CN103772812A

CN103772812A - 一种山梨醇类化合物作为聚丙烯耐寒剂的用途及含有山梨醇类化合物的耐寒聚丙烯

Info

Publication number: CN103772812A
Application number: CN201410004885.2A
Authority: CN
Inventors: 杨桂生; 俞飞
Original assignee: Hefei Genius New Materials Co Ltd
Current assignee: Hefei Genius New Materials Co Ltd
Priority date: 2014-01-06
Filing date: 2014-01-06
Publication date: 2014-05-07

Abstract

本发明提供了一种山梨醇类化合物作为聚丙烯耐寒剂的用途及含有山梨醇类化合物的耐寒聚丙烯。所述山梨醇类化合物为山梨醇苄叉衍生物类。将山梨醇类化合物加入到聚丙烯树脂中，可明显改善聚丙烯材料的低温韧性保持率。一般添加量为聚丙烯重量的0.3~1wt%就可使得聚丙烯材料的-30℃低温韧性保持率在50%以上，并同时提高其悬臂梁缺口冲击强度。

Description

一种山梨醇类化合物作为聚丙烯耐寒剂的用途及含有山梨醇类化合物的耐寒聚丙烯

技术领域

本发明属于高分子改性领域，特别涉及山梨醇类化合物的新用途以及一种含有山梨醇类化合物的耐寒聚丙烯。

背景技术

随着现代科技的发展，人们对材料性能的要求越来越高，尤其对通用塑料聚丙烯材料的要求更高。聚丙烯主要用于汽车、家电、管材、医疗、食品等领域。由于聚丙烯材料的低温韧性较差，如果用于低温环境就需要对其进行增韧改性以提高聚丙烯材料的低温韧性，常见的改善聚丙烯低温韧性的材料为三元乙丙橡胶（EPDM）、乙烯基弹性体（POE）、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯弹性体（SBS）、氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯弹性体（SEBS）。如：中国专利CN 1221607C利用SEBS增韧聚丙烯；中国专利CN 102311584 B、CN 102675745 A、CN 102516663 A都是利用POE增韧聚丙烯；中国专利CN 1119374 C利用EPDM和SBS增韧聚丙烯。上述聚丙烯中的增韧剂用量较大，一般为聚丙烯质量的10~40wt%，生产成本高。

山梨醇类化合物目前可用作聚烯烃材料的成核剂，使得聚烯烃材料的强度、模量、热变形有所提高。如“聚烯烃结晶成核剂的研究进展”（《石油化工》2011年第40卷第10期）中描述，将山梨醇类化合物作为主要的聚丙烯有机类成核剂使用。然而将其作为聚丙烯耐寒剂的概念，在本发明之前并未出现。本发明首次将山梨醇类化合物作为聚丙烯材料的耐寒剂使用，可明显改善聚丙烯材料的低温韧性。且用量低。

发明内容

本发明提供一种山梨醇类化合物作为聚丙烯耐寒剂的用途，显著提高聚丙烯材料的低温韧性保持率。

一种山梨醇类化合物作为聚丙烯耐寒剂的用途。

所述山梨醇类化合物为山梨醇苄叉衍生物类。

所述山梨醇苄叉衍生物类为二苄叉山梨醇、二（对乙基二苄叉）山梨醇、二（对甲基二苄叉）山梨醇和二（3，4-二甲基二苄叉）山梨醇。

本发明的另一个目的是提供一种耐寒聚丙烯材料，所述耐寒聚丙烯材料的组份包括聚丙烯与上述山梨醇类化合物，所述山梨醇类化合物的用量为聚丙烯重量的0.3~1%。

所述聚丙烯为无规、等规聚丙烯中的至少一种。

所述耐寒聚丙烯材料中还包括抗氧剂、润滑剂和光稳剂，所述抗氧剂占聚丙烯重量的0.2~0.5%，润滑剂占聚丙烯重量的0.1~0.3%，光稳剂占聚丙烯重量的0.1~0.3% 。

上述抗氧剂选用四[β-（3,5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯（抗1010）和三[2,4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯（抗168）进行复配使用；润滑剂为乙撑双硬脂酰胺（EBS）；光稳剂为受阻胺光稳定剂2,2,6,6-四甲基-4-哌啶醇硬脂酸酯低聚丙烯混合物（UV-3853PP5）和2-（2-羟基-5-叔幸基苯基）苯并三唑（UV-5411）按质量比为1：1复配使用。

