CN104558809A - 一种抗热氧老化聚丙烯复合物及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于高分子材料技术领域，特别涉及一种抗热氧老化聚丙烯复合物及其制备方法，按重量百分比计，包含以下基材组分：聚丙烯树脂52-99.4％、填充剂0-30％、弹性体0-15％、复合主抗氧剂0.2-1％、辅助抗氧剂0.2-1％、加工助剂0.2-1％。本发明采用受阻酚和半受阻酚的组合物来作为主抗氧剂，半受阻酚抗氧剂因分子中苯环上酚羟基中的两个邻位一个被叔丁基取代，另一个则被甲基取代，因此其空间位阻相比受阻酚抗氧剂大大减小，从而捕捉自由基的效率显著提高，不仅能保证材料具有良好的抗热氧老化性能，同时还能消除极端加工过程中产生的自由基，从而保证最终聚丙烯零部件的抗热氧老化性能。

Description

一种抗热氧老化聚丙烯复合物及其制备方法
技术领域
本发明属于高分子材料技术领域，特别涉及一种抗热氧老化聚丙烯复合物及其制备方法。
背景技术
随着石油化工工业的迅猛发展，聚丙烯材料以其高性价比的优势渐渐替代传统的ABS、PC/ABS、PBT以及PA等工程塑料，在汽车内外饰材料中得到了广泛的应用。
为满足汽车内外饰所必须的热老化要求，通常汽车内饰聚丙烯材料在生产过程中都需要添加一定量的热稳定剂，保证汽车在使用年限内的零部件热老化要求。在现有的聚丙烯抗热氧老化技术中，通常主抗氧剂选用对称型的受阻酚类抗氧剂，这种抗氧剂由于分子中苯环上酚羟基的两个邻位被叔丁基取代，因此其空间位阻很大，不易被氧化，可以长时间发挥消除自由基的作用，起到长效抗热氧老化的作用，但缺点是酚羟基空间位阻太大，导致极端注塑工艺条件下酚羟基不能在短时间内迅速消除注塑过程中高温高剪切所产生的大量自由基，因此传统技术单独添加受阻酚类抗氧剂作为主抗氧剂不能高效消除加工过程中产生的自由基，导致聚丙烯注塑的零部件后期抗热氧老化效果很差。而且，聚丙烯粒子在注塑机内塑化注塑成零部件过程中也会由于注塑机和模具内的高温高剪切的作用而产生降解，并消耗大量的热稳定剂，这使得聚丙烯注塑的汽车零部件在后续使用过程中的热氧老化性能严重下降。
发明内容
本发明的目的是提供一种抗热氧老化聚丙烯复合物,采用受阻酚和半受阻酚的组合物来作为主抗氧剂，不仅能保证材料具有良好的抗热氧老化性能，同时还能有效消除极端加工过程中产生的自由基，从而保证最终聚丙烯零部件的抗热氧老化性能。
本发明的另一个目的是提供上述抗热氧老化聚丙烯复合物的制备方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种抗热氧老化聚丙烯复合物，其特征在于：按重量百分比计，包含以下基材组分：
优选的，所述聚丙烯树脂按重量百分比计，占基材总组分的52-85％；
优选的，所述填充剂按重量百分比计，占基材总组分的10-30％；
优选的，所述弹性体按重量百分比计，占基材总组分的5-15％。在配方体
系中加入了填充剂和弹性体后能改善聚丙烯的韧性和抗热氧老化性能。
所述聚丙烯树脂为熔体流动速率为1～100g/10min的均聚聚丙烯、无规共聚聚丙烯中的一种或其混合物。
所述填充剂为滑石粉、碳酸钙、硫酸钡中的一种或几种的混合物。
所述弹性体为乙烯-丙烯共聚物、乙烯-辛烯共聚物、乙烯-丁烯共聚物、乙烯-丙烯-辛烯三元共聚物中的一种或几种的混合物。
