一种高效、耐迁移抗氧剂及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种高效、耐迁移抗氧剂及其制备方法与应用。该制备方法包括以下步骤：将氮氧自由基化合物与酚类或苯胺类抗氧剂进行化学反应，得到结构中同时具有氮氧自由基和酚羟基或氮氧自由基和胺基的新型抗氧剂。本发明专利技术的新型抗氧剂在充分利用酚类或苯胺类化合物抗氧化性的基础上，进一步发挥氮氧自由基的阻止老化能力，在高分子材料使用过程中具有优异的抗氧化效果。同时，新型抗氧剂中氮氧自由基与碳链自由基结合形成的共价键能提高抗氧剂的耐迁移性和耐挥发性，延长抗氧剂在高分子材料的使用寿命。该新型抗氧剂具有工艺制备简单、安全高效等优点。安全高效等优点。安全高效等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种高效、耐迁移抗氧剂及其制备方法与应用


[0001]本专利技术涉及高分子材料的抗氧化领域，具体涉及一种高效、耐迁移抗氧剂及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]高分子材料在加工、储存和使用过程中，由于众多环境因素的影响会加速高分子材料老化。尤其是含不饱和双键的高分子材料，双键部位在热、氧、光及机械应力的影响下最容易发生化学反应，使材料在外观上表现变色发黄、变软发粘、变脆发硬，力学性能上强度、弹性消失等，总称为老化现象。老化后的高分子材料不仅丧失原本的使用价值，还造成经济的损失和资源的浪费。因此生产中常加入抗氧剂来提升材料的抗氧化性，从而提高高分子材料的长期使用稳定性。目前酚类和苯胺类抗氧剂应用比较广泛，但存在两点不足。第一，单一功能抗氧剂在高分子材料中的抗氧化效果不理想。第二，抗氧剂容易迁移和挥发，导致抗氧化效果明显下降，并且迁移出来的抗氧剂对人体健康和环境具有一定危害性。
[0003]Bolland和Gee于1946年(Bolland J L,Gee G.Kinetic studies in the chemistry of rubber and related materials.II.The kinetics of oxidation of unconjugated olefins[J].Transactions of the Faraday Society,1946,42(1005):218
‑
236)首次提出有机脂质链的氧化是一个自由基链式反应过程。此后研究者对高分子材料的氧化进行深入研究，确定在氧化过程中伴随着R
·
、RO
·
、ROO
·
等碳链活性自由基的产生。传统酚类和苯胺类抗氧剂供出的H原子与氧化过程产生的活性自由基结合，同时自身转变为稳定的自由基，从而终止链式老化反应。
[0004]氮氧自由基化合物是一种具有独特稳定性的自由基，其未成对电子在氮原子和氧原子之间离域，化合物中含N
‑
O
·
自由基，广泛应用于氮氧自由基调控的活性自由基聚合、原子转移自由基聚合以及可逆加成
‑
断裂链转移聚合等。在文献(Veregin R P N,Georges M K,Kazmaier P M,et al.Free radical polymerizations for narrow polydispersity resins:electron spin resonance studies of the kinetics and mechanism[J].Macromolecules,1993,26(20):5316
‑
5320)中证明氮氧自由基具有快速捕捉碳自由基的特性，并与碳自由基结合形成烷氧基胺共价键。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供了一种高效、耐迁移抗氧剂及其制备方法与应用。以酚类或苯胺类传统抗氧剂为原料，利用化学反应在该类抗氧剂上引入氮氧自由基，得到结构上同时具有氮氧自由基和酚羟基或氮氧自由基和胺基的新型抗氧剂。新型抗氧剂在充分利用酚类或苯胺类化合物抗氧化性的基础上，进一步发挥氮氧自由基快速捕捉高分子材料老化时产生的碳链自由基的能力，从而达到高效延缓和终止高分子材料老化进程的优异效果。同时，氮氧自由基与碳链自由基结合所形成的烷氧基胺共价键将新型抗氧剂通过化学键结合在高分子长链上，有效阻止新型抗氧剂分子从高分子材料中迁出，提高了抗氧剂的耐迁
移性和耐挥发性，延长抗氧剂在高分子材料的使用寿命，也使加入新型抗氧剂的高分子材料在应用中更加安全可靠。
[0006]本专利技术技术方案如下：
