一种多酚型抗氧剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种多酚型抗氧剂及其制备方法和应用。本发明专利技术设计的抗氧剂分子中既含有作为主抗氧剂的受阻酚官能团，同时含有具有金属离子键合能力的醇胺骨架单元，在聚合物加工及使用过程中可以起到协同抗氧化作用，提升抗氧剂分子单位质量的抗氧能力。上述抗氧剂解决了单一功能抗氧剂对高分子材料抗氧化效果差的问题，提升了抗氧剂分子单位质量的抗氧能力。上述制备方法能耗较低，原料廉价，操作简便，物料易回收，溶剂可回收，产品收率及纯度高。高。

【技术实现步骤摘要】
一种多酚型抗氧剂及其制备方法和应用


[0001]本申请属于化工助剂抗氧剂合成领域，具体涉及一种多酚型抗氧剂及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]随着聚合工业的快速发展，各种新型功能塑料被开发出来。这些塑料主要由高分子聚合物加工而成。高分子聚合物在聚合、造粒、存储、加工、成型及长期使用过程中，易受到光、热、电场、射线、金属离子、化学试剂等的作用，导致聚合物力学性能丧失，发生变色、龟裂、丧失光泽度等变化，这种现象称为老化或热氧老化。
[0003]1946年，Bolland和Gee首次提出有机脂质链的氧化是一个自由基反应过程。此后多年，化学家们对有机材料的氧化过程进行了广泛的机理研究，确定在这些复杂的氧化过程中伴随着副产物的产生(如：酸、醇、醛、酮或更大分子量的有机链)，而这些副产物最终会导致有机材料出现变色、龟裂、塑料制品的功能性丧失等老化现象。如果氧化过程中产生的烷基过氧自由基被有效地清除，那么会降低产生副产物的速率。因此生产中加入抗氧剂，可以防止材料的氧化和分解，从而提高高分子聚合物的加工稳定性和长期使用稳定性。
[0004]受阻酚类抗氧剂是高分子材料领域中应用最多的一种抗氧剂，其具有抗氧效果好，热稳定性高，对制品无污染、不着色、相容性好等优点。单酚型受阻酚抗氧剂的相对分子质量较低，挥发性及迁移损失较大，导致其抗氧化效率较低，只能用于对性能要求不高的高分子聚合物中。多酚型受阻酚抗氧剂一般由单酚型受阻酚结构与其他具有特定结构的化工原料合成而得，其相对分子质量较大，耐抽提性好，热稳定性高，持效性好，所以被广泛应用。研究工作者通过改变多酚型受阻酚反应中间体骨架结构，制备含磷、氮、硅、硫以及杂环结构的分子内复合型抗氧剂。这类分子内复合型抗氧剂具有优异的分子可设计性。然而，新型多酚型抗氧剂的研发十分困难，需要考虑抗氧剂在聚合物材料中的相容性、分散性、耐迁移、耐挥发和耐抽出等问题。另外，在加工高分子聚合物的过程中，微量过渡金属离子会催化加速脂质链的氧化过程。因此，开发出分子量大、耐挥发、热稳定性高、单位质量有效官能团含量高、抗氧效果持久、对制品无污染、不着色、相容性好并能抑制金属离子催化作用的新型抗氧剂，已成为亟待解决的问题。
[0005]为了解决上述问题，本申请人开发一种结构上同时具有多酚型受阻酚和醇胺两种官能团的新型双效多酚型抗氧剂。这种抗氧剂不仅具有多酚型受阻酚结构的自由基抑制能力，还具有醇胺对过渡金属离子的毒害能力，可以发挥出协同抗氧化的作用。

