一種抗靜電抗氧化雙功能化合物及其合成方法
【專利摘要】一種包含抗靜電抗氧化雙官能團(tuán)的化合物，它是由受阻酚單元、季銨鹽單元和直鏈鏈段單元共同構(gòu)成。通過(guò)控制直鏈鏈段單元的長(zhǎng)度調(diào)整化合物單位質(zhì)量里有效的官能團(tuán)的含量及化合物與樹脂的相容性。通過(guò)季銨鹽基團(tuán)的遷移作用可將受阻酚結(jié)構(gòu)單元遷移至樹脂表層，更有效的消除空氣中的氧化作用的發(fā)生；而受阻酚單元由于空間結(jié)構(gòu)較大可有效的防治季銨鹽結(jié)構(gòu)從樹脂表面脫落，增加化合物的抗靜電時(shí)間。本發(fā)明化合物可作為聚丙烯或聚乙烯的抗靜電抗氧化劑使用。
【專利說(shuō)明】一種抗靜電抗氧化雙功能化合物及其合成方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種抗氧化抗靜電雙功能化合物及其合成方法，尤其涉及一種分子中 同時(shí)包含受阻酚基團(tuán)和親水基團(tuán)的化合物及其合成方法，本發(fā)明還涉及該化合物在聚烯烴 樹脂中的應(yīng)用。

【背景技術(shù)】
[0002] 受阻酚類化合物由于能與聚合物爭(zhēng)奪自動(dòng)氧化中形成的過(guò)氧自由基，通過(guò)氫原子 的轉(zhuǎn)移，形成羧酸和一種穩(wěn)定的抗氧劑自由基，該自由基又具有捕獲活性自由基的能力，可 以終結(jié)聚合物鏈?zhǔn)窖趸磻?yīng)的第二動(dòng)力學(xué)鏈。受阻酚類抗氧劑通常是在堿性條件下通過(guò)酯 交換的方式生成。如：US4716244、US5481023、US5563291、US6878843、US2003166962 描述 了用氨基鋰、醋酸鋰、醋酸鈉、醋酸鎂、三乙丙醇鋁、醋酸鋅等為催化劑制備受阻酚類抗氧劑 (如抗氧劑1〇1〇、1〇76、245和1135)的過(guò)程。
[0003] 季銨鹽類化合物在樹脂中能夠發(fā)生遷移而運(yùn)動(dòng)至樹脂表面形成稠密的排列，表面 濃度高于內(nèi)部，季銨鹽基團(tuán)朝向空氣，結(jié)合空氣中的水分形成導(dǎo)電層，使得積累的靜電荷得 以散逸，有效的減小有害電荷的聚集。季銨鹽類抗靜電劑通常是鹵代物與叔胺反應(yīng)制得。 如：CN98106390. X、CN01809407. 4、US09922879、CN200810045443. 7 描述了不同分子結(jié)構(gòu)的 季銨鹽類抗靜電劑的制備過(guò)程。
[0004] 現(xiàn)階段受阻酚類抗氧劑和季銨鹽類抗靜電劑在聚烯烴產(chǎn)品廣泛使用，受阻酚類抗 氧劑相對(duì)均勻的分散在樹脂之中起到抗氧化作用，但樹脂成型后其只有表面與空氣接觸因 此只有少量受阻酚類分子起到抗氧化作用，因而大大降低了抗氧化效果。
[0005] 季銨鹽類化合物在樹脂中能夠發(fā)生遷移而運(yùn)動(dòng)至樹脂的表面，因此，當(dāng)同一分子 中既含有受阻酚結(jié)構(gòu)又含有季銨鹽結(jié)構(gòu)時(shí)，隨著季銨鹽結(jié)構(gòu)的遷移整個(gè)分子會(huì)向樹脂的表 面運(yùn)動(dòng)，此時(shí)受阻酚結(jié)構(gòu)在樹脂表面的含量增大，抗氧化效果明顯增強(qiáng)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)中抗氧劑抗氧化效果存在的不足之處 而提供一種性能優(yōu)良的包含雙功能團(tuán)的化合物及其合成方法。