[0007]一种高效、耐迁移抗氧剂的制备方法，包括以下步骤：
[0008](1)将氮氧自由基化合物与酚类或苯胺类抗氧剂进行化学反应；
[0009](2)将步骤(1)中的产物进行处理，得到结构中同时具有氮氧自由基和酚羟基或氮氧自由基和胺基的新型抗氧剂。
[0010]上述方法中，步骤(1)中，所述的氮氧自由基化合物的通式为＞N
‑
O
·
。
[0011]上述方法中，步骤(1)中，所述的酚类或苯胺类抗氧剂通式分别为Ar
‑
(OH)
n
或Ar
‑
(NH2)
n
(n≥2)。
[0012]上述方法中，步骤(1)中，所述的氮氧自由基化合物为2,2,6,6
‑
四甲基哌啶
‑1‑
氧基
‑4‑
氨基
‑4‑
羧酸、4
‑
(2
‑
溴乙酰胺)
‑
2,2,6,6
‑
四甲基哌啶
‑1‑
氧自由基、4
‑
环氧丙基氧
‑
2,2,6,6
‑
四甲基哌啶
‑1‑
氧自由基、4
‑
氨基
‑
2,2,6,6
‑
四甲基哌啶
‑1‑
氧自由基、4
‑
羟基
‑
2,2,6,6
‑
四甲基哌啶氮氧自由基、4
‑
羧基
‑
2,2,6,6
‑
四甲基哌啶
‑1‑
氧自由基、4
‑
异氰酸酯基
‑
2,2,6,6
‑
四甲基哌啶
‑1‑
氧自由基、4
‑
异硫氰基
‑
2,2,6,6
‑
四甲基哌啶
‑1‑
氧自由基、4
‑
甲基丙烯酰氧
‑
2,2,6,6
‑
四甲基哌啶
‑1‑
氧自由基、4
‑
(4
‑
氯甲酰基
‑
苯甲酸酯)
‑
2,2,6,6
‑
四甲基哌啶
‑1‑
氧自由基、3
‑
氨基甲酰
‑
2,2,5,5
‑
四甲基四氢吡咯氮氧自由基、7
‑
氮氧自由基硬脂酸、4,4
‑
二甲基
‑2‑
乙基
‑2‑
(14
‑
羧十四烷基)
‑3‑
恶唑烷基氧自由基、2,2,6,6
‑
四甲基
‑4‑
(2
‑
丙炔基氧)哌啶
‑1‑
氧自由基、3
‑
羧基
‑
2,2,5,5
‑
四甲基吡咯烷
‑1‑
氧基自由基、四甲基哌啶氮氧自由基亚磷酸三酯中的一种以上。
[0013]上述方法中，步骤(1)中，所述的酚本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高效、耐迁移抗氧剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将氮氧自由基化合物与酚类或苯胺类抗氧剂进行化学反应；(2)将步骤(1)中的产物进行处理，得到结构中同时具有氮氧自由基和酚羟基或氮氧自由基和胺基的新型抗氧剂。2.根据权利要求1所述高效、耐迁移抗氧剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述的氮氧自由基化合物的通式为＞N
‑
O
·
。3.根据权利要求1所述高效、耐迁移抗氧剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述的酚类或苯胺类抗氧剂通式分别为Ar
‑
(OH)
n
或Ar
‑
(NH2)
n
(n≥2)。4.根据权利要求1所述高效、耐迁移抗氧剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述的氮氧自由基化合物为2,2,6,6
‑
四甲基哌啶
‑1‑
氧基
‑4‑
氨基
‑4‑
羧酸、4
‑
(2
‑
溴乙酰胺)
‑
2,2,6,6
‑
四甲基哌啶
‑1‑
氧自由基、4
‑
环氧丙基氧
‑
2,2,6,6
‑
四甲基哌啶
‑1‑
氧自由基、4
‑
氨基
‑
2,2,6,6
‑
四甲基哌啶
‑1‑
氧自由基、4
‑
羟基
‑
2,2,6,6
‑
四甲基哌啶氮氧自由基、4
‑
羧基
‑
2,2,6,6
‑
四甲基哌啶
‑1‑
氧自由基、4
‑
异氰酸酯基
‑
2,2,6,6
‑
四甲基哌啶
‑1‑
氧自由基、4
‑
异硫氰基
‑
2,2,6,6
‑
四甲基哌啶
‑1‑
氧自由基、4
‑
甲基丙烯酰氧
‑
2,2,6,6
‑
四甲基哌啶
‑1‑
氧自由基、4
‑
(4
‑
氯甲酰基
‑
苯甲酸酯)
‑
2,2,6,6
‑
四甲基哌啶
‑1‑
氧自由基、3
‑
氨基甲酰
‑
2,2,5,5
‑
四甲基四氢吡咯氮氧自由基、7
‑
氮氧自由基硬脂酸、4,4
‑
二甲基
‑2‑
乙基
‑2‑
(14
‑
羧十四烷基)
‑3‑
恶唑烷基氧自由基、2,2,6,6
‑
四甲基
‑4‑
(2
‑
丙炔基氧)哌啶
‑1‑
氧自由基、3
‑
羧基
‑
2,...

【专利技术属性】
技术研发人员：王小萍，巩雨注，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：