CN111251494B - 一种低熔点耐候助剂母粒的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种低熔点耐候助剂母粒的制备方法，该方法是将低熔点耐候助剂与树脂基体熔融共混，共混后的熔融体通过水下模面切粒法制得低熔点耐候助剂母粒。本发明解决了低熔点耐候助剂造粒时用拉条制粒不成条或断条的问题，水下模面切粒所得粒子外形规整，粒径均匀。

Description

一种低熔点耐候助剂母粒的制备方法

技术领域

本发明涉及一种低熔点耐候助剂母粒的制备方法，尤其涉及一种高浓度的低熔点耐候助剂母粒制备方法，属于高分子材料及其成型加工技术领域。

背景技术

在高分子材料领域，其在制造和储藏过程、加工过程及终端使用过程都易因光、热等原因发生氧化反应，造成聚合物化学结构的变化，从而导致其力学性能劣化，例如拉伸强度降低，表面会变得粗糙，而且还会导致塑料制品的变色，抑制或减慢老化的方法之一是添加耐候助剂。

在耐候助剂领域中，包括抗氧剂、光稳定剂、紫外线吸收剂等产品，部分耐候助剂产品为液体产品或者膏状产品，在用于高分子材料产品中，与其他树脂和填料混合时，如果直接添加到混合机，容易发生分离而导致混合不均匀，下游厂家无法直接使用或不方便使用。现有技术一般是将其制成一定浓度的母粒使用，即，将低熔点助剂与树脂混合制备成助剂母粒，然后再添加到需要改性的塑料体系中。母粒的制备是以树脂为基体，以低熔点助剂为主料，直接喂料给挤出机，由挤出机经加热、塑化、剪切、挤出、拉条、切粒最终使耐候助剂和树脂在物理形态上充分结合起来，从而制成的颗粒状结构体。

然而，由于此类助剂熔点较低，并且要求母粒中助剂含量较高，在母粒制备过程中，存在混合后的产品相对较稀，分子间作用力小，弹性低，常规的挤出拉条制粒会出现拉条不成型或断条的问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的第一个目的是提供一种低熔点耐候助剂母粒的制备方法，该方法包括使低熔点耐候助剂与树脂基体熔融共混，共混后的熔融体通过水下模面切粒法制得低熔点耐候助剂母粒的步骤；

其中，所述低熔点耐候助剂指的是室温下为液体或膏状，或室温下为固体但在不高于100℃下熔融为液体或膏状的化合物。

较佳地，所述低熔点耐候助剂母粒中助剂的质量含量为30％～70％。

较佳地，所述耐候助剂选自光稳定剂、受阻酚抗氧化剂、亚磷酸酯抗氧化剂、芳香胺抗氧化剂、硫代酯抗氧化剂、自由基捕获剂、金属离子钝化剂中的至少一种。

所述光稳定剂为酯连接型的受阻胺光稳定剂。

较佳地，所述酯连接型的受阻胺光稳定剂具有式I或式II所示的结构：

其中，式I中，R₁选自H、C_1-20的烷基、-O-C_1-20烷基或环烷基、C_6-20芳基或烷基芳基；R₂、R₃、R_2'、R_3'各自独立地选自C_1-10的烷基或者R₂和R₃以及R_2'和R_3'分别形成C_5-10的环烷基。

较佳地，R₂、R₃、R_2'、R_3'各自独立地选自C_1-3的烷基；

m＝1或2。

当m为1时，R₄选自C_1-20烷基，-O-C_1-20烷基，C_1-20亚烷基-C(＝O)-OCH₃，或

当m为2时，R₄选自C_1-20亚烷基，或-O-C_1-20亚烷基-O-；

式II中，R₂、R₃、R_2'、R_3'的定义同式I中的定义；n选自1-5的任意整数；E选自-O-C_1-10亚烷基-、-C_1-10亚烷基-C(＝O)-O-C_1-10亚烷基-、-C_1-10亚烷基-O-C(＝O)-C_1-10亚烷基-。

