專利名稱：：一種耐光照老化性能的聚丙烯組合物及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種耐光照老化性能的聚丙烯組合物，以及這種組合物的制備方法，具體的是通過(guò)在聚丙烯組合物體系中添加一種大分子量光穩(wěn)定劑來(lái)提高聚丙烯組合物體系的長(zhǎng)期耐光照老化性能，屬于聚合物改性和加工領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
：聚丙烯是五大通用樹(shù)脂之一，改性聚丙烯的種類也有許多類型，具有加工性能優(yōu)良、韌性高、耐汽油和化學(xué)藥品性好的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)質(zhì)輕、價(jià)廉，廣泛應(yīng)用于汽車內(nèi)外飾件、電子和家用電器產(chǎn)品的外殼等。但是聚丙烯復(fù)合材料的耐光照老化性能不佳也影響了它的應(yīng)用領(lǐng)域。目前聚丙烯組合物的耐光照老化性能主要通過(guò)添加各種光穩(wěn)定劑和耐熱老化助劑以及利用兩種助劑間的協(xié)同作用來(lái)實(shí)現(xiàn)。但是大部分光穩(wěn)定助劑包括各種光屏蔽劑、紫外線吸收劑、自由基捕獲劑等都是分子量較低的有機(jī)化合物或低聚物，而且其向材料表面遷移的速度很快。當(dāng)這些助劑被添加到聚丙烯中時(shí)，在高溫或紫外光照射的情況下，都有逐漸向產(chǎn)品表面析出的趨勢(shì)。特別是當(dāng)光穩(wěn)定劑的含量較大時(shí)，這種向產(chǎn)品表面析出的現(xiàn)象就更容易發(fā)生，嚴(yán)重的時(shí)候產(chǎn)品表面甚至?xí)a(chǎn)生噴霜現(xiàn)象。此外，很多助劑如UV770(化學(xué)名稱為雙(2，2，6，6-四甲基哌啶基)癸二酸酯)本身與聚丙烯樹(shù)脂的相容性就很差，分子量只有400左右，更會(huì)加劇這種現(xiàn)象的發(fā)生。而光穩(wěn)定助劑從產(chǎn)品表面析出不僅會(huì)影響產(chǎn)品的外觀和表面性能，而且還嚴(yán)重降低了產(chǎn)品的長(zhǎng)期耐光老化性能。針對(duì)這一問(wèn)題，LajosAvar等在美國(guó)專利USP6，201，047中提到一種反應(yīng)型光穩(wěn)定劑，即這種光穩(wěn)定劑能和復(fù)合材料中的基料(如聚丙烯)發(fā)生化學(xué)鍵合從而達(dá)到阻止光穩(wěn)定劑向材料表面遷移的作用。但是這種光穩(wěn)定劑的分子結(jié)構(gòu)比較特殊，尚處于實(shí)驗(yàn)室合成階段，所以目前并不適合在實(shí)際生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用。中國(guó)專利200610148847.X通過(guò)在聚丙烯復(fù)合材料中添加適量具有一定吸附作用的粉狀分子篩來(lái)改善光穩(wěn)定劑在聚丙烯復(fù)合材料中的分散，提高光穩(wěn)定劑的抗析出能力，從而使得整個(gè)聚丙烯復(fù)合材料保持長(zhǎng)期穩(wěn)定的耐光照老化性能。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是為了提供一種耐光照老化性能的聚丙烯組合物，通過(guò)在聚丙烯組合物中添加一種具有較低揮發(fā)性和遷移速率的大分子量光穩(wěn)定劑，從而使得聚丙烯組合物保持長(zhǎng)期穩(wěn)定的耐光照老化性能。這種方法在實(shí)際生產(chǎn)中能夠簡(jiǎn)單有效地改善聚丙烯組合物長(zhǎng)期耐光照老化性能。本發(fā)明可以通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)?！N耐光照老化性能的聚丙烯組合物，按以下重量百分比的原料配制而成聚丙烯5599%無(wú)機(jī)填料042%3增韌劑P0E020%光穩(wěn)定劑0.10.5%抗氧劑0.11%其他助劑05%。本發(fā)明所適用的聚丙烯組合物體系中所述的聚丙烯為在230°CX2.16kg的測(cè)試條件下，熔體流動(dòng)速率在0.560g/10min之間的均聚聚丙烯或嵌段共聚聚丙烯，其中嵌段共聚丙烯的共聚單體為乙烯，其含量在4lOmol%的范圍內(nèi)，均聚聚丙烯的結(jié)晶度在70%以上，等規(guī)度大于99%。