三嗪类紫外吸收剂及其制备方法与流程

本发明涉及高分子材料功能助剂制备，尤其涉及一种三嗪类紫外吸收剂及其制备方法。

背景技术：

1、高分子材料通常是以聚合物的形式存在，如塑料、涂料、染料、人造纤维、人造橡胶等。这些高分子材料长期暴露在日光中，受到紫外线的照射，容易出现老化现象，如常见的变色、涂料龟裂和脱落，淡化和褪色等，更严重一点的还会出现材料质地变脆、韧性降低、伸长性能减弱等问题。材料制品一旦出现老化现象，很快就会失去其使用价值。

2、光稳定剂是抑制或者减缓因光氧化作用引起的高分子聚合材料发生降解的助剂。伴随着高分子聚合材料被广泛用于通信、能源、化工、通讯器材等领域，光稳定剂也已经发展成为高分子聚合材料助剂的重要类别。三嗪类紫外线吸收剂是较新型的一种光稳定剂，该类化合物分子结构较大，紫外线吸收性能优良，对于uva和uvb的紫外线均有较强的吸收，此外该类吸收剂还具备一定的抗氧化性。三嗪类的紫外线吸收剂具有良好的热稳定性，高效的紫外吸收性能，广谱的紫外吸收特性，因此该类吸收剂受到市场的广泛关注和认可。

3、目前市场上的光稳定剂大部分是通过以外来物的方式加入到聚合物中，这就有可能造成聚合物与助剂不相容、融合不均匀，聚合物中有异物感，颜色不均匀，开裂，性能不一致等等问题的产生。

4、水性光稳定剂以水作溶剂，节省大量资源，消除了施工时火灾危险性；降低了对大气污染，仅采用少量低毒性醇醚类有机溶剂，改善了作业环境条件。因此近年来水性光稳定剂的市场需求增长越来越明显。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提供了一种三嗪类紫外吸收剂及其制备方法。本发明首次在三嗪类紫外吸收剂的链状结构中引入聚乙二醇链，一方面增加了该结构的水溶性，同时在链末端引入羟基，可以键合到高分子结构的主链上，改善了聚合物与助剂不相容、融合不均匀，聚合物中有异物感，颜色不均匀，开裂，性能不一致等等问题的产生。

2、本发明的技术方案如下：

3、本发明第一方面保护一种三嗪类紫外吸收剂，所述三嗪类紫外吸收剂的结构如通式(1)或通式(2)所示；

4、

5、其中：

6、r1、r2分别独立的表示为氢、取代或未取代的c1-c10的烷基；

7、n1≥0；n2≥0；

8、用于取代基团的取代基任选自氘原子、氚原子、卤素原子、c1～c10的烷基中的一种或多种。

9、进一步地，所述r1、r2分别独立的表示为氢、甲基、乙基、丙基、丁基、氘代甲基、氚代甲基、三氟甲基、三氯甲基、氘代乙基、氚代乙基、异丙基、氘代异丙基、氚代异丙基、叔丁基、氘代叔丁基、氚代叔丁基、环戊基、氘代环戊基、氚代环戊基、甲基取代的环戊基、环己基中的一种；所述n1≥10；所述n2≥1。

10、本发明第二方面保护一种上述第一方面所述三嗪类紫外吸收剂的制备方法，包括如下步骤：

11、s1将化合物(1)与化合物(2)及碱加入溶剂ⅰ中，反应后，后处理，得到中间化合物(3)。

12、s2：将中间化合物(3)与二元醇、催化剂加入溶剂ⅱ中，反应，后处理，得到三嗪类紫外吸收剂，即通式(1)或通式(2)所示的化合物。

13、其中，所述化合物(1)的结构式如式(m1)或式(m2)所示，所述化合物(2)的结构式如式(m3)；所述中间化合物(3)的结构式如式(m4)或式(m5)所示。

14、

15、通式(m3)-通式(m5)中：r1、r3分别独立的表示为氢、取代或未取代的c1-c10的烷基；用于取代基团的取代基任选自氘原子、氚原子、卤素原子、c1～c10的烷基中的一种或多种；x为卤素；且，当三嗪类紫外吸收剂为通式(1)所示的化合物时，化合物(1)的结构式为(m1)，中间化合物(3)的结构式为通式(m4)；当三嗪类紫外吸收剂为通式(2)所示的化合物时，化合物(1)的结构式为(m2)，中间化合物(3)的结构式为通式(m5)。

16、进一步地，所述r1、r3分别独立的表示为氢、甲基、乙基、丙基、丁基、氘代甲基、氚代甲基、三氟甲基、三氯甲基、氘代乙基、氚代乙基、异丙基、氘代异丙基、氚代异丙基、叔丁基、氘代叔丁基、氚代叔丁基、环戊基、氘代环戊基、氚代环戊基、甲基取代的环戊基、环己基中的一种；所述x选自cl、br、i中的一种。

17、进一步地，步骤s1中，所述溶剂ⅰ选自甲苯、二甲苯、氯苯、硝基苯、二氯甲烷、乙腈、四氢呋喃、1，4-二氧六环、n,n-二甲基甲酰胺、n,n-二甲基乙酰胺、n-甲基吡咯烷酮中的一种或多种；所述化合物(1)与所述溶剂ⅰ的质量体积比g/ml为100:500-1500。

