[发明专利]一种树枝状复合主抗氧剂的合成方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种树枝状复合抗氧剂的合成方法，具体地说以有机物质为原料，在K₂CO₃为促进剂，苯和水混合溶剂存在的条件下，通过简单的有机合成反应合成一类新型高分子材料助剂。

背景技术

抗氧剂是能够使聚合物稳定的一种重要助剂，其应用几乎涉及所有聚合物制品。酚类抗氧剂是所有抗氧剂中无污染、不变色性最好的一类抗氧剂。目前在我国酚类抗氧剂占消费量的50%左右，2,6-二叔丁基苯酚（BHT）作为基本品种，仍占据主导地位，但由于BHT的分子量相对较低、挥发性大，且有泛黄变色等缺点，用量正在逐年减少。而以瑞士Ciba-Geigy公司的Irganox 1010和Irganox 1076为代表的具有相对较高分子量的受阻酚品种消费比例逐年提高，已成为酚类抗氧剂市场上的主导产品。2002年，Helena Bergenudda提出了一种新型的抗氧剂，即超支化酚类抗氧剂，该类抗氧剂是对超支化大分子进行抗氧化修饰，使其具有多个抗氧化基团，提高其抗氧化活性，但是该类抗氧剂在低凝点高级润滑油中具有良好的抗氧化性能，但在聚烯烃材料中由于相容性差，抗氧化性能劣于抗氧剂Irganox 1010。2006年，杨洪军等人采用树枝状大分子1.0代聚酰胺-胺和β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰氯为原料，采用三氯甲烷为溶剂，三乙胺为缚酸剂，合成一类树枝状酚类抗氧剂，但由于1.0代树枝状聚酰胺-胺在三氯甲烷中溶解性差，接枝反应不完全，生成二叉、三叉副产物，导致目标产物的收率较低。

发明内容

为了解决背景技术中存在的问题，本发明采用一种简单的合成方法合成树枝状复合主抗氧剂，该方法采用K₂CO₃水溶液和苯为反应混合溶剂，提纯采用低温沉淀洗出的方法，该方法的反应条件温和，产品提纯容易，产品收率较高，反应为基本的反应类型，很容易实现工业化。

本发明所采用的技术方案内容为：该树枝状复合主抗氧剂的合成方法以1.0代树状聚酰胺-胺和β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰氯为原料，以K₂CO₃为促进剂，苯和水为溶剂，在15~45℃下反应1~12h，反应混合物经负压过滤，得树枝状复合主抗氧剂粗产品；然后向粗产品中加三氯甲烷，过滤；向滤液中加入苯，0~20℃下沉淀析出1~5h，负压过滤，20~40℃下真空干燥2~6h，得到树枝状复合主抗氧剂。

上述树枝状复合主抗氧剂的合成中，1.0代树状聚酰胺-胺与β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰氯的物质的量比为1:(4~12)，促进剂K₂CO₃为反应原料总质量的20-70%，溶剂苯的体积分数为60~90%，溶剂水的体积分数为10~30%，反应温度为0~25℃，反应时间为1~12h；粗产品提纯过程中，粗产品溶解所用溶剂三氯甲烷的质量为粗产品质量的8~16倍，沉淀析出所用溶剂苯的质量为粗产品质量的15~35倍，沉淀析出时的温度为0~20℃，时间为1~3h，固体真空干燥时的温度为20~40℃，时间为2~6h。

本发明的有益效果是：本发明采用表面具有多活性官能团、结构对称的1.0代树状聚酰胺-胺，利用其端基胺基可进行功能基转化这一特性，通过简单的有机反应，合成一类树枝状复合主抗氧剂。由于采用了1.0代端基为胺基的树状聚酰胺-胺和β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰氯为原料，K₂CO₃为促进剂，苯和水为反应溶剂，反应温度较低，操作也比较容易；并且目标产物的性质与反应原料的性质差别较大，采用沉淀析出的方法，克服了产品提纯难的问题。该类抗氧剂结构对称，含有多个酚羟基抗氧化基团，并且分子含有胺类抗氧化基团，是一种分子内复合型抗氧剂，克服了酚类抗氧剂和胺类抗氧剂的不足，可广泛应用于适用于聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、ABS等多种合成树脂。

附图说明：

图1为树枝状复合主抗氧剂的合成反应方程式；

图2为树枝状复合主抗氧剂的收率随反应原料摩尔比的变化曲线；

图3为树枝状复合主抗氧剂的收率随反应温度的变化曲线；

图4为树枝状复合主抗氧剂的收率随反应时间的变化曲线；

图5为树枝状复合主抗氧剂的收率随促进剂质量分数的变化曲线。

具体实施方式：

下面结合实施例对本发明作进一步说明：