[发明专利]一种光稳定剂及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种光稳定剂，其具有如下式I所示的结构：其中，R₁、R₂、R₃各自独立地选自烷基或烷氧基中的一种或两种，n为2‑4的整数。该光稳定剂具有改进的光稳定效果，同时对于与其一同使用的无机填料有好的分散作用，赋予使用其的塑料制品更优的物理机械性能。本发明还公开了该光稳定剂的制备方法及应用。

技术领域

本发明涉及聚合物助剂技术领域。更具体地，涉及一种光稳定剂及其制备方法和应用。

背景技术

受阻胺光稳定剂(HALS)自上世纪70年代出现以来，由于其对树脂高效的光稳定防护效果，一直备受关注。经过数十年的发展，已成功开发多种效果显著的产品，并在塑料制品领域得到广泛的应用，其结构通式如下式所示。HALS为具有空间位阻效应的哌啶衍生物，其Y基团可为氢基(H)，烷基(CH₃)，烷氧基(OR)等，而侧链X也可提供多种官能团结构的设计。因此可根据塑料产品不同使用环境要求，针对性设计特定结构受阻胺光稳定剂，扩大此类产品的应用领域。

目前，针对Y基团的修饰，主要是调节胺基的碱性。由于哌啶环上的NH具有一定的碱性，易于酸性物质反应生成铵盐，大大限制了HALS在酸性条件下的使用。如传统的高碱性的HALS 770，HALS 4050不宜用于农膜以及PVC树脂等制品中，而为扩大HALS的使用范围，多家企业开发出低碱性烷基化或烷氧基化的HALS，例如HALS 123，HALS 119。针对侧链X的修饰，主要是高分子量化，多功能化及反应型。小分子受阻胺光稳定剂属于极性分子，与树脂基体相容性较差，易发生迁移，挥发，其次低分子量受阻胺光稳定剂的热稳定性能也较差，易在塑料的热加工中分解，因此开发了多种大分子量的光稳定剂，例如HALS 944，HALS2020等，但这些侧链的修饰无疑会大大降低光稳定剂有效的氮元素N含量，降低了其防护效果。

无机填料能够赋予塑料良好的综合性能，例如降低塑料制品热膨胀系数，提高模量，气体阻隔性能，热传导及阻燃等效果。但在添加无机填料和对其进行表面改性时，人们往往只关注这些因素对聚合物使用性能(如强度，韧性或降低成本等)的改进，却忽视了它们对树脂光氧老化的稳定性的影响，已有研究表明无机填料的表面特性及其表面处理对聚合物的老化性能有显著的影响。现有技术中已有研究CaCO₃和SiO₂等无机纳米填料对PP树脂光氧老化性能的影响，纳米碳酸钙和二氧化硅的添加可大大促进PP树脂的光氧老化速度，添加量越大，这种促进作用越明显，并提出纳米填料表面的活性基团可在树脂光氧老化过程中起到活化促进作用。

发明内容

本发明的第一个目的在于提供一种光稳定剂，该光稳定剂具有改进的光稳定效果，同时对于与其一同使用的无机填料有好的分散作用。

本发明的第二个目的在于提供一种光稳定剂的制备方法，该制备方法简单易于实施，且制备得到的产物收率高。

本发明的第三个目的在于提供一种光稳定剂的应用。

为达到上述第一个目的，本发明采用下述技术方案：

一种光稳定剂，其特征在于，具有如下式I所示的结构：

其中，R₁、R₂、R₃各自独立地选自烷基或烷氧基中的一种或两种，n为2-4的整数。

为达到上述第二个目的，本发明采用下述技术方案：

一种光稳定剂的制备方法，包括如下步骤：

将四甲基哌啶胺与化合物A混合，在溶剂存在的条件下进行开环加成反应，得所述光稳定剂；

其中，所述化合物A具有如下式II所示的结构：