所述复合主抗氧剂由官能度为1-4的受阻酚类抗氧剂和官能度为1-4的半受阻酚类抗氧剂复合而成。优选的，所述受阻酚类抗氧剂和半受阻酚类抗氧剂的重量比为2-1:1。有效保证了最终聚丙烯零部件的抗热氧老化性能。
所述辅助抗氧剂为亚磷酸酯类、硫代酯中的一种或其混合物。
所述加工助剂为低分子酯类、硬脂酸复合酯类、酰胺类中的一种或者几种的混合物。
上述抗热氧老化聚丙烯复合物的制备方法，其步骤包括：
(1)按配比称量各种原料；
(2)将聚丙烯树脂、填充剂、弹性体、复合主抗氧剂、辅助抗氧剂、加工助剂加入到长径比为40:1的双螺杆挤出机中熔融混合分散，挤出造粒即可。
本发明的有益效果是：
1、本发明采用受阻酚和半受阻酚的组合物来作为主抗氧剂，半受阻酚抗氧剂由于分子中苯环上酚羟基中的两个邻位一个被叔丁基取代，另一个则被甲基取代，因此其空间位阻相比受阻酚抗氧剂大大减小，从而捕捉自由基的效率显著提高，这种受阻酚加半受阻酚的主抗氧剂组合不仅能保证材料具有良好的抗热氧老化性能，同时还能有效消除极端加工过程中产生的自由基，从而保证最终聚丙烯零部件的抗热氧老化性能。2、所述热氧老化聚丙烯复合物的制备方法简单、原料易得，成本低，而且加工工艺的可控性强。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明作进一步说明：
实施例1
将99.2公斤聚丙烯PP(S700)、0.2公斤受阻酚热稳定剂1010、0.1公斤半受阻酚抗氧剂AO-80、0.3公斤亚磷酸酯类热稳定剂168、0.2公斤加工助剂EBS在长径比为40:1的双螺杆挤出机中熔融混合分散，200℃挤出造粒，最终得到聚丙烯复合物。其性能测试参数如表1所示。
实施例2
将83.9公斤聚丙烯PP(Z30S)、10公斤的滑石粉(3000目)，5公斤乙烯辛烯共聚物POE DF610、0.25公斤受阻酚抗氧剂3114、0.15公斤半受阻酚抗氧剂1790，0.4公斤亚磷酸酯类热稳定剂PEP-36、0.3公斤加工助剂硬脂酸钙在长径比为40:1的双螺杆挤出机中熔融混合分散，200℃挤出造粒，最终得到聚丙烯复合物。其性能测试参数如表1所示。
实施例3
将73.5公斤聚丙烯PP(BX3800)、15公斤滑石粉(3000目)、10公斤乙烯辛烯共聚物POE 8137、0.3公斤受阻酚热稳定剂1076、0.2公斤半受阻酚抗氧剂245、0.5公斤硫代酯类热稳定剂412S、0.5公斤加工助剂硬脂酸锌在长径比为40:1的双螺杆挤出机中熔融混合分散，200℃挤出造粒，最终得到聚丙烯复合物。其性能测试参数如表1所示。
实施例4
将58公斤聚丙烯PP(BX3900)、25公斤滑石粉(3000目)、15公斤乙烯辛烯共聚物POE 7447、0.4公斤受阻酚热稳定剂1010、0.2公斤半受阻酚抗氧剂AO-80、0.6公斤亚磷酸酯类热稳定剂627AV、0.8公斤加工助剂硬脂酸锌在长径比为40:1的双螺杆挤出机中熔融混合分散，200℃挤出造粒，最终得到聚丙烯复合物。其性能测试参数如表1所示。
对比例1
将99.2公斤聚丙烯PP S700、0.3公斤受阻酚热稳定剂1010、0.3公斤亚磷酸酯类热稳定剂168、0.2公斤加工助剂EBS在长径比为40:1的双螺杆挤出机中熔融混合分散，200℃挤出造粒，最终得到聚丙烯复合物。其性能测试参数如表1所示。