更佳地，所述光稳定剂选自2,2,6,6-四甲基-4-哌啶硬脂酸酯、癸二酸二(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)酯与叔丁基过氧化氢与辛烷的反应产物、双(1,2,2,6,6,-五甲基-4-哌啶基)癸二酸酯与单(1,2,2,6,6,-五甲基-4-哌啶基)癸二酸酯的混合物、2,2,6,6-四甲基-4-哌啶硬脂酸酯与3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲酸正十六酯的混合物、聚[1-(2'-羟乙基)-2.2.6.6-四甲基-4-羟基哌啶丁二酸酯]、双(2,2,6,6-四甲基-1-哌啶基)癸二酸酯、双(2,2,6,6-四甲基-1-十一烷氧基-4-基)-碳酸酯中的至少一种。

较佳地，所述树脂基体为热塑性聚合物。

较佳地，所述树脂基体为聚丙烯，所述低熔点耐候助剂为2,2,6,6-四甲基-4-哌啶硬脂酸酯。

较佳地，采用捏合设备对树脂基体和助剂进行熔融共混，所述捏合设备优选为挤出机。

较佳地，控制水下模面切粒系统的模头温度高于树脂基体熔点温度20-90℃。

较佳地，控制水下模面切粒系统进口处的物料压力为1.2～3.0MPa。

本发明的第二个目的是提供一种低熔点耐候助剂母粒，该低熔点耐候助剂母粒是通过前述任一种方法制备得到的。

本发明的有益技术效果是：

(1)采用水下模面切粒法，解决了低熔点耐候助剂母粒用拉条制粒不成条或断条的问题。

(2)通过对水下模面切粒工艺的探索，解决了低熔点耐候助剂母粒切粒过程中存在的拖尾、粒子形状分布不均匀问题，所得粒子外形规整，粒径均匀。

附图说明

图1中：

A为本发实施例1制得的光稳定剂母粒；

B为本发实施例2制得的光稳定剂母粒。

具体实施方式

以下结合具体实施方式详述本发明，但需说明的是，本发明的保护范围不受这些具体实施方式和原理性解释的限制，而是由权利要求书来确定。

本发明中，除了明确说明的内容之外，未提到的任何事宜或事项均直接适用本领域已知的那些而无需进行任何改变。而且，本文描述的任何实施方式均可以与本文描述的一种或多种其他实施方式自由结合，由此形成的技术方案或技术思想均视为本发明原始公开或原始记载的一部分，而不应被视为是本文未曾披露或预期过的新内容，除非本领域技术人员认为该结合明显不合理。

本发明所公开的所有特征可以任意组合，这些组合应被理解为本发明所公开或记载的内容，除非本领域技术人员认为该组合明显不合理。

本说明书所公开的数值点，不仅包括实施例中具体公开的数值点，还包括说明书中各数值范围的端点，这些数值点所任意组合的范围都应被视为本发明已公开或记载的范围。

本发明中的技术和科学术语，给出定义的以其定义为准，未给出定义的则按本领域的通常含义理解。

本发明涉及到的原料和试剂均可市购获得，或者采用本领域常规技术手段制备而成，或者依据文献披露信息制备而成。

本发明公开了一种低熔点耐候助剂母粒的制备方法，该方法包括使低熔点耐候助剂与树脂基体熔融共混，共混后的熔融体通过水下模面切粒法制得低熔点耐候助剂母粒的步骤。

本发明中，所述低熔点耐候助剂选自室温下为液体或膏状的耐候助剂，或室温下为固体但在不高于100℃温度下熔融为液体或膏状的耐候助剂。特别地，所述低熔点耐候助剂指的是室温下为液体或膏状态的光稳定剂。

在具体的实施方式中，低熔点耐候助剂为室温下为固体但在不高于100℃温度下熔融为液体或膏状的耐候助剂，如低熔点耐候助剂为室温下为固体但在不高于90℃，或不高于80℃，或不高于70℃，或不高于60℃，或不高于50℃，或不高于40℃温度下熔融为液体或膏状的耐候助剂。

本发明中，所述耐候助剂可以是高分子材料领域常规使用的各种耐候助剂，如光稳定剂(包括受阻胺类(HALS)和紫外线(UV)吸收剂类)，受阻酚抗氧化剂、亚磷酸酯抗氧化剂、芳香胺抗氧化剂、硫代酯抗氧化剂、自由基捕获剂、金属离子钝化剂中的至少一种。较佳地，所述光稳定剂为受阻胺类的光稳定剂。

