CN108003479A - 一种无规共聚聚丙烯管材用复合添加剂 - Google Patents

一种无规共聚聚丙烯管材用复合添加剂 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种无规共聚聚丙烯管材用复合添加剂，包含以下重量份的组分：加工助剂10～20份、长效抗氧剂10～30份、抗氧剂40～60份和硬脂酸盐10～30份。本发明所述无规共聚聚丙烯管材用复合添加剂中通过添加加工助剂，有利于改善材料的加工性能，改善制品的表面平整度和光滑度，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；有效提高了材料的熔融指数、拉伸屈服强度、简支缺口梁冲击强度、弯曲模量、负荷变形温度、洛氏硬度等性能。

Description

一种无规共聚聚丙烯管材用复合添加剂
技术领域
本发明涉及一种高分子材料助剂，具体涉及一种无规共聚聚丙烯管材用复合添加剂。
背景技术
无规共聚聚丙烯管(PPR管)是20世纪90年代发展起来的新一代节能环保型塑料管材，具有质量轻、优异的抗冲击性能、长期耐蠕变性能好、耐压耐热、耐化学腐蚀等优点，最适宜使用温度是10～70℃。PPR管用于长期输送冷热水，因此对材料的热稳定性、耐热水抽提性及长效性有较高的要求，而使用普通抗氧剂会影响PPR管的长期使用性能；PPR管材料由于分子量较大、加工性能差、生产效率低，容易出现溶胀、摸头积料、制品表面粗糙等现象。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的不足之处而提供一种无规共聚聚丙烯管材用复合添加剂。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种无规共聚聚丙烯管材用复合添加剂，包含以下重量份的组分：加工助剂10～20份、长效抗氧剂10～30份、抗氧剂40～60份和硬脂酸盐10～30份。
作为本发明所述无规共聚聚丙烯管材用复合添加剂的优选实施方式，所述加工助剂为含氟橡胶聚合物和/或氧化聚乙烯蜡；所述含氟橡胶聚合物为1,1,2,3,3,3-六氟-1-丙烯与1,1-二氟乙烯的聚合物，所述氧化聚乙烯蜡为含有羰基的乙烯-醋酸乙烯共聚物；所述乙烯-醋酸乙烯共聚物的分子量为3000～6000。
作为本发明所述无规共聚聚丙烯管材用复合添加剂的更优选实施方式，所述加工助剂为含氟橡胶聚合物和氧化聚乙烯蜡的混合物；所述含氟橡胶聚合物和氧化聚乙烯蜡的重量之比为：含氟橡胶聚合物：氧化聚乙烯蜡＝1:2～2:1。
作为本发明所述无规共聚聚丙烯管材用复合添加剂的优选实施方式，所述加工助剂为含氟橡胶聚合物。含氟橡胶聚合物的加入可以改善材料的加工性能，改善制品的表面平整度和光滑度，减少设备的磨损。
作为本发明所述无规共聚聚丙烯管材用复合添加剂的优选实施方式，所述长效抗氧剂为1，3，5-三甲基-2，4，6-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯甲基)苯和/或四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯。
作为本发明所述无规共聚聚丙烯管材用复合添加剂的优选实施方式，所述抗氧剂为三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯和/或四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯。
作为本发明所述无规共聚聚丙烯管材用复合添加剂的优选实施方式，所述抗氧化剂为三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯和四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯的混合物，所述三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯和四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯的重量之比为：三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯：四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯＝1:1。
采用该配比的抗氧化剂能够使所述无规共聚聚丙烯管材长期耐蠕变性能好、耐压耐热、耐化学腐蚀。
作为本发明所述无规共聚聚丙烯管材用复合添加剂的优选实施方式，所述抗氧化剂为三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯和四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯的混合物，所述三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯和四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯的重量之比为：三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯：四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯＝1:2。
作为本发明所述无规共聚聚丙烯管材用复合添加剂的优选实施方式，所述硬脂酸盐为硬脂酸锌、硬脂酸钙和硬脂酸镁中的至少一种。
