CN110438814A - 一种用于改善耐候性的特斯林纺织品涂层 - Google Patents

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Abstract

用于改善耐候性的特斯林纺织品涂层，主要包含如下重量份的原料：涂覆级PP树脂100份，多相丙烯共聚物100‑300份，色母粒3‑8份，抗UV添加剂1‑5份，阻燃剂3‑15份，填充剂100‑300份；其中多相丙烯共聚物包含：(a)聚丙烯基质，(b)包含源自如下物质的单元的弹性共聚物：‑丙烯以及‑乙烯和/或C4‑12的α‑烯烃；在多相丙烯共聚物中，弹性共聚物的含量即二甲苯冷可溶物XCS的含量在55‑85wt％的范围内，基质的含量即二甲苯冷不溶物XCI的含量在15‑45wt％的范围内；XCI组分根据ISO1133测定的熔体流动速率MFR为50‑100g/10min；XCS组分根据ISO1628在135℃下于萘烷中测定的特性粘度(IV)为2.6‑5.2dl/g。可以有效改善特斯林纺织品的耐候性。

Description

一种用于改善耐候性的特斯林纺织品涂层
技术领域
本发明涉及特斯林纺织品的涂层材料，具体的是一种聚丙烯组合物。
背景技术
传统特斯林化纤是涤纶内芯，PVC包覆，缺点是涤纶丝废弃后回收比较困难，PVC的环境危害性使其限制与人身体直接接触。特别是用于户外这样产品时，长时间暴晒容易析出PVC中的氯离子，容易引起人体不适感。
CN107722418A公开了一种包覆涤纶丝的低气味弹性体材料，其按原料重量份计包括如下组分：聚乙烯树脂65～75份、乙烯-醋酸乙烯共聚物20～30份、极性助剂1～3份、除味剂1～3份、润滑剂0.05～0.2份、耐候剂0.2～0.5份、抗氧剂0.3～0.6份。其中选用的PE、EVA树脂不含有双键具有较好的耐候性能，EVA材料偏酸性会使常规的胺类紫外吸收剂失效，所添加的大分子量紫外吸收剂UV2908与酸性物质无相互反应，使弹性体材料具有较好的耐候性能。采用双酚A型环氧树脂增加PE树脂的附着力，提高对涤纶丝的包覆强度。采用经硬脂酸钙表面处理的铝硅酸钠作为除味剂，其多孔结构可以有效吸附材料中的小分子物质，并且通过喷水鼓风干燥对材料进行气味处理，有效的降低了材料的气味。经表面处理的硅铝酸钠与材料相容性好，对材料力学性能影响较小。采用PPA润滑剂，可以减少口模积料，提高线材表面的光滑性。不足之处在于，其只适用于涤纶丝，对于非极性的PP丙纶丝体系不适用，并且双酚A原料有毒，存在缺陷。
CN102807719A涉及一种用于特斯林网布的聚氯乙烯复合材料，包括以下成分的重量份：聚氯乙烯：100；螯合剂：2.0～4.0；环保型增塑剂：10～20；玉米淀粉：5.0～10；阻燃剂：2.0～5.0；耐候剂：0.3～1.0；抗氧剂：1～3；还可以包括润滑剂、分散剂和抗菌剂中的一种或几种。具有抗氧化性能增塑效果好、抗老化时间长，且力学性能较好，不含有毒的双酚A的优点，且采用该材料制作的线纱间具有较好的磨力性能。不足之处在于，仍然使用了PVC原料，含有潜在释放出的氯离子可能性。
CN102094328A公开了一种取代PVC包覆涤纶丝用热塑性弹性体材料及其制备方法。该热塑性弹性体材料由以下重量份的原料组成：基体树脂50～80份、软化增塑剂5～20份、矿物填充剂3～15份、相容剂5～15份、润滑剂0.2～2份和稳定剂0.2～0.5份，按照上述配比，将所有原料在高速混合机中混合均匀，混合均匀的原料在普通双螺杆挤出机上挤出、拉条、冷却、造粒，即得取代PVC包覆涤纶丝用热塑性弹性体材料，一个优点是取代PVC包覆涤纶丝用热塑性弹性体材料在包覆涕纶丝挤出加工工艺中对设备没有特殊要求，现用于PVC挤出的机台就可以满足取代PVC包覆涤纶丝用热塑性弹性体材料挤出要求，为生产厂家节约生产成本。其更关注手感。