本发明中，所述低熔点耐候助剂为室温下为液体或膏状态或室温下为固体但在不高于100℃温度下熔融为液体或膏状的受阻胺类的光稳定剂或其与其他助剂的组合物。

在本发明的优选实施方式中，光稳定剂类的耐候助剂可选自聚合型受阻胺类光稳定剂，或非聚合型受阻胺类光稳定剂，或受阻胺光稳定剂与紫外线吸收剂的混合物。

在本发明的优选实施方式中，所述光稳定剂选自酯连接型受阻胺光稳定剂。

所述酯连接型受阻胺光稳定剂优选具有式I所示式II所示的结构；

其中，式I中，R₁选自H、C_1-20的烷基、-O-C_1-20烷基或环烷基、C_6-20芳基或烷基芳基；较佳地，R₁选自H、C_1-10的烷基、-O-C_1-10烷基或环烷基；R₂、R₃、R_2'、R_3'各自独立地选自C_1-10的烷基或者R₂和R₃以及R_2'和R_3'分别形成C_5-10的环烷基；较佳地，R₂、R₃、R_2'、R_3'各自独立地选自C_1-3的烷基；m＝1或2；

当m为1时，R₄选自C_1-20烷基、-O-C_1-20烷基、C_1-20亚烷基-C(＝O)-OCH₃、或

较佳地，R₄选自C₁₁、C₁₂、C₁₃、C₁₄、C₁₅、C₁₆、C₁₇、C₁₈烷基中的至少一种，或C_12-18，C_13-15，C_14-16，C_15-17，C_12-17，C_12-16，C_13-16混合烷基中的至少一种。

当m为2时，R₄选自C_1-20亚烷基，或-O-C_1-20亚烷基-O-；

式II中，R₂、R₃、R_2'、R_3'的定义同式I中的定义；

E选自-O-C_1-10亚烷基-、-C_1-10亚烷基-C(＝O)-O-C_1-10亚烷基-、-C_1-10亚烷基-O-C(＝O)-C_1-10亚烷基-；

n选自1-5的任意整数。

本发明中烷基包括直链烷基、含支链烷基以及环烷基，例如可以列举出：甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、异戊基、仲戊基、叔戊基、己基、环己烷基、庚基、辛基、异辛基、特辛基、叔辛基、2-乙基己基、叔辛基、壬基、异壬基、癸基、异癸基。芳基或烷基芳基例如可以列举出：2-乙基己氧基、苯基、甲苯基、枯基、叔丁基苯基、2,4-二叔丁苯基、2-甲基-4-叔丁基苯基等。但是，本发明不受这些取代基的限制。

例如可以列举出的酯连接型受阻胺光稳定剂为癸二酸二(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)酯与叔丁基过氧化氢与辛烷的反应产物(UV-123)，2,2,6,6-四甲基-4-哌啶硬脂酸酯(UV-3853)，双(1,2,2,6,6,-五甲基-4-哌啶基)葵二酸酯与单(1,2,2,6,6,-五甲基-4-哌啶基)葵二酸酯的混合物(UV-292)，2,2,6,6-四甲基-4-哌啶硬脂酸酯(UV-3853)与3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲酸正十六酯(UV2908)的混合物(UV-3808)，聚[1-(2'-羟乙基)-2.2.6.6-四甲基-4-羟基哌啶丁二酸酯](UV-622)，双(2,2,6,6-四甲基-1-哌啶基)葵二酸酯(UV-770)，双(2,2,6,6-四甲基-1-十一烷氧基-4-基)-碳酸酯。但是，本发明不受这些物质的限制。

