烷基二苯胺类抗氧剂现状及发展趋势分析

刘海龙

摘要：本文主要阐述了烷基二苯胺的抗氧机制，针对最近几年中烷基二苯胺的现状进行分析研究，对未来烷基二苯胺抗氧剂的发展进行展望，实现其经济效益的可持续增长。

关键词：烷基二苯胺；抗氧剂；发展趋势

润滑油在日常使用过程中经常受到空气中氧、燃烧过程中产生的硫化物、氮化合物的影响，与金属在高温条件下就会产生催化作用，发生一系列的化学反应，可能形成胶质、沥青质、积碳等物质，造成润滑油品质出现问题，发动机的正常工作受到影响，所以我们需要将一定量的抗氧化添加剂加入到润滑油调和过程中，降低油品的氧化速度，延长其使用寿命。在不同的工作条件下，想要解决润滑油抗氧化问题，就要对其氧化性能进行完善，使用各种功能和类型的抗氧化添加剂。

1 烷基二苯胺的抗氧机制

其他自由基与聚合物在与胺类抗氧剂给出氢原子后的自由基产生进一步的反应，比较明显的特征就是过氧基与胺自由基之间的结合，结合途径主要可以分为两种，过氧基与胺自由基在芳环的对位上相结合，产生氧化醌类，或者氮被氧化生成硝基酰，链在与其他自由基产生反应后终止。如果有活性氢原子基于伯胺和仲胺上，就会生成亚氨基团，链式反应也会终止。

2 烷基二苯胺的研究状况

无灰抗氧剂中主要包括双辛基二苯胺、丁辛基二苯胺、二壬基二苯胺等，有着很大的应用前景。每个润滑油公司根据使用润滑油类型、应用领域的不同，可以使用不同的烷基二苯胺抗氧剂。

2.1 二异辛基二苯胺

二异辛基二苯胺属于高温油溶性胺类链终止型抗氧剂，所在轨道上芳环中 sp2 杂化碳原子产生吸电诱导效应，氨基氮原子与芳环上的π轨道产生共轭体系，氢过氧化物类在活泼氢的影响下，产生一定的抑制作用，其抗氧能力发挥良好。我国某些学者在初期使用活性白土、无水三氯化铝作为催化剂，但是反应后的产物收率不理想。通过我们分析和研究烷基化反应机理和催化剂种类，确定了催化剂以甲苯、无水三氯化铝、1, 2- 二氯乙烷制备络合物的抗氧剂工艺流程。二异辛基二苯胺有着产率较高、设备腐蚀效果低、合成条件缓和、活性高的特点。

2.2 二壬基二苯胺

二壬基二苯胺属于烷基二苯胺抗氧剂的一种，具有热失重温度高、发挥性较低、高温清洁性较高的特性，在高温环境下经常被用作抗氧剂。二壬基二苯胺其中不含金属元素，是无灰抗氧剂，添加到润滑油中后降低油泥对机件的磨损程度。同时二壬基二苯胺抗氧剂中不含硫、磷等污染环境的元素，在一些对环保要求较高的领域中应用比较广泛。二壬基二苯胺在工业生产方面也有着很大的贡献，通过对原料配比的优化，实现洗涤温度的升高，洗涤时间下降，在保障产品质量的基础上，使用真空抽滤代替自然沉降，有效的节省了脱色时间，同时产物的收率提升。通过降低催化剂的用量和硅胶用量实现原料壬烯使用量的下降，增加烷基化反应后产品的深度和色泽，通过增加催化剂和硅胶用量，生产相同量的二壬基二苯胺节省了一定量的壬烯。

