一种光稳抗氧稳定剂制造技术

一种光稳抗氧稳定剂本发明专利技术涉及一种将光稳定与抗氧功能集于一体的稳定剂：羟乙基哌啶醇双[β‑（3‑甲基‑5‑叔丁基‑4‑羟基苯基）]丙酸酯，可与其它稳定剂协同使用，添加于聚烯烃、聚酯、聚酰胺、聚氨酯、聚甲醛等高分子材料中，提升材料抗光老化及抗热氧化降解性能；添加于聚烯烃时，优选其它稳定剂为抗氧剂三[2.4‑二叔丁基苯基]亚磷酸酯。

【技术实现步骤摘要】
一种光稳抗氧稳定剂
本专利技术涉及一种将光稳定与抗氧功能集于一体的稳定剂：羟乙基哌啶醇双[β-（3-甲基-5-叔丁基-4-羟基苯基）]丙酸酯，分子结构如式（I）所示：（I），英文名：1-[2-[3-(5-butyl-4-hydroxy-3-methylphenyl)propionyloxy]ethyl]-4-[3-(5-butyl-4-hydroxy-3-methylphenyl)propionyloxy]-2,2,6-6-tetramethylpiperidine。
技术介绍
光稳定剂、抗氧剂是添加于高分子材料，有效抑制或降低高分子材料热氧化、光氧化反应速度，显著提高材料耐热、耐光性能，延缓材料降解、老化过程，延长高分子材料使用寿命的特种稳定剂。光稳定剂可以分为HALS受阻胺光稳定剂（如944、622、770、292、119），和以共振结构吸收部分波段UV光而转化成热能的紫外线吸收剂（有UV531、326、327、328、329）；抗氧剂按作用机理可分为氢供体（称为主抗氧剂又称自由基抑制剂如1010、1076），氢过氧化物分解剂（称为辅助抗氧剂如168、DSTP、DLTP、412S），烷基自由基去除剂（如136）、金属离子钝化剂（如1024）等；但常用工业化产品几乎都是分子结构为功能单一的光稳定剂、紫外线吸收剂或抗氧剂。
技术实现思路
本专利技术的目的设计并合成一种多功能的高效稳定剂，其将光稳定和抗氧功能集于分子结构一体。HALS受阻胺光稳定剂具有分解氢过氧化物、猝灭激发态氧、能捕获自由基、本身循环再生、捕捉臭氧等功能，受阻胺光稳定剂中的氮原子具有与金属配位的孤对电子，能强烈地与材料中的金属离子配位，捕获钝化过渡金属离子，不仅是高效光稳定剂，也是高效抗氧剂。受阻胺光稳定剂的抗氧机理与酚类抗氧剂的抗氧机理不同。受阻胺光稳定剂的抗氧活性则随着时间持续下降。但使用HALS受阻胺光稳定剂作为热稳定剂，可减小聚合物材料中酚类抗氧剂的用量；受阻胺光稳定剂与受阻酚抗氧剂一起使用能有效地清除高分子材料中由高能射线辐射产生的自由基和分解氢过氧化物，进一步阻止共轭双键的形成，因而也就能降低由于辐射产生的颜色变化。为了保护聚合物材料，将HALS与热稳定剂特别是受阻酚抗氧剂联用具有重要意义。非对称受阻酚抗氧剂（如245）相比对称受阻酚抗氧剂（如1010、1076），因为受阻酚羟基旁边一个小体积甲基替换了一个大体积的叔丁基，从而空间位阻小，反应活性高，热稳定效率更高。成功工业化的受阻胺类光稳定剂622源于羟乙基哌啶醇、丁二酸二甲酯，而高效不对称受阻酚抗氧剂245源于β-（3-甲基-5-叔丁基-4-羟基苯基）丙酸酯、二缩三乙二醇。为获得一种多功能高效稳定剂，并将光稳定和抗氧功能集于其分子结构一体中，本专利技术采用的技术方案如下：将1.00摩尔羟乙基哌啶醇与2.01-2.08摩尔的β-（3-甲基-5-叔丁基-4-羟基苯基）丙酸酯反应，制得稳定剂（I）：羟乙基哌啶醇双[β-（3-甲基-5-叔丁基-4-羟基苯基）]丙酸酯。迄今几乎没有此物质实测物化数据、制备及应用的报道，基于Scifinder检索，仅有JP03069392提到一个结构通式覆盖此物质应用于热记录材料，但JP0306939应用提到的实例物质不是本专利技术所指含非对称受阻酚结构化合物，而是含对称受阻酚结构化合物：羟乙基哌啶醇双-β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸酯，该稳定剂分子结构如式（II）所示，（II），英文名：1-[2-[3-(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl)propionyloxy]ethyl]-4-[3-(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl)propionyloxy]-2,2,6-6-tetramethylpiperidine。羟乙基哌啶醇双[β-（3-甲基-5-叔丁基-4-羟基苯基）]丙酸酯可与其它稳定剂协同使用，如紫外线吸收剂UV531、326、327、328、329等，辅助抗氧剂168等，添加于聚烯烃、聚酯、聚酰胺、聚氨酯、聚甲醛等高分子材料中，提升材料抗光老化及抗热氧化降解性能。