在本发明的优选实施方式中，耐候助剂为紫外线吸收剂类时，包括但不限于苯并三氮唑类，氰基丙烯酸酯类，苯甲脒类，二苯甲酮类，苯甲酸酯类，羟苯基三嗪类，草酰苯胺类，水杨酸酯类。例如可以列举出苯并三氮唑类的3-(3-(2H-苯并三唑-2-基)-5-叔丁基--4-羟基苯基)丙酸甲酯和PEG 300的反应产物(UV-1130)、2-(2’-羟基-3’，5’-二叔戊基苯基)苯并三氮唑(UV-328)，苯甲酸酯类的3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲酸十六烷基酯(UV-2908)，氰基丙烯酸酯类的2-氰基-3,3-二苯基丙烯酸-2'-乙基己酯(UV-3039)，苯甲脒类的N-(乙氧基羰基苯基)-N'-甲基-N'-苯基甲脒(UV-1)，羟苯基三嗪类的2-[4-[2-[-羟基-3-十三烷氧基丙基]氧基]-2-羟基苯基]-4,6-双(2,4-二甲基苯基)-1,3,5-三嗪和2-[4-[2-[-羟基-3-十二烷氧基丙基]氧基]-2-羟基苯基]-4,6-双(2,4-二甲基苯基)-1,3,5-三嗪混合物(UV-400)。但是，本发明不受这些物质的限制。

在本发明的优选实施方式中，耐候助剂选自的受阻酚类，芳香胺类，亚磷酸酯类，硫代酯类抗氧剂为本领域技术人员所知晓的助剂。例如可以列举出受阻酚类的3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸(异)辛酯(抗氧剂1135/1135R)、4,6-二(辛硫甲基)邻甲酚(抗氧剂1520)，3,5-二叔丁基-4-羟基苯丙酸13～15碳醇酯(抗氧剂1315)，3,5-二叔丁基-4-羟基苯丙酸14～16碳醇酯(抗氧剂1620)，芳香胺类的N-苯基苯胺与2,4,4-三甲基戊烯是反应产物(抗氧剂5057)，二壬基二苯胺(抗氧剂5067)。硫代酯类的硫代二丙酸双十三醇酯(抗氧剂DTDT)，亚磷酸酯类的亚磷酸二苯一异癸酯(抗氧剂DPDP)、亚磷酸一苯二异癸酯(抗氧剂PDDP)、亚磷酸三异癸酯(抗氧剂PL-81)等。但是，本发明不受这些物质的限制。

本发明所述自由基捕获剂、金属离子钝化剂选自本领域技术人员所知晓的助剂。

所述树脂基体为本领域的热塑性树脂，包括但不限于：聚烯烃、聚酯、聚醚、聚酮、聚酰胺、天然橡胶、合成橡胶、聚氨酯、聚苯乙烯、高抗冲击苯乙烯、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚缩醛、聚丙烯腈、聚丁二烯、丙烯腈-丁二烯-苯三烯三聚物、苯乙烯-丙烯腈共聚物、丙烯酸酯-苯乙烯-丙烯腈三聚物、纤维素乙酸丁酸酯、纤维素聚合物、聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚苯硫醚、聚苯醚、聚砜、聚醚砜、聚氯乙烯、聚碳酸酯、聚甲醛、乙烯-乙酸乙烯酯。

本发明的一些实施例中，该聚合物为聚烯烃。该聚烯烃选自聚丙烯、聚异丁烯、聚丁-1-烯、聚-4-甲基戊-1-烯的单烯烃的聚合物、聚异戊二烯或聚丁二烯的二烯、环戊烯和降冰片烯的环烯烃的聚合物、交联的聚乙烯、高密度聚乙烯(HDPE)、高密度和高分子量聚乙烯(HDPE-HMW)、高密度和超高分子量聚乙烯(HDPEUHMW)、中密度聚乙烯(MDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)、线性低密度聚乙烯(LLDPE)、非常低密度聚乙烯(VLDPE)和超低密度聚乙烯(ULDPE)的聚乙烯中的至少一种，或它们的共聚物，或包含它们中任一种的混合物。

本发明所述树脂基体可以根据助剂母粒的使用环境进行调整，如该助剂母粒需要添加入聚丙烯树脂体系中，则树脂基体可选用为聚丙烯树脂；如该助剂母粒需要添加入聚乙烯脂体系中，则树脂基体可选用聚乙烯树脂。

