适用于水溶性高分子材料的高温抗氧化稳定剂及其制法制造技术

本发明专利技术属于高分子材料领域，特别涉及适用于水溶性高分子材料使用的高温抗氧化稳定剂及其制法。该稳定剂属于复合型稳定剂，由硫脲和过渡金属化合物复合而成，其制法是：以重量百分比计，在常温下，分别把硫脲和过渡金属化合物溶于去离子水中，使其浓度分别为１．０～５．０％，待完全溶解后，再将二种溶液混合，使其硫脲与过渡金属化合物的重量比为０．５～５０，然后在室温下避光密封保存２－４天，达到稳定后即制备成适用于水溶性高分子材料的高温抗氧化稳定剂。它适合于在水溶性高分子材料中使用，具有高效、高温抗氧化降解优良性能，在高温条件下作为水溶性聚合物溶液的稳定剂使用。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于高分子材料领域，特别涉及适用于水溶性高分子材料使用的高温抗氧化稳定剂及其制法。水溶性高分子材料广泛应用于工业生产和生活消费的各个方面，但在世界各国对环境保护日益严格的今天，各国对工业有机溶剂的排放均有严格限制，这就使得水溶性高分子材料的应用具有特别重要的意义。在实际应用中，高分子的氧化降解仍是一个十分突出的问题，这对于水溶性高分子材料同样至关重要。虽然，在常温条件和较短使用期限内，高分子的氧化降解问题容易被人们所忽视，但是，随着温度升高，或者在聚合物生产和使用过程中带入的有害杂质，即使是溶解于水溶液中的微量氧气，也会引起聚合物严重的氧化降解，导致溶液物理性能急剧下降，参见《聚合物通报》杂志1981年，第5期，第31页(G.Muller；polymer Bulletin(1981)，5，31)和《高分子材料科学与工程》杂志2000年，第16卷，第1期，第113页以及第2期，第112页的内容。目前在一些工业部门，水溶性高分子的氧化降解问题已给生产造成了很大困难，例如，石油工业中三次采油技术需要使用大量水溶性高分子(如聚丙烯酰胺和黄原胶)用以提高注入水的粘度，扩大波及率，而在高温油藏和深井条件下，聚合物的氧化降解问题就变得非常突出。而目前适用于高分子水溶液的水溶性抗氧化稳定剂，远比聚烯烃高分子适用的油溶性抗氧化稳定剂的品种少，又普遍存在高温条件下稳定效果差、使用量大的问题。因此，寻求适用于高温条件下的新型高效抗氧化降解的水溶性稳定剂，是生产上急待解决的重要问题。本专利技术的目的在于提供一种适用于水溶性高分子材料使用的高温抗氧化稳定剂及其制法。以期解决高分子水溶液的水溶性抗氧化稳定剂，在高温条件下稳定效果差、抗氧化降解效果不理想、以及使用量大等问题。本专利技术的高温抗氧化稳定剂，属于复合型稳定剂，它由硫脲和过渡金属化合物复合而成，其中，硫脲与过渡金属化合物的重量比为0.5～50。所述的过渡金属化合物包括镍、钴、锌等金属卤素化合物、硝酸盐、硫酸盐和醋酸盐。本专利技术适用于水溶性高分子材料的高温抗氧化稳定剂，根据其组份也可称为硫脲/过渡金属离子复合物。本专利技术的高温抗氧化稳定剂的制法如下，以重量百分比计在常温下，分别把硫脲和过渡金属化合物溶于去离子水中，使其浓度分别为1.0～5.0％，待完全溶解后，再将二种溶液混合，使其硫脲与过渡金属化合物的重量比为0.5～50，然后在室温下密封保存2-4天，达到稳定后即制备成适用于水溶性高分子材料的高温抗氧化稳定剂。本专利技术的复合型高温抗氧化稳定剂的使用方法如下，以重量百分比计把水溶性高分子化合物(如部分水解聚丙烯酰胺HPAM)溶于盐水中，使其浓度为1.0％。然后加入上述制备好的硫脲/过渡金属离子复合物，并用盐水稀释，最后使水溶性高分子化合物的浓度为0.2％，而硫脲/过渡金属离子复合物的浓度为0.01～0.20％。本专利技术的复合型高温抗氧化稳定剂具有如下三个特点1.采用了硫脲/过渡金属离子复合物形式，利用其超加和作用，使得对聚合物的抗氧化稳定效果比之使用单一组分有很大提高，如表1所示。复合型稳定剂在90℃下经400小时老化，其粘度保持率是不加稳定剂时的6倍，是单一组分的3-4倍。表1 复合型稳定剂的增强效果 HPAM浓度0.2％盐水溶液. 2.本专利技术的复合型稳定剂，在高温下具有特别优良的抗氧化降解稳定作用，而且还具有较长的使用寿命。3.复合型稳定剂能够产生自动再生作用，使得稳定剂的有效组分消耗速度减慢，有利于延长工作寿命，从而提高了水溶性高分子的质量和使用期限。