聚合型受阻胺光稳定剂UV3853的合成

徐飞翔 丁丽娜 饶 苏 许赛赛 申利娟 严晓阳

（1.浙江师范大学化学与生命科学学院，浙江 金华 321004；2.浙江迪耳化工有限公司，浙江 金华 321016）

受阻胺光稳定剂(HALS)是目前应用最为广泛的一类光稳定剂，具有优异的光稳定作用。在高分子材料中.HALS除了具有光稳定作用外,还有抗氧化、吸收紫外线等多种功能。[1-4]。聚合型受阻胺光稳定剂UV3853采用无毒、大分子量的油酸基团，一方面保留了光稳定性，另一方面引入双键活性集团可通过化学反应键合在聚合物的主链上以达到光稳定剂“永久性”的光稳定效果，能抑制或减缓由于光氧化作用而使高分子材料发生降解或老化，其效果为传统稳定剂的数倍[5]，从而克服了迁移、挥发等造成的损失，符合受阻胺光稳定剂发展的方向[6-7]。UV3853在塑料中的应用也非常的广泛，尤其是在包装特别是用于食品包装上，具有很好的应用前景[8-9]。

酯交换反应属于可逆反应，UV3853常见的合成工艺中使用与副产物甲醇共沸互溶溶剂如甲苯、二甲苯或石油醚等，在反应过程中需要不断加入纯的共沸溶剂达到除去副产物甲醇的目的[10-11]。本文采用正辛烷作为反应溶剂，常温下甲醇在正辛烷的溶解度很小且比重较大，因此采用回流分离出重相甲醇即可使反应完全，具有溶剂使用量少和反应溶剂后处理简单的优点。

1 实验部分

1.1 试剂与仪器

仪器：721分光光度计，安捷伦7890A气相色谱，JJ-3数显控温电动搅拌器，SHB-Ⅲ循环水式多用真空泵，旋转蒸发仪R-1O01N。

试剂：油酸甲酯（自制）、化学纯 2，2，6，6-四甲基-4-哌啶醇、分析纯正辛烷、钛酸四异丙酯、活性漂土。

1.2 实验步骤

在装有电动搅拌器、回流装置和温度计的250 mL 三口烧瓶中加入 2，2，6，6-四甲基-4-哌啶醇、油酸甲酯、正辛烷和催化剂。在搅拌下升温回流反应，用分水器分去反应生成的甲醇。反应结束后，蒸馏回收溶剂正辛烷，残留反应液降温，用热水洗涤至水层pH=7～8，有机层经蒸馏脱水、脱色即得产品。分别检测产品的皂化值、含量（GC）和透过率。反应方程式如下：

2 结果与讨论

2.1 合成正交实验

根据单因素实验，设计了3因素3水平正交实验，考察各因素对光稳定剂UV3853合成收率的影响，结果见表1和表2。

表1 正交实验因素及水平表

表2 正交实验方案及结果

图1 正交实验结果

由表2可见，各因素对产品的收率影响顺序为：催化剂用量＞2,2,6,6,-四甲基-4-哌啶醇和油酸甲酯的摩尔比＞反应时间。各因素的最优组合是 A3B3C2，即 n（C9H19NO）：n（油酸甲酯）=1.15:1，反应时间为10h，催化剂用量为油酸甲酯的6%。在最优条件下制备了产品UV3853，其收率为95.2%（以油酸甲酯计）。

在最优条件下做稳定性实验，结果见表3。

表3 重复实验产品收率

2.2 产品的质量

在最优条件下合成的聚合型UV3853，常温下为淡黄色液体，经检测，其含量（GC）为94.5%，皂化值为137.2 mgKOH／g，透过率 (10%甲苯溶液)：425 nm为95.3%，450 nm为97.8%。产品符合质量标准的要求。

3 结论

（1） 以钛酸四异丙酯催化 2，2，6，6-四甲基-4-哌啶醇和油酸甲酯的酯交换反应，并以正辛烷为溶剂，合成了产品UV3853，得出该路线最佳反应条件是：n(C9H19NO)：n(油酸甲酯)：1.15:1，反应时间为10h，催化剂用量为油酸甲酯质量的6%。在此条件下合成的产品符合质量标准，产品总收率为95.2%。

（2）合成过程中环境污染小，原料均可较好的回收利用，原料成本低.是现实工业化生产的较理想的工艺。

（3）合成工艺中使用与副产甲醇共沸但不相溶的溶剂，反应过程中蒸出含甲醇的溶剂，冷却静置后分层，上层返回反应体系中继续反应，从而减少了溶剂用量，下层副产甲醇可回用于原料油酸酸甲酯的合成，与传统工艺相比较，产品的成本可降低约5%。

[1]林兆安.受阻胺光稳定剂的进展[J].精细石油化工，1991(2):7-12.

[2]胡应喜，刘霞，陈赤阳.受阻胺光稳定剂的开发研究进展[J].北京石油化工学院学报，2004，12(2)：15-22.

[3]王克智.受阻胺光稳定剂开发进展[J].精细石油化工，1994(5)：6-13.

[4]隋昭德，李杰，顺书适.受阻胺光稳定剂的开发应用[J]塑料加工，2001，32(4)：33-40.

[5]张泽朋.受阻胺类光稳定剂的现状及发展趋势[J].精细石油化工，1998(4)：31-33.

[6]马洪玺.受阻胺光稳定剂开发进展及发展趋势[J].金山油化纤，2000(2)：36-40.

[7]郭振宇，王玉民，宁培森，丁著明.受阻胺光稳定剂(HALS)在聚合物材料上的应用[J].塑料助剂，2011（2）：18-25.

[8]Peletr Gijsman，Jaccobus Sampers.Stabilized Polypropy-lene Resin Sompsition：US，2005/0085574A1[P].2005-04-21.

[9]李杰，孙书适.聚合型受阻胺光稳定剂PDS的合成与应用[J].塑料助剂，2010(1)：35-38.

[10]姜国平，严晓阳，朱霄鹏.受阻胺光稳定剂UV3853的合成[J].浙江化工，2010，41(8)：19-2.

[11]王树清，高崇，孙冬兵,等.光稳定剂硬脂酸2,2,6,6-四甲基-4-哌啶酯及其生产方法：中国，200910026784.4[P].2009-05-06.