在本发明的优选实施例中，树脂基体选用聚丙烯树脂，为了下游加工时树脂匹配度更好，优选在230℃/2.16kg条件下的熔体流动速率为1-50g/10min，更优选为230℃/2.16kg条件下的熔体流动速率为10-20g/10min的聚丙烯树脂。

在本发明的优选实施例中，所述树脂基体为聚丙烯，所述低熔点耐候助剂为2,2,6,6-四甲基-4-哌啶硬脂酸酯。

本发明的助剂母粒是一种高浓度的低熔点耐候助剂母粒，所述助剂的重量占母粒总重量的30％～70％，或30％～50％，或50％～60％，或60％～70％等。在具体的实施方式中，例如可以控制助剂的含量为40％，50％，60％，70％等。助剂含量高于70％时，所得母粒中的助剂易析出，影响产品品质，助剂含量低于30％时，也可用本方法，只是在使用过程中需要加入的母粒量相对较多，会造成使用不便。

本发明创新性地使用水下模面切粒系统用于低熔点耐候助剂的造粒，解决了低熔点耐候助剂以高含量加到母粒中用传统的拉条法制粒不成条或断条的问题，制得的母粒外观规整，粒子均匀。

本发明所用水下模面切粒系统包括模头、切刀、水循环系统、离心干燥系统，水下模面切粒设备可通过商购手段获得。

本发明的水下模面切粒的过程为：高压熔融的物料通过热的模头流入到已被加热的模板后，在模板和高速旋转的切刀作用下被切成滴状物，此时的料粒尚未完全凝固，被抛入水循环系统的料粒进行初步淬冷，由于粒子比表面积最大化的物理特性、以及融化的滴状聚合物与工艺水存在温度差使得滴状物凝固并形成接近球状的颗粒，然后颗粒由循环工艺水输送到下游的水分离器和离心干燥机进行脱水、干燥得到低熔点助剂母粒。工艺水经冷却器冷却后返回至切粒装置循环使用。

所述水下模面切粒系统模头温度对于母粒成型至关重要，模头温度过高物料容易变稀，切粒粒子形状不规整，温度过低又容易导致模头的堵孔。发明人经大量研究发现，控制水下模面切粒系统模头温度高于树脂基体熔点20～90℃效果较佳，更优选地，控制水下模面切粒系统模头温度高于树脂基体熔点30-50℃。

所述水下切粒系统的切刀转速直接决定造粒的粒径大小，为保证工业上的方便使用，优选的制备的粒子粒径在1-5mm，切刀转速为1000-5000rpm。在具体的实施方式中，需要获取粒径为2.5-5mm的大颗粒母粒时，切刀转速优选为1000-3000rpm；需要获取粒径为1-2.5mm的小颗粒母粒时，切刀转速优选为3000-5000rpm。

研究发现，在切粒过程中，水温过高，物料粘度大，会产生粘刀现象，水温过低，会造成模头堵塞。本发明经研究发现，控制水循环系统的水温为30-55℃(优选35～45℃)效果较佳。

经过切粒后的母粒经过离心干燥系统将水和粒子分离，得到粒径均匀的圆形产品。

本发明的低熔点耐候助剂母粒的制备方法，在水下模面切粒过程中，为保证粒子的均匀性，需要控制水下模面切粒系统进口处的物料具有一定输送压力，研究发现，压力过小，可能会造成物料固化，容易堵塞出料口，制得的粒子会出现拖尾和大小不均的现象；压力过大，对水下模面切粒系统要求较高，可能造成粒子形状不规整。研究发现控制压力为1.2-3.0Mpa，优选为1.5-2.5Mpa时效果较佳，制得母粒粒径均匀规整。

本发明的低熔点耐候助剂母粒的制备方法，所述熔融共混是使低熔点助剂与树脂基体混合均匀，所述熔融混合可以在捏合设备中完成，例如可以列举出的捏合设备包括但不局限于双螺杆或单螺杆挤出机、混合机、压延机等设备。

