[發明專利]一種新型雙碳化二亞胺類化合物及其制備方法

有效

• 申請號: 201310443228.3
• 申請日: 2013-09-16
• 公開（公告）號: CN103467343A
• 公開（公告）日: 2013-12-25
• 發明（設計）人: 楊源源;唐曉峰
• 申請（專利權）人: 上海朗億功能材料有限公司
• 主分類號: C07C267/00
• 分類號: C07C267/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種新型雙碳化二亞胺類化合物及其制備方法，可以作為抗水解穩定劑用于聚氨酯和聚酯彈性體，特別可以用于光伏產業、生物降解材料等。

背景技術

碳化二亞胺類化合物是優良的抗水解穩定劑，含酯基的高分子材料受水或酸侵蝕時，分子中的酯鍵被裂解成醇和酸，而酸又會使水解速率成指數倍上升，碳化二亞胺類化合物可捕獲這種游離羧酸，常溫下快速反應生成穩定的酰脲，防止水解的進一步深入，從而提高高分子材料的水解穩定性。

碳化二亞胺類化合物包括單碳化二亞胺、多碳化二亞胺、聚碳化二亞胺類化合物，國內對碳化二亞胺類研究起步相對較晚，市場產品主要依靠進口。目前工業上廣泛應用的多為單碳化二亞胺類抗水解劑，如德國朗盛化學(即萊茵化學)推出的的Stabaxo1系列抗水解劑，德國Stabi1izer系列抗水解劑等。這類抗水解劑純度高、易于制備、但分子量偏小，熔沸點低，高溫下易于從聚酯、聚氨酯類化合物中向外遷移，從而降低了使用效果，不能很好的提高材料的抗水解穩定性。為解決此類問題，市場研究熱點一度轉向尋求高分子量的單碳化二亞胺類化合物，希望以此來提高碳化二亞胺類的熔點，如BASF申請的公開號為US005621138A的專利中公開了一種高熔點單體型碳二亞胺，它的結構特點是在碳化二亞胺的對位連接苯環或環氧結構，這種結構提升了分子整體的剛性，使單碳化二亞胺類化合物的熔沸點提高，但它同時降低了分子中碳化二亞胺密度，使加工使用過程中添加量增加，提高了生產、使用成本。

聚合型碳化二亞胺的熔點相對較高或難熔化，只能用在聚氨酯或其原材料中，而且耗時相當可觀。且聚合型碳化二亞胺在含有酯基的塑料中的分布很難迅速達到均一，以至于穩定效果不能滿足期望值。

多碳化二亞胺類化合物因其分子量可控、產品純度高、熔沸點高等一系列加工優點而成為了研究熱點，如池州萬維化工有限公司申請的公開號為CN101538225B專利中公開了一種雙碳二亞胺類化合物及其制備方法，它由4，4-亞甲雙(2,6-二烷基苯胺)和芳基異硫氰酸酯經一系列反應最終制備得白色晶體雙碳二亞胺類化合物。可以看到，這種雙碳二亞胺類化合物結構特點是由亞甲基連接2個對稱碳化二亞胺，但由于亞甲基分子鏈段有一定柔性，容易呈無規則卷曲狀，可在常溫下形成多種構象，使得這種雙碳二亞胺化合物常溫下易于形成橡膠態，雖然其熔點比較高，但常溫下橡膠態的缺點是不容易結晶提純，使用不方便。增加了各項操作負擔，并不利于加工使用。

綜合三種碳化二亞胺的優缺點考慮，目前市場最需要的是結構適合的雙碳化二亞胺類，這類化合物分子量適中、具有較高的熔沸點、且有效碳化二亞胺基團的密度較高，增加了與聚酯類材料的兼容性。本發明正是基于這一目的，設計研發一種新型雙碳化二亞胺類，優選有空間位阻的雙碳化二亞胺類，可在常壓下120℃仍保持固態，且易結晶提純，不僅方便于加工操作，更有利于提高聚酯類材料的抗水解性能。

發明內容

本發明的目的之一在于提供一種新型雙碳化二亞胺類化合物。

本發明的目的之二在于提供該雙碳二亞胺類化合物的制備方法。

一種新型雙碳化二亞胺類化合物，具有如下結構通式(I)：

其中，R₁、R₂、R₃、R₄、R₅=氫、甲基、乙基、異丙基、叔丁基、苯基、苯氧基。

雙碳二亞胺類化合物(I)的制備方法為：

(1)在有機溶劑中，3，3’，5，5’-四烷基聯苯二胺與芳基異硫氰酸酯在一定溫度下進行加成反應，在6～10小時內制備出雙硫脲中間體；

(2)向該懸浮液中加入30％wt的堿液，30℃攪拌下，在2～3小時內滴加10％wt氧化劑水溶液，控制滴加溫度不要超出50℃，滴完之后在40℃保溫攪拌反應3～4小時，結束反應；

(3)水洗，抽濾去除雜質，濾液分層，留取有機層，減壓蒸餾回收有機溶劑后得到粗品，粗品用甲醇重結晶，烘干后得到白色晶體雙碳化二亞胺類化合物，反應式為：

其中，R₁、R₂、R₃、R₄、R₅、R₆=氫、甲基、乙基、異丙基、叔丁基、苯基、苯氧基。

其中：所述的反應溶劑為甲苯、二甲苯、二氯乙烷、二氯甲烷；

所述的加成反應溫度為60～140℃；