发明内容
本发明的首要目的在于提供一种具有改进耐候性的聚丙烯组合物，将其作为特斯林涂层，可以有效改善特斯林纺织品的耐候性，在保持力学性能的前提下提高使用寿命。
一种用于改善耐候性的特斯林纺织品涂层，主要包含如下重量份的原料：涂覆级PP树脂100份，多相丙烯共聚物100-300份，色母粒3-8份，抗UV添加剂1-5份，阻燃剂3-15份，填充剂100-300份；其中多相丙烯共聚物包含：(a)聚丙烯基质，(b)包含源自如下物质的单元的弹性共聚物：
-丙烯以及
-乙烯和/或C4-12的α-烯烃；
在多相丙烯共聚物中，弹性共聚物的含量即二甲苯冷可溶物XCS的含量在55-85wt％的范围内，基质的含量即二甲苯冷不溶物XCI的含量在15-45wt％的范围内；
XCI组分根据ISO1133测定的熔体流动速率MFR为50-100g/10min；
XCS组分根据ISO1628在135℃下于萘烷中测定的特性粘度(IV)为2.6-5.2dl/g，优选为3.2-4.5dl/g。
优选地，基于多相丙烯聚合物的聚合物组分含量，在多相丙烯共聚物中丙烯含量为85-96wt％，剩余部分由不同于丙烯的共聚单体构成。
优选地，聚丙烯基质是无规丙烯共聚物。无规丙烯共聚物的共聚单体含量为1-3wt％。
优选地，XCS组分的熔体流动速率MFR(230℃/5kg)在8-28g/10min范围内，优选为18-25g/10min的范围内。
优选地，多相丙烯共聚物根据ISO1133在230℃测定的MFR为40-80g/10min。
优选地，C4-C12的α-烯烃选自1-丁烯，1-己烯，1-辛烯或者其任意混合物。
优选地，抗UV添加剂为UV-531，UV-2908，UV-944等。
优选地，阻燃剂为无卤阻燃剂，氮系阻燃剂，磷系阻燃剂，磷氮系阻燃剂及氢氧化铝，氢氧化镁等。磷系阻燃剂例如乙基膦酸二乙酯、o，o’-二乙基-(2-琥珀酸二乙酯基)膦酸酯、o，o’-二乙基-N，N-双(2-羟基乙基)氨甲基膦酸酯、四苯基间苯二酚基二磷酸酯RDP、双酚A四苯基磷酸酯BDP、蜜胺焦磷酸盐MPP、双(1-氧基-4-亚甲基-1-磷杂-2，6，7-三氧杂双环[2，2，2]辛烷)、三(5，5-二甲基-1，3-二氧-2-磷杂环己烷-2-氧甲基)胺、三(新戊二醇磷酸酯基)甲胺、微胶囊化红磷、聚磷酸铵APP、Exolit AP750、Exolit OP1312或Exolit OP935，或氮系阻燃剂三聚氰胺、三聚氰胺尿酸酯MCA或2，4，6-三(N-羟乙基)-1，3，5-三嗪等。
优选地，填充剂为碳酸钙类填充剂，纤维素类填充剂，硅酸盐类填充剂，金属氧化物类等。碳酸钙类填充剂涉及普通碳酸钙，沉淀碳酸钙，活性轻质碳酸钙。纤维素类填充剂包括碎纸，木粉，秸秆等。硅酸盐类包括石棉，陶土，云母，滑石，硅灰石，中空微球，硅藻土，石英，白炭黑等。金属氧化物包括二氧化钛，氧化锌等。
色粉为常用的颜料，包括有机颜料和无机颜料。例如颜料品种有红3118，红3112，红3120，红3119，蓝4352，绿5139，黑灰，黄1160，咖啡，黑等。一般而言，聚丙烯不应直接使用含铜和锰的着色剂，以免产生化学反应，造成铜害。常用颜料有槽法炭黑、单偶氮红3B，酞菁蓝，酞菁红，氧化铁等，炉法炭黑，酞菁绿，群青，氧化铬绿，钛白粉，金红石，氧化锌，氧化锑，硫化镉，锶红玉，硫硒化镉等。可根据应用场合，适当选择合适的颜色和合适的颜料组分和成分。
