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成。通過控制直鏈鏈段單元的長度調整化合物單位質量里有效的官能團的含量及化合物與樹脂的相容性。通過季銨鹽基團的遷移作用可將受阻酚結構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生；而受阻酚單元由于空間結構較大可有效的防治季銨鹽結構從樹脂表面脫落，增加化合物的抗靜電時間。本發明化合物可作為聚丙烯或聚乙烯的抗靜電抗氧化劑使用。
【專利說明】一種抗靜電抗氧化雙功能化合物及其合成方法
【技術領域】
[0001] 本發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 同時包含受阻酚基團和親水基團的化合物及其合成方法，本發明還涉及該化合物在聚烯烴 樹脂中的應用。
【背景技術】
[0002] 受阻酚類化合物由于能與聚合物爭奪自動氧化中形成的過氧自由基，通過氫原子 的轉移，形成羧酸和一種穩定的抗氧劑自由基，該自由基又具有捕獲活性自由基的能力，可 以終結聚合物鏈式氧化反應的第二動力學鏈。受阻酚類抗氧劑通常是在堿性條件下通過酯 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)的過程。
[0003] 季銨鹽類化合物在樹脂中能夠發生遷移而運動至樹脂表面形成稠密的排列，表面 濃度高于內部，季銨鹽基團朝向空氣，結合空氣中的水分形成導電層，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制得。 如：CN98106390. X、CN01809407. 4、US09922879、CN200810045443. 7 描述了不同分子結構的 季銨鹽類抗靜電劑的制備過程。
[0004] 現階段受阻酚類抗氧劑和季銨鹽類抗靜電劑在聚烯烴產品廣泛使用，受阻酚類抗 氧劑相對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生遷移而運動至樹脂的表面，因此，當同一分子 中既含有受阻酚結構又含有季銨鹽結構時，隨著季銨鹽結構的遷移整個分子會向樹脂的表 面運動，此時受阻酚結構在樹脂表面的含量增大，抗氧化效果明顯增強。
【發明內容】
[0006] 本發明的目的就是為了克服上述現有技術中抗氧劑抗氧化效果存在的不足之處 而提供一種性能優良的包含雙功能團的化合物及其合成方法。
[0007] 本發明所提供化合物的結構如式（I)下：
[0008]
【權利要求】
1. 一種雙功能化合物，其特征在于結構式為：
其中η為3?16的正整數；m為6?12的正整數。
2. -種如權利要求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：將2, 6-二叔丁基對甲基苯酚與硫酸二甲酯加入反應器，按摩爾 比為2, 6-二叔丁基對甲基苯酚：硫酸二甲酯=1 : (1.1?2)同時加入反應溶劑中，在氮 氣保護下，反應溫度為45°C?61 °C，反應時間為0. lh?2h，生成2, 6-二叔丁基對甲基苯甲 醚； 第2步2, 6-二叔丁基對甲基苯甲醚的α溴代：將2, 6-二叔丁基對甲基苯甲醚和N-溴 代丁二酰亞胺按摩爾比為1 : (1?1.5)加入反應器，同時加入反應溶劑，在氮氣保護下及 在偶氮二異丁腈的催化作用下，反應溫度50°C?77°C，反應時間2?5小時，生成2, 6-二 叔丁基對溴甲基苯甲醚； 第3步2, 6-二叔丁基對溴甲基苯甲醚的醇化反應：將2, 6-二叔丁基對溴甲基苯甲醚 和二醇類化合物按摩爾比為1 : (1.1?3)加入反應器，同時加入與2, 6-二叔丁基對溴甲 基苯甲醚等摩爾量的堿性物質，然后加入反應溶劑，在堿性物質的催化作用下，將反應液加 熱至回流，反應時間5?60小時，生成3, 5-二叔丁基對甲基氧基苯甲醚醇； 第4步3, 5-二叔丁基對甲基氧基苯甲醚醇的溴化反應：將上步反應制得的3, 5-二叔 丁基對甲基氧基苯甲醚醇與直鏈二溴代烷按照摩爾比為1 : (3?5)加入反應器，同時加 入與3, 5-二叔丁基對甲基氧基苯甲醚醇等摩爾量的堿性物質，然后加入反應溶劑，將反應 液加熱回流10?48小時，過濾除去不溶性雜質，減壓蒸餾除去溶劑得到固體粗產物，后利 用柱層析分離得到純凈的溴代物； 第5步羥基的脫保護反應：將第4步反應所得的溴代物與三溴化硼按摩爾比為3 : (1?3)加入反應器；同時加入反應溶劑進行反應，反應所得產物加入到含有二氯甲烷的三 口燒瓶之中，將反應液溫度降至〇?-50°C后將質量濃度為10%至20%的三溴化硼的二氯 甲燒溶液緩慢滴加入燒瓶中，滴加時間為1?5小時，滴加完后將反應液恢復到室溫后攪拌 2?5小時得到[(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量濃度為30%，在70?110°C下反應36?72小時，冷卻、過濾后 用乙醇和乙酸乙酯洗滌，粗產物用乙醇重結晶，得到雙功能化合物產品。
3. 如權利要求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 醇反應的堿性物質為氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鉀或碳酸鈉。
4. 如權利要求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 為3?16的正整數。
5. 如權利要求2所述的合成方法，其特征在于第1步中所加入的反應溶劑選自氯苯、二 氯甲烷、氯仿、甲苯中的一種。
6. 如權利要求2所述的合成方法，其特征在于第2步中所加入的反應溶劑選自苯、二氯 甲烷、氯仿、四氯化碳中的一種。
7. 如權利要求2所述的合成方法，其特征在于第3步中所加入的反應溶劑選自甲醇、乙 醇、丙酮、二甲基甲酰胺中的一種。
8. 如權利要求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步中所加入的反應溶劑選自二氯甲 烷、氯仿、四氯化碳中的一種。
10. 如權利要求2所述的合成方法，其特征在于第6步中所加入的反應溶劑選自甲醇、 乙醇、丙酮中的一種。
11. 如權利要求2所述的合成方法，其特征在于第1步反應完全后將反應液冷卻至室 溫，向反應液中加入碳酸鉀稀溶液進行萃取，有機相干燥后蒸干即可得到純凈的2, 6-二叔 丁基對甲基苯甲醚。
12. 如權利要求2所述的合成方法，其特征在于第3步中反應時利用反應物和產物在硅 膠板上的薄層色譜的位移值不同，監測2, 6-二叔丁基對溴甲基苯甲醚的顯色點逐漸變淡 直至不再變化為止，停止加熱，將反應液恢復室溫后向反應液中加入蒸餾水進行萃取，對有 機相干燥后，利用柱層析分離得到純凈產物。
13. -種如權利要求1所述化合物的應用，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. 如權利要求13所述的應用，其特征在于所述化合物按照質量百分比為0. 01%?1% 添加到聚聚烯烴樹脂基料中。
【文檔編號】C08L23/00GK104250216SQ201310265476
【公開日】2014年12月31日 申請日期:2013年6月28日 優先權日:2013年6月28日
【發明者】李廣全, 劉義, 段宏義, 李麗, 吳建, 劉敏, 楊柳, 鄧守軍, 張鵬, 張華強, 李艷芹, 劉小燕, 陳旭, 李朋朋, 樊潔 申請人:中國石油天然氣股份有限公司