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耐热 氧老化抗冲聚丙烯组合物及其制备方法

阅读：790发布：2024-01-03

专利汇可以提供耐热氧老化抗冲聚丙烯组合物及其制备方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明涉及一种聚烯烃组合物，具体涉及一种耐热氧老化抗冲聚丙烯组合物及其制备方法。所述组合物原料为：聚丙烯粉料树脂 88-97份；茂金属线性低密度聚乙烯mLLDPE3-12份；抗氧剂A0.05-0.1份；抗氧剂B0.05-0.1份；降解剂0.03-0.07份；抗静电剂0.02-0.08份；吸酸剂0.02-0.1份；其中，聚丙烯粉料树脂与茂金属线性低密度聚乙烯mLLDPE的总和为100份；所述的抗氧剂A为丙烯酸硫醇，数均分子量为1305；所述的抗氧剂B为亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯，数均分子量为647。本发明采用以上原料，混合均匀后再经双螺杆挤出造粒，得到耐热、抗冲及流动性较好的聚丙烯组合物。，下面是耐热氧老化抗冲聚丙烯组合物及其制备方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种耐热氧老化抗冲聚丙烯组合物，其特征在于：由以下重量份数的原料制成：
其中，
聚丙烯粉料树脂与茂金属线性低密度聚乙烯mLLDPE的总和为100份；
所述的抗氧剂A为丙烯酸硫醇，数均分子量为1305；
所述的抗氧剂B为亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯，数均分子量为647。
2.根据权利要求1所述的耐热氧老化抗冲聚丙烯组合物，其特征在于：所述的聚丙烯粉料树脂为抗冲共聚聚丙烯，其熔体质量流动速率MFR为12-30g/10min，熔融温度范围为125-
175℃，乙烯的质量百分比含量为4-6％。
3.根据权利要求1所述的耐热氧老化抗冲聚丙烯组合物，其特征在于：所述的茂金属线性低密度聚乙烯mLLDPE是乙烯与α-烯烃在茂金属催化剂作用下在气相法工艺装置上生产的，其熔体质量流动速率MFR2.16为1-10g/10min，密度为0.912-0.930g/cm3；分子量分布Mw/Mn在2-3之间。
4.根据权利要求3所述的耐热氧老化抗冲聚丙烯组合物，其特征在于：所述的茂金属线性低密度聚乙烯mLLDPE，其MFR为3.5g/10min，密度为0.927g/cm3。
5.根据权利要求3所述的耐热氧老化抗冲聚丙烯组合物，其特征在于：所述的α-烯烃为
1-己烯。
6.根据权利要求1所述的耐热氧老化抗冲聚丙烯组合物，其特征在于：所述的降解剂为氢过氧化物、二烷基过氧化物、过氧化脂类或过氧化二碳酸脂类。
7.根据权利要求6所述的耐热氧老化抗冲聚丙烯组合物，其特征在于：所述的降解剂为二叔丁基过氧化物。
8.根据权利要求1所述的耐热氧老化抗冲聚丙烯组合物，其特征在于：所述的抗静电剂为丙三醇单硬脂酸酯。
9.根据权利要求1所述的耐热氧老化抗冲聚丙烯组合物，其特征在于：所述的吸酸剂为硬脂酸盐类吸酸剂。
10.一种权利要求1-9任一所述的耐热氧老化抗冲聚丙烯组合物的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
将原料置于高速搅拌机中，在1000～1500r/min的转速下搅拌1-3min，混合均匀，再将混合均匀的物料加入双螺杆挤出机中混炼、造粒，挤出机各区温度为170℃、180℃、200℃、
220℃、230℃、210℃，螺杆转速为200-300rpm。

说明书全文

耐热氧老化抗冲聚丙烯组合物及其制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种聚烯烃组合物，具体涉及一种耐热氧老化抗冲聚丙烯组合物及其制备方法。

背景技术

[0002] 聚丙烯(PP)是一种性能优良的热塑性树脂，具有密度小、无毒、易加工、绝缘性能好等优点，在汽车、家用电器、电子、包装、建材及家具等方面广泛应用。目前，国内家电制品如冰箱、洗衣机等，正在向大容量发展，制品逐渐轻量化、个性化、多功能化和环保化。然而，由于PP本身结构存在不稳定的叔碳原子，使其对光照尤为敏感，在户外使用时极易发生老化，会发生发黄、变脆、表面龟裂等现象，更为严重的是能导致拉伸强度、冲击强度、弯曲强度和断裂伸长率等力学性能大幅度下降，丧失使用价值。造成PP老化的主要原因是这些材料吸收了紫外光能量，引发了自动氧化反应，从而导致发生光降解，使得物品局部外观和物理机械性能都变差，因而，提高PP的耐热氧老化性能已成为国内外的研究热点。而耐热氧老化且流动性好的聚丙烯树脂具有存储使用时间长，利于加工的特点，具有广泛的应用前景。

