CN113736177A - 一种耐候母粒uv-7308pp5及其制备方法和应用 - Google Patents

一种耐候母粒uv-7308pp5及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明属于高分子材料加工助剂技术领域，公开了一种耐候母粒UV‑7308PP5及其制备方法和应用。所述耐候母粒UV‑7308PP5包括以下质量百分含量的组分：光稳定剂3853：20％～40％；光稳定剂2908：10％～30％；PP树脂：30％～50％；聚丙烯蜡：2％～10％；主抗氧剂：0.1％～0.1％；辅助抗氧剂：0.1％～0.5％。本发明通过合适的聚丙烯蜡的加入，能够通过提高母粒的熔体强度而避免光稳定剂3853的析出从而避免结块，无需通过包覆一层薄膜的方式防止结块和析出，具有工艺简单，成本低廉等优点。

Description

一种耐候母粒UV-7308PP5及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于高分子材料加工助剂技术领域，具体涉及一种耐候母粒UV-7308PP5及其制备方法和应用。
背景技术
高分子材料在户外曝露于太阳光的情况下，因吸收紫外光而发生一系列的复杂现象，这种过程常称为光老化，实质上就是高分子链发生了种种物理和化学变化的结果。光老化容易让高分子材料产生诸如外观褪色，表面龟裂，机械和电性能下降等各种现象。光老化是高分子材料在应用过程中产生老化现象的重要原因之一。在高分子材料聚合和加工的过程中添加光稳定剂，因为能够捕捉高分子材料因为断链产生的自由基并与之反应，所以能够有效地减缓高分子材料因为紫外线照射而导致的光老化。
光稳定剂UV-3853是一种新型受阻胺光稳定剂，化学名称是2,2,6,6-四甲基-4-哌啶硬脂酸酯，新型受阻胺光稳定剂，主要应用于聚烯烃塑料、聚氨酯、ABS树脂、涂料、粘合剂、橡胶等，其具有光稳定效果优良，并具有高效低毒等优点。在汽车用PP/PE制品中，相比于其他小分子量受阻胺类光稳定剂，光稳定剂3853跟PP/PE材料具有良好的相容性，降低了析出和起霜的现象。光稳定剂3853跟其他紫外吸收剂和受阻胺类光稳定剂剂共同使用，还具有良好的协同效果。
光稳定剂UV-3853的熔点较低，大约只有28℃左右。一般在冬季较冷的季节，光稳定剂UV-3853是一种白色蜡状的固体。而在气温比较高的夏季，光稳定剂UV-3853则变成颜色略微偏黄的油状液体。光稳定剂UV-3853的熔点偏低，且粘度偏大，在耐候母粒中非常容易析出而导致母粒产品结块。
目前市面上类似的耐候母粒产品，主要是美国氰特公司生产的UV-3808PP5产品。氰特的UV-3808PP5母粒根据公开的技术资料可知，其光稳定剂3853和2908的添加比例是1：1，光稳定剂2908的添加比例较高，母粒生产成本较高。另外，氰特UV-3808PP5产品为了解决因3853析出导致的母粒结块的问题，在UV-3808PP5母粒表面包覆了一层薄膜，而这样会导致UV-3808PP5母粒生产过程复杂化，而且成本会大大上升。
专利CN 110041616 A公开了一种防析出光稳定剂3853母粒，包括以下组分及其质量份数：基体树脂40-70份、光稳定剂385360-30份、吸附剂1-5份、抗氧剂0.1-1以及发泡剂0.01-1份。所述吸附剂为小麦胚粉、玉米胚粉、玉米芯碎片、粗麸皮、大豆细粉中一种或几种。所述发泡剂为塑料发泡剂、聚氨酯发泡剂中一种或几种。吸附剂可以使活性成分附着在其颗粒表面，使液态微量化合物添加剂变为固态化合物，有利于实施均匀混合，以达到防止液体助剂析出的功能。发泡剂具有较高的表面活性，能在一定的温度和压力条件下发生反应生成气体，从而使材料产生发泡效果。发泡可以扩大材料的表面积和内部表面积，有利于吸收更多的液体材料，防止母粒产品产生粘连现象。但该专利采用的吸附剂和发泡剂可能对后续应用的力学性能产生不利的影响。
