一种紫外吸收剂及其制备方法和用途

本申请涉及生物降解地膜，特别是涉及一种紫外吸收剂及其制备方法和用途。

背景技术：

1、2,4-二羟基二苯甲酮属于二苯甲酮类紫外吸收剂，其紫外线吸收波长在270-380nm，具有优良的紫外吸收功能，被广泛添加于各类塑料中用于吸收太阳光中的紫外线，起到抗光氧化的作用。但由于2,4-二羟基二苯甲酮分子量较小，添加到塑料（如生物降解地膜）后在实际使用中容易迁移溶出，导致生物降解地膜的抗光氧化功能期缩短，生物降解地膜使用寿命缩短。

技术实现思路

1、本申请实施例的目的在于提供一种紫外吸收剂及其制备方法和用途，用以提高生物降解地膜的抗氧化性能。具体技术方案如下：

2、本申请第一方面提供了一种紫外吸收剂的制备方法，包括以下步骤：

3、（1）将2,4-二羟基二苯甲酮和氯c2-c8烷基醇溶解于n,n-二甲基甲酰胺（dmf）中，加入碱催化剂和相转移催化剂得到混合溶液，在惰性气体的气氛下发生威廉姆逊合成反应，生成双羟基官能团化的二苯甲酮；

4、所述2,4-二羟基二苯甲酮、所述氯c2-c8烷基醇和所述相转移催化剂的摩尔比为1:(2-3): (0.05-0.2)，所述碱催化剂在所述混合溶液中的浓度为9-11wt%，所述2,4-二羟基二苯甲酮的摩尔数和所述n,n-二甲基甲酰胺的体积比例为1:(1-2)mol/l；

5、（2）将步骤（1）得到的所述双羟基官能团化的二苯甲酮和甲苯-2,4-二异氰酸酯溶解于所述n,n-二甲基甲酰胺中，在惰性气体的气氛下发生聚氨酯逐步聚合反应，生成含氰酸酯官能团的二苯甲酮聚氨酯单体；

6、所述甲苯-2,4-二异氰酸酯和所述双羟基官能团化的二苯甲酮的摩尔比为1:(0.8-1.2)，所述n,n-二甲基甲酰胺的体积和所述甲苯-2,4-二异氰酸酯的摩尔数比例为1:(1-2)l/mol；

7、（3）将步骤（2）得到的所述含氰酸酯官能团的二苯甲酮聚氨酯单体和含多元醇结构的聚乳酸溶解于所述n,n-二甲基甲酰胺中，在惰性气体的气氛下再次发生所述聚氨酯逐步聚合反应，生成二苯甲酮聚氨酯低聚物，即制得所述紫外吸收剂；

8、所述含氰酸酯官能团的二苯甲酮聚氨酯单体和所述含多元醇结构的聚乳酸的摩尔比为1:(0.8-1.2)，所述含氰酸酯官能团的二苯甲酮聚氨酯单体的摩尔数和所述n,n-二甲基甲酰胺的体积比例为1:(3-5)mol/l。

9、在本申请的一些实施方式中，所述含多元醇结构的聚乳酸中的多元醇结构包括乙二醇、丙三醇和季戊四醇中的至少一种。

10、在本申请的一些实施方式中，所述碱催化剂选自k2co3、na2co3、naoh和koh中的任一种。

11、在本申请的一些实施方式中，所述相转移催化剂选自四丁基溴化铵和十六烷基溴化铵中的任一种。

12、在本申请的一些实施方式中，所述惰性气体选自氮气、氩气、氦气和氖气中的任一种。

13、在本申请的一些实施方式中，步骤（1）中所述威廉姆逊合成反应的反应温度为80-110℃、反应时间为12-24h；步骤（2）中所述聚氨酯逐步聚合反应的反应温度为80-100℃、反应时间为24-48h；步骤（3）中所述聚氨酯逐步聚合反应的反应温度为80-100℃、反应时间为24-48h。