色母粒技术为本领域的常规技术。优选地为聚丙烯色母粒，含有聚丙烯，色粉，任选的分散剂，任选的热稳定剂和任选的填料，将上述各组分按比例配料，混合，采用双螺杆挤出机或密炼机进行熔融共混，然后进行造粒，干燥制得色母粒。其中分散剂为聚乙烯蜡、氧化聚乙烯蜡、EVA蜡、酯蜡、硬脂酸、硬脂酸盐、白矿油、聚乙二醇、聚丙二醇、柠檬酸酯类增塑剂、聚硅酮或酰胺蜡中的一种或多种的混合物。上述热稳定剂为受阻酚抗氧剂、含硫抗氧剂或亚磷酸酯抗氧剂中的一种或多种的混合物。上述所述填料为碳酸钙、硫酸钡、高岭土、蒙脱土、滑石粉或硅灰石中的一种或多种的混合物。
本发明与现有技术相比，具有如下优异技术效果：
拉伸强度和断裂伸长率以及耐候性得到改善，其中耐候性根据GB/T31899进行测试。
具体实施方式
制备例1：聚丙烯色母粒
在常温常压下，将如下组分和重量百分数：聚丙烯60％、二氧化钛28％、聚乙烯蜡8％、氧化聚乙烯蜡2，水2％，在高速混合机中进行高速混合15min，采用双螺杆挤出机进行熔融共混，温度控制在200℃，螺杆转速为150r/min，通过螺杆的剪切、混炼使颜料在载体树脂中分散均匀，然后进行水冷拉条造粒制得色母粒。
实施例1：涂层PP组合物的制备
将涂覆级PP树脂100份，多相丙烯共聚物150份，色母粒5份，抗UV添加剂(UV-2908)2份，阻燃剂(氢氧化铝)5份，填充剂(白炭黑)100份；经过双螺杆挤出机挤出冷却后造粒得到粒状母粒。其中多相丙烯共聚物包含：(a)聚丙烯基质，(b)包含源自如下物质的单元的弹性共聚物：丙烯以及乙烯；在多相丙烯共聚物中，弹性共聚物的含量即二甲苯冷可溶物XCS的含量为80wt％，基质的含量即二甲苯冷不溶物XCI的含量为20wt％；XCI组分根据ISO1133测定的熔体流动速率MFR为80g/10min；XCS组分根据ISO1628在135℃下于萘烷中测定的特性粘度(IV)为3.2dl/g。在多相丙烯共聚物中丙烯含量为95wt％，剩余部分由乙烯单体构成。聚丙烯基质是无规丙烯共聚物。无规丙烯共聚物的共聚单体含量为1.6wt％。XCS组分的熔体流动速率MFR(230℃/5kg)为16g/10min。
实施例2
其它同实施例1，其中多相丙烯共聚物中，弹性共聚物的含量即二甲苯冷可溶物XCS的含量为68wt％，基质的含量即二甲苯冷不溶物XCI的含量为32wt％；XCI组分根据ISO1133测定的熔体流动速率MFR为100g/10min；XCS组分根据ISO1628在135℃下于萘烷中测定的特性粘度(IV)为2.9dl/g。在多相丙烯共聚物中丙烯含量为96wt％，剩余部分由乙烯单体构成。聚丙烯基质是无规丙烯共聚物。无规丙烯共聚物的共聚单体含量为1.3wt％。XCS组分的熔体流动速率MFR(230℃/5kg)为20g/10min。
实施例3
其他同实施例1，其中多相丙烯共聚物中，弹性共聚物的含量即二甲苯冷可溶物XCS的含量为59wt％，基质的含量即二甲苯冷不溶物XCI的含量为41wt％；XCI组分根据ISO1133测定的熔体流动速率MFR为92g/10min；XCS组分根据ISO1628在135℃下于萘烷中测定的特性粘度(IV)为3.5dl/g。在多相丙烯共聚物中丙烯含量为90wt％，剩余部分由乙烯单体构成。聚丙烯基质是无规丙烯共聚物。无规丙烯共聚物的共聚单体含量为2.2wt％。XCS组分的熔体流动速率MFR(230℃/5kg)为23g/10min。
对比例1
