[發(fā)明專利]一種透明且吸收紫外光的聚丙烯酸酯的制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610044875.0
• 申請(qǐng)日: 2016-01-22
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105542044B
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-09-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張興宏;劉斌
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號(hào): C08F20/32
• 分類號(hào): C08F20/32;C08F120/32;C08L33/04;C08L33/14;G02B1/04
• 代理公司: 杭州中成專利事務(wù)所有限公司33212
• 代理人: 周世駿

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于高分子材料合成領(lǐng)域，具體涉及一種透明且吸收紫外光的聚丙烯酸酯的制備方法及其應(yīng)用。

背景技術(shù)

紫外線吸收劑是一種廣泛應(yīng)用于高分子材料的助劑之一。商用紫外線吸收劑多數(shù)為小分子助劑，在其使用過(guò)程中由于受外界環(huán)境的影響，如光、熱、雨水等作用很容易遷移出來(lái)。在高分子材料加工過(guò)程中，有些小分子紫外線吸收劑與基體樹(shù)脂相容性較差，會(huì)造成相分離、噴霜等，從而使助劑的效果變差。為解決這一問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)小分子助劑的高分子化，無(wú)疑是一種很好的途徑，即將光穩(wěn)定劑官能團(tuán)接枝或共聚在聚合物主鏈上，使之以化學(xué)鍵方式“永久”地固定在聚合物制品中，從而防止其遷移、揮發(fā)和抽出損失。

目前，高分子紫外線吸收劑的制備有以下三種方法：(1)通過(guò)化學(xué)或物理的方法，在聚合物分子上接上紫外線吸收劑，即在助劑分子上引入有反應(yīng)活性或有可聚合活性的基團(tuán)，如乙烯基、烯丙基、甲基丙烯酸酯基等。(2)通過(guò)含有具有光穩(wěn)定作用的組分或基團(tuán)的單體的聚合或共聚來(lái)制備高分子型紫外線吸收劑。(3)應(yīng)用可光重排的聚合物作為助劑。方法(1)一般涉及的步驟較為繁瑣，在工業(yè)上，實(shí)施成本較高。如果方法(2)、(3)較快實(shí)現(xiàn)該功能則具有重要的意義。目前大多數(shù)研究依然停留于將可吸收紫外光的小分子引入到聚合物中，且需要多步反應(yīng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是，克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種透明且吸收紫外光的聚丙烯酸酯的制備方法。

為解決技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的解決方案是：

提供一種透明且吸收紫外光的聚丙烯酸酯的制備方法，是采用自由基聚合和環(huán)氧偶合同時(shí)或分步進(jìn)行，其具體步驟為：

自由基聚合和環(huán)氧偶合同時(shí)進(jìn)行(一鍋法)：將催化劑1、催化劑2、引發(fā)劑、含雙鍵環(huán)氧化物和溶劑加入高壓反應(yīng)釜，在室溫下，通入CO₂至反應(yīng)器內(nèi)壓力為1.5～6.0MPa，于80～150℃下反應(yīng)6～30h后，得到粗產(chǎn)物，再經(jīng)離心、過(guò)濾和沉淀洗滌后得到聚丙烯酸酯產(chǎn)品；或

自由基聚合和環(huán)氧偶合分步進(jìn)行(兩步法)：先將催化劑1、催化劑2、阻聚劑、含雙鍵環(huán)氧化物加入高壓反應(yīng)釜，在室溫下，通入CO₂至反應(yīng)器內(nèi)壓力為1.5～6.0MPa，于80～150℃下反應(yīng)6～30h后，利用溶液法或本體法得到含雙鍵的環(huán)碳酸酯，再按自由基聚合方法聚合得到聚丙烯酸酯產(chǎn)品；

所述的催化劑1為雙金屬氰化絡(luò)合物，所述的催化劑2為季銨鹽或有機(jī)堿；所述引發(fā)劑為自由基引發(fā)劑；所述的溶劑為極性溶劑；所述的阻聚劑為加成型阻聚劑、鏈轉(zhuǎn)移型阻聚劑、電荷轉(zhuǎn)移型阻聚劑中的一種；

所述含雙鍵環(huán)氧化物是含環(huán)氧基的丙烯酸酯單體，具體結(jié)構(gòu)為：

其中R為甲基或者氫原子，m為1～9的正整數(shù)，n＝1或2；

所述的催化劑1、催化劑2、引發(fā)劑、阻聚劑與含雙鍵環(huán)氧化物單體的投料摩爾比，分別為1:100～2000、1:100～1000、0～0.1:1和1:100～1000；

作為優(yōu)選，催化劑1與含雙鍵環(huán)氧化物單體的投料摩爾比進(jìn)一步優(yōu)選為1:100～1500。根據(jù)催化劑1種類的不同，其用量是不相同的，而且也依賴于催化劑2的添加量。催化劑2與含雙鍵環(huán)氧化物單體的投料摩爾比進(jìn)一步優(yōu)選為1:100～300。

本發(fā)明中，所述的催化劑1是鐵-鈷雙金屬氰化絡(luò)合物、鋅-鈷雙金屬氰化絡(luò)合物、鐵-鉻雙金屬氰化絡(luò)合物、鋅-鉻雙金屬氰化絡(luò)合物或鎳-鉻雙金屬氰化絡(luò)合物中的任意一種。

本發(fā)明中，所述的催化劑2是四甲基氫氧化銨、四乙基鹵化胺、四丁基鹵化胺、含一個(gè)C_5～30烷基的三甲基鹵化胺、含一個(gè)C_5～30烷基的三乙基鹵化胺、1,8-二氮雜二環(huán)十一碳-7-烯、1,5,7-三氮雜二環(huán)(4,4,0)癸-5-烯、7-甲基-1,5,7-三氮雜二環(huán)(4,4,0)癸-5-烯或1,5-二氮雜雙環(huán)(4,3,0)壬-5-烯中的任意一種。

本發(fā)明中，所述極性溶劑是碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、二甲基亞砜、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮或二氧六環(huán)中的至少一種。

本發(fā)明中，在兩步法中，所述按自由基聚合方法聚合是指：由含雙鍵的環(huán)碳酸酯均聚；或由含雙鍵的環(huán)碳酸酯分別與(甲基)丙烯酸酯、苯乙烯或丙烯腈共聚；或由含雙鍵的環(huán)碳酸酯通過(guò)本體聚合、溶液聚合、乳液聚合或懸浮聚合方式實(shí)現(xiàn)自由基聚合，此時(shí)采用能溶解含雙鍵環(huán)碳酸酯的溶劑；其中，當(dāng)采用乳液聚合或懸浮聚合方式時(shí)，以水作為溶劑。

本發(fā)明中，在兩步法中，按自由基聚合方法聚合時(shí)：