CN103382274A - 一种嵌段共聚聚丙烯复合添加剂 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种嵌段共聚聚丙烯（PPB）用复合添加剂，它用于改善嵌段共聚聚丙烯（PPB）性能，使嵌段共聚聚丙烯（PPB）能够代替无规共聚聚丙烯（PPR）生产冷热水管材和化工管材。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份抗氧剂、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制成的粒状混合物。本发明提供的助剂可以提高嵌段共聚聚丙烯的耐热性能、流动性能、抗冲击性能、耐老化性能、加工性能、抗蠕变性能等。

Description

一种嵌段共聚聚丙烯复合添加剂

技术领域

本发明属于塑料助剂技术领域，特别涉及一种嵌段共聚聚丙烯树脂专用助剂。 

背景技术

聚丙烯冷热水管一般使用无规共聚聚丙烯（简称PPR）生产，具有优异的抗冲击性能、耐压性能、最适宜使用温度是10-70℃, 20世纪90年代以来，中国PPR市场增长快速，但是因PPR产量严重不足、价格高，大量的生产厂家采用普通聚丙烯代替PPR使用，其产品缺口冲击强度极低，耐冲击性能差，热膨胀系数大、蠕变明显、抗紫外线性能差等等。采用成核剂、加工助剂对无规共聚聚丙烯进行改性的报道很多，中国专利200710030726.X公开了β成核剂改性无规共聚聚丙烯管材专用料及其制备方法，提高无规共聚聚丙烯的一些性能，但其基材料是无规共聚聚丙烯。但目前国内因无规共聚聚丙烯的货源少，所以要找其性质功能与其相似的代用品，但仍没有理想的代用品。 

发明内容

    本发明的目的是提供一种嵌段共聚聚丙烯复合添加剂，它能改善嵌段共聚聚丙烯的抗冲击性能、耐候性能、耐冷热水性、刚性和硬度，达到冷热水管材用料的质量要求，代替PPR使用。 

本发明通过以下方法实现：5-10份加工助剂、20-40份长效抗氧剂、10-30份抗氧剂、10-20份成核剂、10-30份硬脂酸盐、5-20份超细滑石粉，按比例配料后在反应釜内加热搅拌，熔融后挤出冷却造粒，造粒料即为本发明的助剂。 

为了更好体现本发明，所述嵌段共聚聚丙烯乙烯含量在5-12%之间，熔体流动速率融体流动速率0.1-5g/10min（230℃,4.16kg），最好的添加方式是在聚丙烯装置造粒前加入。 

所述加工助剂为氟橡胶聚合物或氧化聚乙烯聚合物，氟橡胶聚合物是一种含氟聚合物为基础的一系列聚合物加工助剂产品,如1,1,2,3,3,3-六氟-1-丙烯与1,1-二氟乙烯的聚合物；氧化聚乙烯蜡是含有羰基的低分子量乙烯-醋酸乙烯共聚物。 

所述长效抗氧剂：是1330、1010等的一种或多种复配而成，其主要成分是高分子量受阻酚抗氧剂，如：1，3，5-三甲基-2，4，6-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯甲基）苯等。 

所述抗氧剂为：168或B225、B215等的一种或多种复配而成，168主要成分是：亚磷酸酯类抗氧剂，B215、B225是1010与168的混合物。 

所述成核剂为：山梨醇类、磷酸类、β成核剂、苯甲酸盐、白炭黑等中的一种或几种。 

所述硬脂酸盐为：硬脂酸锌、硬脂酸钙、硬脂酸镁等硬脂酸盐的一种或多种。 

本发明采用嵌段共聚聚丙烯为基材，通过添加成核剂改变嵌段共聚聚丙烯的结晶度和晶粒大小、形态，加快结晶速率，提高力学性能；添加含氟加工助剂，有利于改善材料的加工性能，改善制品的表面光泽度，减少设备的磨损；添加长效抗氧剂提高制品的耐热水冲刷性能，保持制品长期耐候性能。有效提高了材料的产品缺口冲击强度，耐冲击性能，热膨胀系数、蠕变、抗紫外线、耐热水冲刷等性能，各指标达到甚至超出PPR的性能，可以完全代替PPR材料使用。 

本发明与现有技术相比，具有如下突出优点：嵌段聚丙烯本身具有具有高刚性，较高抗冲击性能，通过添加本发明助剂后，其加工性能、抗冲击性能进一步提高，相比PPR而言，具有生产工艺控制简单（嵌段比无规聚合好控制）、熔融指数范围大（PPR一般0.1-0.5）、原料可选择丰富（生产厂家多、牌号多），其性能完全达到甚至超过无规聚丙烯的性能，完全可以取代PPR用于冷热水管。 

具体实施方式

实施例1 

将20份抗氧剂B215、5份氟橡胶加工助剂、10份氧化聚乙烯蜡、30份长效抗氧剂1330、10份β成核剂、5份白炭黑、15份硬脂酸钙、5份超细滑石粉按比例配料后在反应釜内加热搅拌，加热温度140±5℃，熔融后挤出冷却造粒。

将0.85%的上述造粒料添加到嵌段聚丙烯粉料，通过混合、熔融、挤出、切粒、冷却后即为冷热水嵌段聚丙烯管材料，再经配色（可不配色）、熔融后经模具挤出、冷却定型后即为冷热水PPB管。 

本实例助剂配方适合石化企业，在聚合装置造粒工序添加本发明助剂，添加后经计量、混合、熔融、塑化、挤出、造粒等工序生产PPB管材专用料，具有高抗冲击性能、高模量、长效耐候等性能，实例分析数据见表3. 