[0003] 中国专利CN103382274A公开了一种嵌段共聚聚丙烯复合添加剂，该专用助剂按重量份计包括：5-10份加工助剂、20-40份长效抗氧剂、10-30抗氧剂、10-20份成核剂、10-30份硬脂酸盐、5-20份超细滑石粉等通过熔融造粒的粒状混合物。抗氧剂用量较多，但实际耐老化性能并不佳。

[0004] 外国文献“一种新型含硫阻性酚类化合物的抗氧化性能”，阐述了新型抗氧剂丙烯酸硫醇与其他助剂的性能优势，但没有指出新型催化剂与其他助剂复合的效果。

发明内容

[0005] 本发明的目的是提供一种耐热氧老化抗冲聚丙烯组合物，流动性良好，本发明同时提供其制备方法，科学合理、简单易行。

[0006] 本发明以抗冲聚丙烯为基础树脂，通过添加茂金属线性低密度聚乙烯、复合抗氧剂AB、降解剂及其他助剂，经高速搅拌机混合均匀后再经双螺杆挤出造粒，得到耐热、抗冲及流动性较好的聚丙烯组合物。

[0007] 本发明为了提高聚丙烯的综合性能，在加入抗氧剂的前提下，与茂金属聚乙烯及有机过氧化物混合，可同时提高聚丙烯的耐热氧老化性能及冲击性能，又利于产品的加工性。

[0008] 本发明所述的耐热氧老化抗冲聚丙烯组合物，由以下重量份数的原料制成：

[0009]

[0010] 其中，

[0011] 聚丙烯粉料树脂与茂金属线性低密度聚乙烯mLLDPE的总和为100份；

[0012] 所述的抗氧剂A为丙烯酸硫醇，数均分子量为1305；

[0013] 所述的抗氧剂B为亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯，数均分子量为647。

[0014] 其中：

[0015] 所述的聚丙烯粉料树脂为抗冲共聚聚丙烯，其熔体质量流动速率(MFR)为12-30g/10min，熔融温度范围为125-175℃，乙烯的质量百分比含量为4-6％。

[0016] 所述的茂金属线性低密度聚乙烯mLLDPE是乙烯与α-烯烃在茂金属催化剂作用下在气相法工艺装置上生产的，其熔体质量流动速率MFR2.16为1-10g/10min，密度为0.912-3
0.930g/cm；分子量分布Mw/Mn在2-3之间。

[0017] 优选地，所述的茂金属线性低密度聚乙烯mLLDPE，其MFR为3.5g/10min，密度为0.927g/cm3。

[0018] 所述的α-烯烃为1-丁烯、1-己烯、1-辛烯、1-四甲基戊烯等。

[0019] 优选地，所述的α-烯烃为1-己烯。

[0020] 所述的茂金属线性低密度聚乙烯mLLDPE，其作用提高抗冲性能，对PP的增韧效果与其颗粒尺寸及分散度有关，颗粒粒径越小，分散越均匀，更容易成为应力集中点来诱发大量银纹剪切带；另一方面，银纹间相互作用，降低银纹端应力，抑制银纹进一步扩展。当茂金属聚乙烯弹性粒子分散至间距足够小时，即颗粒间距小于临界粒间距，产生塑性变形，材料表现为韧性。茂金属聚乙烯与丙烯硫酸醇和降解剂一起，可提高组合物热氧老化性能和流动性。

[0021] 所述的抗氧剂包括受阻酚类、亚磷酸酯类、硫脂类、复合型抗氧剂。抗氧剂A为丙烯酸硫醇，起到阻止氧化反应的作用，其主要利用自身的活性-H，将自由基ROO·的活性降低，形成ROOH和R·，而生成的R·又能重新捕获新的自由基ROO·，使之生产稳定的化合物。

