一种低碱性聚合型受阻胺光稳定剂及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种通式为Ⅰ的化合物，所述化合物可用来制备低碱性聚合型受阻胺光稳定剂，该类受阻胺光稳定剂的光稳定效果优异，分子量大，耐抽提，碱性低，相容性好且应用范围广，本发明专利技术还提供了一种低碱性聚合型受阻胺光稳定剂的制备方法及应用。

【技术实现步骤摘要】
一种低碱性聚合型受阻胺光稳定剂及其制备方法
本专利技术涉及高分子材料领域，特别涉及一种低碱性聚合型受阻胺光稳定剂及其制备方法。
技术介绍
高分子材料如塑料、纤维和橡胶等，长期暴露在日光下，由于吸收了紫外线能量而引起了自动氧化反应，导致了聚合物的降解；使得材料变色、发脆、性能下降，以致于无法继续使用，这一过程称之为光老化过程。光稳定剂是最常用的高分子材料添加剂之一，它可以防止或延缓老化保持其原来的优异性能以延长其使用寿命。目前，光稳定剂品种繁多，按其作用机理可分为光屏蔽剂、紫外线吸收剂、猝灭剂和自由基捕获剂。其中，受阻胺类光稳定剂(HALS)是20世纪70年代中期由日本三共公司研制开发的一类新型高效的光稳定剂，其光稳定效果是传统吸收型光稳定剂的2～4倍，是目前研究最广泛的光稳定剂之一。虽然这类光稳定剂开发的比较晚，但是发展迅速。早期的受阻胺光稳定剂品种虽然光稳定性能优异，但仍然存在着分子量低，碱性偏高等缺陷，使其适用范围较窄。因此，设计合成具有高分子量且低碱性的受阻胺光稳定剂是目前开发此类光稳定剂的主要研究方向。现有技术中，专利CN102827148A提供了一种受阻胺类化合物，利用保护基团对GW-944哌啶环上的氨基进行保护，然后利用亲核反应引入端烯基基团。作为高分子聚合物的光稳定剂时，由于含有不饱和键的端烯基基团可以经辐射技术将其接枝到高分子链上，形成碳碳键，因此受阻胺类化合物不易溶解析出，光稳定性增强。专利CN104725361A公开了光稳定剂3346及其制备方法，光稳定剂3346是聚合型受阻胺光稳定剂，对耐候性要求较高的有色或无色聚烯烃制品的防护特别有效，而且特适用于农膜、纤维和模塑制品等，除了具有极好的光稳定性、与树脂极好的相容性、色浅、无毒和高温挥发性低等特点外，还具有很好的热氧防护性能。上述专利中披露的受阻胺光稳定剂仍然存在碱性较高的问题，限制了其与酸性树脂、含卤阻燃剂和酚类抗氧剂的协同稳定作用。为克服现有技术的缺陷，在本专利技术中专利技术人设计合成了一种低碱性聚合型受阻胺光稳定剂产品。
技术实现思路
本专利技术的目的在于设计合成一种低碱性聚合型受阻胺光稳定剂，利用该低碱性聚合型受阻胺光稳定剂对抗由光、热或氧化所致的有机材料降解的问题；本专利技术还一个目的在于提供一种该低碱性聚合型受阻胺光稳定剂的制备方法。本专利技术提供一种通式为Ⅰ的化合物：R1、R2和R3独立的选自：C1-20烷基或C3-12环烷基；优选的，所述C1-20烷基选自：甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、异丁基、叔丁基、2-乙基丁基、正戊基、异戊基、1-甲基戊基、1,3-二甲基丁基、正己基、1-甲基己基、正庚基、异庚基、1,1,3,3-四甲基丁基、1-甲基庚基、3-甲基庚基、正辛基、2-乙基己基、1,1,3-三甲基己基、1,1,3,3-四甲基戊基、壬基、癸基、十一烷基、1-甲基十一烷基、十二烷基、1,1,3,3,5,5-六甲基己基、十三烷基、十四烷基、十五烷基、十六烷基、十七烷基、十八烷基及二十烷基；更优选的，所述C1-20烷基选自：甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、异丁基、叔丁基、2-乙基丁基、正戊基、异戊基、1-甲基戊基、1,3-二甲基丁基、正己基、1-甲基己基、正庚基、异庚基、1,1,3,3-四甲基丁基、1-甲基庚基、3-甲基庚基、正辛基、2-乙基己基、1,1,3-三甲基己基、1,1,3,3-四甲基戊基、壬基、癸基。