本专利技术的硫脲/过渡金属离子复合型稳定剂，适合于在水溶性高分子材料中使用，它具有高效、高温抗氧化降解优良性能，特别适合石油工业、纺织工业、造纸工业等行业，在高温条件下作为水溶性聚合物溶液的稳定剂使用。下面结合实施例对本专利技术的技术方案作进一步描述。实施例1.以重量百分比计。在常温下，把5份重量的硫脲溶于去离子水中，配成5％的溶液，把2份重量的氯化钴溶于去离子水中，配成2％的溶液，待溶解完全后，二者按重量比为1∶1的比例混合，室温下密封避光保存3天，使之达到稳定，得到适用于水溶性高分子材料的高温抗氧化稳定剂。将10g部分水解丙烯酰胺(HPAM)溶于浓度为2％的盐水溶液中，配成1％浓度的HPAM溶液，然后在100ml容量瓶中，加入20g配好的1％HPAM溶液和上述配制的1∶1硫脲/氯化钴混合液0.2g，用2％盐水补充到刻度，即得稳定剂浓度为0.01％，聚合物浓度为0.2％的试样溶液。把试样溶液移入玻璃管中，在空气存在下封管，置于恒温箱中，在70℃温度下进行老化试验，老化50小时，测得粘度保留率为87％，稳定比值为4.4。 实施例2.以重量百分比计。按照实施例1的配制方法，配成含硫脲/氯化钴重量比为4∶1，稳定剂浓度为0.05％的0.2％HPAM试样溶液。置于90℃温度下老化300小时，测得粘度保留率72％，稳定比值为5.1。实施例3.以重量百分比计。按照实施例1的配制方法，配成含硫脲/氯化钴重量比为3∶2，稳定剂浓度为0.05％的0.2％HPAM试样溶液。置于90℃温度下老化300小时，测得高分子溶液的粘度保留率为75％，稳定比值为5.4。实施例4.以重量百分比计。按照实施例1的配制方法，用硝酸镍代替氯化钴，配制成含硫脲/硝酸镍重量比为1∶1，浓度为0.05％的复合稳定剂的0.2％HPAM溶液，在70℃温度下老化50小时，测得HPAM溶液的粘度保留率为68％，稳定比值为3.4。对比例.采用其它类型稳定剂加到0.2％的HPAM溶液中，进行相同条件的试验，在70℃温度下，老化50小时，结果列于表2。表2 HPAM水溶液添加不同稳定剂的老化结果 粘度保留率分级I级0-20％，II级20-40％，III级40-60％，VI级60-80％，V级＞80％稳定剂浓度0.01％以上结果表明，在多种稳定剂中，单独使用时效果都不理想，其中以硫脲较好些，但在高温下消耗速度都较快，有效使用寿命短。而由硫脲和过渡金属组成的复合稳定剂，高温稳定作用显著，有较长使用寿命，这一优点主要来源于两组分相互作用产生的超加和效应以及自动再生的功能。权利要求1.一种适用于水溶性高分子材料的高温抗氧化稳定剂，其特征在于该高温抗氧化稳定剂由硫脲和过渡金属化合物复合而成，其中，硫脲与过渡金属化合物的重量比为0.5～50。2.如权利要求1所述的适用于水溶性高分子材料的高温抗氧化稳定剂，其特征在于所述的过渡金属化合物包括镍、钴、锌金属的卤素化合物、硝酸盐、硫酸盐和醋酸盐。3.如权利要求1-2所述的适用于水溶性高分子材料的高温抗氧化稳定剂的制法，其特征在于以重量百分比计，在常温下，分别把硫脲和过渡金属化合物溶于去离子水中，使其浓度分别为1.0～5.0％，待完全溶解后，再将二种溶液混合，使其硫脲与过渡金属化合物的重量比为0.5～50，然后在室温下密封保存2-4天，达到稳定后即制备成适用于水溶性高分子材料的高温抗氧化稳定剂。4.如权利要求3所述的适用于水溶性高分子材料的高温抗氧化稳定剂的制法，其特征在于所述的过渡金属化合物包括镍、钴、锌金属的卤素化合物、硝酸盐、硫酸盐和醋酸盐。全文摘要本专利技术属于高分子材料领域,特别涉及适用于水溶性高分子材料使用的高温抗氧化稳定剂及其制法本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种适用于水溶性高分子材料的高温抗氧化稳定剂，其特征在于：该高温抗氧化稳定剂由硫脲和过渡金属化合物复合而成，其中，硫脲与过渡金属化合物的重量比为０．５～５０。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：朱麟勇，王尔鉴，李妙贞，常志英，
申请(专利权)人：中国科学院理化技术研究所，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]