对比例2
将83.9公斤聚丙烯PP(Z30S)、10公斤3000目滑石粉、5公斤乙烯辛烯共聚物POE DF610、0.4公斤受阻酚热稳定剂3114、0.4公斤亚磷酸酯类热稳定剂PEP-36、0.3公斤加工助剂硬脂酸钙在长径比为40:1的双螺杆挤出机中熔融混合分散，200℃挤出造粒，最终得到聚丙烯复合物，其性能测试参数如表1所示。
对比例3
将73.5公斤聚丙烯PP(BX3800)、15公斤滑石粉(3000目)、10公斤乙烯辛烯共聚物POE 8137、0.5公斤受阻酚热稳定剂1076、0.5公斤硫代酯类热稳定剂412S、0.5公斤加工助剂硬脂酸锌在长径比为1:40的双螺杆挤出机中熔融混合分散，200℃挤出造粒，最终得到聚丙烯复合物。其性能测试参数如表1所示。
对比例4
将58公斤聚丙烯PP(BX3900)、25公斤滑石粉(3000目)、15公斤乙烯辛烯共聚物POE 7447、0.6公斤受阻酚热稳定剂1010、0.6公斤亚磷酸酯类热稳定剂627AV、0.8公斤加工助剂硬脂酸锌在长径比为40:1的双螺杆挤出机中熔融混合分散，200℃挤出造粒，最终得到聚丙烯复合物。其性能测试参数如表1所示。
本发明的性能检测方法和标准为：
聚丙烯复合物在注塑机中，采用280℃高温注塑80×50×2mm样板，将样板放置于150℃热老化烘箱中测试其抗热氧老化性能，性能测试结果如下表1所示：
表1
从表1中可以看出，通过对比例1-4和实施例1-4之间的对比,我们可以发现，本发明制备的材料的抗热氧老化性能显著改善。

Claims (9)

1.一种抗热氧老化聚丙烯复合物，其特征在于：按重量百分比计，包含以下基材组分：
2.根据权利要求1所述的抗热氧老化聚丙烯复合物，其特征在于：所述聚丙烯树脂为熔体流动速率为1～100g/10min的均聚聚丙烯、无规共聚聚丙烯中的一种或其混合物。
3.根据权利要求1所述的抗热氧老化聚丙烯复合物，其特征在于：填充剂为滑石粉、碳酸钙、硫酸钡中的一种或几种的混合物。
4.根据权利要求1所述的抗热氧老化聚丙烯复合物，其特征在于：所述弹性体为乙烯-丙烯共聚物、乙烯-辛烯共聚物、乙烯-丁烯共聚物、乙烯-丙烯-辛烯三元共聚物中的一种或几种的混合物。
5.根据权利要求1所述的抗热氧老化聚丙烯复合物，其特征在于：所述复合主抗氧剂由官能度为1-4的受阻酚类抗氧剂和官能度为1-4的半受阻酚类抗氧剂复合而成。
6.根据权利要求5所述的抗热氧老化聚丙烯复合物，其特征在于：所述受阻酚类抗氧剂和半受阻酚类抗氧剂的重量比为2-1:1。
7.根据权利要求1所述的抗热氧老化聚丙烯复合物，其特征在于：所述辅助抗氧剂为亚磷酸酯类、硫代酯中的一种或其混合物。
8.根据权利要求1所述的抗热氧老化聚丙烯复合物，其特征在于：所述加工助剂为低分子酯类、硬脂酸复合酯类、酰胺类中的一种或者几种的混合物。
9.权利要求1所述的抗热氧老化聚丙烯复合物的制备方法，其步骤包括：
(1)按配比称量各种原料；
(2)将聚丙烯树脂、填充剂、弹性体、复合主抗氧剂、辅助抗氧剂、加工助剂加入到长径比为40:1的双螺杆挤出机中熔融混合分散，挤出造粒即可。
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