[0007] 本發(fā)明所提供化合物的結(jié)構(gòu)如式（I)下：
[0008]

【權(quán)利要求】
1. 一種雙功能化合物，其特征在于結(jié)構(gòu)式為：
其中η為3?16的正整數(shù)；m為6?12的正整數(shù)。
2. -種如權(quán)利要求1所述化合物的合成方法，其特征在于包括以下步驟： 第1步酚羥基的保護(hù)：將2, 6-二叔丁基對(duì)甲基苯酚與硫酸二甲酯加入反應(yīng)器，按摩爾 比為2, 6-二叔丁基對(duì)甲基苯酚：硫酸二甲酯=1 : (1.1?2)同時(shí)加入反應(yīng)溶劑中，在氮 氣保護(hù)下，反應(yīng)溫度為45°C?61 °C，反應(yīng)時(shí)間為0. lh?2h，生成2, 6-二叔丁基對(duì)甲基苯甲 醚； 第2步2, 6-二叔丁基對(duì)甲基苯甲醚的α溴代：將2, 6-二叔丁基對(duì)甲基苯甲醚和N-溴 代丁二酰亞胺按摩爾比為1 : (1?1.5)加入反應(yīng)器，同時(shí)加入反應(yīng)溶劑，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下及 在偶氮二異丁腈的催化作用下，反應(yīng)溫度50°C?77°C，反應(yīng)時(shí)間2?5小時(shí)，生成2, 6-二 叔丁基對(duì)溴甲基苯甲醚； 第3步2, 6-二叔丁基對(duì)溴甲基苯甲醚的醇化反應(yīng)：將2, 6-二叔丁基對(duì)溴甲基苯甲醚 和二醇類化合物按摩爾比為1 : (1.1?3)加入反應(yīng)器，同時(shí)加入與2, 6-二叔丁基對(duì)溴甲 基苯甲醚等摩爾量的堿性物質(zhì)，然后加入反應(yīng)溶劑，在堿性物質(zhì)的催化作用下，將反應(yīng)液加 熱至回流，反應(yīng)時(shí)間5?60小時(shí)，生成3, 5-二叔丁基對(duì)甲基氧基苯甲醚醇； 第4步3, 5-二叔丁基對(duì)甲基氧基苯甲醚醇的溴化反應(yīng)：將上步反應(yīng)制得的3, 5-二叔 丁基對(duì)甲基氧基苯甲醚醇與直鏈二溴代烷按照摩爾比為1 : (3?5)加入反應(yīng)器，同時(shí)加 入與3, 5-二叔丁基對(duì)甲基氧基苯甲醚醇等摩爾量的堿性物質(zhì)，然后加入反應(yīng)溶劑，將反應(yīng) 液加熱回流10?48小時(shí)，過(guò)濾除去不溶性雜質(zhì)，減壓蒸餾除去溶劑得到固體粗產(chǎn)物，后利 用柱層析分離得到純凈的溴代物； 第5步羥基的脫保護(hù)反應(yīng)：將第4步反應(yīng)所得的溴代物與三溴化硼按摩爾比為3 : (1?3)加入反應(yīng)器；同時(shí)加入反應(yīng)溶劑進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)所得產(chǎn)物加入到含有二氯甲烷的三 口燒瓶之中，將反應(yīng)液溫度降至〇?-50°C后將質(zhì)量濃度為10%至20%的三溴化硼的二氯 甲燒溶液緩慢滴加入燒瓶中，滴加時(shí)間為1?5小時(shí)，滴加完后將反應(yīng)液恢復(fù)到室溫后攪拌 2?5小時(shí)得到[(3, 5-二叔丁基，4-輕基）苯甲基，m-溴燒基]1, n-n二醚； 第6步季銨鹽的制備：將上步得到的[(3, 5-二叔丁基，4-羥基）苯甲基，m-溴烷 基]1，n-n二醚與三甲胺的乙醇溶液混合加入可密封的耐壓反應(yīng)釜中，其中[(3, 5-二叔丁 基，4-羥基)苯甲基，m-溴烷基]l，n-n二醚與三甲胺的摩爾比為1 : (1.1?1.3)，三甲胺 的乙醇溶液中三甲胺的質(zhì)量濃度為30%，在70?110°C下反應(yīng)36?72小時(shí)，冷卻、過(guò)濾后 用乙醇和乙酸乙酯洗滌，粗產(chǎn)物用乙醇重結(jié)晶，得到雙功能化合物產(chǎn)品。
