[发明专利]一种含二苯甲酮基团硅烷的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及有机硅新材料领域，尤其涉及一种有紫外线吸收功能的含二苯甲酮基团硅烷的制备方法。

背景技术

过量的紫外线照射可以引起人体眼睛损伤、皮肤晒黑、灼伤，甚至导致皮肤癌的产生，或是引起免疫系统失调。除对人体产生伤害外，紫外线亦是光老化的主要原因。长期的太阳光照射也加速了古建筑、石刻、木雕、字画等文物与历史古迹的老化。为了降低紫外线的伤害，现有通用做法是对衣物进行抗紫外线整理，或是在古建筑等文物表面涂刷一层具有紫外线吸收功能的材料，可有效减轻紫外线对人体的伤害，抑制古建筑等文物的光老化，延长历史古迹的存在时间。

二苯甲酮及其衍生物是目前工业领域应用最广泛的紫外吸收剂之一，可用于纤维素、聚酯、聚酰胺、聚丙烯纤维及其塑料加工等过程和化妆品、防晒剂等配方中，其有效吸收波长范围为280～400nm。现有常用的二苯酮类紫外线吸收剂，其相对分子质量都较小，存在与高分子材料相容性不好或在高分子材料加工过程中易挥发，在制品中有迁移、喷霜、结晶等缺点，二苯甲酮基团在高分子化合物中的含量有限，紫外线吸收效率较低，从而使材料性能达不到预期效果。因此一般不能通过涂刷、浸泡等方式在纤维、建筑物、石材等表面直接成膜，起到抗紫外线的作用。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够将二苯甲酮基团引入高分子化合物中，产物可直接作用于基材，形成一层具有高密度二苯甲酮基团的硅氧烷薄膜的含二苯甲酮基团硅烷的制备方法。

本发明提供一种含二苯甲酮基团硅烷的制备方法，以含α-烯烃的二苯甲酮类化合物和烷氧基硅烷按摩尔比1:1～1:2，在催化剂氯铂酸和溶剂的条件下，在40~130℃下反应0.5~5h，减压蒸馏后，得到含二苯甲酮基团硅烷。

本发明中限定的摩尔比使得烷氧基硅烷过量，能够使得价格较高的α-烯烃的二苯甲酮类化合物尽可能完全反应，同时烷氧基硅烷沸点较低，能与溶剂一起蒸馏出来，保证了最终产品的纯度较高。

所述含α-烯烃的二苯甲酮类化合物优选为2-羟基-4-(甲基丙烯酰氧基)-二苯甲酮（结构式：）、2-羟基-4-丙烯氧基二苯甲酮（结构式：）或2-羟基-4-丙烯酰氧基二苯甲酮（结构式：）中任意一种。

所述烷氧基氢硅烷的化学式为，其中R₁、R₂、R₃可分别为-OCH₃、-OCH₂CH₃或-CH₃中一种，但不能同时为-CH₃，例如R₁、R₂、R₃可以同时为-OCH₃或者-OCH₂CH₃，但当R₁、R₂、R₃中有一个为-CH₃时，剩余两个基团中之多只含有一个-CH₃。

上述溶剂本领域普通技术人员常用的有机醇溶剂，所述溶剂为苯、甲苯、邻二甲苯、对二甲苯、间二甲苯、混苯、丙酮、乙酸乙酯、异丙醇、乙醇、丁酮、四氢呋喃、己烷、环己烷、乙二醇二甲醚中的任一种或几种的混合物。

所述溶剂的量为含α-烯烃的二苯甲酮类化合物和烷氧基氢硅烷质量之和的10wt%~300wt%。

本发明中硅氢加成反应为强放热反应，溶剂的加入是为了反应更加平稳进行，因此在实际操作中，只要加入的溶剂量能够保证反应过程的正常回流—通过回流带走反应产生的热量，不使反应体系发生热危害即可，因此，其在限定的范围内最少量时就能起到该作用，进一步增加溶剂量，可以使得反应热使体系的升温较少，有利于反应的平稳进行，而对反应中催化剂的效能几乎没有影响，而溶剂加入越多，放热所产生的温度变化越小，越有利于研究反应的机理，所以设定上限了相应的范围上限值。

所述催化剂为氯铂酸（六氯合铂氢酸），优选为含氯铂酸（六氯合铂氢酸）的有机醇溶液，浓度为0.3wt%～5.0wt%。

所述催化剂的质量为含α-烯烃的二苯甲酮类化合物和烷氧基氢硅烷质量之和的0.0001wt%～0.01wt%，所述催化剂加入时反应体系的温度为40℃～100℃。