作为本发明所述无规共聚聚丙烯管材用复合添加剂的优选实施方式，包含以下重量份的组分：含氟橡胶聚合物和氧化聚乙烯蜡的混合物20份、1，3，5-三甲基-2，4，6-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯甲基)苯20份、三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯和四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯的混合物50份和硬脂酸钙20份；其中，所述含氟橡胶聚合物和氧化聚乙烯蜡的重量之比为：含氟橡胶聚合物：氧化聚乙烯蜡＝1:1；所述三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯和四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯的重量之比为：三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯：四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯＝1:2。
采用上述配方的添加剂时，对PPR管材的抗冲击性能、耐热性能、流动性能、耐热水抽出性能、耐老化性能和加工性能的改善最为显著。
本发明所述添加剂可以通过将组分混匀后，熔融造粒制成粒状。将所述助剂混合均匀后通过熔融造粒制成粒状混合物
本发明的另一目的还在于提供一种采用上述无规共聚聚丙烯管材用复合添加剂制备而成的无规共聚聚丙烯管材料，所述无规共聚聚丙烯管材用复合添加剂在所述无规共聚聚丙烯管材料中的重量百分含量为0.07～0.15％。
采用上述无规共聚聚丙烯管材用复合添加剂制备而成的无规共聚聚丙烯管材料具有强度高、抗冲击性能好、长期耐蠕变性能好，提升了加工稳定性能，提高了耐热水冲刷、耐热耐候性能，保证PPR管的长期使用性能。
作为本发明所述无规共聚聚丙烯管材料的优选实施方式，所述无规共聚聚丙烯管材料为丙烯乙烯无规共聚物，所述丙烯乙烯无规共聚物中乙烯的重量百分含量为3～7％。
所述无规共聚聚丙烯管材料可以为粉料或粒料，共聚物中乙烯的重量百分含量为3～7％时，在230℃、2.16kg条件下，融体流动速率0.1～1.0g/10min。
本发明的有益效果在于：本发明提供了一种无规共聚聚丙烯管材用复合添加剂，本发明所述无规共聚聚丙烯管材用复合添加剂中通过添加加工助剂，有利于改善材料的加工性能，改善制品的表面平整度和光滑度，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；有效提高了材料的熔融指数、拉伸屈服强度、简支缺口梁冲击强度、弯曲模量、负荷变形温度、洛氏硬度等性能。
具体实施方式
实施例1
本发明所述无规共聚聚丙烯管材用复合添加剂的一种实施例，本实施例所述无规共聚聚丙烯管材用复合添加剂包含以下重量份的组分：加工助剂20份、长效抗氧剂20份、抗氧剂40份和硬脂酸盐20份。
其中，所述加工助剂为含氟橡胶聚合物和氧化聚乙烯蜡的混合物，所述含氟橡胶聚合物和氧化聚乙烯蜡的重量之比为：含氟橡胶聚合物：氧化聚乙烯蜡＝2:1；所述长效抗氧化剂为1，3，5-三甲基-2，4，6-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯甲基)苯；所述抗氧化剂为三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯和四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯的混合物，所述三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯和四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯的重量之比为：三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯：四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯＝1:2；所述硬脂酸盐为硬脂酸钙。
一种含有本实施例所述无规共聚聚丙烯管材用复合添加剂的无规共聚聚丙烯管材，所述无规共聚聚丙烯管材用复合添加剂在所述无规共聚聚丙烯管材中的重量百分含量为0.105％，所述无规共聚聚丙烯管材的制备方法包含以下步骤：
(1)、将无规共聚聚丙烯管材用复合添加剂在130±5℃下加热熔融，熔融后挤出冷却造粒；
(2)、将步骤(1)所述无规共聚聚丙烯管材用复合添加剂颗粒添加到无规共聚聚丙烯粉料中，通过混合、熔融、挤出、切粒、冷却后即为无规共聚聚丙烯管材料，再经配色(可不配色)、熔融后经模具挤出、冷却定型后即为无规共聚聚丙烯管材。
实施例2
本发明所述无规共聚聚丙烯管材用复合添加剂的一种实施例，本实施例所述无规共聚聚丙烯管材用复合添加剂包含以下重量份的组分：加工助剂20份、长效抗氧剂30份、抗氧剂40份和硬脂酸盐10份。
其中，所述加工助剂为含氟橡胶聚合物和氧化聚乙烯蜡的混合物，所述含氟橡胶聚合物和氧化聚乙烯蜡的重量之比为：含氟橡胶聚合物：氧化聚乙烯蜡＝1:1；所述长效抗氧化剂为1，3，5-三甲基-2，4，6-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯甲基)苯；所述抗氧化剂为三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯和四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯的混合物，所述三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯和四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯的重量之比为：三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯：四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯＝1:2；所述硬脂酸盐为硬脂酸钙。
