[發(fā)明專利]一種聚乙烯基磷類抗氧劑及其制備方法和用途

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010456543.X
• 申請日: 2020-05-26
• 公開（公告）號: CN113717302A
• 公開（公告）日: 2021-11-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李化毅;張銀;李倩;劉衛(wèi)衛(wèi);胡友良
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院化學(xué)研究所
• 主分類號: C08F8/40
• 分類號: C08F8/40;C08F210/02;C08L23/12;C08L23/26
• 代理公司: 北京知元同創(chuàng)知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11535
• 代理人: 劉元霞;黃海麗

本發(fā)明屬于抗氧劑技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種聚乙烯基磷類抗氧劑及其制備方法和用途，所述抗氧劑為如下式II所示的重復(fù)單元的側(cè)鏈羥基上的H部分或全部被式I所示的單元取代形成的聚合物。所述抗氧劑在聚乙烯接枝的含磷抗氧劑結(jié)構(gòu)中引入長鏈烷基，可以大大提高抗氧劑的分子量，有效降低抗氧劑在加工過程和使用過程中的物理損失，增強(qiáng)長期抗氧能力和其耐遷移能力；所述抗氧劑能夠使高分子聚合物及其制品在使用或貯存過程中大大延長壽命，同時(shí)消除或減少因?yàn)槭褂每寡鮿┒鴮θ梭w造成的健康威脅。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于抗氧劑技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種聚乙烯基磷類抗氧劑及其制備方法和用途。

背景技術(shù)

聚合物在加工過程中會受到熱量和剪切力的作用，在其使用過程中會暴露在氧氣、光、熱和水中。所有這些因素都會導(dǎo)致聚合物氧化降解，從而導(dǎo)致其化學(xué)、物理、機(jī)械和美學(xué)性能的變化。為避免聚合物氧化降解，加入抗氧劑是一種通用的方法。抗氧劑在聚合物基體中的實(shí)際抗氧效果取決于兩方面的因素：①由抗氧劑化學(xué)結(jié)構(gòu)決定的自身抗氧能力；②抗氧劑抵抗在使用過程中物理損失的能力。抗氧劑的物理損失主要包括在加工過程和使用過程中的揮發(fā)、遷移、被溶劑抽提出聚合物基體等。較低的分子量和較強(qiáng)的自身極性(與聚烯烷基體相容性差)往往導(dǎo)致傳統(tǒng)商品型抗氧劑在聚烯烷基體中遷移較為嚴(yán)重，不利于長期抗氧能力的保持。此外，當(dāng)聚烯烴材料用于食品包裝，醫(yī)療衛(wèi)生等領(lǐng)域時(shí)，低分子量、具有較差抗遷移能力的抗氧劑在使用中會被水或油抽提出，對人體健康造成威脅。

近一個(gè)世紀(jì)的發(fā)展，抗氧劑的品種從簡單到復(fù)雜，從低效率到高效率，經(jīng)過科學(xué)的指導(dǎo)和時(shí)代的篩選，目前市場上的抗氧劑產(chǎn)品中，廣泛應(yīng)用的抗氧劑有受阻酚類、芳香胺類、含硫醚或亞磷酸酯類化合物等。但由于這些抗氧劑分子量較低，嚴(yán)重限制了它們的應(yīng)用。此外，大多數(shù)抗氧劑存在揮發(fā)性差、熱穩(wěn)定性差、遷移和萃取電阻低等缺點(diǎn)。因此，設(shè)計(jì)具有耐遷移性的高效持久型抗氧劑具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容

為了改善現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種聚乙烯基磷類抗氧劑，其為如下式II所示的重復(fù)單元的側(cè)鏈羥基上的H部分或全部被式I所示的基團(tuán)取代形成的聚合物，

其中，x為1-1500之間的數(shù)，y為1-300之間的數(shù)，z為0-300之間的數(shù)，聚合物中式I所示基團(tuán)與聚乙烯重復(fù)單元(x+y+z)的摩爾比為(0.03-0.2)：1；R₁、R₂、R₃、R₄和R₅相同或不同，彼此獨(dú)立地選自H或者C₁-C₆烷基；*表示連接位點(diǎn)。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案，x為50-600之間的整數(shù)，y為5-50之間的整數(shù)，z為0-50之間的整數(shù)，例如x為100-500之間的整數(shù)，y為5-20之間的整數(shù)，z為0-20之間的整數(shù)。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案，聚合物中式I所示基團(tuán)與聚乙烯重復(fù)單元(x+y+z)的摩爾比為(0.03-0.17):1，例如為0.03：1、0.04：1、0.05：1、0.06：1、0.07：1、0.08：1、0.09：1、或0.1：1。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案，所述R₁、R₃和R₅相同或不同，彼此獨(dú)立地選自H或C₂-C₆烷基，例如H、乙基、丙基、叔丁基等；所述R₂和R₄選自H。

優(yōu)選地，所述R₃和R₅選自叔丁基；所述R₁、R₂和R₄選自H。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案，所述聚乙烯接枝磷類抗氧劑的數(shù)均分子量為3000-60000g/mol，例如為4000-40000g/mol，如5000-20000g/mol。