所述的無(wú)機(jī)填料為滑石粉、碳酸鈣和硫酸鋇中的一種或幾種，其粒徑范圍均為120微米。所述的增韌劑POE(聚烯烴彈性體)為線形乙烯-辛烯共聚物，密度為0.880.90g/cm3，熔融指數(shù)為150g/10min。所述的抗氧劑包括主抗氧劑和輔抗氧劑，主抗氧劑為受阻酚和硫酯類抗氧劑中的一種或幾種。如3114、1010、DSTP中的一種或幾種；輔抗氧劑為亞磷酸鹽和酯類抗氧劑中的一種或幾種。如618和168中一種或兩種。所述的光穩(wěn)定劑是一種分子量為3000的低聚受阻胺類光穩(wěn)定劑HA88FD，其化學(xué)名稱為聚{[(N，N'-1，2-二亞甲基)氨基]-l，3，5-三嗪-N-丁基-[(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)亞氨基]}，密度為0.45g/cc，軟化溫度為120-150°C，其最佳添加量為0.10.4%。本發(fā)明所述的其他助劑為各種顏色添加劑和各種酯類/脂肪酸類潤(rùn)滑劑等?！N耐光照老化性能的聚丙烯組合物的制備方法，如下所述(1)按重量配比稱取原料；(2)將聚丙烯、無(wú)機(jī)填料、增韌劑POE、抗氧劑、光穩(wěn)定劑或其他助劑在高速混合器中干混35分鐘；(3)將混合的原料置于雙螺桿機(jī)中，經(jīng)熔融擠出，造粒，其工藝為一區(qū)190200。C，二區(qū)200210。C，三區(qū)210220°C，四區(qū)205215°C;整個(gè)擠出過(guò)程的停留時(shí)間為12分鐘，壓力為1218MPa。本發(fā)明所用的大分子量光穩(wěn)定劑是一種分子量為3000的低聚受阻胺類光穩(wěn)定劑HA88FD，相對(duì)于一般的分子量在400左右的受阻胺類光穩(wěn)定劑(如UV770)，這種大分子量光穩(wěn)定劑與聚合物的兼容性更好，不容易析出，因此具有低揮發(fā)性、高耐萃取性、高的熱穩(wěn)定性的特性。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是1、本發(fā)明通過(guò)在聚丙烯組合物中添加一種大分子量受阻胺類光穩(wěn)定劑，使得所制得的聚丙烯復(fù)合材料具有較好的長(zhǎng)期耐光照老化特性。2、本發(fā)明所制得的聚丙烯組合物在保證材料耐光照老化性能的同時(shí)，材料的各項(xiàng)物理力學(xué)性能不受影響。3、本發(fā)明提出的改善聚丙烯組合物的耐光照老化性能的方法制備工藝非常簡(jiǎn)單、生產(chǎn)成本低。具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明在實(shí)施例及對(duì)比例組合物配方中，聚丙烯為上海石化生產(chǎn)的熔體流動(dòng)速率為8g/10min(測(cè)試條件23(TCX2.16kg)的嵌段共聚丙烯，其商品牌號(hào)為M700R。所用的無(wú)機(jī)填料為粒徑范圍均為10微米的滑石粉。所用的增韌劑POE為杜邦公司產(chǎn)的線形乙烯_辛烯共聚物，商品牌號(hào)Engage8180，其熔融指數(shù)為0.5g/10min(測(cè)試條件190。CX2.16kg)。所述的光穩(wěn)定劑為是意大利3V公司產(chǎn)的大分子量受阻胺類光穩(wěn)定劑，其化學(xué)名稱為聚([(N，N'-1，2-二亞甲基)氨基]-l，3，5-三嗪-N-丁基-[(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)亞氨基]}，密度為0.45g/cc，軟化溫度為120-150°C，分子量為3000，商品牌號(hào)為UVASORBHA88FD。所用的主抗氧劑為英國(guó)ICE公司產(chǎn)的DSTP，商品牌號(hào)為NegonoxDSTP，化學(xué)名稱為硫代二丙酸十八酯，以及Ciba公司產(chǎn)的3114，商品牌號(hào)為Irganox3114，化學(xué)名稱為3，5-二叔丁基-4-羥基芐基磷酸二乙酯。輔抗氧劑為Ciba公司產(chǎn)的168，商品牌號(hào)為Irgafos168，化學(xué)名稱為三(2，4-二叔丁基苯基)亞磷酸酯。此外還包括顏色添加劑黑色母。樹(shù)脂和各種添加劑在高速混合器中干混35分鐘，再在雙螺桿擠出機(jī)中經(jīng)熔融擠出，造粒，其工藝為一區(qū)190200°C，二區(qū)200210°C，三區(qū)210220°C，四區(qū)205215°C;整個(gè)擠出過(guò)程的停留時(shí)間為12分鐘，壓力為1218Mpa。'