一种含有本实施例所述无规共聚聚丙烯管材用复合添加剂的无规共聚聚丙烯管材，所述无规共聚聚丙烯管材用复合添加剂在所述无规共聚聚丙烯管材中的重量百分含量为0.07％，所述无规共聚聚丙烯管材的制备方法与实施例1相同。
实施例3
本发明所述无规共聚聚丙烯管材用复合添加剂的一种实施例，本实施例所述无规共聚聚丙烯管材用复合添加剂包含以下重量份的组分：加工助剂10份、长效抗氧剂10份、抗氧剂60份和硬脂酸盐20份。
其中，所述加工助剂为含氟橡胶聚合物和氧化聚乙烯蜡的混合物，所述含氟橡胶聚合物和氧化聚乙烯蜡的重量之比为：含氟橡胶聚合物：氧化聚乙烯蜡＝1:2；所述长效抗氧化剂为1，3，5-三甲基-2，4，6-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯甲基)苯；所述抗氧化剂为三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯和四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯的混合物，所述三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯和四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯的重量之比为：三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯：四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯＝1:2；所述硬脂酸盐为硬脂酸钙。
一种含有本实施例所述无规共聚聚丙烯管材用复合添加剂的无规共聚聚丙烯管材，所述无规共聚聚丙烯管材用复合添加剂在所述无规共聚聚丙烯管材中的重量百分含量为0.15％，所述无规共聚聚丙烯管材的制备方法与实施例1相同。
实施例4
本发明所述无规共聚聚丙烯管材用复合添加剂的一种实施例，本实施例所述无规共聚聚丙烯管材用复合添加剂与实施例1的不同之处仅在于加工助剂的种类不同，本实施例所述加工助剂为含氟橡胶聚合物和氧化聚乙烯蜡的混合物，所述含氟橡胶聚合物和氧化聚乙烯蜡的重量之比为：含氟橡胶聚合物：氧化聚乙烯蜡＝1:1。
一种含有本实施例所述无规共聚聚丙烯管材用复合添加剂的无规共聚聚丙烯管材，所述无规共聚聚丙烯管材用复合添加剂在所述无规共聚聚丙烯管材中的重量百分含量为0.105％，所述无规共聚聚丙烯管材的制备方法与实施例1相同。
实施例5
本发明所述无规共聚聚丙烯管材用复合添加剂的一种实施例，本实施例所述无规共聚聚丙烯管材用复合添加剂与实施例1的不同之处仅在于加工助剂的种类不同，本实施例所述加工助剂为含氟橡胶聚合物和氧化聚乙烯蜡的混合物，所述含氟橡胶聚合物和氧化聚乙烯蜡的重量之比为：含氟橡胶聚合物：氧化聚乙烯蜡＝1:2。
一种含有本实施例所述无规共聚聚丙烯管材用复合添加剂的无规共聚聚丙烯管材，所述无规共聚聚丙烯管材用复合添加剂在所述无规共聚聚丙烯管材中的重量百分含量为0.105％，所述无规共聚聚丙烯管材的制备方法与实施例1相同。
实施例6
本发明所述无规共聚聚丙烯管材用复合添加剂的一种实施例，本实施例所述无规共聚聚丙烯管材用复合添加剂与实施例1的不同之处仅在于抗氧化剂的种类不同，本实施例所述；所述抗氧化剂为三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯和四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯的混合物，所述三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯和四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯的重量之比为：三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯：四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯＝1:1。
一种含有本实施例所述无规共聚聚丙烯管材用复合添加剂的无规共聚聚丙烯管材，所述无规共聚聚丙烯管材用复合添加剂在所述无规共聚聚丙烯管材中的重量百分含量为0.105％，所述无规共聚聚丙烯管材的制备方法与实施例1相同。
实施例7
本发明所述无规共聚聚丙烯管材用复合添加剂的一种实施例，本实施例所述无规共聚聚丙烯管材用复合添加剂与实施例1的不同之处仅在于抗氧化剂的种类不同，本实施例所述；所述抗氧化剂为三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯和四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯的混合物，所述三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯和四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯的重量之比为：三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯：四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯＝1:3。
一种含有本实施例所述无规共聚聚丙烯管材用复合添加剂的无规共聚聚丙烯管材，所述无规共聚聚丙烯管材用复合添加剂在所述无规共聚聚丙烯管材中的重量百分含量为0.105％，所述无规共聚聚丙烯管材的制备方法与实施例1相同。
对比例
本发明所述无规共聚聚丙烯管材用复合添加剂的一种对比例，本对比例所使用的树脂为市售通用管材级无规共聚聚丙烯(PPR)树脂。
