[发明专利]一种位阻酚的酯类抗氧化剂及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种位阻酚的酯类抗氧化剂，具有如下结构式E： （E），所述的R为甲基、乙基或氢。本发明作为有机材料添加的抗氧化物，经添加的塑料，其流动性佳，且耐热性质良好，在高温不易变色，本发明特别适用于高分子材料的添加，藉以提升材料的稳定性。

技术领域

本发明涉及一种抗氧化剂，具体是涉及一种位阻酚的酯类衍生物，属于塑料添加剂，用于提高塑料制品的抗氧化能力。

背景技术

塑料易发生自氧化反应，从而使材料逐渐发生变化，例如变色、发粘、变硬发脆、裂纹等，同时物理力学性能也大幅降低，如冲击强度、弯曲强度、断裂伸长率等，透气率增大，逐渐失去使用价值。抗氧化剂是指那些能防止或减缓有机材料氧化的化合物，它不但能够有效降低塑料的自氧化反应速率，且能延缓塑料的老化和降解，故被广泛应用于塑料制品中。

根据抗氧化剂的作用机理，可以将其分为三类，一类是通过捕获碳中心自由基并将其淬灭从而阻止氧化，称为碳中心自由基抗氧化剂；第二类是通过除去易产生自由基的物质而达到抗氧化目的的预防型抗氧化剂，又称为辅助抗氧剂，主要代表物是亚磷脂酸类化合物；第三类是能终止氧化过程中自由基链的传递与增长的链终止型抗氧化剂，又称为主抗氧剂，应用最广泛的是受阻酚。

碳中心自由基类抗氧剂包括很多类型，苯并呋喃酮类衍生物（如下式，A）是应用较广的一类抗氧剂。在它的结构中,-H原子由于其结构的“位阻效应”而使其具有高活性，它能捕获碳中心自由基并将其淬灭从而阻止氧化。

IrganoxHP-136（如下式，B）是首个苯并呋喃酮类抗氧化剂产品（US,5607624），由瑞士Ciba公司在1990年代开发生产，能有效捕获碳自由基，并且能与辅助抗氧剂和主抗氧剂复配得到复配型抗氧剂，起到很好的抗氧作用。但由于该分子量过小，热稳定性较差，且中间体有毒性，未能得到较大发展。

受阻酚类是目前市场上应用最广泛的抗氧化剂产品，是一类在苯环羟基一侧或两侧有取代基的化合物，通常是有两个叔丁基。20 世纪30 年代，受阻酚类抗氧剂BHT（二丁基羟基甲苯， C）（US2428745 ，1944）开始工业化生产，其工艺成熟，成本低，主要用于橡胶抗氧化剂。但是BHT 的摩尔质量小， 易挥发，最终使聚合物中抗氧剂含量下降直至消失；其次BHT 进入环境，破坏生态，对人体健康有危害。

为了减少抗氧剂在制品加工和应用中的挥发、抽出和逸散损失，扩大分子量，含有-COOH的受阻酚（如下式，D ）（US5487893 A1, 1996。或Abaev, V. T.; Bumber, A. A.;Okhlobystin, O. Yu. J. Gen. Chem. USSR (Engl. Transl.), 1987 , 57（4），827 -831,731 – 734.）被大量合成用于制备大分子链终止型抗氧化剂。

随着全球化的环境保护和卫生安全法的制约，性能俱佳的新结构抗氧化剂开发愈加困难，研究人员把目光移向了复合型抗氧化剂。研究表明，复合型抗氧化剂有时效果会超过两种氧化剂单独加入的效果，例如Cytec 公司开发的受阻酚和亚磷酸酯的复合型抗氧剂CyanoxXS4，ICI公司开发的双酚A衍生的高分子量受阻酚Topanol205，其挥发性小，热稳定性高（沈昌乐，高金玲. 酚类抗氧剂在聚合物中的应用及研究进展[J].天津化工,2006,20(4),16-18.）。

发明内容

本发明的目的是提供一种位阻酚的酯类抗氧化剂及其制备方法和应用，该位阻酚的酯类抗氧化剂为兼具碳中心自由基抗氧化剂和链终止型抗氧化剂的新复合型抗氧化剂，添加于塑料，提高其抗氧化性和稳定性。

为达到上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种位阻酚的酯类抗氧化剂，具有如下结构式E：