一种液体单双酯混合型受阻胺光稳定剂的制备方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种受阻胺类光稳定剂的制备方法。
【背景技术】
[0002] 随着人类生活质量以及生产技术水平的不断提高，高分子材料已广泛应用于人类 社会发展的各个领域，但是高分子材料在加工、储存以及使用的过程中受到光、氧、空气等 的共同作用会发生发黄、变脆、褪色等现象，这些现象统称为高分子材料的老化或者降解。
[0003] 光稳定剂是一类能够干预高分子材料光诱导降解物理化学过程的化合物，是最常 用的一种高分子材料添加助剂。光稳定剂的主要品种主要包括：二苯甲酮类、苯丙三唑类、 三嗪类紫外线吸收剂，镍盐类激发态淬灭剂和受阻胺类光稳定剂（HALS)。其中受阻胺类光 稳定剂自问世以来就以其独特的结构和稳定的性能受到广泛的关注。
[0004]目前国内受阻胺光稳定剂的发展尤其是优良非聚合型低分子量的受阻胺光稳定 剂因其优良的性能已经有了较快的发展。但是现在国内非聚合型受阻胺光稳定剂的工艺、 技术研究多停留在较浅的层面，很少有研发机构或者企业在现有基础上进行改进。随着现 在光稳定剂行业竞争日趋激烈，寻找一种新型的节能并且显著提高生产产率的生产工艺或 者技术将对提高传统非聚合型的光稳定剂的经济价值以及市场竞争力具有潜在的价值。
[0005] 本专利公开了一种受阻胺类混合癸二酸酯光稳定剂的新型制备工艺，该光稳定剂 由1-甲基-8-(1，2, 2, 6, 6-五甲基-4-哌啶）癸二酸酯（简称单酯）与双（1，2, 2, 6, 6-五 甲基-4哌啶基）癸二酸酯（简称双酯）按一定比例组成的混合光稳定剂（以下均称为单双 酯混合光稳定剂），外观为淡黄色粘稠液体，熔点为20°C，沸点220°C，其化学结构式如下：
[0006]
[0007] 该单双酯混合光稳定剂可通用于聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、ABS和各种工程塑料 中；该单双酯混合光稳定剂易溶于有机溶剂，与涂料的相容性较好，可广泛应用于涂料、油 墨等领域，有效地保护涂层在日光爆晒下保持光泽，避免龟裂、产生斑点、发生爆裂和表面 剥离等缺陷的产生；该混合双酯光稳定剂与紫外线吸收剂具有优良的协同效应，扩大了其 应用范围。
[0008]目前国内外已报道的单双酯混合物的合成方法主要有以下几种：1、酰氯化反应。 专利EP79310公开了以癸二酸、1，2, 2, 6, 6-五甲基哌啶醇为原料在50°C下通过酰氯化反应 制备单双酯混合光稳定剂的方法，此方法反应时间为27h，收率为70 % -80 %，反应温度较 低，能耗较少，但是反应过程比较繁琐、步骤较多、反应时间长、收率低、副反应多以及反应 过程中使用的酰氯试剂对环境会造成一定的污染，因此不适合大规模工业化生产；2、酯化 反应。专利DE2258752公开了一种以癸二酸、1，2, 2, 6, 6-五甲基哌啶醇为原料在140°C下 通过酯化反应制备单双酯混合光稳定剂的方法，反应时间60h。这种方法相对比较简单，但 这种方法反应时间较长而且产率相对较低，因此也不利于工业化生产；3、酯交换反应。邓义 等人以癸二酸二甲酯、1，2, 2, 6, 6-五甲基哌啶醇为原料，钛酸四异丙酯为催化剂，在180°C 下通过酯交换反应合成了单双酯混合光稳定剂，反应时间6h，产物收率达93. 3%。这种方 法反应简单、收率高、环境污染性较低、反应时间较短，因此是目前制备单双酯混合光稳定 剂较为理想的方法之一。
[0009] 近年来，采用酯交换法制备单双酯混合型光稳定剂的研究重点在于高效型催化 剂的选择以及反应条件的优化方面。专利JP03284666公开了以二丁基氧化锡为催化剂， 180°C下反应12h制备单双酯混合光稳定剂的方法，产物收率达90% ;专利JP63198662报 道了以甲醇钠作为催化剂，甲苯作为溶剂，在140°C下反应16h，制备单双酯混合光稳定剂 的方法，产物收率为86% ;唐蓉萍等人以价格低廉的固体氢氧化钠作为催化剂，二甲苯为溶 剂，在150°C下反应10~llh，制备了单双酯混合光稳定剂，产物收率为90%。
[0010] 但是，目前公开的采用酯交换方法制备单双酯混合型光稳定剂的文献报道中多存 在：1、反应溶剂沸点较高。反应在高沸点有机溶剂中进行，后期溶剂较难除去；2、反应温度 高。反应温度高一方面会导致能耗增高，增加生产成本；另一方面反应过程中产生的热量不 易散失，易导致产物颜色加深，影响产物品质；3、催化剂选择。目前酯交换反应使用较多的 为有机钛酸四异丙酯、有机锡类催化剂或者无机酸、碱催化剂两大类，其中钛酸四异丙酯、 有机锡等有机催化剂的后处理过程会产生大量的污水，对环境污染较大；而无机酸、碱催化 剂对设备的腐蚀性较大，将会导致产物纯度降低，产品质量下降；4、产品质量不稳定。这一 缺陷主要是由于混合酯类光稳定剂单、双酯比例控制不稳定导致的。
【发明内容】
[0011] 本发明旨在提供一种新型单双酯混合受阻胺光稳定剂的合成工艺，具体是一种采 用新型固体催化剂，通过优化生产工艺达到制备环境污染小、工艺简单、操作方便、产品质 量好的单双酯混合光稳定剂的生产方法。
[0012] 本发明的技术解决方案是：
[0013] -种单双酯混合受阻胺光稳定剂的制造工艺，所述的方法包括如下步骤：
[0014] (1)氮气保护下，以癸二酸二甲酯、1，2, 2, 6, 6-五甲基哌啶醇为原料，在无溶 剂条件下进行酯交换反应，癸二酸二甲酯、1，2, 2, 6, 6-五甲基哌啶醇的用量摩尔比为 1:1. 6~1.9,催化剂用量为原料总质量的0. 1~0.3wt. %，温度升至110~120°C时加 入催化剂，常压反应1~2h，然后升高温度至130~140°C，反应釜内抽取真空，真空度 为-0. 06~-0. 09Mpa，继续反应时间为2~4h。
[0015] (2)反应后，溶液倒入分液漏斗，加入适量酸溶液，使用热水洗涤有机层，分液得有 机层。其中酸溶液为草酸或醋酸等弱酸，洗涤热水温度为80~100°C。
[0016] (3)使用有机溶剂洗涤有机层，过滤得滤液，滤液脱色处理后减压蒸馏回收有机溶 剂，得产物。其中有机溶剂为甲醇或乙醇。
[0017] 与现有技术相比，本发明的优点和积极的效果在于：
[0018] 1、本发明采用一种新型固体催化剂催化反应，催化剂用量为原料总质量的0. 1~ 0.3wt. %。与目前大量使用的钛酸四异丙酯、有机锡以及无机酸碱催化剂相比，本工艺采用 的新型固体催化剂催化性能更强，反应速度更快，故反应可以在较低的温度和较短的反应 时间内完成，降低了生产过程中的能耗以及生产周期。同时，该固体催化剂加入量少，在后 续处理中容易与产物分离，产生废水少，产物收率、纯度高，适合工业化生产。
[0019] 2、本发明合成的单双酯混