CN110452378A - 一种4-马来酰亚胺二苯胺与乙二胺共聚大分子抗氧剂及改性尼龙6复合材料方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种大分子抗氧剂，其特征在于：所述的抗氧剂含有官能团4‑马来酰亚胺二苯胺。本发明制备了4‑马来酰亚胺二苯胺与乙二胺共聚大分子抗氧剂；该类聚合物具有良好的抗热氧老化性能，不仅可以作为PVC、ABS等普通塑料的耐热氧老化改性剂，也可以作为PA、PPO等工程塑料的抗热氧老化剂且效果良好。

Description

一种4-马来酰亚胺二苯胺与乙二胺共聚大分子抗氧剂及改性 尼龙6复合材料方法
技术领域
本发明涉及一种大分子抗氧剂的制备及其改性尼龙6，具体属于树脂原料、医药农药中间体的合成领域。
背景技术
目前文献报道一般都是由链终止型和预防型两种抗氧剂复配，比如：醇酯抗氧剂1010(四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯)与亚磷酸酯抗氧剂168(三[2，4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯)的复配[23]、受阻酚类1098(N，N'-双-(3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺)与抗氧剂168复配[24]、受阻酚类抗氧剂245与亚磷酸酯类辅助型抗氧剂626、铜盐类热稳定剂AN复配[19]等。但是，以上抗氧剂分子量皆较低，而小分子抗氧剂沸点低，在加工的过程中易挥发、易析出。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供4-马来酰亚胺二苯胺与乙二胺共聚大分子抗氧剂，以解决现有技术中抗氧剂分子量皆较低，沸点低，在加工的过程中易挥发、易析出的局限性。
本发明的技术方案是：一种大分子抗氧剂，所述的抗氧剂含有官能团4-马来酰亚胺二苯胺。
所述的抗氧剂为含4-马来酰亚胺二苯胺的二元、三元及以上的共聚物。
所述的一种大分子抗氧剂的制备方法，其反应式如下所示：n＝10-100。
所述的一种大分子抗氧剂的制备方法，其反应步骤如下：加热油浴锅至50-100℃，将溴化后的4-马来酰亚胺二苯胺和乙二胺的环己酮溶液加入反应器，并在此温度下搅拌20-60min；加入二甲苯，通入N2气，搅拌、加热至95-130℃反应，反应3-5h，得到初产物，趁热将初产物溶于丙酮，用甲醇重沉淀，将得到的产物于40-130℃真空干燥4-24h，得到粉状二元共聚物树脂样品，即大分子抗氧剂。
所述的溴化后的4马来酰亚胺二苯胺与乙二胺的摩尔比是1：17～20。
所述的4-马来酰亚胺二苯胺，其制备方法如下：分别将N-苯基对苯二胺和马来酸酐溶于丙酮中，而后将马来酸酐丙酮溶液在15-30min内滴加到N-苯基对苯二胺的的丙酮溶液中；在45-90度下反应2-4h；反应结束后，加入催化剂无水乙酸钠、脱水剂醋酸酐、阻聚剂对苯二酚，升温，将温度控制在50-55℃之间，反应1-3h，溶液变为黄棕色透明状，冷却至室温后，静置，将溶液倒入碎冰中沉淀出现大量红棕色粉体，再进行抽滤、洗涤、干燥，得到纯净的红棕色晶体—4-马来酰亚胺二苯胺。
所述的N苯基对苯二胺：马来酸酐的摩尔比是1：1～2。
所述的无水乙酸钠、阻聚剂、乙酸酐的用量分别为N苯基对苯二胺的7～8wt％、7～8wt％、70～80wt％。
本发明的有益效果：本发明制备了4-马来酰亚胺二苯胺与乙二胺共聚大分子抗氧剂；该类聚合物具有良好的抗热氧老化性能，不仅可以作为PVC、ABS等普通塑料的耐热氧老化改性剂，也可以作为PA、PPO等工程塑料的抗热氧老化剂且效果良好。
具体实施方式
下面通过具体实例进一步说明本发明，但实例并不限制本发明的保护范围。
实施例1
4-马来酰亚胺二苯胺的合成：
(1)将2.64gN-苯基对苯二胺溶于15mL的丙酮中；(2)将1.95g马来酸酐溶于15mL的丙酮中，而后将溶液在15-30min内滴加到N-苯基对苯二胺的的丙酮溶液中；(3)在45度下反应3h；反应结束后，加入0.2g的催化剂无水乙酸钠、2mL脱水剂醋酸酐、0.2g阻聚剂对苯二酚，升温，将温度控制在50-55℃之间，反应2h，溶液变为黄棕色透明状，冷却至室温后，静置，将溶液倒入碎冰中沉淀出现大量红棕色粉体，再进行抽滤、洗涤、干燥，得到纯净的红棕色晶体—4-马来酰亚胺二苯胺。
4-马来酰亚胺二苯胺溴化：
将2.64g4-马来酰亚胺二苯胺溶于50mL的CCl4和CH3COOH中；在0℃及以下，逐滴将1.76gBr2的CCl4溶液加到4-马来酰亚胺二苯胺的溶液中，反应1小时后将反应体系倒入到蒸馏水中，放置3-5分钟，趁冷抽滤，将滤饼放在70℃烘箱内烘干。
将溴化的4-马来酰亚胺二苯胺、乙二胺缩聚，得到二元共聚产物，制备过程如下：
加热油浴锅至76℃，将0.5g溴化的4-马来酰亚胺二苯胺和1.56g乙二胺加入到环己酮溶液中，并在此温度下搅拌40min；把溶液转移到安装有搅拌器、冷凝器、温度计、导气管的250ml四颈瓶中，加入70ml二甲苯，通入N2气，搅拌、加热至125℃反应，反应4h，得到初产物。趁热将初产物溶于丙酮，用甲醇作沉淀剂重沉淀去除残留的单体和小分子，将得到的产物与60℃真空干燥24h，以去除小分子。得到粉状二元共聚物树脂样品。
实施例2
4-马来酰亚胺二苯胺的合成步骤：(1)将26.4gN-苯基对苯二胺溶于150mL的丙酮中；(2)将19.5g马来酸酐溶于150mL的丙酮中，而后将溶液在15-30min内滴加到N-苯基对苯二胺的的丙酮溶液中；(3)在45度下反应3h；反应结束后，加入2g的催化剂无水乙酸钠、20mL脱水剂醋酸酐、2g阻聚剂对苯二酚，升温，将温度控制在50-55℃之间，反应2h，溶液变为黄棕色透明状，冷却至室温后，静置，将溶液倒入碎冰中沉淀出现大量红棕色粉体，再进行抽滤、洗涤、干燥，得到纯净的红棕色晶体—4-马来酰亚胺二苯胺。
4-马来酰亚胺二苯胺溴化：将26.4g4-马来酰亚胺二苯胺溶于50mL的CCl4和CH3COOH中；在0℃及以下，逐滴将17.6gBr2的CCl4溶液加到4-马来酰亚胺二苯胺的溶液中，反应1小时后将反应体系倒入到蒸馏水中，放置3-5分钟，趁冷抽滤。将滤饼放在70℃烘箱内烘干。
将溴化的4-马来酰亚胺二苯胺、乙二胺缩聚，得到二元共聚产物，制备过程如下：
加热油浴锅至90℃，将5g溴化的4-马来酰亚胺二苯胺、15.6g乙二胺的环己酮加入烧杯，并在此温度下搅拌30min；把溶液转移到安装有搅拌器、冷凝器、温度计、导气管的1000ml四颈瓶中，加入700ml二甲苯，通入N2气，搅拌、加热至130℃反应，反应3.5h，得到初产物。趁热将初产物溶于丙酮，用甲醇作沉淀剂重沉淀去除残留的单体和小分子，将得到的产物与90℃真空干燥18h，以去除小分子，得到粉状二元共聚物树脂样品。
将实例2中得到的产物加入到尼龙6，并对复合材料进行热氧老化性能研究，160℃下热氧老化50天，拉伸强度结果如下表所示：
试样编号 1 1 3 4
热氧老化前 76MPa 78MPa 77MPa 79MPa
热氧老化后 36MPa 45PMa 65MPa 72MPa
注：表中1号为未添加二元共聚，2号添加了1份二元共聚，3号添加了2份，4号添加了3份。
专业人员能够通过常识联想到的只要含有4-马来酰亚胺二苯胺的二元、三元及以上的共聚物也在保护的范围之内。

