一种基于分散染料改性的抗紫外处理剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开的一种基于分散染料改性的抗紫外处理剂的结构通式如下：其红外吸收光谱于588cm‑1，1109cm‑1和782cm‑1处出现了分别代表Si–O–Si和Si–C伸缩振动峰，于3068，2962cm‑1和1460cm‑1处出现了分别代表‑CH2–CH2‑、‑CH2–CH2–CH2‑或‑CH2–CH2–CH2–CH2‑伸缩和弯曲振动峰；其29Si NMR谱图中于‑109.63ppm处出现了代表POSS结构中硅原子的振动峰；在其溶液的紫外‑可见光吸收光谱中波长300nm以下出现了吸收峰。本发明专利技术还公开了其制备方法。本发明专利技术所得抗紫外处理剂不仅可通过高温高压处理法将抗紫外处理剂借助染料分子牢固镶嵌在纤维浅表层，达到固着于纤维上的目的，以发挥持久的抗紫外功能，且还能同时实现对合成纤维的染色。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于抗紫外剂处理剂及其制备
，具体涉及一种基于分散染料改性的抗紫外处理剂及其制备方法。
技术介绍
全芳香族聚酰胺(芳纶)和聚对亚苯基1,3,4-噁二唑(p-POD)等芳香族高性能纤维都具有优异的物理机械、热稳定性、电绝缘性、耐溶剂性、特殊的导电性以及电致发光等性能，常被作为耐高温滤布、渗透膜和绝缘防护材料使用(ZhangZ,YeG,LiW,LiT,XuJ.Influenceofsulfuricacidbathonmorphologicalstructureandmechanicalpropertiesofpoly(p-phenylene-1,3,4-oxadiazole)fibers[J].JournalofAppliedPolymerScience,2009,114(3):1485-1493；SchulzB,BrumaM,BrehmerL.AromaticPoly(1,3,4-Oxadiazoe)sasAdvancedmaterials[J].AdvancedMaterials,1997,9(8):601-613；赵会芳.芳纶纤维和芳纶浆粕的结构与芳纶纸特性的相关性研究[D].西安：陕西科技大学,2012；KakidaH,ChataniY,TadokoroH.Crystalstructureofpoly(m-phenyleneisophthalamide)[J].JournalofPolymerScience:PolymerPhysicsEdition,1976,14(3):427-435)。但是，这类纤维的光稳定性较差，经紫外光照射后其强力损失较大(JohnsonLD,TincherWC,BachHC.Photodegradativewavelengthdependenceofthermallyresistantorganicpolymers[J].JournalofAppliedPolymerScience,1969,13(9):1825-1832；ImaiY.Directfiberformationandfiberpropertiesofaromaticpolyoxadiazoles[J].JournalofAppliedPolymerScience,1970,14(1):225-239)。为了提高这类纤维的耐光性，本领域的科技工作者经研究，主要提出四种解决方法：(1)采用TiO2凝胶、炭黑、聚乙烯醇和羧甲基纤维素钠等对纤维进行涂层处理。这种处理方式虽然使纤维强力的保留率有所提高，但是经三次水洗后其抗紫外性能与未涂层纤维相当(董丽楠.芳香族聚噁二唑纤维的光老化及稳定化研究[D].成都:四川大学,2010；杨潇.聚1,3,4-噁二唑(POD)老化及防护研究[D].成都：四川大学，2011)；(2)在p-POD聚合时引入对光具有选择性吸收的偶氮结构物质，以保护大分子链中的杂环结构，但是这些偶氮结构物质在纺丝过程中不仅容易造成喷丝孔堵塞，且纤维的初始强力有所下降(ZhouW,YangX,JiaE,WangX,XuJ,YeG.Ultravioletresistanceofazo-containingpoly(1,3,4-oxadiazole)fibres[J].PolymerDegradationandStability,2013,98(3):691-696)；(3)选择含有偶氮结构的分散染料对纤维进行染色。但是，由于染料中的偶氮基作用有限，纤维的抗紫外性能仅能提高约30％，远不能满足使用要求(姬常青,张再兴,李文涛,邢铁玲,陈国强.分散染料对改性聚芳噁二唑纤维光稳定性的影响[J].印染,2014,40(9):1-4)；(4)采用直接整理的方法，即以具有抗紫外功能的水溶性八(γ-氨丙基)倍半硅氧烷为整理剂对纤维进行表面处理。该方法虽然操作简单，对设备要求较低，但是，由于该方法采用的是带氨基的水溶性POSS，其通过浸轧、焙烘等方法处理纤维后，POSS分子只能以吸附的形式，依靠范德华力固着在纤维表面缺陷的部位和原纤的缝隙处。因此，当对纤维或织物洗涤时，八(γ-氨丙基)倍半硅氧烷很容易会回到水相中，水洗牢度比较差，故一般三次水洗后其抗紫外性能就与未处理纤维相当了(MaoY,ZhouW,XuJ.Ultravioletresistancemodificationofpoly(p-phenylene-1,3,4-oxadiazole)andpoly(p-phenyleneterephthalamide)fiberswithpolyhedraloligomericsilsesquioxane[J].JournalofAppliedPolymerScience,2015,132(41))。