性肯P匕刺介材"敘亍碰:將按上述方法完成造粒的粒子材料事先在90IO(TC的鼓風(fēng)烘箱中干燥23小時(shí)，然后再將干燥好的粒子材料在注射成型機(jī)上進(jìn)行注射成型制樣。拉伸性能測(cè)試按ISO527-2進(jìn)行，試樣尺寸為170X10X4mm，拉伸速度為50mm/min;彎曲性能測(cè)試按ISO178進(jìn)行，試樣尺寸為80X10X4mm，彎曲速度為2mm/min，跨距為64mm;簡(jiǎn)支梁沖擊強(qiáng)度按ISO179進(jìn)行，試樣尺寸為80X6X4mm，缺口深度為試樣厚度的三分之一。光照老化性能測(cè)試按PV1303標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，光照周期為5周期和10周期，試樣尺寸為145X45X3.2mm，采用AtlasCi4000水冷式氙燈老化儀進(jìn)行光照老化性能測(cè)試。材料的綜合力學(xué)性能通過(guò)測(cè)試所得的缺口沖擊強(qiáng)度、拉伸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度以及彎曲模量的數(shù)值進(jìn)行評(píng)判。材料的耐光照老化性能按照PV1303標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，在光照周期結(jié)束后根據(jù)材料表面的顏色前后變化的標(biāo)度AE的值來(lái)評(píng)判材料的耐光性等級(jí)。具體分為5級(jí)AE二0士0.2為5級(jí)；AE二0.8士0.2為4.5級(jí)；AE=1.7士0.3為4級(jí)，AE=2.5±0.35為3.5級(jí)；AE=3.4±0.4為3級(jí)；AE=4.8±0.5為2.5級(jí)；AE=6.8±0.6為2級(jí)；AE=9.6±0.7為1.5級(jí)；AE二13.6±1.0為1級(jí)。AE的數(shù)值越小，表示材料的耐光老化性能越好，耐光性等級(jí)也就越高。實(shí)施例配方及各項(xiàng)性能測(cè)試結(jié)果見(jiàn)下各表表1:實(shí)施例1-5及對(duì)比例1-4材料配方表(重量％)實(shí)施例1實(shí)施例2實(shí)施例3實(shí)施例4實(shí)施例5對(duì)比例1對(duì)比例2對(duì)比例3對(duì)比例4聚丙烯98.19867.967.957.997.867.867.857.8滑石粉2010402010405<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>各配方的測(cè)試結(jié)果參見(jiàn)表2:表2:實(shí)施例1-5及對(duì)比例1-4測(cè)試結(jié)果<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>從實(shí)施例1、2與對(duì)比例1，實(shí)施例3與對(duì)比例2，實(shí)施例4與對(duì)比例3以及實(shí)施例5與對(duì)比例4的對(duì)比中可以看出，無(wú)論是純聚丙烯還是有滑石粉填充的聚丙烯，或者是滑石粉與增韌劑復(fù)配的聚丙烯組合物體系，大分子量光穩(wěn)定劑HA88FD的加入確實(shí)比其它光穩(wěn)定劑如770、944對(duì)提高材料的耐光老化性能有更大的幫助，同時(shí)即使從成本方面考慮也可以發(fā)現(xiàn)HA88FD的添加量控制在0.2-0.3%左右就可以在光照5周期下使聚丙烯復(fù)合材料的耐光照等級(jí)達(dá)到最高等級(jí)5級(jí)的水平，而且此時(shí)聚丙烯組合物不僅具備良好的耐光老化性能，材料的物理力學(xué)性能也基本保持不變。而當(dāng)光照周期達(dá)到IO周期的超長(zhǎng)輻照的時(shí)候，這種大分子量光穩(wěn)定劑的優(yōu)勢(shì)就更加明顯，在其它光穩(wěn)定劑如770、944已經(jīng)出現(xiàn)耐光照等級(jí)小于3級(jí)的不合格狀態(tài)時(shí)，加有這種大分子量光穩(wěn)定劑的各種聚丙烯組合物仍能基本保持大于3級(jí)的表面良好狀態(tài)。權(quán)利要求一種耐光照老化性能的聚丙烯組合物，按以下重量百分比的原料配制而成聚丙烯55～99％無(wú)機(jī)填料0～42％增韌劑POE0～20％光穩(wěn)定劑0.1～0.5％抗氧劑0.1～1％其他助劑0～5％。