优选的，所述C3-12环烷基是饱和的单价单环烃基，选自：环丙基、环丁基、甲基环丁基、环戊基、甲基环戊基、二甲基环戊基、三甲基环戊基、乙基环戊基、丙基环戊基、异丙基环戊基、环己基、甲基环己基、二甲基环己基、三甲基环己基、乙基环己基、丙基环己基、异丙基环己基、丁基环己基、异丁基环己基、叔丁基环己基、环庚基、甲基环庚基、二甲基环庚基、三甲基环庚基、乙基环庚基、丙基环庚基、异丙基环庚基、丁基环庚基、异丁基环庚基、叔丁基环庚基、环辛基、甲基环辛基、二甲基环辛基、三甲基环辛基、乙基环辛基、丙基环辛基、异丙基环辛基、丁基环辛基、异丁基环辛基、叔丁基环辛基、环壬基、甲基环壬基、二甲基环壬基、三甲基环壬基、乙基环壬基、丙基环壬基、异丙基环壬基、环癸基、甲基环癸基、二甲基环癸基、乙基环癸基；更优选的，所述C3-12环烷基选自：环丙基、环丁基、甲基环丁基、环戊基、甲基环戊基、二甲基环戊基、三甲基环戊基、乙基环戊基、丙基环戊基、异丙基环戊基、环己基、甲基环己基、二甲基环己基、乙基环己基、环庚基、甲基环庚基、环辛基。R4选自：C1-10烷基；优选的，所述R4选自：甲基、乙基、丙基、正丁基、正戊基、异戊基、正己基、1-甲基己基；在本专利技术的优选实施方式中，R4为正丁基。R5和R6独立的选自：C1-10烷基或C3-8环烷基；优选的，所述R5和R6独立的选自：甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、异丁基、正戊基、异戊基、正己基、1-甲基己基、正庚基、异庚基、正辛基、环丙基、环丁基、甲基环丁基、环戊基、甲基环戊基或环己基；在本专利技术的优选实施方式中，R5和R6独立的选自：正丁基。Z选自直链或支化的C2-20亚烷基，或至少一个C原子被氧或硫取代的直链或支化的C2-20亚烷基链；在本专利技术的优选实施方式中，Z选自：亚己基。n为2-12。在本专利技术的优选实施方式中，通式Ⅰ化合物的结构式如下：本专利技术提供一种通式Ⅰ化合物的制备方法，步骤如下：(1)得式Ⅱ化合物；得式Ⅲ化合物；(3)得式Ⅳ化合物；得式Ⅴ化合物；(5)步骤(1)得到的式Ⅱ化合物与步骤(4)得到的式Ⅴ化合物反应，得到R1-R6、Z的定义如上所述；优选的，所述步骤(1)中与三聚氯氰按摩尔比为2:1-3:1，加碱，所述的碱选自：碳酸钠、碳酸钾、氢氧化钠、氢氧化钾或三乙胺，碱与的摩尔比为1:1-1.5:1，反应温度为30-60℃，反应溶剂选自：丙酮、二氯甲烷、甲苯或二甲苯；优选的，所述步骤(2)中反应时间为5-12h，所述催化剂选自：三氧化钼、五氧化二钒、三氧化铬、三氧化钨或二氧化锰，催化剂与加入的受阻胺哌啶结构单元的摩尔比为0.02:1-0.2:1，所述烷基化试剂选自：卤代烃、硫酸酯、芳磺酸酯、醇、醚、烯烃类、甲醛、甲酸中的一种或两种以上的组合；优选的，所述步骤(3)中与三聚氯氰的摩尔比1:1-1:1.5，加碱，所述的碱选自：碳酸钠、碳酸钾、氢氧化钠、氢氧化钾或三乙胺，碱与的摩尔比为1:1-1.5:1，反应温度为-10-10℃，反应时间为1-12h，所述催化剂选自：三氧化钼、五氧化二钒、三氧化铬、三氧化钨或二氧化锰，催化剂与加入的受阻胺哌啶结构单元的摩尔比为0.02:1-0.