2.3 丁基辛基二苯胺

丁基辛基二苯胺属于润滑油抗氧剂，通常情况下为液态，颜色为红棕色。丁基辛基二苯胺是多种化学物组合而成，其中主要包含单异辛基二苯胺、单叔丁基二苯胺、丁辛基二苯胺、二异辛基二苯胺。经过我们对丁辛基二苯胺中各种成分进行分析研究，发现基二苯胺即丁辛基二苯胺化合物可以使用C ₄ 、C ₈取代，基二苯胺即二异辛基二苯胺化合物可以使用双C ₈取代，呈现的抗氧化效果更加理想。产品中如果含有的二异辛基二苯胺含量过高，产品就会呈现固态，对后期产品的使用不利。反应过程中我们还要考虑最后生成二苯胺的残留量，如果其中二苯胺的残留量大于百分之一，就会对人体的健康产生影响，可能存在致癌的风险。

2.4 短碳链烷基二苯胺

随着科技的不断发展进步，各种种类的烷基二苯胺化合物被研究出来，短碳链烷基二苯胺主要是指烷基二苯胺中烷基链长度不大于C ₆。短碳链烷基二苯胺有着很好的抗氧性，尤其在燃料中间体以及导电材料中应用十分普遍，短碳链烷基二苯胺可以分为两种分别为单、双丁基二苯胺，甲基丁基二苯胺。

3 提高烷基二苯胺抗氧化能力的方法

3.1 氧化偶合

高温抗氧化性能的抗氧剂主要是通过烷基 N- 苯基 -α- 萘胺、二烷基二苯胺进行氧化偶合反应得到的。国外某公司生产的抗氧剂就是通过辛基二苯胺与烷基化 N- 苯基 -α- 萘胺进行氧化偶合反应得到的，有着良好的高温抗氧化能力，实现油品黏度与酸值的有效控制。

3.2 与无灰型硫代氨基甲酸酯协同

亚甲基双二烷基二硫代氨基甲酸酯属于润滑剂灰抗氧剂和极压多功能添加剂，在各种矿物油合成油中应用十分广泛。在实验过程中我们将基础油中添入二异辛基二苯胺和丁基辛基代替二苯胺分别与亚甲基双二丁基二硫代氨基甲酸酯，明亚甲基双二丁基二硫代氨基甲酸酯与胺类抗氧化协同作用在差示扫描热法中得出结论显示其抗氧化协同作用突出。

3.3 与硫代氨基甲酸锌协同

二烷基二硫代氨基甲酸锌是一种比较理想的二烷基二硫代磷酸锌替代物，有着功能全面，性能优越的特点，同时具有抗氧化性、防腐蚀性、抗磨性、金属钝化等优势。我们在基础油中加入二异辛基二苯胺和二丁基二硫代氨基甲酸锌作为添加剂，其抗氧化协同作用通过静态氧化实验效果比较理想。

4 烷基二苯胺的发展趋势

4.1 烷基二苯胺的低聚物

烷基二苯胺抗氧的主要原理就是氢离子被氨基基团脱除，产生的氮自由基比较稳定。所以我们将多个烷基二苯胺苯环连接起来，将多个氨基引入一个大分子上，产生多个有效位点，实现烷基二苯胺抗氧性能的进一步提升。

4.2 含酚结构的烷基二苯胺

胺类与酚类都是自由基清除型抗氧剂，有着抗氧化性能优越的特点，缺点就是胺类抗氧剂使用后可能出现变色的情况，酚类抗氧剂的使用环境温度比较低。研究人员想要提高其抗氧剂性能，就要在化合物中加入酚胺两种官能团。

5 结论与展望

随着我国科技的不断发展进步，各个领域对于抗氧剂的需求量越来越大，国外抗氧剂产品的质量与技术都比国内稍强，我国还需要加大对抗氧剂的研发创新工作，跟上时代的发展脚步，同时还要政府部门出台相关的优惠政策。

我国目前对环保的要求越来越高，抗氧剂的发展方向也必然向着环保、耐高温的方向发展，我们需要利用更多新型的辅助工具和技术手段，研究和开发出更多的烷基二苯胺抗氧剂。

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