[发明专利]一种基于动态析出法室温制备高熔点水性抗氧剂的方法

说明书

一种基于动态析出法在室温下制备水性抗氧剂的方法，属于抗氧剂制备技术领域。其是将抗氧剂于机械搅拌条件下溶解于包含浓度为0.5～5wt％分散剂的溶剂中，形成抗氧剂浓度为10～60wt％的清澈透明的抗氧剂溶液；然后再向该抗氧剂溶液中以3～50g/min的滴加速度缓慢滴加浓度为1～5wt％乳化剂水溶液直至抗氧剂在溶剂中完全析出，析出的抗氧剂在分散剂、乳化剂以及机械搅拌的条件下形成乳胶粒子，进而形成抗氧剂乳液。该抗氧剂既可以与乳液共混使用，也可使用在ABS树脂等利用乳液接枝法制备的合成树脂及橡胶中。本发明在室温条件下就可以简单、高效地制备出水性抗氧剂，且抗氧剂稳定性好，粒径可以达到亚微米级别，可以长期存储，利于用户直接使用。

技术领域

本发明属于抗氧剂制备技术领域，具体涉及一种在室温条件下制备水性抗氧剂的方法。利用此方法制备出的水性抗氧剂可以直接使用在含有双烯烃聚合物乳液或胶黏剂中，具有简单、高效、经济的特点。

背景技术

目前，随着高分子材料应用领域的不断扩展，聚合物老化问题也逐渐凸显。聚合物老化直接影响着材料的力学性能、表观性能和使用寿命，越来越受到人们的重视。科学研究表明材料中产生的自由基是导致聚合物老化的重要因素，材料在受到外界环境刺激后(如辐射、应力、加热等)会产生自由基，自由基会加速材料中分子链的断裂速度，促使聚合物分子量降低，进而使其颜色和力学性能发生变化，直接影响人们的使用。为防止材料受外界刺激后产生自由基，人们在材料加工或者使用过程中常常向材料中加入抗氧剂，抗氧剂具有很强的捕捉自由基的能力，会快速捕捉自由基，防止自由基进一步与过氧气结合形成过氧化物，加速聚合物老化。常规聚合物抗氧剂按照其功能不同可划分成两类：主抗氧剂(可以快速捕捉到因外界环境刺激而产生的氢自由基，常为芳香胺和受阻酚类化合物)、辅助抗氧剂(可分解自由基与氧气结合产生的氢过氧化物，常为亚磷酸酯和硫醚类化合物)。在抗氧剂使用过程中常常是通过物理共混的方法将抗氧剂粉体与聚合物共混，经熔融挤出后分散于聚合物之中，起到抗氧化或者抗老化的作用。

但是在特殊条件下，如果聚合物为液体如丁二烯乳液、丁苯乳液、丁氰乳液、丙烯酸乳液等液体时，抗氧剂的加入更是困难，粉末抗氧剂会在乳液中聚集形成颗粒，不但会影响抗氧剂的抗老化性能，也会影响乳液的稳定性，不能满足工业实际生产的需求。鉴于上述抗氧剂在实际生产中的问题，人们着眼于开发水性抗氧剂，确切的说是开发水性抗氧剂乳液。水性抗氧剂乳液可以快速加入到聚合物乳液中，分散均匀，稳定性好，并且可以保证抗氧剂的实际效果。水性抗氧剂乳液的制备也可以分成两种，一种叫做直接乳化法，即直接利用分散剂、乳化剂等助剂将抗氧剂乳化，形成抗氧剂的悬浊液。这种方法制备出的抗氧剂具有步骤简单、成本低等优点，但在长期储存条件下容易析出，导致抗氧剂乳液固液分离，严重影响抗氧剂的使用；另外一种叫做两步法，是利用加热将抗氧剂融化，在融化的抗氧剂中加入油酸等助剂，在高速剪切的条件下逐渐加入水，使其形成油(抗氧剂)包水的结构；之后，再向体系中加入碱液和水，高速剪切最终经过相反转形成水包油结构。利用两步法制备的抗氧剂乳液稳定性好，可长期储存不分层，并且粒径尺寸较小，可以达到亚微米级别，能够满足通常的工业生产需要。但在使用两步法制备水性抗氧剂的过程中，抗氧剂的熔点是一个特别重要的参数。因为如果抗氧剂的熔点高于100℃，抗氧剂在融化后温度高于水的沸点，水在加入过程中直接气化，无法加入到体系中。因而，目前用两步法制备的抗氧剂乳液均为低熔点型抗氧剂，也就是说利用两步法目前无法制备出高熔点水性抗氧剂。

因此，鉴于目前工业发展趋势，开发出一种简单、快捷的制备稳定性能好、粒径尺寸较小、可长期储存的高熔点水性抗氧剂的制备方法尤为重要。

发明内容

本发明的目的是开发出一种稳定性能好、粒径尺寸小、可长期储存的高熔点水性抗氧剂的制备方法。

基于动态析出法室温制备高熔点水性抗氧剂，其制备原理为：通过向抗氧剂溶液中缓慢滴加水，导致抗氧剂溶液中连续相极性变大，促使抗氧剂在连续相中析出，而析出的抗氧剂在机械搅拌和乳化剂、分散剂的共同作用下直接稳定成乳胶粒子，最终形成抗氧剂乳液；