经捏合设备熔融共混的物料如果能达到水下模面切粒所需要的压力(即进口处的物料需具有的压力1.2-3.0Mpa)，则捏合设备直接连接水下模面切粒系统，物料熔融共混后可直接进料到水下模面系统进行切粒。经捏合设备熔融共混的物料如果不能达到水下模面切粒所需要的压力或压力不稳，则可以使用稳压设备将压力稳定到所需要的压力，例如可以列举出的稳压设备包括熔体泵。物料依次经捏合设备、稳压设备进入到水下模面切粒系统，完成制粒。

本发明优选实施例方式中，所述熔融共混在双螺杆挤出机中进行，按照物料输送方向，双螺杆挤出机依次分为熔融段，混合段，排气段和均化段，为保证低熔点耐候助剂与树脂基体更好的熔融共混，控制双螺杆挤出机的熔融段温度高于树脂基体熔点10-50℃，其余各段温度在耐候助剂熔点与树脂基体熔点之间。为达到水下模面切粒所需要1.2-3.0Mpa的压力，可通过双螺杆挤出机的选型、调整螺杆的组合、调节双螺杆挤出机的转速实现。

本发明第二个目的是提供一种低熔点耐候助剂母粒，该低熔点耐候助剂母粒是通过上述的制备方法得到的。

本发明第三个目的是提供上述的熔点耐候助剂母粒在高分子材料领域的应用。包括但不限于在聚烯烃、聚酯、聚醚、聚酮、聚酰胺、天然橡胶、合成橡胶、聚氨酯、聚苯乙烯、高抗冲击苯乙烯、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚缩醛、聚丙烯腈、聚丁二烯、丙烯腈-丁二烯-苯三烯三聚物、苯乙烯-丙烯腈共聚物、丙烯酸酯-苯乙烯-丙烯腈三聚物、纤维素乙酸丁酸酯、纤维素聚合物、聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚苯硫醚、聚苯醚、聚砜、聚醚砜、聚氯乙烯、聚碳酸酯、聚甲醛、乙烯-乙酸乙烯酯等领域的应用。

以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。实施例中涉及的操作如无特殊说明，均为本领域常规技术操作；

本实施例所用树脂以及耐候助剂基本信息，以及共同工艺如下：

树脂基体：230℃/2.16kg下熔体流动速率为15g/10min的聚丙烯树脂。

耐候助剂：光稳定剂2,2,6,6-四甲基-4-哌啶硬脂酸酯(光稳定剂3853)，其熔点为28-32℃，呈膏状物质。

实施例中所使用的捏合设备为长径比为56:1的双螺杆挤出机，采用失重式计量称喂料聚丙烯树脂和耐候助剂，第一、二失重式计量称的喂料速度之比为混合物料和低熔点耐候助剂的用量之比，其喂料速度为50-200kg/h。实施例中双螺杆挤出机直接与水下模面切粒系统连接或通过熔体泵与水下模面切粒系统连接。

实施例1 70％低熔点耐候助剂母粒的制备

(1)熔融共混：将30重量份的聚丙烯树脂和70重量份的光稳定剂3853分别通过第一失重式计量称和第二失重式计量称称量并加料到双螺杆挤出机的加料口，设置双螺杆挤出机：挤出机熔融段温度200℃，其他各段温度为155℃；双螺杆挤出机的转速为300rpm；物料在挤出机中熔融共混；测得双螺杆挤出机出口处的熔融体压力为0.5-0.7Mpa；

(2)稳压：采用熔体泵对步骤(1)的熔融体进行稳压，测得熔体泵出口压力为2.1-2.3Mpa；熔体泵将共混熔融体输送到水下模面切粒系统；

(3)水下切粒：设置水下切粒系统模头温度200℃，切刀转速2000rpm，水温50℃，切粒后以400rpm离心除去水分，得到光稳定剂3853的聚丙烯母粒产品。

实施例2 60％低熔点耐候助剂母粒的制备

(1)熔融共混：将40重量份的聚丙烯树脂和60重量份的光稳定剂3853分别通过第一失重式计量称和第二失重式计量称称量并加料到双螺杆挤出机的加料口；设置双螺杆挤出机的螺杆组合，挤出机熔融段温度185℃、其他各段温度为130℃；双螺杆挤出机的转速为250rpm，物料在挤出机中熔融共混；测得双螺杆挤出机出口处的熔融体压力为1.5～1.7Mpa。

