CN101824187A - 高耐热耐水蒸气的聚丙烯材料 - Google Patents

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谢荣海
陈静
周容
孙佳
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Abstract

本发明涉及一种高耐热耐水蒸气的聚丙烯材料，包括聚丙烯、矿物填充剂、加工助剂和改性助剂，改性助剂包括耐热抗氧剂、耐水解剂和抗铜害剂，较佳地，聚丙烯为70～90重量份，矿物填充剂为10～30重量份，加工助剂0.5～1.5重量份，改性助剂为0.5～1.0重量份，其中耐热抗氧剂为0.2～0.4重量份，耐水解剂为0.2～0.3重量份，抗铜害剂为0.1～0.2重量份，耐热抗氧剂为高活性的受阻酚抗氧剂和/或硫代酯类抗氧剂；耐水解剂为耐水解的高性能亚磷酸酯助剂；抗铜害剂为酰胺类抗铜害剂，本发明的高耐热耐水蒸气的聚丙烯材料不仅强度高、刚性好，而且耐热性能高，耐水解性能高，从而延长使用寿命，降低使用成本，适于工业化规模生产、推广应用于有耐热及耐水蒸气要求的各类产品中。

Description

高耐热耐水蒸气的聚丙烯材料
技术领域
本发明涉及高分子材料技术领域，特别涉及聚丙烯材料技术领域，具体是指一种高耐热耐水蒸气的聚丙烯材料。
背景技术
聚丙烯在无氧的条件下具有很好的稳定性，但由于聚丙烯结构存在叔碳原子，在造粒加工、贮存和使用过程中，受热、氧、光的作用易老化降解，甚至失去优良的综合物理机械性能和使用价值。为了抑制和延缓聚丙烯的氧化降解，保持聚丙烯的分子量不变，通常在聚合反应之后且在分离干燥和储存之前就必须进行稳定化处理，在造粒阶段加入抗氧剂，是提高聚丙烯抗氧性的简便有效途径。
另外，一些常用的亚磷酸酯类助剂的缺点是对水解的敏感性。水解反应的通用机理描述如下：
P(OR′)3+H2O→PH(OR′)2+R′OH(2)
O＝PH(OR′)2+H2O→O＝PH(OR′)OH+R′OH(3)
O＝PH(OR′)OH+H2O→O＝PH(OH)2+R′OH(4)
很明显，释出了醇或酚，亚磷酸酯变换为酸性成分。由于这种水解在酸性介质中可以被催化，整个反应链会自动加速，水解会自动导致亚磷酸酯性能的损失。
因此虽然目前聚丙烯填充耐热材料已较普遍，但在此基础上生产一种高耐热耐水蒸气的聚丙烯材料则主要面临如下问题：
因为聚丙烯材料本身的耐热、耐水解性较差，且一些常用的耐热抗氧剂本身的耐水解性也较差，另外添加了较大量的矿物填充料后会使材料的耐热及耐水解性更为降低，同时在水蒸气环境中，因水分的阻隔，氧化和自由基数量较少，反应更多的停止在高分子生成极性基团和氧化降解方面，故性能下降幅度较大。为了使聚丙烯在较严酷的测试条件下，同时达到较高的耐热及耐水解性，则其中添加的耐热抗氧剂、耐水解剂及抗铜害剂的复合体系必须进行优化，因此在开发此高耐热耐水蒸气的聚丙烯材料时需重点考虑以上方面的耐热及耐水解的兼顾问题。
发明内容
本发明的目的是克服上述现有技术中的缺点，提供一种高耐热耐水蒸气的聚丙烯材料，该聚丙烯材料不仅强度高、刚性好，而且耐热性能高，耐水解性能高，从而延长使用寿命，降低使用成本，适于工业化规模生产、推广应用于有耐热及耐水蒸气要求的各类产品中。
为了实现上述目的，本发明的高耐热耐水蒸气的聚丙烯材料，包括聚丙烯、矿物填充剂和加工助剂，其特点是，所述的高耐热耐水蒸气的聚丙烯材料还包括改性助剂，所述改性助剂包括耐热抗氧剂、耐水解剂和抗铜害剂。
较佳地，所述聚丙烯为70～90重量份，所述矿物填充剂为10～30重量份，所述改性助剂为0.5～1.0重量份，所述加工助剂为0.5～1.5重量份。
更佳地，所述聚丙烯为80重量份，所述矿物填充料为20重量份，所述改性助剂为0.7重量份，所述加工助剂为1.1重量份；或者，所述聚丙烯为90重量份，所述矿物填充料为10重量份，所述改性助剂为0.5重量份，所述加工助剂为0.8重量份；或者，所述聚丙烯为70重量份，所述矿物填充料为30重量份，所述改性助剂为0.9重量份，所述加工助剂为1.3重量份。