实施例8
测试实施例1～7所述无规共聚聚丙烯管材和对比例所述管材的的性能，结果见表1。
表1实施例1～7所述无规共聚聚丙烯管材核对比例所述管材的性能检测结果
从表1的结果可以看出，与实施例4～7相比，实施例1的测试结果更佳。从实施例1～7和对比例的测试结果可以看出，本发明所述无规共聚聚丙烯管材用复合添加剂能有效地提高材料的产品的熔融指数、拉伸屈服强度、简支缺口梁冲击强度、弯曲模量、负荷变形温度、洛氏硬度等性能。
最后所应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (10)

1.一种无规共聚聚丙烯管材用复合添加剂，其特征在于，包含以下重量份的组分：加工助剂10～20份、长效抗氧剂10～30份、抗氧剂40～60份和硬脂酸盐10～30份。
2.如权利要求1所述无规共聚聚丙烯管材用复合添加剂，其特征在于，所述加工助剂为含氟橡胶聚合物和/或氧化聚乙烯蜡；所述含氟橡胶聚合物为1,1,2,3,3,3-六氟-1-丙烯与1,1-二氟乙烯的聚合物，所述氧化聚乙烯蜡为含有羰基的乙烯-醋酸乙烯共聚物；所述乙烯-醋酸乙烯共聚物的分子量为3000～6000；优选地，所述加工助剂为含氟橡胶聚合物和氧化聚乙烯蜡的混合物；所述含氟橡胶聚合物和氧化聚乙烯蜡的重量之比为：含氟橡胶聚合物：氧化聚乙烯蜡＝1:2～2:1。
3.如权利要求1所述无规共聚聚丙烯管材用复合添加剂，其特征在于，所述长效抗氧剂为1，3，5-三甲基-2，4，6-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯甲基)苯和/或四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯。
4.如权利要求1所述无规共聚聚丙烯管材用复合添加剂，其特征在于，所述抗氧剂为三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯和/或四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯。
5.如权利要求1所述无规共聚聚丙烯管材用复合添加剂，其特征在于，所述抗氧化剂为三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯和四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯的混合物，所述三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯和四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯的重量之比为：三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯：四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯＝1:1。
6.如权利要求1所述无规共聚聚丙烯管材用复合添加剂，其特征在于，所述抗氧化剂为三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯和四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯的混合物，所述三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯和四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯的重量之比为：三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯：四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯＝1:2。
7.如权利要求1所述无规共聚聚丙烯管材用复合添加剂，其特征在于，所述硬脂酸盐为硬脂酸锌、硬脂酸钙和硬脂酸镁中的至少一种。
8.如权利要求1所述无规共聚聚丙烯管材用复合添加剂，其特征在于，包含以下重量份的组分：含氟橡胶聚合物和氧化聚乙烯蜡的混合物20份、1，3，5-三甲基-2，4，6-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯甲基)苯20份、三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯和四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯的混合物40份和硬脂酸钙20份；其中，所述含氟橡胶聚合物和氧化聚乙烯蜡的重量之比为：含氟橡胶聚合物：氧化聚乙烯蜡＝2:1；所述三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯和四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯的重量之比为：三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯：四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯＝1:2。
9.一种采用权利要求1～8中任一项所述无规共聚聚丙烯管材用复合添加剂制备而成的无规共聚聚丙烯管材料，其特征在于，所述无规共聚聚丙烯管材用复合添加剂在所述无规共聚聚丙烯管材料中的重量百分含量为0.07～0.15％。
10.如权利要求9所述无规共聚聚丙烯管材料，其特征在于，所述无规共聚聚丙烯管材料为丙烯乙烯无规共聚物，所述丙烯乙烯无规共聚物中乙烯的重量百分含量为3～7％。
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