[发明专利]一种透明且吸收紫外光的聚丙烯酸酯的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于高分子材料合成领域，具体涉及一种透明且吸收紫外光的聚丙烯酸酯的制备方法及其应用。

背景技术

紫外线吸收剂是一种广泛应用于高分子材料的助剂之一。商用紫外线吸收剂多数为小分子助剂，在其使用过程中由于受外界环境的影响，如光、热、雨水等作用很容易迁移出来。在高分子材料加工过程中，有些小分子紫外线吸收剂与基体树脂相容性较差，会造成相分离、喷霜等，从而使助剂的效果变差。为解决这一问题，实现小分子助剂的高分子化，无疑是一种很好的途径，即将光稳定剂官能团接枝或共聚在聚合物主链上，使之以化学键方式“永久”地固定在聚合物制品中，从而防止其迁移、挥发和抽出损失。

目前，高分子紫外线吸收剂的制备有以下三种方法：(1)通过化学或物理的方法，在聚合物分子上接上紫外线吸收剂，即在助剂分子上引入有反应活性或有可聚合活性的基团，如乙烯基、烯丙基、甲基丙烯酸酯基等。(2)通过含有具有光稳定作用的组分或基团的单体的聚合或共聚来制备高分子型紫外线吸收剂。(3)应用可光重排的聚合物作为助剂。方法(1)一般涉及的步骤较为繁琐，在工业上，实施成本较高。如果方法(2)、(3)较快实现该功能则具有重要的意义。目前大多数研究依然停留于将可吸收紫外光的小分子引入到聚合物中，且需要多步反应来实现。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，克服现有技术中的不足，提供一种透明且吸收紫外光的聚丙烯酸酯的制备方法。

为解决技术问题，本发明的解决方案是：

提供一种透明且吸收紫外光的聚丙烯酸酯的制备方法，是采用自由基聚合和环氧偶合同时或分步进行，其具体步骤为：

自由基聚合和环氧偶合同时进行(一锅法)：将催化剂1、催化剂2、引发剂、含双键环氧化物和溶剂加入高压反应釜，在室温下，通入CO₂至反应器内压力为1.5～6.0MPa，于80～150℃下反应6～30h后，得到粗产物，再经离心、过滤和沉淀洗涤后得到聚丙烯酸酯产品；或

自由基聚合和环氧偶合分步进行(两步法)：先将催化剂1、催化剂2、阻聚剂、含双键环氧化物加入高压反应釜，在室温下，通入CO₂至反应器内压力为1.5～6.0MPa，于80～150℃下反应6～30h后，利用溶液法或本体法得到含双键的环碳酸酯，再按自由基聚合方法聚合得到聚丙烯酸酯产品；

所述的催化剂1为双金属氰化络合物，所述的催化剂2为季铵盐或有机碱；所述引发剂为自由基引发剂；所述的溶剂为极性溶剂；所述的阻聚剂为加成型阻聚剂、链转移型阻聚剂、电荷转移型阻聚剂中的一种；

所述含双键环氧化物是含环氧基的丙烯酸酯单体，具体结构为：

其中R为甲基或者氢原子，m为1～9的正整数，n＝1或2；

所述的催化剂1、催化剂2、引发剂、阻聚剂与含双键环氧化物单体的投料摩尔比，分别为1:100～2000、1:100～1000、0～0.1:1和1:100～1000；

作为优选，催化剂1与含双键环氧化物单体的投料摩尔比进一步优选为1:100～1500。根据催化剂1种类的不同，其用量是不相同的，而且也依赖于催化剂2的添加量。催化剂2与含双键环氧化物单体的投料摩尔比进一步优选为1:100～300。

本发明中，所述的催化剂1是铁-钴双金属氰化络合物、锌-钴双金属氰化络合物、铁-铬双金属氰化络合物、锌-铬双金属氰化络合物或镍-铬双金属氰化络合物中的任意一种。

本发明中，所述的催化剂2是四甲基氢氧化铵、四乙基卤化胺、四丁基卤化胺、含一个C_5～30烷基的三甲基卤化胺、含一个C_5～30烷基的三乙基卤化胺、1,8-二氮杂二环十一碳-7-烯、1,5,7-三氮杂二环(4,4,0)癸-5-烯、7-甲基-1,5,7-三氮杂二环(4,4,0)癸-5-烯或1,5-二氮杂双环(4,3,0)壬-5-烯中的任意一种。

本发明中，所述极性溶剂是碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、二甲基亚砜、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮或二氧六环中的至少一种。

本发明中，在两步法中，所述按自由基聚合方法聚合是指：由含双键的环碳酸酯均聚；或由含双键的环碳酸酯分别与(甲基)丙烯酸酯、苯乙烯或丙烯腈共聚；或由含双键的环碳酸酯通过本体聚合、溶液聚合、乳液聚合或悬浮聚合方式实现自由基聚合，此时采用能溶解含双键环碳酸酯的溶剂；其中，当采用乳液聚合或悬浮聚合方式时，以水作为溶剂。

本发明中，在两步法中，按自由基聚合方法聚合时：