[发明专利]双母体叠合型紫外线吸收剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种双母体叠合型紫外线吸收剂及其制备方法。

背景技术

紫外线(UV)是位于日光高能区的不可见光线，是主要的“有机物杀手”之一。日光中的长波紫外线UV-A(315～400nm)和中波紫外线UV-B(280～315nm)能够穿透大气层，对地球生态环境造成影响。其危害性在于紫外线长期照射有机基质能够引起光化学反应，改变基质化学结构并影响其性能。例如，紫外线能够损伤蛋白质与DNA，诱发人类眼部和皮肤病变；紫外线能够引起高分子材料光氧化降解，损害材料性能；紫外线还能够造成染(颜)料光致褪色，改变其色泽。考虑到当前地表紫外线总量日益增加以及各种有机基质广泛应用的现状，紫外线在人类健康以及生态环境方面已经并且仍在形成巨大危害。

使用光稳定剂能够有效延缓紫外线对有机基质的光损害。其中，紫外线吸收剂凭借其长效、环保、浅色等特点成为一类重要的光稳定剂，广泛应用于塑料、纺织品、化妆品以及涂料工业中。目前，以苯并三唑、二苯甲酮和单邻羟基苯基均三嗪三类单母体紫外线吸收剂的研发为主。其共同点在于分子结构中仅含有一个紫外吸收母体结构(邻位酚羟基与氮原子或氧原子形成的含氢键的分子内六元环结构)。当紫外线照射时，紫外线吸收剂利用不同能级同分异构体的相互转化，通过激发态分子内质子转移(ESIPT)，将吸收的光能快速转化为热能、振动能等低害能量释放(见式1的苯并三唑类、二苯甲酮类、单邻羟基苯基均三嗪类单母体紫外线吸收剂的作用机理)。当紫外线吸收剂应用于有机基质时，能够降低紫外光子照射到被保护基质上的几率，实现对基质的光保护。

但是，单母体紫外线吸收剂在紫外区吸收范围与强度有限，其中苯并三唑类紫外线吸收剂的主要吸收区域位于UV-A范围内，而二苯甲酮类和单邻羟基苯基均三嗪类紫外线吸收剂的主要吸收区域位于UV-B范围内，单独使用时均无法实现对280-400nm范围内紫外线的彻底吸收；此外，单母体紫外线吸收剂较低的摩尔消光能力造成了在应用时其用量过大的弊端。因此，如何设计一种能够在UV-A和UV-B区域同时具有强烈吸收的高效紫外线吸收剂，成为本行业迫切希望解决的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种在UV-A和UV-B区域同时具有强烈吸收的紫外线吸收剂----双母体叠合型紫外线吸收剂。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种双母体叠合型紫外线吸收剂，其结构式为：

式中：R₁为H、CH₃、C₂H₅、OH、OCH₃、OC₂H₅、Cl、Br、CN或SO₃H；R₂、R₃均为NR₄R₅、OR₄；R₄、R₅均分别代表饱和烷基H、C_nH_2n+1、或C_nH_2n+1中的n满足以下条件，1＜n＜6，且n为整数。

作为本发明的双母体叠合型紫外线吸收剂的改进，其结构式为：

本发明还同时上述双母体叠合型紫外线吸收剂的制备方法，其特征是包括以下步骤：

1)、按每0.1mol三聚氯氰中混入0.18～0.22mol胺或醇、0.18～0.22mol K₂CO₃和20～100ml水的比例，将上述4者加入反应器中，冰水浴降温至0～5℃，反应0.5～4hr；将水浴升至室温～40℃，继续反应1～2小时(使用TLC监控反应进程，确定反应终点)；

反应完毕后，抽滤出产物，水洗，放至真空干燥器内干燥，得到一氯均三嗪中间体；

2)、将步骤1)所得的一氯均三嗪中间体与间苯二酚按照1∶0.9～1.1的摩尔比添加到作为溶剂的氯苯中，然后再加入作为催化剂的无水三氯化铝，所述无水三氯化铝与一氯均三嗪中间体的摩尔比为0.9～1.1∶1；升温至100～120℃后反应8～16h；

反应结束后用含有盐酸的冰水水解三氯化铝，搅拌后减压抽去氯仿，过滤，得到无氯均三嗪中间体；

3)、将邻硝基苯胺或者邻硝基苯胺衍生物制备成其重氮盐溶液；即，制备成相应的邻硝基苯胺重氮液/邻硝基苯胺衍生物重氮液；