专利CN 112831067 A公开了一种改性耐候母粒，包括颗粒状耐候剂以及包覆于其表面的聚合物层。所述颗粒状耐候剂为光稳定剂，或者包含基材以及光稳定剂的光稳定剂母粒。包括UV-3853PP5或UV-3808PP5。形成所述聚合物层的聚合单体选自苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、氯乙烯、乙烯、丙烯中的一种或多种。该改性耐候母粒表面包覆有聚合物层，可以避免颗粒性耐候剂因高温引起的粘性增加造成结块或部分物质析出导致迁移或泄露的现象，继而避免在应用时耐候剂析出导致的材料稳定性下降，力学性能降低等缺点。但该生产过程复杂，生产成本较高。
发明内容
针对以上现有技术存在的缺点和不足之处，本发明的首要目的在于提供一种耐候母粒UV-7308PP5。本发明的耐候母粒UV-7308PP5在储存和运输的过程中能够实现常温运输，且不容易结块，没有加入复杂的加工助剂体系，性能稳定，成本较低，使用方便。
本发明的另一目的在于提供上述耐候母粒UV-7308PP5的制备方法。
本发明的再一目的在于提供上述耐候母粒UV-7308PP5在汽车PP材料中的应用。
本发明目的通过以下技术方案实现：
一种耐候母粒UV-7308PP5，包括以下质量百分含量的组分：
Figure BDA0003290781190000031
进一步优选地，所述耐候母粒UV-7308PP5包括以下质量百分含量的组分：
Figure BDA0003290781190000032
所述光稳定剂3853是一种新型高效的受阻胺光稳定剂，其化学名称是2,2,6,6-四甲基-4-哌啶硬脂酸酯，适用于大部分聚合物高分子材料，尤其是聚烯烃类高分子材料和制品，也可以在聚缩醛、聚酰胺、苯乙烯、TPO等聚合物材料中做光稳定剂使用。
所述光稳定剂2908是一种新型高效的受阻胺光稳定剂，其化学名称是3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲酸正十六酯。
进一步地，所述PP树脂为常规的均聚PP树脂，本发明PP树脂作为UV-7308PP5母粒的载体。
进一步地，所述聚丙烯蜡是一种低结晶茂金属聚丙烯蜡。主要应用于：分散剂、颜料和添加剂母粒的载体、适用于塑料的润滑剂、热熔粘接剂。
进一步地，所述主抗氧剂为抗氧剂1790、抗氧剂245、抗氧剂1076、抗氧剂1010中的一种或者几种，其主要作用是防止母粒在加工过程中因为高温的加工环境而导致的热氧老化。
进一步地，所述辅助抗氧剂为抗氧剂168、抗氧剂626、抗氧剂PEP-Q中的一种或者几种，其主要作用在于增强母粒加工过程中高分子材料的加工稳定性，并提供颜色保持性。
上述耐候母粒UV-7308PP5的制备方法，包括如下制备步骤：
将除光稳定剂3853之外的各原料组分经搅拌混合后，加入到双螺杆挤出机料斗，光稳定剂3853经过液体加油泵加入，经过双螺杆挤出机挤出造粒，经过筛选，磁力分离，得到所述耐候母粒UV-7308PP5。
进一步地，所述搅拌混合是指在常温条件下，在高混机中以搅拌速度为700rpm的速度搅拌5min。
进一步地，所述双螺杆挤出机进行造粒的条件为：挤出机的料筒后段温度设定为240～250℃，挤出机的料筒中段温度设定为210～230℃，挤出机的料筒前段温度设定为160～170℃，将通过双螺杆挤出机挤出得到的条料通过常温下自来水冷却，经过热风干燥后进行切粒。
进一步地，所述筛选，磁力分离的条件为：将得到的颗粒通过振动筛，筛选颗粒的直径为0.3～0.5mm，长度为0.5～1mm的成品，其他尺寸的颗粒回收利用；将所得到的尺寸合格的颗粒过磁力分离器，除去其中包含微量金属的不合格颗粒，得到耐候母粒UV-7308PP5。
上述耐候母粒UV-7308PP5在汽车PP材料和户外耐候消费类电子产品外壳中的应用。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)本发明通过合适的聚丙烯蜡的加入，能够通过提高母粒的熔体强度而避免光稳定剂3853的析出从而避免结块，无需通过包覆一层薄膜的方式防止结块和析出，具有工艺简单，成本低廉等优点。
(2)本发明通过光稳定剂3853和2908配合使用，光稳定剂2908产生了良好的协同效应，其实际抗光老化的效果要好于光稳定3853或者光稳定剂2908单独使用，而且通过控制UV-2908的含量，能够很好地控制成本。