其它同实施例1，其中多相丙烯共聚物中，弹性共聚物的含量即二甲苯冷可溶物XCS的含量为50wt％，基质的含量即二甲苯冷不溶物XCI的含量为50wt％；XCI组分根据ISO1133测定的熔体流动速率MFR为90g/10min；XCS组分根据ISO1628在135℃下于萘烷中测定的特性粘度(IV)为2.3dl/g。在多相丙烯共聚物中丙烯含量为94wt％，剩余部分由乙烯单体构成。聚丙烯基质是无规丙烯共聚物。无规丙烯共聚物的共聚单体含量为1.4wt％。XCS组分的熔体流动速率MFR(230℃/5kg)为15g/10min。
对比例2
其它同实施例1，用非晶态α-烯烃APAO(无规聚丙烯)代替多相丙烯共聚物。
应用例
取丙纶丝，使用包覆丝挤出机，内芯采用丙纶丝，涂覆材料加入料槽，控制挤出温度，丙纶丝经挤出机涂覆材料后，得到特斯林化纤，经卷绕成卷收集。
产品测试：拉伸强度和断裂伸长率按照GB1040进行测试，耐候性(强力保持率)按照GB/T31899的试验条件进行测试(试验条件3，灯管类型：UVA，单循环试验条件：用340nm处辐照度为0.89W/m2的紫外光在黑板温度为70℃条件下暴晒8h，接着在黑板温度为50℃的条件下冷凝4h)。测试结果见表1。
表1摩擦色牢度和光照色牢度测试结果
项目例 拉伸强度/MPa 断裂伸长率/％ 强力保持率/％
实施例1 9.1 650 92
实施例2 8.9 635 93
实施例3 9.5 680 98
对比例1 5.3 500 88
对比例2 8.7 630 85
强力保持率为R＝F/F0*100％
F为暴晒后试样强力N，F0为未暴晒后试样强力N，R为强力保持率。

Claims (10)

1.一种用于改善耐候性的特斯林纺织品涂层，主要包含如下重量份的原料：涂覆级PP树脂100份，多相丙烯共聚物100-300份，色母粒3-8份，抗UV添加剂1-5份，阻燃剂3-15份，填充剂100-300份；其中多相丙烯共聚物包含：(a)聚丙烯基质，(b)包含源自如下物质的单元的弹性共聚物：
-丙烯以及
-乙烯和/或C4-12的α-烯烃；
在多相丙烯共聚物中，弹性共聚物的含量即二甲苯冷可溶物XCS的含量在55-85wt％的范围内，基质的含量即二甲苯冷不溶物XCI的含量在15-45wt％的范围内；
XCI组分根据ISO1133测定的熔体流动速率MFR为50-100g/10min；
XCS组分根据ISO1628在135℃下于萘烷中测定的特性粘度(IV)为2.6-5.2dl/g，优选为3.2-4.5dl/g。
2.如权利要求1所述的涂层，基于多相丙烯聚合物的聚合物组分含量，在多相丙烯共聚物中丙烯含量为85-96wt％，剩余部分由不同于丙烯的共聚单体构成。
3.如权利要求1所述的涂层，聚丙烯基质是无规丙烯共聚物。
4.如权利要求3所述的涂层，无规丙烯共聚物的共聚单体含量为1-3wt％。
5.如权利要求1所述的涂层，XCS组分的熔体流动速率MFR(230℃/5kg)在8-28g/10min范围内，优选为18-25g/10min的范围内。
6.如权利要求1所述的涂层，多相丙烯共聚物根据ISO1133在230℃测定的MFR为40-80g/10min。
7.如权利要求1所述的涂层，C4-C12的α-烯烃选自1-丁烯，1-己烯，1-辛烯或者其任意混合物。
8.如权利要求1所述的涂层，抗UV添加剂为UV-531，UV-2908，UV-944等。
9.如权利要求1所述的涂层，阻燃剂为无卤阻燃剂，磷系阻燃剂，磷氮系阻燃剂及氢氧化铝，氢氧化镁等。
10.如权利要求1所述的涂层，填充剂为碳酸钙类填充剂，纤维素类填充剂，硅酸盐类填充剂，金属氧化物类等。
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