耐寒聚丙烯材料的制备是将所有组份一起进行混合、挤出造粒而得。

本发明的有益之处：

1、本发明将山梨醇类化合物首次作为聚丙烯耐寒剂使用，对聚丙烯低温韧性的保持有着显著的效果。

2、本发明将山梨醇类化合物作为聚丙烯耐寒剂使用，其用量少，仅为聚丙烯重量的0.3~1%，成本低。

3、拓宽了山梨醇类化合物的使用范围，以往山梨醇类化合物主要作为聚丙烯的成核剂使用。

具体实施方式

下面结合一些实施例与对比例对本发明作进一步说明。

实施例以及对比例中用到的材料有：

无规聚丙烯 PPR B8101 中石化燕山石化；

等规聚丙烯 PP B-M30-V 中石化扬子石化；

等规聚丙烯 PP BX3800 韩国SK；

耐寒剂A NX8000 美国美利肯；

耐寒剂B TMB-5山西化工研究院；

耐寒剂C SKC-Y3988 湖北松滋树脂厂；

抗氧剂A Irganox1010 瑞士汽巴精化；

抗氧剂B Irganox168 瑞士汽巴精化；

润滑剂 EBS印尼朝阳化学有限公司；

光稳剂A UV-3853PP5 美国氰特；

光稳剂B UV-5411 美国氰特；

增韧剂A POE ENGAGE8842 美国陶氏；

增韧剂B POE LC670 韩国LG。

以下悬臂梁缺口冲击强度执行GB/T 1843，其低温条件为-30℃、3小时；低温韧性保持率=（23℃的冲击强度/-30℃的冲击强度）*100%。

本发明所列出的实施例只是本发明的典型实施例，然本发明的保护范围不局限于此。

实施例1

将重量份为100份的无规聚丙烯PPR B8101，0.3份的耐寒剂NX8000，0.1份的抗氧剂Irganox1010，0.1份的抗氧剂Irganox168，0.1份的润滑剂EBS，0.05份的光稳剂UV-3853PP5，0.05份的光稳剂UV-5411经高混机混合均匀后，经双螺杆挤出机挤出造粒得耐寒聚丙烯材料；然后将其注塑成标准样条，在温度为23℃±2℃和湿度为RH50%±5%的条件下放置至少24小时，再进行悬臂梁缺口冲击测试与低温韧性保持率试验，测试结果见表1。

实施例2

将重量份为100份的等规聚丙烯PP B-M30-V，1份的耐寒剂SKC-Y3988，0.2份的抗氧剂Irganox1010，0.3份的抗氧剂Irganox168，0.3份的润滑剂EBS，0.15份的光稳剂UV-3853PP5，0.15份的光稳剂UV-5411经高混机混合均匀后，经双螺杆挤出机挤出造粒得耐寒聚丙烯材料；然后将其注塑成标准样条，在温度为23℃±2℃和湿度为RH50%±5%的条件下放置至少24小时，再进行悬臂梁缺口冲击测试与低温韧性保持率试验，测试结果见表1。

实施例3

将重量份为100份的等规聚丙烯PP BX3800，0.7份的耐寒剂TMB-5，0.2份的抗氧剂Irganox1010，0.2份的抗氧剂Irganox168，0.2份的润滑剂EBS，0.1份的光稳剂UV-3853PP5，0.1份的光稳剂UV-5411经高混机混合均匀后，经双螺杆挤出机挤出造粒得耐寒聚丙烯材料；然后将其注塑成标准样条，在温度为23℃±2℃和湿度为RH50%±5%的条件下放置至少24小时，再进行悬臂梁缺口冲击测试与低温韧性保持率试验，测试结果见表1。

对比例1

将重量份为100份的无规聚丙烯PPR B8101，0.1份的抗氧剂Irganox1010，0.1份的抗氧剂Irganox168，0.1份的润滑剂EBS，0.05份的光稳剂UV-3853PP5，0.05份的光稳剂UV-5411经高混机混合均匀后，经双螺杆挤出机挤出造粒得改性聚丙烯材料；然后将其注塑成标准样条，在温度为23℃±2℃和湿度为RH50%±5%的条件下放置至少24小时，再进行悬臂梁缺口冲击测试与低温韧性保持率试验，测试结果见表1。

对比例2

将重量份为100份的等规聚丙烯PP B-M30-V，0.2份的抗氧剂Irganox1010，0.3份的抗氧剂Irganox168，0.3份的润滑剂EBS，0.15份的光稳剂UV-3853PP5，0.15份的光稳剂UV-5411经高混机混合均匀后，经双螺杆挤出机挤出造粒得改性聚丙烯材料；然后将其注塑成标准样条，在温度为23℃±2℃和湿度为RH50%±5%的条件下放置至少24小时，再进行悬臂梁缺口冲击测试与低温韧性保持率试验，测试结果见表1。

对比例3

将重量份为100份的等规聚丙烯PP BX3800，0.2份的抗氧剂Irganox1010，0.2份的抗氧剂Irganox168，0.2份的润滑剂EBS，0.1份的光稳剂UV-3853PP5，0.1份的光稳剂UV-5411经高混机混合均匀后，经双螺杆挤出机挤出造粒得改性聚丙烯材料；然后将其注塑成标准样条，在温度为23℃±2℃和湿度为RH50%±5%的条件下放置至少24小时，再进行悬臂梁缺口冲击测试与低温韧性保持率试验，测试结果见表1。

表-1 实施例1~3和对比例1~3的性能

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从以上实施例1~3和对比例1~3可看出，本发明制备的聚丙烯材料中加入了耐寒剂山梨醇类化合物，使得聚丙烯材料的低温韧性保持率都在50%以上，而对比例1-3中均未加耐寒剂山梨醇类化合物，则制备的聚丙烯材料的低温韧性保持率不到30%。