较佳地，所述耐热抗氧剂为0.2～0.4重量份，所述耐水解剂为0.2～0.3重量份，所述抗铜害剂为0.1～0.2重量份。
更佳地，所述耐热抗氧剂为0.3重量份，所述耐水解剂为0.2重量份，所述抗铜害剂为0.2重量份；或者，所述耐热抗氧剂为0.2重量份，所述耐水解剂为0.2重量份，所述抗铜害剂为0.1重量份；或者，所述耐热抗氧剂为0.4重量份，所述耐水解剂为0.3重量份，所述抗铜害剂为0.2重量份。
较佳地，所述耐热抗氧剂为高活性的受阻酚抗氧剂和/或硫代酯类抗氧剂；所述耐水解剂为耐水解的高性能亚磷酸酯助剂；所述抗铜害剂为酰胺类抗铜害剂。
比如，耐热抗氧剂可以是抗氧剂1330、抗氧剂3114、抗氧剂2777、抗氧剂1076、硫代酯类抗氧剂DSTP、硫代酯类抗氧剂DLTP的一种或几种；耐水解剂可以是亚磷酸酯ST-636、亚磷酸酯619E、亚磷酸酯PEP-36等的一种或几种；抗铜害剂可以是抗铜害剂PS802、抗铜害剂MD-697、抗铜害剂HCA等的一种或几种。
较佳地，所述聚丙烯为中熔指聚丙烯，所述矿物填充剂为无机矿物材料。
更佳地，所述中熔指聚丙烯包括中熔指的均聚或共聚聚丙烯的一种或几种。熔指一般为10左右。
更佳地，所述无机矿物材料包括滑石粉、碳酸钙、硅灰粉的一种或几种。
较佳地，所述加工助剂包括润滑剂和分散剂的一种或几种。
更佳地，所述润滑剂是有机硅系材料润滑剂和硬酯酸类润滑剂；所述分散剂是硬脂酸类分散剂。
本发明的有益效果具体如下：
1、本发明在聚丙烯、矿物填充剂和加工助剂中通过加入改性助剂，即耐热抗氧剂及耐水解助剂，并复配抗铜害剂，从而使得制得的一种高耐热耐水蒸气的聚丙烯材料同时兼有高耐热及耐水解性，从而延长使用寿命，降低使用成本，且强度高，刚性高，适于工业化规模生产、大规模推广应用。
2、本发明采用中熔指的聚丙烯作为改性基料，使最终材料具有良好的流动性，能够做到易于制备大型或薄壁部件，同时可降低注塑料温度，对降低产品综合能耗有较大的帮助，适于工业化规模生产、大规模推广应用。
3、本发明采用商品化牌号丰富的聚丙烯、矿物填充剂、改性助剂及各类加工助剂，成本较进口料有较大幅度的降低，适于工业化规模生产、大规模推广应用。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的技术内容，特举以下实施例详细说明。
按下表，将聚丙烯、矿物填充剂、改性助剂比例进行称量，并加入一定量的加工助剂：
Figure GSA00000073982800031
以上混合物经混合均匀后，在高速混合机中混合1～3分钟，通过双螺杆挤机造粒生产，树脂温度小于240度，生产结束后在压片机上制成50～60微米的薄片进行以下测试：。
上述实施例制备的高耐热耐水蒸气的聚丙烯材料以及矿物填充的耐热级和普通级聚丙烯材料测试结果如下：
  测试项目 测试条件 配比1 配比2 配比3  矿物填充(耐热级聚丙烯)  矿物填充(普通级聚丙烯)
  耐热性   150℃  ≥600小时   ≥600小时  ≥600小时  ≥600小时  ≥200小时
  耐水解性   149℃，相对湿度100％ ≥400小时 ≥400小时 ≥400小时 ≤200小时 ≤200小时
上述实施例制备的高耐热耐水蒸气的聚丙烯材料经造粒后制样与普通聚丙烯材料进行物性对比，数据如下：
序号 材料名称 测试方法   普通均聚聚丙烯 配比1 配比2 配比3
  1  抗弯强度(Mpa)   ISO178   38   47   49   50
序号 材料名称 测试方法   普通均聚聚丙烯 配比1 配比2 配比3
2 抗弯模量(Mpa)   ISO178   1350   2700   3800   4600
综上，本发明的高耐热耐水蒸气的聚丙烯材料不仅强度高、刚性好，而且耐热性能高，耐水解性能高，从而延长使用寿命，降低使用成本，适于工业化规模生产、大规模推广应用。
在此说明书中，本发明已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以作出各种修改和变换而不背离本发明的精神和范围。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。