14、本申请第二方面提供了本申请第一方面所述的制备方法制得的紫外吸收剂。

15、在本申请的一些实施方式中，所述二苯甲酮聚氨酯低聚物的分子量为1000-30000da。

16、本申请第三方面提供了本申请第一方面所述的制备方法制得的紫外吸收剂用作生物降解地膜专用紫外吸收剂的用途。

17、本申请实施例有益效果：

18、本申请实施例提供了一种紫外吸收剂及其制备方法和用途，其中，紫外吸收剂的制备方法包括以下步骤：（1）将2,4-二羟基二苯甲酮和氯c2-c8烷基醇溶解于n,n-二甲基甲酰胺中，加入碱催化剂和相转移催化剂得到混合溶液，在惰性气体的气氛下发生威廉姆逊合成反应，生成双羟基官能团化的二苯甲酮；2,4-二羟基二苯甲酮、氯c2-c8烷基醇和相转移催化剂的摩尔比为1:(2-3):(0.05-0.2)，碱催化剂在混合溶液中的浓度为9-11wt%，2,4-二羟基二苯甲酮的摩尔数和n,n-二甲基甲酰胺的体积比例为1:(1-2)mol/l；（2）将步骤（1）得到的双羟基官能团化的二苯甲酮和甲苯-2,4-二异氰酸酯溶解于n,n-二甲基甲酰胺中，在惰性气体的气氛下发生聚氨酯逐步聚合反应，生成含氰酸酯官能团的二苯甲酮聚氨酯单体；甲苯-2,4-二异氰酸酯和双羟基官能团化的二苯甲酮化合物的摩尔比为1:(0.8-1.2)，n,n-二甲基甲酰胺的体积和甲苯-2,4-二异氰酸酯的摩尔数比例为1:(1-2)l/mol；（3）将步骤（2）得到的含氰酸酯官能团的二苯甲酮聚氨酯单体和含多元醇结构的聚乳酸溶解于n,n-二甲基甲酰胺中，在惰性气体的气氛下再次发生聚氨酯逐步聚合反应，生成二苯甲酮聚氨酯低聚物，即为紫外吸收剂；含氰酸酯官能团的二苯甲酮聚氨酯单体化合物和含多元醇结构的聚乳酸的摩尔比为1:(0.8-1.2)，含氰酸酯官能团的二苯甲酮聚氨酯单体化合物的摩尔数和n,n-二甲基甲酰胺的体积比例为1:(3-5)mol/l。通过上述步骤制得的紫外吸收剂用作生物降解地膜专用紫外吸收剂使用，能够提高生物降解地膜的抗氧化性能，使生物降解地膜的抗光氧化功能期延长，降低其光氧化老化的速度，延长生物降解地膜的使用寿命。本申请提供的制备方法简单、可控性强、原料低廉，有利于紫外吸收剂的工业化大规模生产。

19、当然，实施本申请的任一产品或方法并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

技术特征：

1.一种紫外吸收剂的制备方法，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述含多元醇结构的聚乳酸中的多元醇结构包括乙二醇、丙三醇和季戊四醇中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述碱催化剂选自k2co3、na2co3、naoh和koh中的任一种。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述相转移催化剂选自四丁基溴化铵和十六烷基溴化铵中的任一种。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述惰性气体选自氮气、氩气、氦气和氖气中的任一种。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其中，

7.一种根据权利要求1-6中任一项所述的制备方法制得的紫外吸收剂。

8.根据权利要求7所述的紫外吸收剂，其中，所述二苯甲酮聚氨酯低聚物的分子量为1000-30000da。

9.根据权利要求1-6中任一项所述的制备方法制得的紫外吸收剂用作生物降解地膜专用紫外吸收剂的用途。

技术总结
本申请提供了一种紫外吸收剂及其制备方法和用途，采用本申请的制备方法制得的紫外吸收剂用作生物降解地膜专用紫外吸收剂使用，能够提高生物降解地膜的抗氧化性能，使生物降解地膜的抗光氧化功能期延长，降低其光氧化老化的速度，延长生物降解地膜的使用寿命。本申请提供的制备方法简单、可控性强、原料低廉，有利于紫外吸收剂的工业化大规模生产。

技术研发人员：刘家磊,张茂林,付松,冯杰,王舒,王宏扬
受保护的技术使用者：中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13