[发明专利]一种新型高效的螯合物类抗氧剂及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种新型高效的螯合物类抗氧剂及其制备方法与应用，以盐酸多巴胺、硫酸盐水合物、缓冲剂为主要原料，其具体制备方法为：在缓冲液中，通过多巴胺的氧化自聚合以及聚多巴胺与硫酸盐水合物的螯合反应制备得到一种聚多巴胺螯合物抗氧剂。该聚多巴胺螯合物抗氧剂为大分子聚合物结构，不易迁移，在非极性的聚烯烃基体中分散良好，对于聚烯烃材料具有高效的热氧稳定作用，且合成方法简单，具备大规模生产潜力。

技术领域

本发明属于聚合物材料抗氧剂技术领域，具体涉及一种新型高效的螯合物类抗氧剂及其制备方法与应用。

背景技术

聚合物在加工及服役过程中的热、氧、光、机械应力等因素及自身的残余催化剂金属离子的作用下，聚合物链中的不饱和双键、叔氢等弱键或结构缺陷会引发断链、交联等大分子反应，导致材料性能劣化。

就聚合物材料最重要的热氧及光氧老化而言，目前主流的防治方法包括：(1)利用受阻苯酚、芳香族仲胺和受阻胺等链终止型抗氧剂来消除光氧/热氧降解过程中产生的R·、RO·、ROO·、HO·等活性自由基；(2)通过硫化物、亚磷酸酯等预防型抗氧剂分解过氧化物ROOH、抑制材料的自动催化氧化；(3)利用粘土、层状双羟基氧化物(LDH)或SiO₂等无机粒子，阻隔抑制氧气或降解产物的扩散和累积，通过粒子对分子链的吸附限制作用或热/光屏蔽作用提高其降解活化能。但是，常规小分子抗氧剂普遍存在易析出流失、功能单一、污染性等问题，改进的粒子负载固定/插层、大分子化等抗迁移方法在相容性、稳定效率及成本方面依然不尽如人意；而采用常规无机粒子的方法则存在机理单一(以阻隔吸附为主)、效率低等问题。因此，如能寻获一种长效、多功能的防老化助剂兼具常规抗氧剂和无机粒子的作用机理，无疑将会对高分子制品的品质升级及延寿、降低石化资源消耗和碳排放等具有重要的经济及环保意义。

聚多巴胺(PDA)在聚合物多功能抗氧剂领域极具潜力。它是一种在碱性条件下由多巴胺自氧化生成的类真黑色素的不溶性生物高聚物，能够将吸收的紫外线辐射耗散为无害的热，并清除一些有害物质，包括自由基、活性氧化还原金属离子，以及氧化性物质，可用作改善聚合物的热、机械、抗氧化和防紫外线性能多功能填料，而且在聚合物基体中的分散性良好。然而，相比于传统优良的抗氧剂Irganox 1076、1010等，PDA的抗老化性能还需得到进一步提高，其在工业应用中才能更具竞争力。因此，将聚多巴胺进行抗老化性能增强改性显得尤为重要。

发明内容

针对上述的不足，本发明的第一目的是提供一种新型高效的螯合物类抗氧剂；

本发明的第二目的是提供一种新型高效的螯合物类抗氧剂的制备方法；

本发明的第三目的是提供一种新型高效的螯合物类抗氧剂在聚烯烃材料加工、服役过程中的应用

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

一种新型高效的螯合物类抗氧剂，所述螯合物类抗氧剂为聚多巴胺螯合物，其按照重量份数包括有主要原料：盐酸多巴胺0.5～9份、硫酸盐水合物1～10份、缓冲剂1～12份；

所述硫酸盐水合物选自五水硫酸铜、七水硫酸钴、七水硫酸锌、六水硫酸镍中的一种或多种；

所述缓冲剂选自磷酸盐、三羟甲基氨基甲烷、氨水中的一种或多种。

进一步地，所述聚多巴胺螯合物按照重量份数包括有主要原料：盐酸多巴胺1.5份、硫酸盐水合物4.15份、缓冲剂9.09份；所述硫酸盐水合物选自六水硫酸镍中；所述缓冲剂选自三羟甲基氨基甲烷。

进一步地，包括有以下步骤：

1)取缓冲剂1～12份溶解于1500ml去离子水中，用盐酸调节pH值到6.0～10.0，加热至40～80℃，加入盐酸多巴胺0.5～9份，搅拌溶解，得到多巴胺溶液；