[发明专利]一种星状分子结构受阻酚类抗氧剂及其合成和应用

说明书

本发明提供一种星状分子结构的受阻酚类化合物及其制备方法，本发明的受阻酚类化合物属于酚酯化合物，该化合物的合成结构单元无毒，可以用作为环境友好抗氧剂。同时，星状分子结构是高度支化分子结构，具有良好的分散性能，这种结构的化合物作为催化剂或助剂使用于聚合物合成或改性工艺过程中时与产品的相容性较好。本发明中所述星状分子结构化合物在聚酰胺的高温熔融聚合过程中作为抗氧剂使用取得了显著的效果。

技术领域

本发明涉及聚酰胺树脂领域，具体涉及一种在聚酰胺高温熔融聚合过程中作为抗氧剂的受阻酚类化合物。

背景技术

在聚酰胺的高温熔融聚合过程中经常发生酰胺键降解而产生的黄变现象，这种黄变现象对聚酰胺产品的后续加工极为不利。因此通常在聚酰胺的高温熔融聚合过程中需要加入适当的热稳定剂，来阻止在高温条件下高分子链的降解，从而降低或消除黄变现象的发生。

受阻酚类抗氧剂具有抗氧效果好、热稳定性高、低毒和色泽污染性小等优点，被广泛应用于各种聚合物的合成和改性工艺过程中。通常受阻酚类化合物在苯环上酚羟基(-OH)的一侧或两侧有空间位阻较大取代基(如叔丁基)，由于受到空间障碍酚羟基的质子容易从分子上脱落，与过氧化自由基(ROO·)或烷氧自由基(RO·)等结合使自由基失去活性，从而使热氧老化的链反应终止，起到抗氧化效果。在聚酰胺的高温熔融聚合过程中(温度达到270℃)，对使用的抗氧剂热稳定性和相容性要求较高，一般的抗氧剂很难达到理想效果。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种星状分子结构的受阻酚类化合物及其制备方法，本发明的受阻酚类化合物属于酚酯化合物，该化合物的合成结构单元无毒，可以用作为环境友好抗氧剂。同时，星状分子结构是高度支化分子结构，具有良好的分散性能，这种结构的化合物作为催化剂或助剂使用于聚合物合成或改性工艺过程中时与产品的相容性较好。本发明中所述星状分子结构化合物在聚酰胺的高温熔融聚合过程中作为抗氧剂使用取得了显著的效果。

本发明提供一种星状分子结构的受阻酚类化合物，其具有以下结构式：

其中，n＝0-30。

本发明还提供一种上述星状分子结构受阻酚类抗氧剂的制备方法，具体包括以下步骤：

1)以3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸甲酯MPC和乙二醇EG或聚乙二醇PEG(聚合度为1～30)为原料，在65℃～150℃，催化剂作用下，得到中间产物MPCP；

其中，反应原料3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸甲酯MPC和乙二醇EG或聚乙二醇PEG加入的摩尔比为MPC:(EG/PEG)＝1/4～1/10。

上述酯交换反应过程中所用催化剂为钛酸四异丙酯、钛酸四丁酯、二丁基二月桂酸锡或者二丁基氧化锡中的一种或多种，催化剂的加入量为MPC的0.3％～0.8wt％。本发明中这步反应没有使用任何其他溶剂，合成工艺简单而且属于环境友好反应。

以PEG作为原料为例，这步骤反应的方程式如下：

其中，n＝1～30。

以EG作为原料时，所得产物中n＝0。

反应停止后，在反应混合物中加入甲苯或甲基叔丁基醚进行提取，用饱和盐水和/或纯水洗涤有机相，有机相减压蒸馏，得到化合物MPCP。

2)在二氯甲烷溶液中，化合物MPCP与均苯三甲酰氯TMC在缚酸剂三乙胺TEA的存在下，回流反应合成所述星状分子结构受阻酚类化合物I。

该步骤的反应的方程式如下：

TEA：三乙胺。