3. 如權(quán)利要求2所述的合成方法，其特征在于第3步與第4步中所述的用于溴代物與 醇反應(yīng)的堿性物質(zhì)為氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鉀或碳酸鈉。
4. 如權(quán)利要求2所述的合成方法，其特征在于第3步中所述的二醇化合物的碳原子數(shù) 為3?16的正整數(shù)。
5. 如權(quán)利要求2所述的合成方法，其特征在于第1步中所加入的反應(yīng)溶劑選自氯苯、二 氯甲烷、氯仿、甲苯中的一種。
6. 如權(quán)利要求2所述的合成方法，其特征在于第2步中所加入的反應(yīng)溶劑選自苯、二氯 甲烷、氯仿、四氯化碳中的一種。
7. 如權(quán)利要求2所述的合成方法，其特征在于第3步中所加入的反應(yīng)溶劑選自甲醇、乙 醇、丙酮、二甲基甲酰胺中的一種。
8. 如權(quán)利要求2所述的合成方法，其特征在于第4步中所加入的反應(yīng)溶劑選自三乙胺、 乙醇、二甲基甲酰胺、甲苯、二甲苯、苯、氯苯、二氯甲烷、四氯化碳、乙酸乙酯中的一種。
9. 如權(quán)利要求2所述的合成方法，其特征在于第5步中所加入的反應(yīng)溶劑選自二氯甲 烷、氯仿、四氯化碳中的一種。
10. 如權(quán)利要求2所述的合成方法，其特征在于第6步中所加入的反應(yīng)溶劑選自甲醇、 乙醇、丙酮中的一種。
11. 如權(quán)利要求2所述的合成方法，其特征在于第1步反應(yīng)完全后將反應(yīng)液冷卻至室 溫，向反應(yīng)液中加入碳酸鉀稀溶液進(jìn)行萃取，有機(jī)相干燥后蒸干即可得到純凈的2, 6-二叔 丁基對(duì)甲基苯甲醚。
12. 如權(quán)利要求2所述的合成方法，其特征在于第3步中反應(yīng)時(shí)利用反應(yīng)物和產(chǎn)物在硅 膠板上的薄層色譜的位移值不同，監(jiān)測(cè)2, 6-二叔丁基對(duì)溴甲基苯甲醚的顯色點(diǎn)逐漸變淡 直至不再變化為止，停止加熱，將反應(yīng)液恢復(fù)室溫后向反應(yīng)液中加入蒸餾水進(jìn)行萃取，對(duì)有 機(jī)相干燥后，利用柱層析分離得到純凈產(chǎn)物。
13. -種如權(quán)利要求1所述化合物的應(yīng)用，其特征在于所述化合物作為聚烯烴樹脂的 抗氧化劑和抗靜電劑使用。
14. 如權(quán)利要求13所述的應(yīng)用，其特征在于所述化合物按照質(zhì)量百分比為0. 01%?1% 添加到聚聚烯烴樹脂基料中。
【文檔編號(hào)】C08L23/00GK104250216SQ201310265476
【公開日】2014年12月31日 申請(qǐng)日期:2013年6月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月28日
【發(fā)明者】李廣全, 劉義, 段宏義, 李麗, 吳建, 劉敏, 楊柳, 鄧守軍, 張鵬, 張華強(qiáng), 李艷芹, 劉小燕, 陳旭, 李朋朋, 樊潔 申請(qǐng)人:中國(guó)石油天然氣股份有限公司