 实施例2

将25份抗氧剂B225、5份氟橡胶加工助剂、5份氧化聚乙烯蜡加工助剂、30份长效抗氧剂1330、10份β成核剂、5份白炭黑、10份苯甲酸钠、10份超细滑石粉按比例配料后在反应釜内加热搅拌，加热温度140±5℃，熔融后挤出冷却造粒。

将0.8%的上述造粒料添加到嵌段聚丙烯粒料，通过混合、熔融、挤出、切粒、冷却后即为冷热水嵌段聚丙烯管材料，再经配色（可不配色）、熔融后经模具挤出、冷却定型后即为冷热水PPB管。 

本实例助剂配方适合大型管材生产企业、改性塑料生产企业，将普通嵌段共聚聚丙烯粒料添加本发明助剂，经计量、混合、熔融、塑化、挤出、造粒等工序生产PPB管材专用料，具有高抗冲击性能、高模量、长效耐候等性能，实例分析数据见表1. 

实施例3

将10份抗氧剂B215、5份氟橡胶加工助剂、20份长效抗氧剂1010、20份长效抗氧剂1330、10份山梨醇类成核剂、5份白炭黑、10份苯甲酸钠、10份超细滑石粉、10份硬脂酸锌，按例配料后在反应釜内加热搅拌，加热温度150±5℃，熔融后挤出冷却造粒。

将0.85%的上述造粒料添加到嵌段聚丙烯粒料，通过混合、熔融、挤出、切粒、冷却后即为冷热水嵌段聚丙烯管材料，再经配色（可不配色）、熔融后经模具挤出、冷却定型后即为冷热水PPB管。 

本实例助剂配方适合一般的管材生产企业、改性塑料生产企业，将普通嵌段共聚聚丙烯粒料添加本发明助剂，经计量、混合、熔融、塑化、挤出、造粒等工序生产PPB管材专用料，原料要求不高，可选择原料牌号多，熔融指数范围宽，助剂具有一定的成本优势，产品抗冲击性能、模量、耐候性能等较高，可以代替PPR使用，实例分析数据见表1. 

由于实施例1、实施例2涉及β成核，所以在加工过程，工艺温度的控制极为重要，β核的形成对产品性能影响极大。

上述为本发明的较优实施方式，但本发明的实施方式不受上述方式的限制，其他如何未背离本发明的精神实质与原理下所做的改变、替代、组合、简化，都在本发明的保护范围之内。 

Claims (10)

1.一种嵌段共聚聚丙烯复合添加剂，按助剂重量份计包括：5-10份加工助剂、20-40份长效抗氧剂、10-30份抗氧剂、10-20份成核剂、10-30份硬脂酸盐、5-20份超细滑石粉。

2.根据权利要求1所述的一种嵌段共聚聚丙烯复合添加剂，其特征在于：将所述助剂混合均匀后通过熔融造粒制成粒状混合物。

3.根据权利要求1所述的一种嵌段共聚聚丙烯复合添加剂，其特征在于：所述加工助剂为一种含氟橡胶聚合物或氧化聚乙烯蜡的一种或两种，含氟橡胶聚合物如：1,1,2,3,3,3-六氟-1-丙烯与1,1-二氟乙烯的聚合物， 氧化聚乙烯蜡是含有羰基的低分子量乙烯-醋酸乙烯共聚物。

4.根据权利要求1所述的一种嵌段共聚聚丙烯复合添加剂，其特征在于：所述长效抗氧剂为高分子量受阻酚类抗氧剂1330或抗氧剂1010的一种或两种，抗氧剂1330为：1，3，5-三甲基-2，4，6-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯甲基）苯；抗氧剂1010为：四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯。

5.根据权利要求1所述的一种嵌段共聚聚丙烯复合添加剂，其特征在于：所述抗氧剂为168或B225、B215的一种或多种复配而成，其中：168是一种辅助抗氧剂，如三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯，是1010的最有效协同抗氧剂；B215是抗氧剂1010与168按1:2比例复配的混合物，B225是抗氧剂1010与168按1:1比例复配的混合物。

6.根据权利要求1所述的一种嵌段共聚聚丙烯复合添加剂，其特征在于：所述成核剂为：山梨醇类、磷酸类、β成核剂、苯甲酸盐中的一种或几种。

7.根据权利要求1所述的一种嵌段共聚聚丙烯复合添加剂，其特征在于：所述硬脂酸盐为：硬脂酸锌、硬脂酸钙、硬脂酸镁的一种或多种。

8.根据权利要求1所述的一种嵌段共聚聚丙烯复合添加剂，其特征在于：所述超微细滑石粉为：3000目以上微细滑石粉、纳米级滑石粉。

9.根据权利要求1所述的一种嵌段共聚聚丙烯复合添加剂，其特征在于：所述嵌段共聚聚丙烯树脂为丙烯乙烯嵌段共聚物，共聚物中乙烯含量5-12%，在230℃,4.16kg条件下，融体流动速率0.1-5g/10min，包括粉料和粒料。

10.根据权利要求2所述的一种嵌段共聚聚丙烯复合添加剂，其特征是将所述的粒状混合物按0.4-1.0%的比例添加到嵌段共聚聚丙烯粉料或粒料，混合均匀后，经熔融挤出造粒，即可得冷热水用嵌段共聚聚丙烯管材料。