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耐光照老化性能的聚丙烯組合物，其特征在于所述的聚丙烯為在230°CX2.16kg的測(cè)試條件下，為熔體流動(dòng)速率在0.560g/10min之間的均聚聚丙烯或嵌段共聚聚丙烯。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種耐光照老化性能的聚丙烯組合物，其特征在于所述的嵌段共聚丙烯的共聚單體為乙烯，其含量在410mol^的范圍內(nèi)；均聚聚丙烯的結(jié)晶度在70%以上，等規(guī)度大于99%。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耐光照老化性能的聚丙烯組合物，其特征在于所述的無(wú)機(jī)填料為滑石粉、碳酸鈣和硫酸鋇中的一種或幾種，其粒徑范圍均為120微米。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耐光照老化性能的聚丙烯組合物，其特征在于所述的增韌劑P0E為線形乙烯-辛烯共聚物，密度為0.880.90g/cm3，熔融指數(shù)為16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耐光照老化性能的聚丙烯組合物，其特征在于所述的抗氧劑包括主抗氧劑和輔抗氧劑，主抗氧劑為受阻酚和硫酯類抗氧劑中的一種或幾種；輔抗氧劑為亞磷酸鹽和酯類抗氧劑中的一種或幾種。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種耐光照老化性能的聚丙烯組合物，其特征在于主抗氧劑為3114、1010和DSTP中的一種或幾種；輔抗氧劑為618禾P168中一種或兩種。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耐光照老化性能的聚丙烯組合物，其特征在于所述的光穩(wěn)定劑的添加量為0.10.4%。9.根據(jù)權(quán)利要求1或8所述的一種耐光照老化性能的聚丙烯組合物，其特征在于所述的光穩(wěn)定劑是一種分子量為3000的低聚受阻胺類光穩(wěn)定劑HA88FD，其化學(xué)名稱為聚聽(tīng)，N，-1，2-二亞甲基)氨基]_1，3，5-三嗪^丁基-[(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)亞氨基]}，密度為0.45g/cc，軟化溫度為120-150°C。10.—種制備權(quán)利要求1所述的耐光照老化性能的聚丙烯組合物的方法，其特征在于如下所述(1)按權(quán)利要求1重量配比稱取原料；(2)將聚丙烯、無(wú)機(jī)填料、增韌劑POE、抗氧劑、光穩(wěn)定劑或其他助劑在高速混合器中干混35分鐘；(3)將混合的原料置于雙螺桿機(jī)中，經(jīng)熔融擠出，造粒，其工藝為一區(qū)190200°C，二區(qū)200210。C，三區(qū)210220°C，四區(qū)205215°C;整個(gè)擠出過(guò)程的停留時(shí)間為12分鐘，壓力為1218MPa。聚丙烯無(wú)機(jī)填料增韌劑P0E光穩(wěn)定劑抗氧劑全文摘要本發(fā)明公開(kāi)了一種耐光照老化性能的聚丙烯組合物，按以下重量百分比的原料配制而成聚丙烯55～99％無(wú)機(jī)填料0～42％增韌劑POE0～20％光穩(wěn)定劑0.1～0.5％抗氧劑0.1～1％其他助劑0～5％。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是1、本發(fā)明通過(guò)在聚丙烯組合物中添加一種大分子量受阻胺類光穩(wěn)定劑，使得所制得的聚丙烯復(fù)合材料具有較好的長(zhǎng)期耐光照老化特性。2、本發(fā)明所制得的聚丙烯組合物在保證材料耐光照老化性能的同時(shí)，材料的各項(xiàng)物理力學(xué)性能不受影響。3、本發(fā)明提出的改善聚丙烯組合物的耐光照老化性能的方法制備工藝非常簡(jiǎn)單、生產(chǎn)成本低。文檔編號(hào)C08K13/02GK101759922SQ20081020790公開(kāi)日2010年6月30日申請(qǐng)日期2008年12月26日優(yōu)先權(quán)日2008年12月26日發(fā)明者周文,張祥福,張鷹,蔡青申請(qǐng)人:上海普利特復(fù)合材料股份有限公司