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术存在的缺陷，首先提供一种基于分散染料改性的抗紫外处理剂的制备方法。本专利技术的另一目的是提供一种由上述方法制备的基于分散染料改性的抗紫外处理剂。本专利技术提供的基于分散染料改性的抗紫外处理剂的制备方法，其特征在于该方法的工艺步骤和条件如下：(1)将八聚倍半硅氧烷(POSS)和分散染料分别研磨成粒径为0.5～1μm的粉末，按重量份将0.6～3份八聚倍半硅氧烷与0.3～3.2份分散染料混合均匀，在氮气氛围下，连同0.15～0.45份催化剂一起加入60～500份有机溶剂Ⅰ中搅拌直至充分溶解，然后升温回流反应18～30小时；(2)将混合液冷却至5℃以下，然后加入0.3～1.9份有机溶剂Ⅱ中搅拌均匀，减压过滤，滤液减压蒸馏去除溶剂得到抗紫外处理剂粗产物；(3)将抗紫外处理剂粗产物加入130～790份萃取剂中，回流萃取18～30小时，再进行减压过滤，最后对滤液进行减压蒸馏即可得到精制的抗紫外处理剂，以上所用物料的份数均为重量份。以上方法中所用的八聚倍半硅氧烷(POSS)具体为八乙烯基倍半硅氧烷、八丙烯基倍半硅氧烷和八丁烯基倍半硅氧烷中的至少一种，其结构式如下：式中R为-CH＝CH2、-CH2CH＝CH2和-CH2CH2CH＝CH2中的至少一种。以上方法中所用的分散染料为分散红60或分散黄42。以上方法中所用的有机溶剂Ⅰ为四氯化碳、二硫化碳和苯中的至少一种。以上方法中所用的催化剂为无水氯化铁、无水氯化镁和无水氯化铝中的至少一种。以上方法中所用的有机溶剂Ⅱ为三乙胺、二乙胺和二氯甲烷中的至少一种。以上方法中所用的萃取剂为三氯甲烷、二氯甲烷和甲苯中的至少一种。本专利技术提供的由上述方法制备的基于分散染料改性的抗紫外处理剂，该处理剂的结构通式如下：式中：R为-CH＝CH2、-CH2CH＝CH2和-CH2CH2CH＝CH2中的至少一种，数量为7至0个或R’为-CH2-CH2-、-CH2CH2-CH2-和-CH2CH2CH2-CH2-中的至少一种，数量为1至8个，当该处理剂中八聚倍半硅氧烷基上R数量为7时，R’数量就为1，R数量为6时，R’数量就为2，……R数量为0时，R’数量就为8；其红外吸收光谱于588cm-1，1109cm-1和782cm-1处出现了分别代表Si–O–Si和Si–C伸缩振动峰，于3068，2962cm-1和1460cm-1处出现了分别代表-CH2–CH2-、-CH2–CH2–CH2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于分散染料改性的抗紫外处理剂的制备方法，其特征在于该方法的工艺步骤和条件如下：(1)将八聚倍半硅氧烷和分散染料分别研磨成粒径为0.5～1μm的粉末，将0.6～3份八聚倍半硅氧烷与0.3～3.2份分散染料混合均匀，在氮气氛围下，连同0.15～0.45份催化剂一起加入60～500份有机溶剂Ⅰ中搅拌直至充分溶解，然后升温回流反应18～30小时；(2)将混合液冷却至5℃以下，然后加入0.3～1.9份有机溶剂Ⅱ中搅拌均匀，减压过滤，滤液减压蒸馏去除溶剂得到抗紫外处理剂粗产物；(3)将抗紫外处理剂粗产物加入130～790份萃取剂中，回流萃取18～30小时，再进行减压过滤，最后对滤液进行减压蒸馏即可得到精制的抗紫外处理剂，以上所用物料的份数均为重量份。

【技术特征摘要】
1.一种基于分散染料改性的抗紫外处理剂的制备方法，其特征在于该方法的工艺步骤和条件如下：(1)将八聚倍半硅氧烷和分散染料分别研磨成粒径为0.5～1μm的粉末，将0.6～3份八聚倍半硅氧烷与0.3～3.2份分散染料混合均匀，在氮气氛围下，连同0.15～0.45份催化剂一起加入60～500份有机溶剂Ⅰ中搅拌直至充分溶解，然后升温回流反应18～30小时；(2)将混合液冷却至5℃以下，然后加入0.3～1.9份有机溶剂Ⅱ中搅拌均匀，减压过滤，滤液减压蒸馏去除溶剂得到抗紫外处理剂粗产物；(3)将抗紫外处理剂粗产物加入130～790份萃取剂中，回流萃取18～30小时，再进行减压过滤，最后对滤液进行减压蒸馏即可得到精制的抗紫外处理剂，以上所用物料的份数均为重量份。2.根据权利要求1所述的基于分散染料改性的抗紫外处理剂的制备方法，其特征在于该方法中所用的八聚倍半硅氧烷具体为八乙烯基倍半硅氧烷、八丙烯基倍半硅氧烷和八丁烯基倍半硅氧烷中的至少一种，其结构式如下：式中R为-CH＝CH2、-CH2CH＝CH2和-CH2CH2CH＝CH2中的至少一种。3.根据权利要求1或2所述的基于分散染料改性的抗紫外处理剂的制备方法，其特征在于该方法中所用的分散染料为分散红60或分散黄42。4.根据权利要求1或2所述的基于分散染料改性的抗紫外处理剂的制备方法，其特征在于该方法中所用的有机溶剂Ⅰ为四氯化碳、二硫化碳和苯中的至少一种；所用的有机溶剂Ⅱ为三乙胺、二乙胺和二氯甲烷中的至少一种。5.根据权利要求3所述的基于分散染料改性的抗紫外处理剂的制备方法，其特征在于该方法中所用的有机溶剂Ⅰ为四氯化碳、二硫化碳和苯中的至...

【专利技术属性】
技术研发人员：冒亚红，管宇，
申请(专利权)人：成都纺织高等专科学校，
类型：发明
国别省市：四川;51