Claims (8)

1.一种大分子抗氧剂，其特征在于：所述的抗氧剂含有官能团4-马来酰亚胺二苯胺。
2.根据权利要求1所述的一种大分子抗氧剂，其特征在于：所述的抗氧剂为含4-马来酰亚胺二苯胺的二元、三元及以上的共聚物。
3.如权利要求1所述的一种大分子抗氧剂的制备方法，其特征在于：其反应式如下所示：
n＝10-100。
4.根据权利要求2所述的一种大分子抗氧剂的制备方法，其特征在于：其反应步骤如下：加热油浴锅至50-100℃，将溴化后的4-马来酰亚胺二苯胺和乙二胺的环己酮溶液加入反应器，并在此温度下搅拌20-60min；加入二甲苯，通入N2气，搅拌、加热至95-130℃反应，反应3-5h，得到初产物，趁热将初产物溶于丙酮，用甲醇重沉淀，将得到的产物于40-130℃真空干燥4-24h，得到粉状二元共聚物树脂样品，即大分子抗氧剂。
5.根据权利要求4所述的一种大分子抗氧剂的制备方法，其特征在于：溴化后的4马来酰亚胺二苯胺与乙二胺的摩尔比是1：17～20。
6.根据权利要求1-2之一所述的一种大分子抗氧剂，其特征在于：所述的4-马来酰亚胺二苯胺，其制备方法如下：分别将N-苯基对苯二胺和马来酸酐溶于丙酮中，而后将马来酸酐丙酮溶液在15-30min内滴加到N-苯基对苯二胺的的丙酮溶液中；在45-90度下反应2-4h；反应结束后，加入催化剂无水乙酸钠、脱水剂醋酸酐、阻聚剂对苯二酚，升温，将温度控制在50-55℃之间，反应1-3h，溶液变为黄棕色透明状，冷却至室温后，静置，将溶液倒入碎冰中沉淀出现大量红棕色粉体，再进行抽滤、洗涤、干燥，得到纯净的红棕色晶体—4-马来酰亚胺二苯胺。
7.根据权利要求5所述的一种大分子抗氧剂的制备方法，其特征在于：N苯基对苯二胺：马来酸酐的摩尔比是1：1～2。
8.根据权利要求5所述的一种大分子抗氧剂的制备方法，其特征在于：无水乙酸钠、阻聚剂、乙酸酐的用量分别为N苯基对苯二胺的7～8wt％、7～8wt％、70～80wt％。
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