一种包含抗静电抗氧化双官能团的高分子型化合物，它是由受阻酚单元、聚乙二醇异钛酸酯单元和直链链段单元共同构成。通过控制直链链段单元的长度调整化合物单位质量里有效的官能团的含量及化合物与树脂的相容性。通过聚乙二醇异钛酸酯单元的迁移作用可将受阻酚结构单元迁移至树脂表层，更有效的消除空气中的氧化作用的发生；而受阻酚单元由于空间结构较大可有效的防治聚乙二醇异钛酸酯单元从树脂表面脱落，增加化合物的抗静电时间。本发明专利技术化合物可作为聚丙烯或聚乙烯的抗静电抗氧化剂使用。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种抗氧化抗静电双功能化合物及其合成方法，尤其涉及一种高分子中同时包含受阻酚基团和亲水基团的化合物及其合成方法，本专利技术还涉及该高分子化合物在聚烯烃树脂中的应用。
技术介绍
受阻酚类化合物由于能与聚合物争夺自动氧化中形成的过氧自由基，通过氢原子的转移，形成羧酸和一种稳定的抗氧剂自由基，该自由基又具有捕获活性自由基的能力，可以终结聚合物链式氧化反应的第二动力学链。受阻酚类抗氧剂通常是在碱性条件下通过酯交换的方式生成。如：US4716244、US5481023、US5563291、US6878843、US2003166962描述了用氨基锂、醋酸锂、醋酸钠、醋酸镁、三乙丙醇铝、醋酸锌等为催化剂制备受阻酚类抗氧剂(如抗氧剂1010、1076、245和1135)的过程。双亲性高分子化合物在树脂中能够发生迁移而运动至树脂表面形成稠密的排列，表面浓度高于内部，亲水单元朝向空气，结合空气中的水分形成导电层，使得积累的静电荷得以散逸，有效的减小有害电荷的聚集。双亲性高分子化合物抗静电剂通常是缩聚反应制得。如：CN200810046009.0、CN200810150057.4、CN02151546.8描述了不同分子结构的双亲类抗静电剂的制备过程。现阶段受阻酚类抗氧剂和双亲性高分子抗静电剂在聚烯烃产品广泛使用，受阻酚类抗氧剂相对均匀的分散在树脂之中起到抗氧化作用，但树脂成型后其只有表面与空气接触因此只有少量受阻酚类分子起到抗氧化作用，因而大大降低了抗氧化效果。双亲性高分子化合物在树脂中能够发生迁移而运动至树脂的表面，因此，当同一分子中既含有受阻酚结构又含有双亲性结构时，随着双亲性结构中亲水段的迁移整个分子会向树脂的表面运动，此时受阻酚结构在树脂表面的含量增大，抗氧化效果明显增强。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术中抗氧剂抗氧化效果存在的不足之处而提供一种性能优良的包含双功能团的化合物及其合成方法。本专利技术所提供化合物的结构如式(I)下：其中n为3-16的正整数。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现，所采用的原料包括：2,6-二叔丁基对甲基苯酚、硫酸二甲酯、N-溴代丁二酰亚胺、偶氮二异丁腈、直链二醇、三溴化硼乙醚溶液、5-甲基间苯二甲酸二甲酯、乙二醇。本专利技术所述的化合物的合成路线为：合成路线中第1步为羟基保护，将受阻酚临时转化为苯甲醚，以防羟基在后面的溴代反应中被破坏；第2步反应为苯甲基的α溴代，一般采用NBS等典型的溴代试剂进行；第3步和第4步反应均为溴代物在碱性物质作用下与醇的反应，此类反应可通过控制溴代物与醇类物质摩尔比来实现反应的具体进行程度；第5步反应时将第1步反应的羟基保护后的苯甲醚重新转化为羟基，此类反应一般使用三溴化硼，反应极易进行，且转化率非常高；第6步反应是典型的二酯与二醇发生的缩聚反应，此类反应一般为本体聚合或以甲苯等试剂为溶剂，聚合过程多采用催化剂，反应产物为聚合物，一般不溶于醇类试剂，可用混合溶剂重结晶进行提纯。本专利技术所述的化合物的具体合成步骤为：第1步，酚羟基的保护：将2,6-二叔丁基对甲基苯酚与硫酸二甲酯加入反应器，按摩尔比为2,6-二叔丁基对甲基苯酚∶硫酸二甲酯＝1∶(1.1～2)，同时加入反应溶剂A，在氮气保护下，反应温度为45℃～61℃，反应时间为0.1h～2h，生成2,6-二叔丁基对甲基苯甲醚；酚羟基保护反应过程为：在酚羟基保护反应过程中，用核磁共振氢谱1HNMR分析监控反应物中2,6-二叔丁基对甲基苯酚的含量，直至反应物中检测不出2,6-二叔丁基对甲基苯酚；通常可以每隔10分钟监测一次，也可采用不等间隔周期监测。按理论值，硫酸二甲酯应为2,6-二叔丁基对甲基苯酚的二分之一，实际应用时，加入的硫酸二甲酯要明显过量，以保证2,6-二叔丁基对甲基苯酚的全部反应。反应中氮气起到对反应的保护作用，防止氧气或其他杂质对于反应的干扰。反应完全后将反应液冷却至室温，向反应液中加入碳酸钾稀溶液进行萃取，有机相干燥后蒸干即可得到纯净的2,6-二叔丁基对甲基苯甲醚。