)界對多功能助劑開發(fā)十分關注，通過將 不同功能的穩(wěn)定劑合理組合使兩種(多種)基團集于一體、增加分子量、降低蒸汽壓和揮 發(fā)性等所得多功能穩(wěn)定劑可在一定程度延緩涂層光老化，但仍無法解決芳香聚氨酯的黃變問題(因成本和綜合性能考慮不可能大量添加助劑)。涂層中紫外線吸收劑可大量優(yōu)先吸收陽光中的紫外線而減輕對涂層的破壞，但在表面 極薄涂層中因含量少而幾乎無保護作用導致早期快速黃變。中國專利號為02157739.0的發(fā)明，公開了一種紫外吸收劑UV-1200(化學名稱2-羥基 -4-正十二烷基二苯甲酮)的制備方法。其特征在于UV-O(化學名稱2， 4-二羥基二苯甲酮)、 正十二烷基鹵代垸、無機堿在沒有任何有機溶劑條件下，于120-15(TC反應1-8小時，制得 紫外吸收劑UV-1200。該方法與已報道的國內(nèi)外其它方法相比，主要優(yōu)點是反應中避免使 用有機溶劑，實現(xiàn)了反應工藝的綠色化。但是該發(fā)明存在如下缺點所用原料UV-O在堿 性、高溫和空氣中極易氧化變紅，且反應過程粘度大，所制備紫外吸收劑不具備低表面能 鏈段，無法自行在涂層表面富集。發(fā)明內(nèi)容針對現(xiàn)有紫外吸收劑只能均勻分布于涂層中，在有限添加量時，表面涂層中紫外線吸 收劑含量低，對陽光中紫外線吸收能力有限，導致涂層在戶外應用一段時間后發(fā)生黃變等 缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種可提高涂層耐候性和防止涂層變黃而影響美觀的紫外吸 收劑及其制備方法。本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的 一種紫外吸收劑，其特征在于，在2， 4一二羥基二苯甲酮(UV—O)上接有四氟丙基或四氟丙酰鏈段。制備所述紫外吸收劑的方法，其特征在于，通過異佛爾酮二異氰酸酯或二氯亞砜將2， 4一二羥基二苯甲酮(UV-O)與四氟丙醇結合在一起；其中，異佛爾酮二異氰酸酯或二氯 亞砜，與2， 4一二羥基二苯甲酮(UV-0)和四氟丙醇的摩爾比為1~1.2: h 1~1.1;在50 一80'C條件下，加入催化劑反應4~10小時，得到紫外吸收劑，該紫外線吸收劑具有如下特征分子中含有能顯著吸收紫外線的輕基二苯甲酮及具有低表面能的四氟丙基或四氟丙酰鏈段。進一步，所述催化劑為二月桂酸二丁基錫(DBTDL)或吡啶；以吡錠為催化劑時，先 將四氟丙醇氧化并?；螅龠M行催化反應。進一步，所述紫外吸收劑的方法，還可通過二氯亞砜將2， 4一二羥基二苯甲酮(UV-0) 與四氟丙醇結合在一起，二氯亞砜、2， 4一二羥基二苯甲酮(UV-0)和四氟丙醇的摩爾比 為1 1.2: 1: 1~1.1，在110—140'C條件下，以碳酸鈉和溴化鉀作催化劑下反應6—8小時，得到紫外吸收劑，該紫外線吸收劑具有如下特征分子中含有能顯著吸收 外線的羥基二苯甲酮及具有低表面能的四氟丙基鏈段。相比現(xiàn)有技術，本發(fā)明具有如下優(yōu)點-本發(fā)明旨在利用含氟等低表面張力基團與含羥基苯甲酮等具有紫外吸收功能基團組 合，實現(xiàn)紫外線吸收劑在涂層表面富集，優(yōu)先高效吸收紫外線從而達到保護涂層的目的。本發(fā)明通過在uv-o中引入了含多氟鏈段，使所制備的紫外線吸收劑具有在涂層表面富集的表面效應，且紫外吸收區(qū)域和強度較uv-o大大增強。
具體實施方式
為表明本發(fā)明的效果，下面通過具體的實施例進一步說明本發(fā)明。但是，應當理解 為，這些實施例僅僅是用于更詳細具體地說明之用，而不應理解為用于以任何形式限 制本發(fā)明。實施例1:向三頸瓶中加入10 ml異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)， 4.2 ml四氟丙醇，并用環(huán)己酮 稀釋至100ml，并裝上電動攪拌器、回流冷凝管、溫度計。用水浴鍋60。C加熱4小時得到 (A)，然后加入20.23 g2， 4—二羥基二苯甲酮(UV-O)， 5 ml 5%的二月桂酸二丁基錫 (DBTDL)的二甲苯溶液，繼續(xù)反應6小時得到反應產(chǎn)物即紫外線吸收劑。義o ^ H;S^CH3HCF2CF2CH.2OH +u pnCH2NCO -^ HCF2CF2CH2_0_C-N~<T"^H3C (A) J CH2NCO所得紫外線吸收劑產(chǎn)物經(jīng)過分離提純并添加1%到聚氨酯清漆中，在載玻片上制片干 燥后測接觸角和紫外吸收曲線，添加前后接觸角分別為70。10鄰77。20'，添加后在285-358 nm區(qū)間為強吸收帶，360nm處有強吸收峰，362-400 nm區(qū)間仍為強吸收帶。實施例2:
在室溫、弱酸性條件下，用稍過量的高錳酸鉀將四氟丙醇氧化4一8小時后過濾得四氟丙酸，然后將反應產(chǎn)物四氟丙酸溶于四氫呋喃(THF)，用二氯亞砜(SOCl2)在5(TC左右對其進行酰氯化，得到四氟丙酰氯。四氟丙酰氯再溶于四氫呋喃，用吡啶作催化劑，加入2， 4一二羥基二苯甲酮(UV-0)進行酯化反應6小時，得到紫外線吸收劑2 ， 2， 3， 3-四氟丙酸-3羥基-4-苯甲酰基苯酯(也可適當升高反應溫度，如在6(TC、 7CTC或80'C左右進行反應，溫度越高反應的時間則適當縮短，如5小時、5.5小時或4小時)。
<formula>formula see original document page 6</formula>
所得產(chǎn)物經(jīng)過分離提純并添加0.2%到聚氨酯清漆中，在載玻片上制片干燥后測接觸角和紫外吸收曲線，添加前后接觸角分別為70。10鄰80。35'，添加后在300-360 nm區(qū)間為強吸收帶，360-400nm區(qū)間為較強吸收帶。
實施例3:
在5(TC左右，四氟丙醇與稍過量二氯亞砜反應3小時，水洗，靜置分層，下層為2，2, 3， 3-四氟-l-氯丙烷。把2， 2， 3， 3-四氟-l-氯丙垸，碳酸鈉，PEG-400,溴化鉀，2， 4一二羥基二苯甲酮(UV-0)按照物質(zhì)的量比10:1:0.2:1:10依次加入到四口燒瓶，在110—14(TC條件下，例如在125 — 13(TC條件下反應8小時，得到紫外線吸收劑2-羥基-4- ( 2 '，2'， 3'， 3'-四氟丙氧基)二苯甲酮。
<formula>formula see original document page 6</formula>
所得產(chǎn)物經(jīng)過分離提純并添加0.2%到聚氨酯清漆中，在載玻片上制片干燥后測接觸角和紫外吸收曲線，添加前后接觸角分別為70°10'和81°35'，添加后在300-365 ran區(qū)間為強吸收帶，365-400 nm區(qū)間為較強吸收帶。
權利要求
1、一種紫外吸收劑，其特征在于，在2，4-二羥基二苯甲酮(UV--0)上接有四氟丙基或四氟丙酰鏈段。
2、 制備權利要求1所述紫外吸收劑的方法，其特征在于，通過異佛爾酮二異氰酸酯 或二氯亞砜將2， 4一二羥基二苯甲酮(UV-0)與四氟丙醇結合在一起；其中，異佛爾酮二 異氰酸酯或二氯亞砜，與2， 4一二羥基二苯甲酮(UV-0)和四氟丙醇的摩爾比為1~1.2: 1: 1~1.1;在50—8(TC條件下，加入催化劑反應4~10小時，得到紫外吸收劑，該紫外線吸收劑具有如下特征分子中含有能顯著吸收紫外線的羥基二苯甲酮及具有低表面能的四氟丙基或四氟丙 酰鏈段。
3、 根據(jù)權利要求2所述制備紫外吸收劑的方法，其特征在于，所述催化劑為二月桂 酸二丁基錫(DBTDL)或吡啶；以吡啶為催化劑時，先將四氟丙醇氧化并酰化后，再進行 催化反應。
4、 制備權利要求1所述紫外吸收劑的方法，其特征在于，通過二氯亞砜將2， 4一二 羥基二苯甲酮(UV-O)與四氟丙醇結合在一起，二氯亞砜、2， 4一二羥基二苯甲酮(UV-O) 和四氟丙醇的摩爾比為1~1.2: 1: 1~1.1，在110—14(TC條件下，以碳酸鈉和溴化鉀作催 化劑下反應6—8小時，得到紫外吸收劑，該紫外線吸收劑具有如下特征分子中含有能顯著吸收紫外線的羥基二苯甲酮及具有低表面能的四氟丙基鏈段。
全文摘要
本發(fā)明提供一種紫外吸收劑，是在2，4-二羥基二苯甲酮(UV-0)上接有四氟丙基或四氟丙酰鏈段。其制備方法包括，通過異佛爾酮二異氰酸酯或二氯亞砜將2，4-二羥基二苯甲酮(UV-0)與四氟丙醇結合在一起；其中，異佛爾酮二異氰酸酯或二氯亞砜，與2，4-二羥基二苯甲酮(UV-0)和四氟丙醇的摩爾比為1～1.2∶1∶1～1.1；在50-80℃條件下，加入催化劑反應4～10小時，得到紫外吸收劑，該紫外線吸收劑分子中含有能顯著吸收紫外線的羥基二苯甲酮及具有低表面能的四氟丙基或四氟丙酰鏈段。本發(fā)明通過在UV-0中引入了含多氟鏈段，使所制備的紫外線吸收劑具有在涂層表面富集的表面效應，且紫外吸收區(qū)域和強度較UV-0大大增強，實現(xiàn)紫外線吸收劑在涂層表面富集，優(yōu)先高效吸收紫外線從而達到保護涂層的目的。
文檔編號C09D7/12GK101629034SQ20091010453
公開日2010年1月20日 申請日期2009年8月3日 優(yōu)先權日2009年8月3日
發(fā)明者斌 向, 張勝濤, 朱仁慶, 賀海云 申請人:重慶大學