(2)水下切粒：设置水下切粒系统模头温度215℃，切刀转速4000rpm，水温45℃，切粒后以350rpm离心除去水分，得到光稳定剂3853的聚丙烯母粒产品。

实施例3 50％低熔点耐候助剂母粒的制备

(1)熔融共混：将50重量份的聚丙烯树脂和50重量份的光稳定剂3853分别通过第一失重式计量称和第二失重式计量称称量并加料到双螺杆挤出机的加料口；设置双螺杆挤出机：挤出机熔融段温度190℃，其他各段温度为175℃；双螺杆挤出机的转速为350rpm；物料在挤出机中熔融共混；测得双螺杆挤出机出口处的熔融体压力为0.6-0.8Mpa；

(2)稳压：采用熔体泵对步骤(1)的熔融体进行稳压，测得熔体泵出口压力为1.9-2.1Mpa；熔体泵将共混熔融体输送到水下切粒系统；

(3)水下切粒：设置水下切粒系统模头温度220℃，切刀转速2200rpm，水温45℃，切粒后以450rpm离心除去水分，得到光稳定剂3853的聚丙烯母粒产品。

实施例4 40％低熔点耐候助剂母粒的制备

(1)熔融共混：将60重量份的聚丙烯树脂和20重量份的光稳定剂3853和20重量份的紫外线吸收剂UV-2908分别通过第一失重式计量称和第二失重式计量称称量并加料到双螺杆挤出机的加料口；设置双螺杆挤出机：挤出机熔融段温度190℃，其他各段温度为150℃；双螺杆挤出机的转速为400rpm；物料在挤出机中熔融共混；测得双螺杆挤出机出口处的熔融体压力为0.7-0.9Mpa；

(2)稳压：采用熔体泵对步骤(1)的熔融体进行稳压，测得熔体泵出口压力为1.9-2.1Mpa；熔体泵将共混熔融体输送到水下切粒系统；

(3)水下切粒：设置水下切粒系统参数模头温度210℃，切刀转速4200rpm，水温45℃，切粒后以400rpm离心除去水分，得到光稳定剂3808的聚丙烯母粒产品。

对比例1

(1)熔融共混：同实施例3的熔融共混步骤；

(2)稳压：同实施例3的熔体泵稳压步骤；

(3)拉条制粒：熔融体被拉条，然后经冷却水定型，切粒机转速为700rpm进行切粒，干燥后得到光稳定剂3853的聚丙烯母粒产品。

对比例2

(1)熔融共混：同实施例3的熔融共混步骤；

(2)稳压：同实施例3的稳压步骤，不同之处为控制熔体泵出口压力为0.9-1.0Mpa；

(3)水下切粒：同实施例3的水下切粒系统步骤。

造粒效果评价

对实施例1-4，对比例1-2制备得到的助剂母粒分别做性能检测。

助剂含量均匀性：采用GC测定母粒中的助剂含量，评价助剂含量均匀性，当助剂含量达到标示量的±0.5％以内时记录为“均匀”，否则记录为“不均匀”；

是否断条：在制粒过程中观察有无断条现象。

外观和拖尾现象：检测制得粒子的外观是否规整，是否有拖尾现象。

粒径范围：通过两层过滤网设置，剔除过大或过小的产品，符合粒径筛选的产品与所有产品的重量比即成品率。

测定结果参见表1所示。

表1耐候助剂母粒性能测试结果

注：“/”表示不存在该问题。

从上述表1中测试结果可以看出，实施例1-实施例4制得的母粒中助剂含量均匀，粒子外观规整、粒径均匀，大粒径和小粒径的母粒成品率均在95％以上，所得粒子无拖尾现象。

虽然，上文中已经用一般性说明、具体实施方式及试验，对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (16)

1.一种低熔点耐候助剂母粒的制备方法，其特征在于，包括使低熔点耐候助剂与树脂基体熔融共混，共混后的熔融体通过水下模面切粒法制得低熔点耐候助剂母粒的步骤；

其中，所述低熔点耐候助剂指的是室温下为液体或膏状，或室温下为固体但在不高于100℃下熔融为液体或膏状的化合物。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述低熔点耐候助剂母粒中助剂的质量含量为30％～70％。

