[发明专利]一种水滑石限域合成席夫碱分子的抗紫外线复合材料、制备方法及应用

说明书

本发明提供了一种水滑石限域合成席夫碱分子的抗紫外线复合材料、制备方法及应用。本发明选用可插层的水滑石为分子反应器，首先插层引入含氨基结构的有机盐，然后加入醛类等中性分子限域合成席夫碱分子，可用于增强PP的抗紫外老化性能，其最优添加量为3wt％。通过水滑石作为分子反应器合成席夫碱，产率可高达100％，这与采用其他有机溶剂，如甲醇、乙醇中回流进行合成席夫碱相比环保且收率高，具有显著的经济效益和推广价值；这种方法制备出的复合材料具有良好的紫外吸收性能，并且利用席夫碱可以顺反结构转换的特点，可以吸收宽波段紫外线，应用在多个领域。

技术领域

本发明属于席夫碱领域，具体提供了一种水滑石限域合成席夫碱分子的抗紫外线材料、制备方法及应用，该功能材料添加至聚丙烯等高聚物材料内起到抗紫外线老化的作用。

背景技术

聚丙烯(PP)是目前合成树脂中产量最大、应用最广泛的高分子材料。但由于其耐候性能差，在紫外光和氧作用下极易老化，使制件变色、变硬和开裂，未经改性的PP只能作为通用塑料使用，应用领域受限而且易紫外老化，因此，对PP进行改性使其抗老化性能提升一直是高分子材料领域研究的热点问题。目前，已有有机物插层水滑石被应用于塑料、橡胶以及防晒化妆品、沥青等领域，并且已取得了一定的效果。

席夫碱是一类非常重要的含氮配体，通常是指伯胺与活泼羰基化合物缩合反应所形成的含有甲亚胺基的一类化合物。其双键在给予合适的能量后可发生构型转变，此外，可引入各类功能基团使其衍生化，从而可以达到可控分子设计及功能设计的效果。目前，小分子席夫碱的合成主要利用胺醛缩合，然后在有机溶剂(如甲醇、乙醇等)中进行回流进行制备。

水滑石(Layered double hydroxides,简写为LDHs)是一类周期性堆叠的层状功能材料，其结构由带永久正电荷的层板与带负电的层间阴离子交替形成。利用其层间阴离子种类的可调变性和层板限域效应及层间距可控性可将该材料作为一种分子反应器进行有机分子合成反应。另外，水滑石因其独特的二维层状结构，对紫外线具有反射、散射等物理的屏蔽作用，将水滑石放在高聚物如沥青、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)等基体中，可以降低紫外线对其的破坏。当将具有优异的紫外吸收性能的功能客体阴离子引入层间，构筑二维插层结构紫外阻隔材料，可大幅度提高材料的紫外吸收性能。

发明内容

本发明利用水滑石层状结构构筑分子反应器在层间引入中性分子合成席夫碱分子，克服了中性分子不能进入水滑石层间的困难，将席夫碱分子顺反异构消散紫外线能量的优势与具有一定紫外线屏蔽作用的水滑石有机结合起来，使其紫外吸收效果显著增强。此外，本发明合成席夫碱在水相中进行即可，简单方便。

一种水滑石限域合成席夫碱分子的抗紫外线复合材料，以可插层的水滑石为分子反应器，通过离子交换法插层含有氨基结构的有机盐，与醛类中性分子在水滑石层间进行限域反应合成席夫碱分子。