一种紫外吸收剂及其制备方法和应用
【专利摘要】本发明涉及高分子领域，特别涉及一种紫外吸收剂及其制备方法和应用。本发明合成的紫外吸收剂易于制备，合成方法简单，而且该紫外吸收剂稳定性好，当其作为涂料的紫外吸收剂时，其能够使涂层具有良好的耐黄变性，成膜后经久耐用，不易黄变。
【专利说明】
一种紫外吸收剂及其制备方法和应用
技术领域
[0001] 本发明涉及高分子领域，特别涉及一种紫外吸收剂及其制备方法和应用。
【背景技术】
[0002] 对于高分子材料来说，长期暴露在日光中吸收紫外线的能量后，会引起自动氧化 反应，导致聚合物降解，使得产品变色、发脆、性能下降，以致失去使用价值。紫外吸收剂是 一种光稳定剂，添加在高分子材料中既能吸收阳光及荧光光源中的紫外线，而本身又不发 生变化，保护高分子材料避免紫外线的辐射。紫外线吸收剂是工业应用最早也是用途最广 泛的防老化剂，被广泛应用于塑料、橡胶、纤维、涂料、造纸中。通过吸收紫外线防止光老化 作用对材料的腐蚀，在延长材料使用寿命和节省资源方面起着重要作用。随着合成技术的 高科技化和各种新型的紫外线吸收剂的不断开发，为光稳定化学技术提供了更高技术附加 值的产品。但是现有技术中由于紫外线吸收剂制备工艺比较复杂，产品吸收效率不高，且对 设备的腐蚀严重，在产品后处理过程中对环境污染严重，亟需通过新技术来改进现有技术 的不足。
【发明内容】
[0003] 本发明所要解决的技术问题是提供一种紫外吸收剂。
[0004] 本发明的另一个目的在于提供上述紫外吸收剂的制备方法。
[0005] 而本发明最后一个目的是提供上述紫外吸收剂的应用。
[0006] 一种紫外吸收剂，化学式为C16H6N2〇8Zn2;其中，C 16H6N2〇8为3，3 '，5，5 ' -偶氮苯四羧 酸根。
[0007] 进一步的，所述紫外吸收剂为三斜晶系，P-1空间群，晶胞参数为a=l 1.335(9) A，b =7.853(2) A,c=17.176(2) Α,α=75.292(3) °,β=80.331(2) °, γ=83.713(5) °,V= 1528.91(1) Α3〇
[0008] 上述的紫外吸收剂的制备方法为:将有机化合物3，3 '，5，5 偶氮苯四羧酸和硝酸 锌溶于水和二甲基甲酰胺的混合溶剂当中，其中水和二甲基甲酰胺的体积比为1:2,用氨水 将其pH调节为8，在室温下搅拌形成混合液A，然后将所述混合液Α在40 °C下静置72小时得到 混合液B，最后将所述混合液B在水热条件下加热反应后缓慢降温得到所述紫外吸收剂。
[0009] 其中，所述3,3'，5,5'_偶氮苯四羧酸英文为3,3'，5,5'_ azobenzenetetracarboxylic acid，结构式如下所不：
进一步的，所述3,3'，5,5'_偶氮苯四羧酸和硝酸锌的摩尔比为1:2。
[0010]进一步的，所述的加热温度为180°C，加热反应时间为48~72小时。
[0011 ]进一步的，所述的降温为2°C/小时~5°C/小时降至室温。
[0012] 上述紫外吸收剂应用在紫外光固化涂料中。
[0013] 本发明具有如下有益效果： 本发明合成的紫外吸收剂易于制备，合成方法简单，而且该紫外吸收剂稳定性好，当其 作为涂料的紫外吸收剂时，其能够使涂层具有良好的耐黄变性，成膜后经久耐用，不易黄 变。
[0014]
【具体实施方式】
[0015] 下面结合实施例对本发明进行详细的说明，实施例仅是本发明的优选实施方式， 不是对本发明的限定。
[0016] 实施例1 将0. lmmol 3，3 '，5，5 '-偶氮苯四羧酸和0.2mmol硝酸锌溶于5mL水和10mL二甲基甲酰 胺的混合溶剂当中，用氨水将其pH调节为8,在室温下搅拌形成混合液A，然后将所述混合液 A在40°C下静置72小时得到混合液B，随后将混合液B转移到聚四氟乙烯高压反应釜中，将其 放在170°C烘箱中反应60小时，之后以5°C/小时降至室温过滤得到所述紫外吸收剂，产率为 73.3%(基于锌）。
[0017] 然后将所得的紫外吸收剂进行单晶表征。
[0018] 该化合物的X射线衍射数据是在Bruker Smart Apex (XD面探衍射仪上，用ΜοΚα福 射(λ = 0.71073 Α)，以ω扫描方式收集并进行Lp因子校正，吸收校正使用SADABS程序。用 直接法解结构，然后用差值傅立叶法求出全部非氢原子坐标，并用理论加氢法得到氢原子 位置(C-H 1.083 A)，用最小二乘法对结构进行修正。计算工作在PC机上用SHELXTL程序包 完成。
[0019] 经测试解析可知，该紫外吸收剂化学式为C16H6N2〇8Zn 2;其中，C16H6N2〇8为3，3 '，5， 5'_偶氮苯四羧酸根，所述紫外吸收剂为三斜晶系，P-1空间群，晶胞参数为a=ll.335(9) A， b=7.853(2) A,c=17.176(2) Α,α=75.292(3) °,β=80.331(2) °, γ=83.713(5) °,V= 1528.91(1) Α3，Ζ=2〇
[0020] 3,3'，5,5'-偶氮苯四羧酸上的氮氮双键可以有效吸收紫外线，而且当3,3'，5,5'_ 偶氮苯四羧酸脱去4个质子与锌配位形成配合物后化学结构更加稳定，使其作为涂料的紫 外吸收剂时具有更好吸收效率，能够有效增强涂料的耐黄变性。
