[发明专利]苯并三唑-受阻胺复合型光稳定剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种苯并三唑-受阻胺复合型光稳定剂及其制备方法。

背景技术

近年来，由于氯氟烃类物质的大量使用，使大气臭氧层遭到严重破坏，地表紫外线辐照量明显增加。紫外线会给人体的皮肤带来各种病变，严重影响人类的健康。同时，紫外线能够引起纺织品光氧化降解，破坏材料性能；还能够引起染（颜）料光致褪变色，改变纺织品色泽等。因此，提高纺织材料的抗紫外线性能并对纺织品本身和人体起到保护作用，成为近年来纺织染整领域的研究热点。

对于纺织品而言，使用光稳定剂进行抗紫外整理是最为简便、经济、有效的光防护方法之一，能够有效延缓紫外线对纺织品、染料和人体的光损害。目前产业化应用效果较好的两种光稳定剂是紫外线吸收剂（UVA）和受阻胺光稳定剂（HALS）。紫外线吸收剂是能够高效吸收紫外线并将所吸收的能量以热能、振动能等破坏性较小的能量形式释放出去的一类物质，凭借其长效、环保、浅色等特点成为一类重要的光稳定剂。而受阻胺类光稳定剂与紫外线稳定剂的作用方式不同，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。

紫外线吸收剂可以通过吸收紫外线对人体和纺织品起到一定防护作用，但紫外线吸收剂本身也会受到光化学降解（光氧化、活性自由基作用）造成损耗失效，而添加受阻胺类光稳定剂就可以有效抑制紫外线吸收剂的光化学降解。因此，将具有紫外线吸收功能片段与受阻胺类光稳定片段引入同一分子中，开发出苯并三唑-受阻胺复合型光稳定剂。该类复合型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。

大连化工研究设计院的邵玉昌等人曾合成出一系列含受阻胺结构的苯并三唑光稳定剂，该类光稳定剂以羧酸酯基团作为桥基，两端分别连接了苯并三唑紫外线吸收片段和受阻胺光稳定片段，具有优良的光稳定性能。但其羧酸酯桥基耐酸碱稳定性不佳，在户外材料保护方面容易受到酸雨等环境问题影响导致该复合型光稳定剂水解流失，降低光稳定防护性能的持久性。

大连化工研究设计院的邵玉昌等人合成了一系列含受阻胺结构的苯并三唑光稳定剂，如下式所示：

其中：X=H或C1；R=H或CH₃。

参考文献：邵玉昌，左洪亮.含受阻胺结构的苯并三唑光稳定剂的合成及表征[J].精细化工2007,24(12):1163-1167。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种苯并三唑-受阻胺复合型光稳定剂，其既能吸收紫外线又能捕获自由基。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种苯并三唑-受阻胺复合型光稳定剂，其结构式为：

R₁为H、CH3、C2H5、OCH3、OC2H5、Cl 或Br，

R₂为或，

R₃为烷基、烷氧基或烷酰基，R₄为H、烷基、烷氧基或烷酰基。

    作为本发明的苯并三唑-受阻胺复合型光稳定剂的改进，其结构式为： 

或

。

本发明还同时提供了上述苯并三唑-受阻胺复合型光稳定剂的制备方法，具体包括以下步骤： 

1）、重氮-偶合反应：

采用重氮化方法将邻硝基苯胺或其衍生物（即邻硝基苯胺或邻硝基苯胺衍生物）制备成其重氮盐溶液，重氮盐溶液与对羟基苯磺酸在0~5℃、pH值为8~10的溶液体系中发生偶合反应，得邻硝基偶氮染料中间体；重氮盐与对羟基苯磺酸的摩尔比为1：0.9~1.1（较佳为1:1）；偶合反应的温度为0~5℃，时间为1.5~2.5h（较佳为2h）；

2）、还原闭环反应：

将步骤1）得到的邻硝基偶氮染料中间体在二氧化硫脲和氢氧化钠的溶液体系中还原，得中间体苯并三唑紫外线吸收剂；邻硝基偶氮染料中间体与二氧化硫脲、氢氧化钠的摩尔比为1：4~6：8~14；

. 还原反应的温度为70~90℃，时间为2.5~3.5h；

3）、酰氯化反应：

将步骤2）得到的中间体苯并三唑紫外线吸收剂与氯化亚砜用N,N-二甲基甲酰胺（DMF）作为催化剂，进行酰氯化反应，得酰氯化产物中间体；中间体苯并三唑紫外线吸收剂与氯化亚砜的摩尔比为1: 25~30；DMF与苯并三唑紫外线吸收剂的摩尔比为1:3~6；