[发明专利]一种水溶性木质素哌啶胺光稳定剂及其制备方法和应用

说明书

本发明属于木质素材料技术领域，公开了一种水溶性木质素哌啶胺光稳定剂及其制备方法和应用。本发明制备方法先将木质素配制成碱性溶液，加入哌啶胺，然后滴加醛进行Mannich反应制得木质素基哌啶胺；各组分质量份为：木质素100份，醛10～30份，哌啶胺30～50份。本发明还提供上述方法制备得到的水溶性木质素哌啶胺光稳定剂，具有优异的光稳定作用，具有典型的表面活性剂的双亲性结构，分子量大；含有哌啶胺结构，具有抗光解功能，兼有受阻胺光稳定基团和高分子表面活性剂的结构特征，可作为一种光稳定功能的高分子表面活性剂用于各种光稳定助剂领域，例如农药水基剂型、水性涂料、水性油墨、防晒霜、高分子材料等领域。

技术领域

本发明属于木质素材料技术领域，特别涉及一种水溶性木质素哌啶胺光稳定剂及其制备方法和应用。

背景技术

木质素是一种来自于植物的天然高分子芳香族聚合物，在结构上，木质素主要是由愈创木基丙烷、对羟基苯基丙烷和紫丁香基丙烷三种基本结构单元通过酶的脱氧聚合及自由基耦合得到。在聚合成天然木质素的过程中，与苯环上羟基共轭的乙烯基上电子的消失产生了UV发色基团，导致木质素能吸收UV/可见光。同时木质素中羰基、双键等官能团结构的存在也使得木质素具有较广范围的紫外吸收，另外木质素中苯环结构上的酚羟基也可以在一定程度上清除自由基。这些使得木质素本身就具有一定的光稳定作用。但是目前商用的木质素主要来源于制浆造纸工业的废弃物，其分子团聚严重，主要以微米级的颗粒存在，难以分散均匀，颜色过深；而且能有效清除自由基的官能团含量过少，未经改性的木质素防紫外性能也是难以达到化学合成光稳定剂的水平。

在此之前人们一般通过将木质素与二氧化钛、氧化锌等物理化学防晒剂进行复配来提高原有物质的紫外吸收性能，木质素在其中起着协同提高的作用。例如公开号为CN105968852A，发明人为邱学青、杨东杰等的发明专利《防紫外辐射的木质素氧化锌复合颗粒及其制备方法和应用》中便公开了一种用于织物防紫外辐射的木质素基氧化锌复合颗粒的制备方法，可以减少氧化锌间的团聚现象，提高对织物纤维的附着力并提供UVA、UVB的全波段有效防护。另一份公开号为CN106633967A，发明人为杨东杰、李圆圆等的发明专利《一种二氧化钛/木质素基复合纳米颗粒及制备方法和应用》中也公开了一种二氧化钛/木质素基复合纳米颗粒的制备，将其应用在护肤品及防紫外材料中发现其可以显著提高防紫外能力。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点与不足，本发明的首要目的在于提供一种水溶性木质素哌啶胺光稳定剂的制备方法。

本发明的制备方法是以Mannich反应为基础，通过醛在碱性条件下将木质素与哌啶胺类化合物交联得到木质素哌啶胺接枝化合物。

本发明另一目的在于提供上述方法制备的水溶性木质素哌啶胺光稳定剂。本发明光稳定剂具有优异的光稳定作用。

本发明再一目的在于提供上述水溶性木质素哌啶胺光稳定剂在农药水基剂型、水性涂料、水性油墨、防晒霜、高分子材料等领域中的应用。

本发明的目的通过下述方案实现：

一种水溶性木质素哌啶胺光稳定剂的制备方法，先将木质素配制成碱性溶液，加入哌啶胺，然后滴加醛进行Mannich反应制得木质素基哌啶胺。

各组分质量份为：木质素100份，醛10～30份，哌啶胺30～50份。

具体包括以下步骤，质量份计：

将100份木质素溶于碱性水溶液中，配制成20～40％固含量，调节pH＝10～14；升温至80～95℃，加入30～50份哌啶胺，搅拌混合均匀，滴加10～30份醛，80～90℃保温反应1～3小时，即得水溶性木质素哌啶胺光稳定剂。

所述的木质素可为碱木质素、溶剂木质素、酶解木质素、木质素磺酸盐中的至少一种。