[0021] 实施例2 将0. lmmol 3，3 '，5，5 '-偶氮苯四羧酸和0.2mmol硝酸锌溶于5mL水和10mL二甲基甲酰 胺的混合溶剂当中，用氨水将其pH调节为8,在室温下搅拌形成混合液A，然后将所述混合液 A在40°C下静置72小时得到混合液B，随后将混合液B转移到聚四氟乙烯高压反应釜中，将其 放在160°C烘箱中反应72小时，之后以5°C/小时降至室温过滤得到所述紫外吸收剂，产率为 64.9%(基于锌）。
[0022] 实施例3 将0. lmmol 3，3 '，5，5 '-偶氮苯四羧酸和0.2mmol硝酸锌溶于5mL水和10mL二甲基甲酰 胺的混合溶剂当中，用氨水将其pH调节为8,在室温下搅拌形成混合液A，然后将所述混合液 A在40°C下静置72小时得到混合液B，随后将混合液B转移到聚四氟乙烯高压反应釜中，将其 放在180°C烘箱中反应48小时，之后以5°C/小时降至室温过滤得到所述紫外吸收剂，产率为 65.2%(基于锌）。
[0023] 实施例4 一种紫外光固化涂料，由如下重量分数的组分组成： 双酚A环氧丙烯酸酯45份；甲基丙烯酸月桂酯20份;2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮1 份;醋酸乙酯35份;流平剂BYK354 0.5份;消泡剂BYK141 0.5份，权利要求1中所得的紫外吸 收剂1份。
[0024] 实施例5 一种紫外光固化涂料，由如下重量分数的组分组成： 双酚A环氧丙烯酸酯45份；甲基丙烯酸月桂酯20份;2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮1 份;醋酸乙酯35份;流平剂BYK354 0.5份;消泡剂BYK141 0.5份，3,3'，5,5'_偶氮苯四羧酸1 份。
[0025] 实施例6 一种紫外光固化涂料，由如下重量分数的组分组成： 双酚A环氧丙烯酸酯45份；甲基丙烯酸月桂酯20份;2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮1 份;醋酸乙酯35份;流平剂BYK354 0.5份;消泡剂BYK141 0.5份，2，4-二羟基二苯甲酮1份。
[0026] 实施例7 一种紫外光固化涂料，由如下重量分数的组分组成： 双酚A环氧丙烯酸酯45份；甲基丙烯酸月桂酯20份;2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮1 份;醋酸乙酯35份;流平剂BYK354 0.5份;消泡剂BYK141 0.5份。
[0027]将实施例和对比例所得涂料分别喷涂塑胶底材上，50~55°C烘干3~4分钟后经紫 外线光照射（总吸收能量值为700~750毫焦/平方厘米），然后在紫外光灯下进行固化，固化 时间为1~1.5分钟。
[0028] 然后将上述涂料进行耐黄变性能检测。
[0029] 耐黄变性检测：用UVA(340)灯作为光源，将试板置于试验条件能满足试板温度为 (60±3)°C、辐照度为0.68W/m2、干燥(无凝露）的荧光紫外老化机中，全过程保持连续光照 168小时。光照结束后取出，与未经光照的试板做对照，用色差仪测量颜色变化，颜色变化值 单位ΛΕ*。实测值越小，耐黄变性越好。测定结果如表1所示。
[0030] 表1性能测试结果
以上所述实施例仅表达了本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此 而理解为对本发明专利范围的限制，但凡采用等同替换或等效变换的形式所获得的技术方 案，均应落在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种紫外吸收剂，其特征在于:化学式为Ci6H6N2〇 8Zn2;其中，C16H6N2〇 8为3，3 '，5，5 '-偶 氮苯四羧酸根。2. 根据权利要求1所述的一种紫外吸收剂，其特征在于，所述紫外吸收剂为三斜晶系， P-1 空间群，晶胞参数为a=11.335(9) A，b=7.853(2) A，c=17.176(2) Α，α=75·292(3) 0，β= 80.331(2) 〇，γ=83·713(5) 0，V=1528.91(1) A3。3. -种制备权利要求1所述的紫外吸收剂的方法，其特征在于:将有机化合物3，3 '，5， 5'_偶氮苯四羧酸和硝酸锌溶于水和二甲基甲酰胺的混合溶剂当中，其中水和二甲基甲酰 胺的体积比为1:2,用氨水将其pH调节为8,在室温下搅拌形成混合液A，然后将所述混合液A 在40°C下静置72小时得到混合液B，最后将所述混合液B在水热条件下加热反应后缓慢降温 得到所述紫外吸收剂。4. 根据权利要求3所述的紫外吸收剂的制备方法，其特征在于:所述3,3'，5,5'_偶氮苯 四羧酸和硝酸锌的摩尔比为1:2。5. 根据权利要求3所述的紫外吸收剂的制备方法，其特征在于:所述的加热温度为180 °C，加热反应时间为48~72小时。6. 根据权利要求3所述的紫外吸收剂的制备方法，其特征在于:所述的降温为2°C/小时 ~5°C/小时降至室温。7. -种权利要求1所述的紫外吸收剂的应用，其特征在于:所述紫外吸收剂应用在紫外 光固化涂料中。
【文档编号】C07C245/08GK105838129SQ201610315540
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年5月13日
【发明人】徐伟鹏
【申请人】徐伟鹏