[發明專利]一種基于動態析出法室溫制備高熔點水性抗氧劑的方法

有效

• 申請號: 201711134722.6
• 申請日: 2017-11-16
• 公開（公告）號: CN107778499B
• 公開（公告）日: 2020-09-04
• 發明（設計）人: 劉伯軍;張明耀;羅雪妍;徐璐;王鴻鑫;王猛;李京橋;王一凱;張金輝
• 申請（專利權）人: 長春工業大學
• 主分類號: C08J3/20
• 分類號: C08J3/20;C08K5/134;C08K5/3492;C08L55/02
• 代理公司: 北京慕達星云知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11465
• 代理人: 崔自京

一種基于動態析出法在室溫下制備水性抗氧劑的方法，屬于抗氧劑制備技術領域。其是將抗氧劑于機械攪拌條件下溶解于包含濃度為0.5～5wt％分散劑的溶劑中，形成抗氧劑濃度為10～60wt％的清澈透明的抗氧劑溶液；然后再向該抗氧劑溶液中以3～50g/min的滴加速度緩慢滴加濃度為1～5wt％乳化劑水溶液直至抗氧劑在溶劑中完全析出，析出的抗氧劑在分散劑、乳化劑以及機械攪拌的條件下形成乳膠粒子，進而形成抗氧劑乳液。該抗氧劑既可以與乳液共混使用，也可使用在ABS樹脂等利用乳液接枝法制備的合成樹脂及橡膠中。本發明在室溫條件下就可以簡單、高效地制備出水性抗氧劑，且抗氧劑穩定性好，粒徑可以達到亞微米級別，可以長期存儲，利于用戶直接使用。

技術領域

本發明屬于抗氧劑制備技術領域，具體涉及一種在室溫條件下制備水性抗氧劑的方法。利用此方法制備出的水性抗氧劑可以直接使用在含有雙烯烴聚合物乳液或膠黏劑中，具有簡單、高效、經濟的特點。

背景技術

目前，隨著高分子材料應用領域的不斷擴展，聚合物老化問題也逐漸凸顯。聚合物老化直接影響著材料的力學性能、表觀性能和使用壽命，越來越受到人們的重視。科學研究表明材料中產生的自由基是導致聚合物老化的重要因素，材料在受到外界環境刺激后(如輻射、應力、加熱等)會產生自由基，自由基會加速材料中分子鏈的斷裂速度，促使聚合物分子量降低，進而使其顏色和力學性能發生變化，直接影響人們的使用。為防止材料受外界刺激后產生自由基，人們在材料加工或者使用過程中常常向材料中加入抗氧劑，抗氧劑具有很強的捕捉自由基的能力，會快速捕捉自由基，防止自由基進一步與過氧氣結合形成過氧化物，加速聚合物老化。常規聚合物抗氧劑按照其功能不同可劃分成兩類：主抗氧劑(可以快速捕捉到因外界環境刺激而產生的氫自由基，常為芳香胺和受阻酚類化合物)、輔助抗氧劑(可分解自由基與氧氣結合產生的氫過氧化物，常為亞磷酸酯和硫醚類化合物)。在抗氧劑使用過程中常常是通過物理共混的方法將抗氧劑粉體與聚合物共混，經熔融擠出后分散于聚合物之中，起到抗氧化或者抗老化的作用。

但是在特殊條件下，如果聚合物為液體如丁二烯乳液、丁苯乳液、丁氰乳液、丙烯酸乳液等液體時，抗氧劑的加入更是困難，粉末抗氧劑會在乳液中聚集形成顆粒，不但會影響抗氧劑的抗老化性能，也會影響乳液的穩定性，不能滿足工業實際生產的需求。鑒于上述抗氧劑在實際生產中的問題，人們著眼于開發水性抗氧劑，確切的說是開發水性抗氧劑乳液。水性抗氧劑乳液可以快速加入到聚合物乳液中，分散均勻，穩定性好，并且可以保證抗氧劑的實際效果。水性抗氧劑乳液的制備也可以分成兩種，一種叫做直接乳化法，即直接利用分散劑、乳化劑等助劑將抗氧劑乳化，形成抗氧劑的懸濁液。這種方法制備出的抗氧劑具有步驟簡單、成本低等優點，但在長期儲存條件下容易析出，導致抗氧劑乳液固液分離，嚴重影響抗氧劑的使用；另外一種叫做兩步法，是利用加熱將抗氧劑融化，在融化的抗氧劑中加入油酸等助劑，在高速剪切的條件下逐漸加入水，使其形成油(抗氧劑)包水的結構；之后，再向體系中加入堿液和水，高速剪切最終經過相反轉形成水包油結構。利用兩步法制備的抗氧劑乳液穩定性好，可長期儲存不分層，并且粒徑尺寸較小，可以達到亞微米級別，能夠滿足通常的工業生產需要。但在使用兩步法制備水性抗氧劑的過程中，抗氧劑的熔點是一個特別重要的參數。因為如果抗氧劑的熔點高于100℃，抗氧劑在融化后溫度高于水的沸點，水在加入過程中直接氣化，無法加入到體系中。因而，目前用兩步法制備的抗氧劑乳液均為低熔點型抗氧劑，也就是說利用兩步法目前無法制備出高熔點水性抗氧劑。

因此，鑒于目前工業發展趨勢，開發出一種簡單、快捷的制備穩定性能好、粒徑尺寸較小、可長期儲存的高熔點水性抗氧劑的制備方法尤為重要。

發明內容

本發明的目的是開發出一種穩定性能好、粒徑尺寸小、可長期儲存的高熔點水性抗氧劑的制備方法。

基于動態析出法室溫制備高熔點水性抗氧劑，其制備原理為：通過向抗氧劑溶液中緩慢滴加水，導致抗氧劑溶液中連續相極性變大，促使抗氧劑在連續相中析出，而析出的抗氧劑在機械攪拌和乳化劑、分散劑的共同作用下直接穩定成乳膠粒子，最終形成抗氧劑乳液；