3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述耐候助剂选自光稳定剂、受阻酚抗氧化剂、亚磷酸酯抗氧化剂、芳香胺抗氧化剂、硫代酯抗氧化剂、自由基捕获剂、金属离子钝化剂中的至少一种。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述光稳定剂为酯连接型受阻胺光稳定剂。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述酯连接型受阻胺光稳定剂具有式I或式II所示的结构；

其中，式I中，R₁选自H、C_1-20的烷基、-O-C_1-20烷基或环烷基、C_6-20芳基或烷基芳基；R₂、R₃、R_2'、R_3'各自独立地选自C_1-10的烷基或者R₂和R₃以及R_2'和R_3'分别形成C_5-10的环烷基；m＝1或2；

当m为1时，R₄选自C_1-20烷基、-O-C_1-20烷基、C_1-20亚烷基-C(＝O)-OCH₃、或

当m为2时，R₄选自C_1-20亚烷基，或-O-C_1-20亚烷基-O-；

式II中，R₂、R₃、R_2'、R_3'的定义同式I中的定义；n选自1-5的任意整数；E选自-O-C_1-10亚烷基-、-C_1-10亚烷基-C(＝O)-O-C_1-10亚烷基-、-C_1-10亚烷基-O-C(＝O)-C_1-10亚烷基-。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：R₂、R₃、R_2'、R_3'各自独立地选自C_1-3的烷基。

7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：所述光稳定剂选自2,2,6,6-四甲基-4-哌啶硬脂酸酯、癸二酸二(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)酯与叔丁基过氧化氢与辛烷的反应产物、双(1,2,2,6,6,-五甲基-4-哌啶基)癸二酸酯与单(1,2,2,6,6,-五甲基-4-哌啶基)癸二酸酯的混合物、2,2,6,6-四甲基-4-哌啶硬脂酸酯与3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲酸正十六酯的混合物、聚[1-(2'-羟乙基)-2.2.6.6-四甲基-4-羟基哌啶丁二酸酯]、双(2,2,6,6-四甲基-1-哌啶基)癸二酸酯、双(2,2,6,6-四甲基-1-十一烷氧基-4-基)-碳酸酯中的至少一种。

8.根据权利要求1、2、4、5、6、7任一项所述的制备方法，其特征在于，所述树脂基体为热塑性聚合物。

9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述热塑性聚合物选自聚烯烃、聚酯、聚醚、聚酮、聚酰胺、天然橡胶、合成橡胶、聚氨酯、聚苯乙烯、高抗冲击苯乙烯、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚缩醛、聚丙烯腈、聚丁二烯、丙烯腈-丁二烯-苯三烯三聚物、苯乙烯-丙烯腈共聚物、丙烯酸酯-苯乙烯-丙烯腈三聚物、纤维素乙酸丁酸酯、纤维素聚合物、聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚苯硫醚、聚苯醚、聚砜、聚醚砜、聚氯乙烯、聚碳酸酯、聚甲醛、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物中的至少一种。

10.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述树脂基体为聚丙烯，所述低熔点耐候助剂为2,2,6,6-四甲基-4-哌啶硬脂酸酯。

11.根据权利要求1、2、4、5、6、7、9、10任一项所述的制备方法，其特征在于，控制水下模面切粒系统进口处的物料压力为1.2～3.0MPa。

12.根据权利要求1、2、4、5、6、7、9、10任一项所述的制备方法，其特征在于，采用捏合设备对树脂基体和助剂进行熔融共混。

13.根据权利要求12所述的制备方法，其特征在于，所述捏合设备优选为挤出机。

14.根据权利要求12所述的制备方法，其特征在于，还包括对共混后的熔融体进行稳压的步骤。

15.根据权利要求1、2、4、5、6、7、9、10、13、14任一项所述的制备方法，其特征在于：控制水下模面切粒系统的模头温度高于树脂基体熔点温度20-90℃。

16.一种低熔点耐候助剂母粒，其特征在于，该低熔点耐候助剂母粒是通过权利要求1～15任一项所述的方法制备得到的。

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