[发明专利]一种紫外线吸收涂料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于丙烯酸类涂料及其制备，涉及一种紫外线吸收涂料及其制备方法。本发明制得的紫外线吸收涂料太阳能电池、液晶显示、户外广告、建筑、汽车等有防老化、抗黄变需求的领域。

背景技术

大多高分子材料长期暴露在太阳光或者其他强光源中，往往会出现发脆、变色、性能下降等问题，这是因为材料吸收了太阳光或其他光源中波长较短、能量较大的紫外线部分，造成了材料内部发生了化学键断裂、氧化降解等一系列反应。紫外线按波长分为UV-A(320～400nm)、UV-B(275～320nm)、UV-C(200～275nm)、UV-D(100～200nm)四个波段，通常波长290nm下的紫外线部分会被大气层中的臭氧层全部吸收掉，所以通常290～400nm波段的紫外线是引起高分子材料老化的主要原因。

现有技术中，制备抗紫外涂料主要采用基体树脂外添加紫外吸收剂的方法，吸收剂可以溶解或者均匀分散在含有溶剂的树脂中，从而使普通的涂料具备了抗紫外线的功能。紫外吸收剂分为无机和有机两大类。有机类抗紫外剂包括水杨酸酯类化合物、金属离子螯合物、二苯甲酮类化合物、苯并三唑类化合物、受阻胺类化合物等。这类抗紫外剂能够将吸收的紫外线转换为低能量的热能或波长较短的电磁波发散出去,或者能够捕获分子中的活性自由基抑制光氧化过程，从而能有效避免或减缓产品的紫外老化。但有机紫外吸收剂存在高温加工易挥发、长期使用易分解等问题，导致产品的使用期较短。无机类抗紫外剂多为陶瓷粉或金属氧化物粉末或超细粉，主要有纳米TiO₂、ZnO、SiO₂、Fe₂O₃、ZrO₂等。这类紫外吸收剂可以反射、遮蔽紫外线起到保护高分子材料的作用，但存在易析出、易沉降，影响材料外观等问题。

发明内容

本发明的目的旨在克服上述现有技术中有机紫外吸收剂存在的高温加工易挥发、长期使用易分解等问题和不足，提供一种工艺简便、性能优良的紫外线吸收涂料及其制备方法。

本发明的内容是：一种紫外线吸收涂料，其特征是：将原料40～60质量份甲基丙烯酸环己酯、10～20质量份丙烯酸羟乙酯、20～50质量份紫外线吸收单体、100～200质量份溶剂、以及0.1～2.0质量份引发剂，在15℃以下混匀后，在氮气保护下于温度75～80℃经共聚反应制得；

所述紫外线吸收涂料为淡黄色透明液体，固体量(即所述液体105℃干燥2小时后的固体物量占液体总量的质量百分比)在25％～50％，用涂4#杯，25℃时粘度为20～50秒；

所述紫外线吸收单体为2-[2-羟基-5-[2-(甲基丙烯酰氧)乙基]苯基]-2H-苯并三唑、2-羟基-4-甲基丙烯酰氧基二苯甲酮、4-甲基丙烯酸-2,2,6,6-四甲基哌啶醇酯中的一种或两种以上的混合物；

所述溶剂为乙酸乙酯、甲苯中的一种或两种；

所述引发剂为过氧化苯甲酰、偶氮二异丁氰中的一种或两种的混合物。

本发明的另一内容是：一种紫外线吸收涂料的制备方法，其特征是步骤为：室温下将40～60质量份甲基丙烯酸环己酯、10～20质量份丙烯酸羟乙酯、20～50质量份紫外线吸收单体、100～200质量份溶剂和0.1～2.0质量份引发剂加入到带有冷凝回流及搅拌装置的反应釜中，使冷凝器温度控制在15℃以下，搅拌，混合均匀；在氮气保护下逐渐升温至75～80℃，进行共聚反应4～6h，停止加热，即制得紫外线吸收涂料；制得的紫外线吸收涂料为淡黄色透明液体，固体量(即所述液体105℃干燥2小时后的固体物量占液体总量的质量百分比)在25％～50％，用涂4#杯，25℃时粘度为20～50秒；

所述紫外线吸收单体为2-[2-羟基-5-[2-(甲基丙烯酰氧)乙基]苯基]-2H-苯并三唑、2-羟基-4-甲基丙烯酰氧基二苯甲酮、4-甲基丙烯酸-2,2,6,6-四甲基哌啶醇酯中的一种或两种以上的混合物；

所述溶剂为乙酸乙酯、甲苯中的一种或者两种；

所述引发剂为过氧化苯甲酰、偶氮二异丁氰中的一种或者两种。

本发明的另一内容中：所述搅拌装置的转数较好的为100～300rpm(即：转/分钟)。

与现有技术相比，本发明具有下列特点和有益效果：