技术实现思路

[0006]为满足市场对抗氧剂越来越高的安全、健康、环保要求，本申请设计开发一种新型、耐高温、抗氧效果优良的星状多功能多酚型抗氧剂，并且提供一种能耗较低，物料易回收，操作简便，产品收率及纯度高的制备多酚型抗氧剂的方法。
[0007]本申请提供了一种化合物，其结构为通式Ⅰ：
[0008][0009]其中，R1和R3独立地选自：烷基、烷氧基、羟基烷基、环烷基、环烷基烷基、芳基、芳烷基、杂环基、杂环基烷基、羧基、酯基、酰胺基、氨基、胺基、卤素、硝基、氰基、氧羰基、氨羰基；
[0010]R2选自：氢、烷基、芳基、环烷基。
[0011]进一步地，R1和R3独立地选自C1‑
18
烷基。
[0012]更进一步地，R1为C1‑
18
烷基。
[0013]更进一步地，R3为C1‑
18
烷基。
[0014]更进一步地，R1和R3中至少一者为(或两者均为)C3
‑
C8的支链烷基，例如异丙基、叔丁基、叔戊基、叔己基、叔辛基。在本专利技术的一个实施方式中，R1为H或甲基，R3为C3
‑
C8的支链烷基；在本专利技术另一个实施方式中，R1和R3独立地选自C3
‑
C8的支链烷基；例如R1和R3均为叔丁基。
[0015]更进一步地，R2选自C1‑
18
烷基，例如C1‑6烷基；
[0016]更进一步地，R2选自：甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、叔丁基；
[0017]在本专利技术的一个实施例中，R2为甲基。
[0018]在本专利技术另一个实施例中，R2为氢。
[0019]进一步地，上述化合物可具有如下结构：
[0020][0021]在本专利技术的实施例中，上述化合物具有如下结构：
[0022][0023]本申请还提供一种上述化合物的制备方法，具体步骤包括：
[0024]步骤a)：
[0025]将和酰卤化试剂反应得到
[0026]步骤b)：
[0027]再将反应得到通式Ⅰ的化合物；
[0028]其中，X为卤素(如F、Cl、Br、I)，特别是Cl。
[0029]进一步地，步骤a)包括：将分散于有机溶剂中，加热，滴加酰卤化试剂，反应至完全。
[0030]进一步地，上述酰卤化试剂可以为酰氯化试剂，例如，二氯亚砜、三氯氧磷、三氯化磷、五氯化磷、固体光气、三溴化磷等，特别是二氯亚砜。
[0031]进一步地，上述有机溶剂可以为，例如，苯、甲苯、二甲苯、丙酮、环己酮、二氯甲烷，特别是二甲苯。
[0032]进一步地，与酰卤化试剂的摩尔比为1:2～2:1(例如1:2、1:1.5、1:
1.1、1:1、1.1:1、1.5:1、2:1)。
[0033]进一步地，步骤a)中所述加热为加热至55
‑
65℃(例如56、58、60、62、64℃)，特别是60℃。
[0034]进一步地，步骤a)中反应温度为40
‑
80℃(例如40℃、45℃、50℃、55℃、60℃、65℃、70℃、75℃、80℃)，特别是50
‑
70℃。
[0035]进一步地，步骤a)中反应时间为1
‑
10h(例如1h、2h、3h、4h、5h、6h、7h、8h、9h、10h)，特别是3
‑
5h。
[0036]在本申请的一个实施例中，所述步骤a)包括：将式Ⅲ所示化合物(如3,5
‑
二叔丁基
‑4‑
羟基苯甲酸)分散于有机溶剂(如二甲苯)中，加热至55
‑
65℃，滴加酰卤化试剂(如二氯亚砜)，在50
‑
70℃下保温3
‑
5h。
[0037]更进一步地，所述步骤a)还包括将酸性尾气通入到碱液中。
[0038]进一步地，上述碱液选自：三乙胺水溶液、氢氧化钠水溶液、氢氧化钾水溶液。
[0039]更进一步地，本申请一个实施例中，所述碱液为5％的氢氧化钠水溶液。
[0040]进一步地，步骤b)包括：向步骤a)的反应体系中加入碱，然后滴加反应得到通式Ⅰ的化合物。
[0041]进一步地，步骤b)还包括：将上述反应体系冷却至室温，加入碱的水溶液，室温搅拌(10
‑
60分钟)，分液，然后将有机相水洗，分液，减压蒸出有机相本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种化合物，其结构为通式Ⅰ：其中，R1和R3独立地选自：烷基、烷氧基、羟基烷基、环烷基、环烷基烷基、芳基、芳烷基、杂环基、杂环基烷基、羧基、酯基、酰胺基、氨基、胺基、卤素、硝基、氰基、氧羰基、氨羰基；R2选自：氢、烷基、芳基、环烷基。2.如权利要求1所述的化合物，其特征在于，所述R1和R3独立地选自C1‑
18
烷基。3.如权利要求1所述的化合物，其特征在于，R1和R3中至少一者为C3
‑
C8的支链烷基；优选地，所述R1和R2中至少一者为异丙基、叔丁基、叔戊基、叔己基、叔辛基。4.如权利要求1所述的化合物，其特征在于，R1和R3均为叔丁基。5.如权利要求1
‑
4任一项所述的化合物，其特征在于，R2选自：甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、叔丁基。6.如权利要求1所述的化合物，其特征在于，所述化合物具有如下结构：7.一种权利要求1
‑
6任一项所述的化合物的制...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈炜，杨东升，周彦博，杜荻，高勇年，
申请(专利权)人：北京天罡助剂有限责任公司天罡新材料廊坊股份有限公司，
类型：发明
国别省市：