Claims (10)

1.一种高耐热耐水蒸气的聚丙烯材料，包括聚丙烯、矿物填充剂和加工助剂，其特征在于，所述的高耐热耐水蒸气的聚丙烯材料还包括改性助剂，所述改性助剂包括耐热抗氧剂、耐水解剂和抗铜害剂。
2.根据权利要求1所述的高耐热耐水蒸气的聚丙烯材料，其特征在于，所述聚丙烯为70～90重量份，所述矿物填充剂为10～30重量份，所述改性助剂为0.5～1.0重量份，所述加工助剂为0.5～1.5重量份。
3.根据权利要求2所述的高耐热耐水蒸气的聚丙烯材料，其特征在于，所述聚丙烯为80重量份，所述矿物填充料为20重量份，所述改性助剂为0.7重量份，所述加工助剂为1.1重量份；或者，所述聚丙烯为90重量份，所述矿物填充料为10重量份，所述改性助剂为0.5重量份，所述加工助剂为0.8重量份；或者，所述聚丙烯为70重量份，所述矿物填充料为30重量份，所述改性助剂为0.9重量份，所述加工助剂为1.3重量份。
4.根据权利要求1所述的高耐热耐水蒸气的聚丙烯材料，其特征在于，所述耐热抗氧剂为0.2～0.4重量份，所述耐水解剂为0.2～0.3重量份，所述抗铜害剂为0.1～0.2重量份。
5.根据权利要求1所述的高耐热耐水蒸气的聚丙烯材料，其特征在于，所述耐热抗氧剂为高活性的受阻酚抗氧剂和/或硫代酯类抗氧剂；所述耐水解剂为耐水解的高性能亚磷酸酯助剂；所述抗铜害剂为酰胺类抗铜害剂。
6.根据权利要求1所述的高耐热耐水蒸气的聚丙烯材料，其特征在于，所述聚丙烯为中熔指聚丙烯，所述矿物填充剂为无机矿物材料。
7.根据权利要求6所述的高耐热耐水蒸气的聚丙烯材料，其特征在于，所述中熔指聚丙烯包括中熔指的均聚或共聚聚丙烯的一种或几种。
8.根据权利要求6所述的高耐热耐水蒸气的聚丙烯材料，其特征在于，所述无机矿物材料包括滑石粉、碳酸钙、硅灰粉的一种或几种。
9.根据权利要求1所述的高耐热耐水蒸气的聚丙烯材料，其特征在于，所述加工助剂包括润滑剂和分散剂的一种或几种。
10.根据权利要求9所述的高耐热耐水蒸气的聚丙烯材料，其特征在于，所述润滑剂是有机硅系材料润滑剂和硬酯酸类润滑剂；所述分散剂是硬脂酸类分散剂。
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