[发明专利]聚氯乙烯紫外光稳定剂及由其制备的聚氯乙烯与制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及聚合物技术领域，更具体地说是涉及用于聚氯乙烯(PVC)的紫外光稳定剂和含有紫外光稳定剂的PVC，以及关于紫外光稳定剂的制备方法。

技术背景

PVC材料抗紫外老化的常规技术手段是向材料本体中添加一定含量的有机紫外光稳定剂，如水杨酸苯酯、邻羟基二苯甲酮、邻羟基并三唑和三嗪类等。但常用的有机紫外光稳定剂分子量小，易迁移，在户外长期使用时，会因表面挥发，以及被雨水等液体抽提而逐渐流失，造成其在PVC材料中的光稳定效率大大降低。因此，为了防止光稳定剂的物理性流失，提高PVC基体光稳定性，有机紫外光稳定剂的高分子量化成为解决该问题的重要措施之一。

迄今为止，针对PVC基体的高分子量光稳定剂的研究主要集中于含不饱和基团的光稳定剂单体与其他单体共聚，如Zhao Yi等将2-羟基-4-(3-甲氧基-2-羟基丙基)二苯甲酮与甲基丙烯酸甲酯通过乳液聚合方法合成了一种基于2，4-二羟基二苯甲酮的高分子量光稳定剂，所制备的高分子量光稳定剂在聚合物基体中的流失率大大降低。但是这种制备光稳定剂的方法比较复杂，成本高，溶剂回收困难，难以工业化。为此，Mohamed等将合成的一系列N-(取代苯)衣康酰亚胺直接加入PVC基体中，在紫外老化过程中，衣康酰亚胺结构中的双键结构与PVC基体产生的烷基自由基反应，衣康酰亚胺结构接枝到PVC主链上，防止了由于光稳定剂物理性流失导致的PVC抗紫外性能的下降。但是，由于室外老化紫外辐照强度远低于室内老化紫外光源(氙灯、汞灯)，因此，接枝效率很低，且室外环境因素导致的物理性流失也大大快于接枝速率，导致其实际应用价值大大降低。为改善高分子量光稳定剂与PVC的相容性，Essawy等将高分子量化的光稳定剂酞箐胺类聚合物插层到柱层粘土中，制成一种有机无机复合光稳定剂。柱层粘土的极性增强了其与PVC基体的相容性，这大幅度提高了PVC材料的紫外光稳定性能。但由于柱层粘土在PVC基体中分散不均匀，导致制备的PVC材料存在不同程度的结构缺陷。

总结已有的研究成果发现，一种既具有高的光防护效率，同时又与PVC基体树脂有很好相容性，且制备方法简单、成本较低的理想的高分子量光稳定剂仍是一个空白。

发明内容

本发明是针对现有技术的不足而提出的一种PVC紫外光稳定剂、由其制备成的耐紫外光的PVC及其制备方法，以解决现有技术中光稳定剂的易迁移性、耐抽提性差、易挥发以及与PVC基材相容性较差、光稳定效率不高的问题。

实现本发明上述目的的具体技术方案如下：

用于聚氯乙烯(PVC)的抗紫外光稳定剂，其原料组成组分主要含有反应型光稳定剂(r-LS)、聚氯乙烯(PVC)树脂，各组分的重量份数(phr)为：

r-LS            1～20phr

聚氯乙烯树脂    1～40phr。

r-LS在光稳定剂中所占的比例，与稳定剂抗紫外光的稳定效果和成本有关，r-LS在稳定剂中占的比例大，抗紫外光的稳定效果好，但稳定剂的成本高；反之，则抗紫外光的稳定效果差，但稳定剂的成本可降低。所述r-LS可选用具有以下结构通式所示的化合物：

通式中的R₁为氢、甲基或甲基苯氧基；R₂为以下3种结构中的一种： 和 R₃为氢、甲基或 R₄为氢、烷基或烷氧基。

在上述的聚氯乙烯紫外光稳定剂中，本发明特别采用的反应型光稳定剂可以与PVC力化学降解生成的活性自由基或双键发生自由基聚合，使光稳定剂接枝 在PVC主链上，一方面提高了光稳定剂的分子量；另一方面也增强了光稳定剂与PVC基体的相容性。

以本发明公开的PVC紫外光稳定剂制备成的耐紫外光的PVC，其组成组分主要包括PVC树脂，本发明公开的紫外光稳定剂、热稳定剂和润滑剂，各组分的重量份数(phr)为：

聚氯乙烯树脂            100phr

紫外光稳定剂            0.2～5phr

热稳定剂                2～4phr

润滑剂                  0.2～1phr

上述所说的热稳定剂选自有机锡、三盐基硫酸铅、硬脂酸铅和Ca-Zn复合稳定剂，可选用其中的一种，也可选用其中的至少两种。

上述所说的润滑剂选自硬脂酸、褐煤酸酯和聚乙烯蜡，可选用其中的一种，也可选用其中的两种或三种。