第2步，2,6-二叔丁基对甲基苯甲醚的α溴代：将2,6-二叔丁基对甲基苯甲醚和N-溴代丁二酰亚胺加入反应器，按摩尔比为2,6-二叔丁基对甲基苯甲醚∶N-溴代丁二酰亚胺＝1∶(1～1.5)，同时加入反应溶剂B，在氮气保护下，在偶氮二异丁腈的催化作用下，反应温度50℃～77℃，反应时间2～5小时，生成2,6-二叔丁基对溴甲基苯甲醚。溴代反应的方程式为：溴代反应过程中，观察反应溶液的颜色，当反应液的橙色消失，并有白色沉淀生成后继续反应1～2小时即可。本专利技术中中间产物2,6-二叔丁基对溴甲基苯甲醚的提纯可用重结晶的方法，所选重结晶的溶剂为正己烷。第3步，2,6-二叔丁基对溴甲基苯甲醚的醇化反应：将2,6-二叔丁基对溴甲基苯甲醚和二醇类化合物HO(CH2)nOH加入反应器，按摩尔比为2,6-二叔丁基对溴甲基苯甲醚∶二醇化合物＝1∶(1.1～3)，加入与2,6-二叔丁基对溴甲基苯甲醚等摩尔量的碱性物质，这种碱性物质可以为：氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钾、碳酸钠。同时加入反应溶剂C，在碱性物质的催化作用下，将反应液加热至回流，反应时间5小时～60小时，生成3,5-二叔丁基对甲基氧基苯甲醚醇。溴代反应的方程式为：反应中所用的二醇化合物HO(CH2)nOH中n为3～16的正整数。反应时利用反应物和产物在硅胶板上的薄层色谱的位移值不同，展开剂为氯仿、甲醇，监测2,6-二叔丁基对溴甲基苯甲醚的显色点逐渐变淡直至不再变化为止，停止加热，将反应液恢复室温后向反应液中加入蒸馏水进行萃取，对有机相干燥后，利用柱层析分离得到纯净产物。第4步，3,5-二叔丁基对甲基氧基苯甲醚醇的醚化反应：将上步反应制得的醇和及对溴甲基间苯二甲酸二甲酯加入反应器，按照摩尔比为3,5-二叔丁基对甲基氧基苯甲醚醇︰溴甲基间苯二甲酸二甲酯＝1︰1～3，加入与3,5-二叔丁基对甲基氧基苯甲醚醇等摩尔量的碱性物质，这种碱性物质可以为：氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钾、碳酸钠。同时加入反应溶剂D，将反应液加热回流12-60小时，热过滤除去不溶性杂质，减压蒸馏除去溶剂得到固体粗产物，后利用柱层析分离得到醚化物纯净产物。3,5-二叔丁基对甲基氧基苯甲醚醇的醚化物制备的反应方程式为：其中n为3-16的正整数。利用薄层色谱监测反应进程，当第三步反应产物本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种高分子型抗静电抗氧化双功能化合物，其特征在于：结构式为：其中n为3～16的正整数。
【技术特征摘要】
1.一种高分子型抗静电抗氧化双功能化合物，其特征在于：结构式为：
其中n为3～16的正整数。
2.一种权利要求1所述化合物的合成方法，其特征在于：包括以下步骤：
第1步，酚羟基的保护：将2,6-二叔丁基对甲基苯酚与硫酸二甲酯按摩尔
比为1∶(1.1～2)加入反应器，在氮气保护下，反应温度为45℃～61℃，反应
时间为0.1h～2h，生成2,6-二叔丁基对甲基苯甲醚；
第2步，2,6-二叔丁基对甲基苯甲醚的α溴代：将2,6-二叔丁基对甲基苯
甲醚和N-溴代丁二酰亚胺按摩尔比为1∶(1～1.5)加入反应器，同时加入反应
溶剂，在氮气保护下及在偶氮二异丁腈的催化作用下，反应温度50℃～77℃，
反应时间2～5小时，生成2,6-二叔丁基对溴甲基苯甲醚；
第3步，2,6-二叔丁基对溴甲基苯甲醚的醇化反应：将2,6-二叔丁基对溴
甲基苯甲醚和二醇类化合物按摩尔比为1∶(1.1～3)加入反应器，同时加入与
2,6-二叔丁基对溴甲基苯甲醚等摩尔量的碱性物质，然后加入反应溶剂，在碱
性物质的催化作用下，将反应液加热至回流，反应时间5～60小时，生成3,5-
二叔丁基对甲基氧基苯甲醚醇；
第4步，3,5-二叔丁基对甲基氧基苯甲醚醇的醚化反应：将上步反应制得
的醇和及对溴甲基间苯二甲酸二甲酯按照摩尔比为1︰1～3加入反应器，加入
与3,5-二叔丁基对甲基氧基苯甲醚醇等摩尔量的碱性物质，同时加入反应溶
剂，将反应液加热回流12～60小时，热过滤除去不溶性杂质，减压蒸馏除去
\t溶剂得到固体粗产物，后利用柱层析分离得到醚化物纯净产物；
第5步，羟基的脱保护反应：将第4步反应所得的醚化物与三溴化硼按摩
尔比为1∶1～3加入反应器，反应所用的三溴化硼为三溴化硼的乙醚溶液；同
时加入反应溶剂进行反应，反应所得产物加入到含有二氯甲烷的反应容器中，
将反应液温度降至0～-50℃后，将预先溶解有三溴化硼的二氯甲烷溶液加入
到反应容器中，滴加时间为1～5小时，滴加完后将反应液恢复到室温后搅拌
2～5小时，得到产物；
第6步，酯醇缩聚反应：在氮气保护的条件下，将第5...
【专利技术属性】
技术研发人员：李广全，刘义，段宏义，刘敏，李丽，吴建，张华强，陈旭，李艳芹，李朋朋，张鹏，邓守军，杨柳，刘小燕，慕雪梅，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。