[发明专利]一种多酚型抗氧剂及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种多酚型抗氧剂及其制备方法和应用。本发明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。

技术领域

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。

背景技术

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。

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。

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。

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。

发明内容

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。

本申请提供了一种化合物，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。

进一步地，R₁和R₃独立地选自C_1-18烷基。

更进一步地，R₁为C_1-18烷基。

更进一步地，R₃为C_1-18烷基。