(3)本发明的耐候母粒中，引入了第二种光稳定剂2908。由于光稳定剂2908常温下是白色粉末，它能够降低母粒中光稳定剂3853的浓度而减轻耐候母粒因为光稳定剂3853的析出容易结块的问题，而且因为光稳定剂2908和3853良好的协同效应，其抗光老化效果要大大优于市面上常见的UV-3853PP5母粒。
(4)本发明在主抗氧剂和辅助抗氧剂的科学选择方面做了大量的基础研究，最终得到了合适的抗氧剂配方和添加比例，相比于氰特的UV-3808PP5母粒产品，本发明具有更佳的颜色稳定性和外表光泽。在汽车PP材料和户外耐候消费类电子产品外壳等应用场景的抗光老化中得到了广泛的应用。
附图说明
图1是市面上常见应用于汽车PP材料的耐候母粒UV-3808PP5样品，放在50℃的强制空气对流烘箱中烘烤72小时后的状态图。
图2是实施例1生产的应用于汽车PP材料的耐候母粒UV-7308PP5样品，放在50℃的强制空气对流烘箱中烘烤72小时后的状态图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。实施例中所用原料均为市购产品。
实施例1
本实施例的应用于汽车PP材料的耐候母粒UV-7308PP5，包括以下质量百分含量的组分：
Figure BDA0003290781190000051
Figure BDA0003290781190000061
所述应用于汽车PP材料的耐候母粒UV-7308PP5通过如下方法制备得到：
(1)除光稳定剂3853的各组分混合，在温度为25℃条件下，在高混机中以搅拌速度为700rpm的速度搅拌5分钟。
(2)光稳定剂3853加热变成液态后，通过液体加油泵添加，进入双螺杆挤出机进行造粒，挤出机的料筒后段温度设定为240～250℃，挤出机的料筒中段温度设定为210～230℃，挤出机的料筒前段温度设定为160～170℃，将通过双螺杆挤出机挤出得到的条料通过常温下自来水冷却，经过热风干燥后进行切粒即可。
(3)将得到的颗粒通过振动筛，颗粒的直径为0.3～0.5mm，长度为0.5～1mm的为成品，其他尺寸的颗粒回收利用。
(4)将步骤(3)所得到的尺寸合格的颗粒过磁力分离器，除去其中包含微量金属的不合格颗粒，得到应用于汽车PP材料的耐候母粒UV-7308PP5。
实施例2
本实施例的应用于汽车PP材料的耐候母粒UV-7308PP5，包括以下质量百分含量的组分：
Figure BDA0003290781190000062
所述应用于汽车PP材料的耐候母粒UV-7308PP5通过如下方法制备得到：
(1)除光稳定剂3853的各组分混合，在温度为25℃条件下，在高混机中以搅拌速度为700rpm的速度搅拌5分钟。
(2)光稳定剂3853加热变成液态后，通过液体加油泵添加，进入双螺杆挤出机进行造粒，挤出机的料筒后段温度设定为240～250℃，挤出机的料筒中段温度设定为210～230℃，挤出机的料筒前段温度设定为160～170℃，将通过双螺杆挤出机挤出得到的条料通过常温下自来水冷却，经过热风干燥后进行切粒即可。
(3)将得到的颗粒通过振动筛，颗粒的直径为0.3～0.5mm，长度为0.5～1mm的为成品，其他尺寸的颗粒回收利用。
(4)将步骤(3)所得到的尺寸合格的颗粒过磁力分离器，除去其中包含微量金属的不合格颗粒，得到应用于汽车PP材料的耐候母粒UV-7308PP5。
实施例3
本实施例的应用于汽车PP材料的耐候母粒UV-7308PP5，包括以下质量百分含量的组分：
Figure BDA0003290781190000071
所述应用于汽车PP材料的耐候母粒UV-7308PP5通过如下方法制备得到：
(1)除光稳定剂3853的各组分混合，在温度为25℃条件下，在高混机中以搅拌速度为700rpm的速度搅拌5分钟。
(2)光稳定剂3853加热变成液态后，通过液体加油泵添加，进入双螺杆挤出机进行造粒，挤出机的料筒后段温度设定为240～250℃，挤出机的料筒中段温度设定为210～230℃，挤出机的料筒前段温度设定为160～170℃，将通过双螺杆挤出机挤出得到的条料通过常温下自来水冷却，经过热风干燥后进行切粒即可。
(3)将得到的颗粒通过振动筛，颗粒的直径为0.3～0.5mm，长度为0.5～1mm的为成品，其他尺寸的颗粒回收利用。
(4)将步骤(3)所得到的尺寸合格的颗粒过磁力分离器，除去其中包含微量金属的不合格颗粒，得到应用于汽车PP材料的耐候母粒UV-7308PP5。