[0022] 所述的降解剂为氢过氧化物、二烷基过氧化物、过氧化脂类或过氧化二碳酸脂类。

[0023] 优选地，所述的降解剂为二叔丁基过氧化物(DTBP)，数均分子量为146。受热后的DTBP产生过氧化物自由基攻击PP分子链上的叔碳原子，夺走上面的氢原子，产生PP自由基分子链，PP自由基分子链在叔碳原子位发生断裂，使长分子链断裂为短分子链，直至DTBP全部耗尽。少量的DTBP与茂金属聚乙烯、丙烯酸硫醇及其他助剂一起，可在茂金属聚乙烯不发生交联的前提下，提高组合物的流动性，进而提高产品的加工性能。

[0024] 所述的抗静电剂为丙三醇单硬脂酸酯(GMS)，该组分具有抗静电作用，在注塑制品中同时起到良好的脱模作用。

[0025] 所述的吸酸剂为硬脂酸盐类吸酸剂，包括硬脂酸钙、硬脂酸锌、硬脂酸钠等。

[0026] 优选地，所述的吸酸剂为硬脂酸钙，缩写为Cast。

[0027] 本发明所述的耐热氧老化抗冲聚丙烯组合物的制备方法，包括以下步骤：

[0028] 将原料置于高速搅拌机中，在1000～1500r/min的转速下搅拌1-3min，混合均匀，再将混合均匀的物料加入双螺杆挤出机中混炼、造粒，挤出机各区温度为170℃、180℃、200℃、220℃、230℃、210℃，螺杆转速为200-300rpm。

[0029] 本发明提供了一种用于食品包装、家庭器皿、玩具的聚丙烯组合物。

[0030] 与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

[0031] 1、本发明采用抗氧剂A和抗氧剂B复合，其组合物的耐热氧老化优于普通主辅抗氧剂的效果。

[0032] 2、本发明将基础树脂同时加入抗氧剂A、抗氧剂B和降解剂DTBP，表面上抗氧剂与降解剂是互相制约的，但实验证明两者起到协同作用，大部分的降解剂首先与聚丙烯发生反应，并且反应迅速，少量的会与抗氧剂反应。两种助剂同时加入既可提高耐热氧老化性能，又可提高树脂的流动性，加快了产品的生产效率，并使得产品在户外使用时间更长；且抗氧剂A、B与DTBP的协同效果优于常规主辅抗氧剂与DTBP的。

[0033] 3、本发明将基础树脂同时加入mLLDPE和DTBP，一定量的DTBP和mLLDPE混合，并不会产生大量的交联反应，因此，在确保了组合物的冲击有所提高的前提下，刚性稳定且加工性能仍良好。

[0034] 4、本发明的制备方法，科学合理、简单易行。

具体实施方式

[0035] 以下结合实施例对本发明做进一步描述。

[0036] 实施例与对比例中采用的原料：

[0037] 抗冲共聚聚丙烯粉料树脂(熔体质量流动速率20g/10min，熔融温度165℃，乙烯含量5.5％)；

[0038] 茂金属线性低密度聚乙烯mLLDPE(熔体质量流动速率3.5g/10min，密度0.927g/cm3)；

[0039] 抗氧剂A(丙烯酸硫醇，数均分子量为1305)；

[0040] 抗氧剂B(亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯)；

[0041] 降解剂DTBP(二叔丁基过氧化物，数均分子量为146，密度0.796g/cm3，沸点110℃)；

[0042] 抗静电剂(丙三醇单硬脂酸酯)；

[0043] 吸酸剂(硬脂酸钙)。

[0044] 实施例中采用的制备方法如下：

[0045] 将原料置于高速搅拌机中，在1500r/min的转速下搅拌3min，混合均匀，再将混合均匀的物料加入双螺杆挤出机中混炼、造粒，挤出机各区温度为170℃、180℃、200℃、220℃、230℃、210℃，螺杆转速为300rpm。

[0046] 实施例和对比例聚丙烯组合物的配方及性能表征见表1-表3。

[0047] 表1实施例1-3和对比例1-2配方及其性能表征

[0048]

[0049] 表2实施例4-6和对比例3-4配方及其性能表征

[0050]

[0051]

[0052] 表3实施例7-8和对比例5-6配方及其性能表征

[0053]

[0054] 表格中的抗氧剂C是四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯。

[0055] 实施例及对比例所采用的测试方法如下：

[0056] 熔体质量流动速率：按GB/T 3682-2000进行测试，砝码2.16kg，温度230℃；简支梁缺口冲击强度：按GB/T 1043.1-2008进行测试；

[0057] 弯曲性能：按GB/T 9341-2008进行测试；

[0058] 氧化诱导时间：按照GB/T 19466.6-2009进行测试，升温速率20℃/min。

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