附图说明附图1：羟乙基哌啶醇双β-（3-甲基-5-叔丁基-4-羟基苯基）丙酸酯（I）红外光谱图，附图2：羟乙基哌啶醇双β-（3-甲基-5-叔丁基-4-羟基苯基）丙酸酯（I）核磁共振氢谱图。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术做进一步详细说明；下面的实施例是对本专利技术的解释，本专利技术的保护范围不受以下实施例局限。实施例1羟乙基哌啶醇双β-（3-甲基-5-叔丁基-4-羟基苯基）丙酸酯（I）的制备500ml的圆底烧瓶中加入β-（3-甲基-5-叔丁基-4-羟基苯基）丙酸酯76.80g，羟乙基哌啶醇30.15g，醋酸锂0.12g；升温至165℃，减压使真空度保持在-0.095-0.1Mpa之间，反应3小时后；抽真空至2mmHg(267pa)，继续反应3小时；降温，加入85%的含水甲醇270ml,加热溶解后，冷却结晶，得到羟乙基哌啶醇双β-（3-甲基-5-叔丁基-4-羟基苯基）丙酸酯（I）84.05g，熔点112-114℃。实施例2羟乙基哌啶醇双-β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸酯（II）的制备500ml的圆底烧瓶中加入β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸酯89.40g，羟乙基哌啶醇30.15g，醋酸锂0.12g；升温至170℃，减压使真空度保持在-0.095-0.1Mpa之间，反应3小时后；抽真空至2mmHg(267pa)，继续反应3小时；降温，加入85%的含水甲醇300ml,加热溶解后，冷却结晶，得到羟乙基哌啶醇双-β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸酯（II）96.50g，熔点138-140℃。羟乙基哌啶醇双β-（3-甲基-5-叔丁基-4-羟基苯基）丙酸酯的性能对照测试实验。以聚乙烯(LLDPE)为试料分别添加：稳定剂（I）、稳定剂（II）、光稳定剂622、抗氧剂245、抗氧剂1010（单一添加0.15%）；稳定剂（I）+抗氧剂168、稳定剂（II）+抗氧剂168、245+抗氧剂168、1010+抗氧剂168，（复配添加：0.10%所选稳定剂或抗氧剂+0.10%抗氧剂168:三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯）；对制备的聚乙烯(LLDPE)试样进行氧化诱导期测试，参考ISO111375-6、ASTMD3895-07、GB/T2951.9-1997、GB/T13464-2008、GB/T19466.6-2009，氧化诱导期测试在TADSCQ10上进行，接氧气与氮气以及切换装置，调气流速度50ml/min；先通氮气，以20℃/min升温至200℃，恒温5分钟后，切换成氧气，当氧化放热达到最大值是终止实验。表1添加不同助剂的样品氧化诱导期测试结果样品稳定剂（I）稳定剂（II）6222451010氧化诱导期（min）66.1255.2016.0435.0528.40样品稳定剂（I）+168稳定剂（II）+168622+168245+1681010+168氧化诱导期（min）75.1266.0327.0645.7437.82实验结果表明，实施例1制得的稳定剂（I）有很好的抗氧热稳定效果，与抗氧剂168:三[2.本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.式（I）所示，一种将光稳定与抗氧功能集于分子结构一体的稳定剂：羟乙基哌啶醇双[β‑（3‑甲基‑5‑叔丁基‑4‑羟基苯基）]丙酸酯，

【技术特征摘要】
1.式（I）所示，一种将光稳定与抗氧功能集于分子结构一体的稳定剂：羟乙基哌啶醇双[β-（3-甲基-5-叔丁基-4-羟基苯基）]丙酸酯，（I）。2.根据权利要求1，羟乙基哌啶醇双[β-（3-甲基-5-叔丁基-4-羟基苯基）]丙酸酯制备过程中，羟乙基哌啶醇与β-（3-甲基-5-叔丁基-4-羟基苯基）丙酸酯的摩尔比为1.00：2.01...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗志强，吉永生，吉长富，曾洋，杜菲菲，梁倩倩，陈冬花，徐力群，杨罗，戴文利，
申请(专利权)人：湘潭大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43