[发明专利]一种具有抗氧化功能的高分子材料光稳定剂及其制备方法

说明书

本发明涉及一种具有抗氧化功能的高分子材料光稳定剂，属于高分子材料稳定剂领域，其结构通式同时键合位阻酚基团和烷氧基位阻胺基团，使该稳定剂同时具有抗氧化和光稳定的功能；本申请制备该稳定剂的方法以丙二酸二酯、烷氧基位阻胺哌啶醇、N‑(3,5‑二叔丁基‑4‑羟基苄基)二甲胺为原料，通过酯交换、位阻酚引入两个步骤，得到同时键合烷氧基位阻胺和位阻酚于分子上的高分子材料稳定剂，根据实验对比结果可知，分子中位阻酚与烷氧基位阻胺体现出优良的正向协同效应，显著的提高了高分子材料的抗氧化能力和光稳定性，一种稳定剂两种稳定功能，使高分子材料的助剂添加操作简单化。

技术领域

本发明涉及一种具有抗氧化功能的高分子材料光稳定剂及其制备方法，属于高分子材料稳定剂技术领域。

背景技术

为了改善高分子材料的性能，延长使用寿命，需要在高分子材料中添加各种稳定助剂。光稳定剂和抗氧化剂是高分子材料稳定剂中两个重要组成部分。光稳定剂能够抑制或减缓由于光氧化作用而导致的高分子材料降解。位阻胺光稳定剂是高分子材料光稳定剂中最常用的一类，由于位阻胺性能优良，且能够与紫外光吸收剂和抗氧剂具有良好的协同效应，已经成为光稳定剂的主流，占全世界光稳定剂消费量一半以上。抗氧化剂能延缓或抑制高分子材料化合物在空气中的热氧化，应用最为广泛的抗氧化剂是位阻酚类抗氧剂。在塑料、合成纤维、橡胶等多种高分子材料的使用过程中，为了减缓高分子材料的光降解和热氧化以延长其使用寿命，光稳定剂和抗氧剂是高分子材料添加助剂中必不可少的部分。

通常，高分子材料助剂需要复配或分次添加于高分子材料加工过程中，整体过程非常复杂。有研究表明，在合适条件下不同稳定剂可能可以表现出良好的协同效应。因此，多功能、高效的高分子材料稳定剂的研发越来越受到重视。在此研究过程中，研究者多关注于复配助剂的开发，对于同一分子中键合不同官能团形成的多功能高效助剂的研究开发则相对较少。将不同官能团键合到同一分子中，有可能起到一剂多能的效果。如此，可以大大降低高分子材料稳定剂的使用复杂性。多功能高分子材料稳定剂的成功范例是Ciba-Geigy公司开发的Tinuvin144，其分子中的单位阻酚基团和五甲基哌啶位阻胺基团表现出了良好的协同效应，使得Tinuvin144成为Ciba-Geigy 公司的一个著名品牌。同时，为了提高位阻胺光稳定剂在酸性环境的使用寿命，提高与可能分解出酸性物质的高分子材料(如聚氯乙烯)在使用过程中保持相容性，低碱性的烷氧基位阻胺也发展成为位阻胺的一个重要趋势。

因此，在同一分子中键合不同官能团以形成具有不同稳定效果的多功能稳定剂是本领域的一个重要研究方向。位阻胺和位阻酚作为最常用的高分子材料光稳定剂和抗氧化助剂，将光稳定和抗氧化的两种基团键合在一个化合物上，若两种基团能够表现出正向协同效应，则可使这种助剂同时具备光稳定和抗氧化的功能，由此则可以减少高分子材料助剂添加操作的复杂性。

发明内容

本发明针对现有高分子材料稳定剂使用的复杂性，提供一种同时键合位阻酚和烷氧基位阻胺基团的，具有抗氧化功能的高分子材料光稳定剂及其制备方法。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种具有抗氧化功能的高分子材料光稳定剂，其特征在于，结构通式(Ⅰ)如下：

其中，R₁为C1～C18直链烷基、支链烷基或环烷基中的任意一种；R₂为苄基或苯基；R₃为H、C1～C18烷基或C1～C18烯烃基中的任意一种。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以作出如下的改进：

进一步，所述的苄基的结构通式(Ⅱ)为：