2:1，所述烷基化试剂选自：卤代烃、硫酸酯、芳磺酸酯、醇、醚、烯烃类、甲醛、甲酸中的一种或两种以上的组合，反应溶剂选自：丙酮、二氯甲烷、甲苯、二甲苯或四氢呋喃；优选的，所述步骤(4)中式Ⅲ化合物与式Ⅳ化合物的摩尔比为2:1-3:1，加碱，所述的碱选自：碳酸钠、碳酸钾、氢氧化钠、氢氧化钾或三乙胺，碱与式Ⅳ化合物的摩尔比为1:1-1.5:1，反应温度为150-200℃，反应时间为3-12h，反应溶剂选自甲苯、氯苯、二氯苯或二甲苯，反应在高压釜中进行；优选的，所述步骤(5)中式Ⅱ化合物与式Ⅴ化合物的摩尔比为2:1-3:1，加碱，所述碱本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种通式为Ⅰ的化合物：

【技术特征摘要】
1.一种通式为Ⅰ的化合物：R1、R2和R3独立的选自：C1-20烷基或C3-12环烷基；R4选自：C1-10烷基；R5和R6独立的选自：C1-10烷基或C3-8环烷基；Z选自直链或支化的C2-20亚烷基，或至少一个C原子被氧或硫取代的直链或支化的C2-20亚烷基链；n为2-12。2.根据权利要求1所述的化合物，其特征在于，R1、R2和R3独立的选自：甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、异丁基、叔丁基、2-乙基丁基、正戊基、异戊基、1-甲基戊基、1,3-二甲基丁基、正己基、1-甲基己基、正庚基、异庚基、1,1,3,3-四甲基丁基、1-甲基庚基、3-甲基庚基、正辛基、2-乙基己基、1,1,3-三甲基己基、1,1,3,3-四甲基戊基、壬基、癸基、十一烷基、1-甲基十一烷基、十二烷基、1,1,3,3,5,5-六甲基己基、十三烷基、十四烷基、十五烷基、十六烷基、十七烷基、十八烷基及二十烷基、环丙基、环丁基、甲基环丁基、环戊基、甲基环戊基、二甲基环戊基、三甲基环戊基、乙基环戊基、丙基环戊基、异丙基环戊基、环己基、甲基环己基、二甲基环己基、三甲基环己基、乙基环己基、丙基环己基、异丙基环己基、丁基环己基、异丁基环己基、叔丁基环己基、环庚基、甲基环庚基、二甲基环庚基、三甲基环庚基、乙基环庚基、丙基环庚基、异丙基环庚基、丁基环庚基、异丁基环庚基、叔丁基环庚基、环辛基、甲基环辛基、二甲基环辛基、三甲基环辛基、乙基环辛基、丙基环辛基、异丙基环辛基、丁基环辛基、异丁基环辛基、叔丁基环辛基、环壬基、甲基环壬基、二甲基环壬基、三甲基环壬基、乙基环壬基、丙基环壬基、异丙基环壬基、环癸基、甲基环癸基、二甲基环癸基或乙基环癸基；R4选自：甲基、乙基、丙基、正丁基、正戊基、异戊基、正己基或1-甲基己基；R5和R6独立的选自：甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、异丁基、正戊基、异戊基、正己基、1-甲基己基、正庚基、异庚基、正辛基、环丙基、环丁基、甲基环丁基、环戊基、甲基环戊基或环己基。3.根据权利要求2所述的化合物，其特征在于，所述化合物为如下结构：其中，R1、R2和R3独立的选自：甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、异丁基、叔丁基、2-乙基丁基、正戊基、异戊基、1-甲基戊基、1,3-二甲基丁基、正己基、1-甲基己基、正庚基、异庚基、1,1,3,3-四甲基丁基、1-甲基庚基、3-甲基庚基、正辛基、2-乙基己基、1,...

【专利技术属性】
技术研发人员：李靖，周彦博，
申请(专利权)人：北京天罡助剂有限责任公司，
类型：发明
国别省市：北京,11