本发明制备的聚丙烯材料不管在正常温度下还是低温条件下，其悬臂梁缺口冲击均优越于没加耐寒剂的聚丙烯材料。

实施例4

将重量份为100份的等规聚丙烯PP B-M30-V，0.5份的耐寒剂TMB-5，0.2份的抗氧剂Irganox1010，0.2份的抗氧剂Irganox168，0.25份的润滑剂EBS，0.15份的光稳剂UV-3853PP5，0.15份的光稳剂UV-5411经高混机混合均匀后，经双螺杆挤出机挤出造粒得耐寒聚丙烯材料；然后将其注塑成标准样条，在温度为23℃±2℃和湿度为RH50%±5%的条件下放置至少24小时，再进行悬臂梁缺口冲击测试与低温韧性保持率试验，测试结果见表2。

对比例4

将重量份为100份的等规聚丙烯PP B-M30-V，10份的增韧剂POE ENGAGE8842，0.5份的耐寒剂TMB-5，0.2份的抗氧剂Irganox1010，0.2份的抗氧剂Irganox168，0.25份的润滑剂EBS，0.15份的光稳剂UV-3853PP5，0.15份的光稳剂UV-5411经高混机混合均匀后，经双螺杆挤出机挤出造粒得耐寒聚丙烯材料；然后将其注塑成标准样条，在温度为23℃±2℃和湿度为RH50%±5%的条件下放置至少24小时，再进行悬臂梁缺口冲击测试与低温韧性保持率试验，测试结果见表2。

对比例5

将重量份为100份的等规聚丙烯PP B-M30-V，40份的增韧剂POE LC670，0.5份的耐寒剂NX8000，0.2份的抗氧剂Irganox1010，0.2份的抗氧剂Irganox168，0.25份的润滑剂EBS，0.15份的光稳剂UV-3853PP5，0.15份的光稳剂UV-5411经高混机混合均匀后，经双螺杆挤出机挤出造粒得耐寒聚丙烯材料；然后将其注塑成标准样条，在温度为23℃±2℃和湿度为RH50%±5%的条件下放置至少24小时，再进行悬臂梁缺口冲击测试与低温韧性保持率试验，测试结果见表2。

对比例6

将重量份为100份的等规聚丙烯PP B-M30-V，10份的增韧剂POE ENGAGE8842，0.2份的抗氧剂Irganox1010，0.2份的抗氧剂Irganox168，0.25份的润滑剂EBS，0.15份的光稳剂UV-3853PP5，0.15份的光稳剂UV-5411经高混机混合均匀后，经双螺杆挤出机挤出造粒得改性聚丙烯材料；然后将其注塑成标准样条，在温度为23℃±2℃和湿度为RH50%±5%的条件下放置至少24小时，再进行悬臂梁缺口冲击测试与低温韧性保持率试验，测试结果见表2。

表2 实施例4和对比例4~6的性能

从以上实施例4和对比例6可看出，传统的增韧剂对聚丙烯的增韧效果与本发明的耐寒剂相比，在常温条件下增韧效果相当，但在低温条件下，本发明制备的耐寒聚丙烯材料的悬臂梁缺口冲击与韧性保持率均较对比例6中用增韧剂进行改性聚丙烯材料的要高。如果将传统的增韧剂与本发明的耐寒剂复配使用，如对比例4和对比例5，其悬臂梁缺口冲击与韧性保持率均比两者单独使用的效果好，其低温韧性保持率可达60%以上。

Claims

1.一种山梨醇类化合物作为聚丙烯耐寒剂的用途。

2.根据权利要求1所述的用途，其特征在于：所述山梨醇类化合物为山梨醇苄叉衍生物类。

3.根据权利要求2所述的用途，其特征在于：所述山梨醇苄叉衍生物类为二苄叉山梨醇、二（对乙基二苄叉）山梨醇、二（对甲基二苄叉）山梨醇和二（3，4-二甲基二苄叉）山梨醇。

4.一种耐寒聚丙烯材料，其特征在于：所述耐寒聚丙烯材料的组份包括聚丙烯与上述权利要求1-3任一项所述的山梨醇类化合物，所述山梨醇类化合物的用量为聚丙烯重量的0.3~1%。

5.根据权利要求4所述的耐寒聚丙烯材料，其特征在于：所述聚丙烯为无规、等规聚丙烯中的至少一种。

6.根据权利要求4所述的耐寒聚丙烯材料，其特征在于：所述耐寒聚丙烯材料中还包括抗氧剂、润滑剂和光稳剂，所述抗氧剂占聚丙烯重量的0.2~0.5%，润滑剂占聚丙烯重量的0.1~0.3%，光稳剂占聚丙烯重量的0.1~0.3% 。

7.根据权利要求6所述的耐寒聚丙烯材料，其特征在于：所述抗氧剂选用四[β-（3,5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯和三[2,4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯；所述润滑剂为乙撑双硬脂酰胺；所述光稳剂为2,2,6,6-四甲基-4-哌啶醇硬脂酸酯低聚丙烯混合物和2-（2-羟基-5-叔幸基苯基）苯并三唑按质量比为1：1复配而成。