18、进一步地，步骤s1中，所述碱选自碳酸钾、碳酸钠、碳酸氢钠、三乙胺、二乙基异丙基胺、吡啶中的至少一种；所述化合物(1)、化合物(2)与碱的摩尔比为1:0.05-5:1-5；优选1:1-5:1-5，更优选1:1.1:1.1。

19、进一步地，步骤s1中，所述反应的温度为0-120℃，时间为0.5-24h。

20、进一步地，步骤s2中，所述催化剂选自醋酸钙、甲磺酸、苯磺酸、对甲苯磺酸、十二烷基苯磺酸中的至少一种；所述二元醇包括二乙二醇、聚乙二醇中的至少一种；所述溶剂ⅱ包括甲苯或二甲苯、四氢呋喃、1，4-二氧六环、二氯甲烷、乙腈中的至少一种。

21、进一步地，步骤s2中，所述中间化合物(3)、聚乙二醇与催化剂的摩尔比为1:1-5:0.05-1，优选1:2:0.2；所述中间化合物(3)与溶剂ⅱ的质量体积比g/ml为1:10-20

22、进一步地，步骤s2中，所述反应的温度为80-110℃，时间为0.5-48h。

23、本发明有益的技术效果在于：

24、本发明在三嗪类紫外吸收剂的链状结构中引入聚乙二醇链，一方面增加了该结构的水溶性，同时在链末端引入羟基，可以键合到高分子结构的主链上，改善了聚合物与助剂不相容、融合不均匀，聚合物中有异物感，颜色不均匀，开裂，性能不一致等等问题的产生。

25、本发明所述新型三嗪类紫外吸收剂的制备方法操作简单，且目标产物的产率高。

技术特征：

1.一种三嗪类紫外吸收剂， 其特征在于， 所述三嗪类紫外吸收剂的结构如通式(1)或通式(2)所示；

2.根据权利要求1所述的三嗪类紫外吸收剂，其特征在于，所述r1、r2分别独立的表示为氢、 甲基、 乙基、丙基、丁基、氘代甲基、氚代甲基、三氟甲基、三氯甲基、氘代乙基、氚代乙基、异丙基、氘代异丙基、氚代异丙基、叔丁基、氘代叔丁基、氚代叔丁基、环戊基、氘代环戊基、氚代环戊基、 甲基取代的环戊基、环己基中的一种；

3.一种权利要求1-2任一项所述三嗪类紫外吸收剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述r1、r3分别独立的表示为氢、 甲基、 乙基、丙基、丁基、氘代甲基、氚代甲基、三氟甲基、三氯甲基、氘代乙基、氚代乙基、异丙基、氘代异丙基、氚代异丙基、叔丁基、氘代叔丁基、氚代叔丁基、环戊基、氘代环戊基、氚代环戊基、 甲基取代的环戊基、环己基中的一种； 所述x选自cl、br、i中的一种。

5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤s1中，所述溶剂ⅰ选自甲苯、二甲苯、氯苯、硝基苯、二氯甲烷、乙腈、 四氢呋喃、1，4-二氧六环、n,n-二甲基甲酰胺、n,n-二甲基乙酰胺、n-甲基吡咯烷酮中的一种或多种；

6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤s1中，所述碱选自碳酸钾、碳酸钠、碳酸氢钠、三乙胺、二乙基异丙基胺、吡啶中的至少一种；

7.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤s1中，所述反应的温度为0-120℃， 时间为0.5-24h。

8.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤s2中，所述催化剂选自醋酸钙、甲磺酸、苯磺酸、对甲苯磺酸、十二烷基苯磺酸中的至少一种；所述二元醇包括二乙二醇、聚乙二醇中的至少一种； 所述溶剂ⅱ包括甲苯或二甲苯、四氢呋喃、1，4-二氧六环、二氯甲烷、乙腈中的至少一种。

9.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤s2中，所述中间化合物(3)、聚乙二醇与催化剂的摩尔比为1:1-5:0.05-1，优选1:2:0.2；所述中间化合物(3)与溶剂ⅱ的质量体积比g/ml为1:10-20。

10.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤s2中，所述反应的温度为80-110℃， 时间为0.5-48h。

技术总结
本发明公开了一种三嗪类紫外吸收剂及其制备方法，属于高分子材料功能助剂制备技术领域。本发明通过在三嗪类紫外吸收剂的链状结构中引入聚乙二醇链得到新的化合物。本发明所制备的三嗪类紫外吸收剂增加了该结构的水溶性，同时在链末端引入羟基，可以键合到高分子结构的主链上，改善了聚合物与助剂不相容、融合不均匀，聚合物中有异物感，颜色不均匀，开裂，性能不一致等等问题的产生；提供了可与聚合物很合融合的水溶性三嗪类紫外吸收剂，为紫外吸收剂的合成提供了新的思路。

技术研发人员：周文斌,吴辉林,颜莉,夏建峰
受保护的技术使用者：江苏南创化学与生命健康研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/11/18