一种光稳定剂622的制备方法

背景技术 

光稳定剂622是瑞士Ciba-Geigy公司首先发明的高效.高分子量型受阻胺光稳定剂。

光稳定剂622的结构式如下:

其中,n=11~14。

作为一种无毒的工业化学品,早已获得FDA认可，允许在聚烯烃食品包装材料中使用。除此之外，光稳定剂622对聚胺脂,聚缩醛,聚酰胺，特别对尼龙11和尼龙12,与聚酯弹性体都很有效。对于在颜料体系中的应用，其使用效果超过了紫外光吸收剂和镍稳定剂，与紫外光吸收剂系列混合使用可产生协同效应。

目前工业上生产光稳定剂622,主要用酯交换法，以羟乙基哌啶醇同丁二酸二甲酯进行酯交换反应而制得，但是丁二酸二甲酯价格显然高于丁二酸;直接酯化法,以丁二酸为原料代替丁二酸二甲酯与羟乙基哌啶醇反应。我公司科研人员在科研过程中,发现直接酯化法存在的问题有:羧酸不能完全反应，一定量羧酸的存在会影响产品的透光率,使产品质量不合格;第二使用部分品种的催化剂,可以有效降低羧酸的含量,但又会使产品引入重金属,如有机锡类催化剂(锡重金属国内外法规明令禁止)。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是:提供一一种以丁二酸为原料代替丁二酸:二甲酯,在催化剂作用下与羟乙基哌啶醇直接酯化脱水反应,制得符合市场质量标准要求的光稳定剂622,该工艺具有原料便宜，成本较低,工艺简单,易于规模化生产。

为解决上述技术问题,本发明所采用的技术方案为:一种受阻胺类光稳定剂622的制备方法，其步骤为:

使用N2保护，常温条件下,将丁二酸、4-羟基-2,2,6,6-四甲基-1-哌啶醇(以下简称羟乙基哌啶醇)和占丁二酸质量0.5~10%的钛酸酯类或有机铋类催化剂加入到反应器中,有溶剂或无溶剂存在下,加热至回流温度,并保温回流脱水反应4~12h,反应过程.中,取样GPC检测，当分子量达到3000~4000时结束反应,冷却,加水搅拌,过滤,减压脱溶等后处理工序,得到目标产物。

反应方程式为:

所述的钛酸酯类催化剂为烷基钛酸酯、负载钛酸酯、聚钛酸酯,优选为钛酸四异丙基酯、钛酸四丁基酯、钛酸四乙酯、钛酸四J酯、钛酸丁酯、钛酸异丙酯、钛酸四苯酯、聚钛酸四正丁酯、四叔丁基钛酸酯中的--种或几种形成的混合物。

所述的有机铋类催化剂为环烷酸铋、辛酸铋、异辛酸铋、二月桂酸铋、新癸酸铋中的一种或几种形成的混合物。

当反应在有溶剂条件下进行时，反应溶剂为正已烷、环已烷、正庚烷、辛烷、壬烷、癸烷、苯、甲苯、乙苯、二甲苯、三甲苯中的一种或几种形成的混合物。

所述的回流温度为100C~200°C。

所述的丁二酸和羟乙基哌啶醇的物质的量比为1:1~1.5。

本发明的光稳定剂622为白色或浅黄色低粉尘粉末，溶于苯.氯仿、甲醇、乙醇、乙醚等有机溶剂,不溶于水。透光率:425nm≥95%;500nm≥97%(10g/100mL甲苯)。

制备方法

在装有搅拌器、温度计、回流冷凝管的1000mL的四口烧瓶中,常温下加入1mol丁二酸，1mol羟乙基哌啶醇,500g三甲苯,搅拌下缓慢升温至回流温度,并保持在160~185℃.回流分水反应2h后,加入3g钛酸四异丙基酯继续反应4h(后期反应生成的水不会破坏钛系催化剂)。反应过程中,取样GPC检测,当分子量达到3000~4000时结束反应。

反应结束后,将溶液冷却至80℃,加水搅拌,使钛酸酯变成二氧化钛沉淀,再通过过滤除去催化剂,再减压蒸馏除去三甲苯。剩余的物料经冷却,变为无色透明的固体即为目标产品光稳定剂622。该产品软化温度55~80℃,透光率:425nm≥95%;500nm≥97%(10g/100mL.甲苯),收率为97%(以丁二酸计)。