概述

4,4'-硫代雙(6-特丁基間甲酚)呈白色或淺黃色粉末狀，又被叫做抗氧劑300，是一種非污染性的高效多功能含硫受阻酚類抗氧劑。該化合物溶于苯、乙醇、丙酮、乙醚，微溶于石油醚，不溶于水，具有抗氧化性，耐熱性和耐酸性等特點(diǎn)，適用于制造多種塑料和橡膠制品，特別是添加在交聯(lián)聚乙烯電纜的保護(hù)套中有很好的抗老化性，是其它抗氧化劑難以取代的。目前，我國(guó)只有為數(shù)不多的幾家企業(yè)能生產(chǎn)，山東省淄博市新材料研究所于1991年研發(fā)成功，并相應(yīng)制定了Q/ZCS001-1991企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，其中氯化物的測(cè)定建立在氧瓶燃燒法的基礎(chǔ)上，首先將有機(jī)氯轉(zhuǎn)為無機(jī)氯離子，以電位計(jì)測(cè)其電勢(shì)而確定氯含量[1]。

合成

4,4'-硫代雙(6-特丁基間甲酚)[2]的合成屬于化合物合成技術(shù)領(lǐng)域，包括以下步驟：S1，原料2-(叔丁基)-5-甲基苯酚和NBS在第一有機(jī)溶劑中以三價(jià)鐵鹽作為催化劑，四丁基硫酸氫氨作為添加劑，進(jìn)行催化反應(yīng)；S2，S1中反應(yīng)結(jié)束，過濾反應(yīng)液，反應(yīng)液經(jīng)歷加水調(diào)節(jié)pH，分液，干燥后除去反應(yīng)液中的第一有機(jī)溶劑，得殘余物；S3，S2中的殘余物和S8在第二有機(jī)溶劑中以二價(jià)鈷鹽和含氮螯合配體作為催化劑，堿性添加劑的條件下反應(yīng)，得目標(biāo)產(chǎn)物4,4'-硫代雙(6-特丁基間甲酚)。本發(fā)明反應(yīng)條件溫和，避免了使用貴金屬，后處理簡(jiǎn)單，對(duì)產(chǎn)物的性狀影響小。

有關(guān)研究

聚丙烯(Polypropylene,PP)高壓直流電纜絕緣的電導(dǎo)，空間電荷與擊穿特性是評(píng)價(jià)其電學(xué)性能的關(guān)鍵性指標(biāo)。為此選取了兩種具有同分異構(gòu)結(jié)構(gòu)的硫代受阻酚類抗氧劑4,4'-硫代雙(6-叔丁基間甲酚)(AO300)和4,4'-硫代雙(6-叔丁基鄰甲酚)(AO736)，研究了抗氧劑對(duì)PP絕緣電導(dǎo)，空間電荷及極性反轉(zhuǎn)下的擊穿特性的影響規(guī)律和機(jī)理。試驗(yàn)結(jié)果表明，兩種抗氧劑均會(huì)在PP中引入深陷阱中心，增大電導(dǎo)活化能，減少空間電荷積聚，并顯著提高極性反轉(zhuǎn)后的直流擊穿強(qiáng)度?；诹孔踊瘜W(xué)計(jì)算獲得了兩種抗氧劑的能帶分布和鍵解離能(Bond dissociation energy,BDE)，發(fā)現(xiàn)AO736相較于AO300可引入更多用以捕獲高能電子的局域態(tài)陷阱，抑制高能電子對(duì)PP分子鏈的破壞過程；同時(shí)AO736中的氫氧鍵具有較低的BDE，反映出其具有更強(qiáng)的自由基清除能力，通過阻止PP中的自由基鏈?zhǔn)椒磻?yīng)從而抑制擊穿過程。分析認(rèn)為，AO736可明顯改善高壓直流電纜用聚丙烯絕緣空間電荷和極性反轉(zhuǎn)電壓下的擊穿性能[3]。

應(yīng)用實(shí)例

4,4'-硫代雙(6-特丁基間甲酚)與聚乙烯，石蠟油，二氧化硅納米顆粒分批混合加熱，并擠出成型，分別經(jīng)過橫向拉伸和縱向拉伸后，再進(jìn)行二維拉伸，后冷卻可以形成一種獲得安全性，電學(xué)性能較佳的鋰電池隔膜[4]。

另外報(bào)道的一種導(dǎo)熱絕緣伴熱電纜[5]，其加工方法包括以下步驟：分別在第一導(dǎo)電芯線和第二導(dǎo)電芯線的外側(cè)擠包第一芯線絕緣層和第二芯線絕緣層；切割出第一鏤空供電節(jié)點(diǎn)和第二鏤空供電節(jié)點(diǎn)；將包裹第一芯線絕緣層的第一導(dǎo)電芯線和包裹第二芯線絕緣層第二導(dǎo)電芯線并排用合金發(fā)熱絲螺旋纏繞包裹起來；將聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯母料和氮化鋁粉末烘干至恒重；然后將聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯母料投入到密煉機(jī)內(nèi)，再投入硅烷偶聯(lián)劑和氮化鋁粉末，最后投入4,4'-硫代雙(6-特丁基間甲酚)和二堿式亞磷酸鉛，擠出成型為絕緣內(nèi)護(hù)套。本發(fā)明相對(duì)于常規(guī)的伴熱電纜生產(chǎn)工藝不需要作出較大改動(dòng)，即可生產(chǎn)含有導(dǎo)熱絕緣材料的伴熱電纜[5]。

參考文獻(xiàn)

[1]高學(xué)峰,范海濤.抗氧劑300中氯化物測(cè)定方法的改進(jìn)[J].化學(xué)分析計(jì)量, 2006, 015(005):69-70.DOI:10.3969/j.issn.1008-6145.2006.05.024.

[2]郭驕陽,趙崇鑫.一種4,4′-硫代雙(6-特丁基間甲酚)的合成方法:CN202210766162.0[P].CN115073334B.

[3]劉暢,李忠磊,周碩凡,等.硫代受阻酚復(fù)合抗氧劑對(duì)聚丙烯直流電纜絕緣空間電荷與直流預(yù)壓擊穿特性的影響[J].電氣工程學(xué)報(bào), 2021, 16(2):8.DOI:10.11985/2021.02.006.

[4]張啟綱,李國(guó)慶,吳齊,等.一種聚乙烯膜及其制備方法:CN202011087528.9[P].CN111933868A.

[5]魯旭波.一種導(dǎo)熱絕緣伴熱電纜加工方法:CN201810906721.7[P].CN109065282A.