[发明专利]多功能型反应性棉用紫外线吸收剂、其合成方法及应用

说明书

技术领域

本发明属紫外线吸收剂领域，特别是涉及多功能型反应性棉用紫外线吸收剂、其合成方法及应用。

背景技术

紫外线是波长在180～400nm的电磁波。适量的紫外辐射具有杀菌作用，并能促进维生素D的合成，有利于人体健康，但过量的紫外线对人体十分有害。现代科学研究表明，紫外线对人体的有害影响要远大于它的有利作用，过量的紫外线辐射会诱发皮肤病，甚至皮肤癌，亦会引起白内障并降低人体的免疫功能。因此，紫外线的防护越来越为人们所关注。

紫外线吸收剂是一类能够强烈地选择性吸收高能量紫外光并进行能量转换，以热能或无害的低辐射形式将能量释放或消耗的物质，广泛应用于高分子材料、纺织品加工及其他领域。常见的紫外线吸收剂主要包括水杨酸酯类、二苯甲酮类、苯并三唑类、受阻胺类、取代丙烯腈类、三嗪类等等，其中二苯甲酮类和苯并三唑类紫外线吸收剂应用较为广泛。

传统的紫外线吸收剂大多通过物理吸附、粘合、交联剂交联、掺杂等手段固定到纺织纤维中，产品在使用过程中存在以下缺点：(1)紫外线吸收剂剂与纺织纤维结合牢度差，易流失，随着使用时间的延长或洗涤次数的增多，抗紫外线功能逐渐减小并最终消失；(2)采用交联或粘合的方法，不但会对纺织品的性能产生影响，而且有时也会降低抗紫外线性能；(3)掺杂的方法主要适用于合成纤维的整理，由于掺杂需在纺丝之前进行，因此，紫外线吸收剂和纺织纤维之间的相容性至关重要。为解决上述问题，近年来，棉用紫外线吸收剂正向着反应性、耐久性和多功能性等方向发展。

目前，反应性、耐久性的棉用紫外线国内外已有大量的研究。比如科莱恩公司合成了一系列新型的1，3，5-均三嗪类化合物，发现该类化合物能与纤维上的羟基或氨基反应而使纤维获得持久的防紫外线和防污性能，且处理纤维的方法与活性染料上染纤维的方法相似，能与活性染料染色同时进行；东华大学的高原以氨基苯磺酸、三聚氯氰和2，4-二羟基二苯甲酮为原料合成了一种自身带有反应活性基团的棉用紫外线吸收剂；沈阳化工学院的王芳以吸收能力强、安全有效的苯并三唑类紫外线吸收剂为母体，向分子中引入能够与棉纤维发生反应的三聚氯氰或乙烯砜等活性基团，合成了一种棉用反应性紫外线吸收剂；金芳等人合成了一种具有卤代杂环活性基团的紫外线吸收剂，它的水溶性基团是磺酸基，连接基团为-NH-，紫外线吸收基是芳香环类的结构；崔国士等人以肉桂酸衍生物和γ-氯丙基三甲氧基硅烷为原料，通过酯化反应合成了γ-对甲氧基肉桂酰氧基丙基三甲氧基硅烷等一系列硅烷氧基肉桂酸酯类化合物等等。虽然国内在反应性紫外线吸收剂的研究方面取得了一定的进展，已经开发了一系列既具有与棉纤维反应的能力又具有一定紫外线吸收效果的化合物，但所报道的化合物不具备其他整理功能，满足不了人们日益增长的多功能化需求。

综上所述，研究和开发既具有良好的反应活性、水溶性和紫外线吸收效果，同时具备其他整理功能的反应性棉用紫外线吸收剂成为一个十分重要的课题。

发明内容

本发明的目的是提供一种多功能型反应性棉用紫外线吸收剂、其合成方法及应用，通过在三嗪类紫外线吸收剂的分子中引入其他具有功能整理效果的基团，使得该化合物不仅具有良好的反应活性和优良的紫外线吸收效果，还具备了其他整理功能。

本发明的多功能型反应性棉用紫外线吸收剂，其结构通式I如下：

其中，通式I中X代表反应活性基团：F-、Cl-等卤素基团，等含有氨基的脂肪族或芳香族乙基砜化合物基团。

通式I中R是-NHCH₂CH₂NH-、-NHCH₂CH₂CH₂NH-、-NHCH₂CH₂CH₂CH₂NH-、-NHCH₂CH₂CH₂CH₂CH₂NH-等脂肪族二元胺化合物基团或等芳香族二元胺化合物基团。

通式I中R’代表其他功能整理基团：等含有氨基或羟基的受阻胺类光稳定基团，等三氯生类抗菌基团，等氨基硅油类柔软整理基团。

本发明的多功能型反应性棉用紫外线吸收剂的合成方法，是以功能整理剂、三聚氯氰和连接基团物质等为原料，发生取代反应合成的，其具体合成步骤如下：

(1)三聚氯氰中加入功能整理剂，以水为溶剂，0～5℃反应1～2h，引入功能整理剂基团；