[发明专利]一种高分子化紫外光吸收剂的制备方法

说明书

本发明涉及一种高分子化紫外光吸收剂的制备方法，该方法包括以下步骤：(1)将小分子紫外光吸收剂UV‑0，在催化剂和加热的条件下，使其与马来酸酐进行酯化反应，形成带有紫外光吸收功能的聚合单体M；(2)将单体M与共聚单体在引发剂引发下进行自由基共聚，形成高分子化紫外光吸收剂。与现有技术相比，本发明不易挥发、怒易分解、毒性较小，有良好的紫外线屏蔽效果。

技术领域

本发明涉及涂料助剂领域，具体涉及一种高分子化紫外光吸收剂的制备方法。

背景技术

太阳光中含有大量的对有色体有害的紫外光，其波长范围约290-460nm，这些紫外光通过氧化还原作用使颜色分子分解褪色。此外，高分子材料在室外使用时，则会因紫外线(UV)的作用而劣化(degradation)、产生黄变、光泽降低、脆化、龟裂等现象，物理机械性质亦会显著下降。

紫外线吸收剂对紫外光有很好的吸收作用，能有效地减弱紫外光对有色体的损害，从而保护颜色不发生变化。且能够完整发挥高分子功能、延长产品寿命。常用的紫外光吸收剂有水杨酸酯类、苯酮类、苯并三唑类、取代丙烯腈类、三嗪类等等；其中苯酮类紫外光吸收剂价格便宜，吸收效果好，是常见的紫外线吸收剂种类，其中的UV-0(2,4-二羟基二苯甲酮)具有代表性。但是该类紫外光吸收剂也有很多不足之处。

为了解决上述问题，将小分子助剂高分子化、水性化成为了助剂研究的趋势，现有技术中，可以将UV-0与聚合后的PMMA进行酯交换反应，得到高分子接枝高分子紫外线助剂，但是接枝率比较低，只有25.4％，这是因为酯交换反应是个可逆反应，反应完全化程度不高。或者将UV-0先与丙烯酰氯发生反应，再将其聚合到高分子链中，实现了将生物基团引入的目的。此外，采用UV-0与丙烯酰氯反应，再分两步与水溶性高分子链进行接枝，实现了这个助剂的水性化，但是，其过程操作繁琐，接枝率依然不高，由于采用两步接枝，导致实际的紫外光吸收基团在整体助剂中的含量降低。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种不易挥发、怒易分解、毒性较小，有良好的紫外线屏蔽效果的高分子化紫外光吸收剂的制备方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

因为UV-0(2,4-二羟基二苯甲酮)是小分子，其稳定性不理想，容易受热分解或挥发，影响其使用效率；且因为其小分子的特性，在做涂料助剂使用时，容易向表面迁移，一方面使其紫外吸收功能下降，另一方面，也给直接接触涂层表面的皮肤带来健康风险。此外，UV-0为典型的油溶性有机物，仅溶于丙酮等有机溶剂，在水中的溶解度不足0.5％；其在水性涂料中的使用受到很大限制。相对酯化反应来讲，酸酐和酰氯类物质与醇酯化的难度远比羧基与醇酯化的难度低，将UV-0高分子化的成果均是在UV-0与丙烯酰氯的酯化反应基础上，但是少有人通过马来酸酐来使UV-0进行酯化反应，且马来酸酐不易自聚，特别容易与别的单体共聚，这个特点也大大提高了其改性空间，具体方案如下：

一种高分子化紫外光吸收剂的制备方法，该方法包括以下步骤：

(1)将小分子紫外光吸收剂UV-0(2,4-二羟基二苯甲酮)，在催化剂对甲苯磺酸和加热的条件下，使其与马来酸酐进行酯化反应，形成带有紫外光吸收功能的聚合单体M，其反应式为：

(2)将单体M与共聚单体在引发剂引发下进行自由基共聚，形成高分子化紫外光吸收剂，其反应式为：

进一步地，步骤(1)中所述的UV-0与马来酸酐的摩尔比为(0.9-1.1):1，所述的对甲苯磺酸的量为反应体系的1-5ωt％。

进一步地，步骤(2)中所述的共聚单体与单体M的摩尔比为(0.9-1.1):1，所述的引发剂的量为反应体系的1-5ωt％。