实施例4
本实施例的应用于汽车PP材料的耐候母粒UV-7308PP5，包括以下质量百分含量的组分：
Figure BDA0003290781190000081
所述应用于汽车PP材料的耐候母粒UV-7308PP5通过如下方法制备得到：
(1)除光稳定剂3853的各组分混合，在温度为25℃条件下，在高混机中以搅拌速度为700rpm的速度搅拌5分钟。
(2)光稳定剂3853加热变成液态后，通过液体加油泵添加，进入双螺杆挤出机进行造粒，挤出机的料筒后段温度设定为240～250℃，挤出机的料筒中段温度设定为210～230℃，挤出机的料筒前段温度设定为160～170℃，将通过双螺杆挤出机挤出得到的条料通过常温下自来水冷却，经过热风干燥后进行切粒即可。
(3)将得到的颗粒通过振动筛，颗粒的直径为0.3-0.5mm，长度为0.5-1mm的为成品，其他尺寸的颗粒回收利用。
(4)将步骤(3)所得到的尺寸合格的颗粒过磁力分离器，除去其中包含微量金属的不合格颗粒，得到应用于汽车PP材料的耐候母粒UV-7308PP5。
对比例1
本对比例与实施例1相比，不加入茂金属聚丙烯蜡，包括以下质量百分含量的组分：
Figure BDA0003290781190000091
制备方法同实施例1。
对以上实施例1～4及对比例1制备得到的耐候母粒UV-7308PP5，取50g样品放在敞口烧杯里，烧杯上用直径略大于烧杯直径的圆片进行密封，放在50℃的强制空气对流烘箱中烘烤，然后进行性能测试，结果如下表1所示：
表1
Figure BDA0003290781190000092
通过以上结果可以看出：本发明的耐候母粒UV-7308PP5，抗析出性能良好，放在50℃的强制空气对流烘箱中烘烤72小时，拿出来没有任何粘结，析出或者起霜的现象。而未添加聚丙烯蜡所得耐候母粒结块严重。说明聚丙烯蜡的加入对提高母粒的熔体强度而避免光稳定剂3853的析出从而避免结块具有关键作用。该母粒制备及添加操作简单，成本较低，能够在工业化生产中能得到广泛应用。
市面上常见应用于汽车PP材料的耐候母粒UV-3808PP5样品及实施例1生产的应用于汽车PP材料的耐候母粒UV-7308PP5样品，放在50℃的强制空气对流烘箱中烘烤72小时后的状态图分别如图1和图2所示。由图1和图2对比可见，相比于市面上常见的UV-3808PP5母粒产品，本发明具有更佳的颜色稳定性和外表光泽。而且本发明耐候母粒UV-7308PP5的生产成本相比市面上常见的UV-3808PP5母粒显著降低，具有极高的产品竞争力。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其它的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种耐候母粒UV-7308PP5，其特征在于，包括以下质量百分含量的组分：
Figure FDA0003290781180000011
2.根据权利要求1所述的一种耐候母粒UV-7308PP5，其特征在于，所述耐候母粒UV-7308PP5包括以下质量百分含量的组分：
Figure FDA0003290781180000012
3.根据权利要求1所述的一种耐候母粒UV-7308PP5，其特征在于，所述PP树脂为均聚PP树脂。
4.根据权利要求1所述的一种耐候母粒UV-7308PP5，其特征在于，所述聚丙烯蜡为低结晶茂金属聚丙烯蜡。
5.根据权利要求1所述的一种耐候母粒UV-7308PP5，其特征在于，所述主抗氧剂为抗氧剂1790、抗氧剂245、抗氧剂1076、抗氧剂1010中的一种或者几种；所述辅助抗氧剂为抗氧剂168、抗氧剂626、抗氧剂PEP-Q中的一种或者几种。
6.权利要求1～5任一项所述的一种耐候母粒UV-7308PP5的制备方法，其特征在于，包括如下制备步骤：
将除光稳定剂3853之外的各原料组分经搅拌混合后，加入到双螺杆挤出机料斗，光稳定剂3853经过液体加油泵加入，经过双螺杆挤出机挤出造粒，经过筛选，磁力分离，得到所述耐候母粒UV-7308PP5。
7.根据权利要求6所述的一种耐候母粒UV-7308PP5的制备方法，其特征在于，所述搅拌混合是指在常温条件下，在高混机中以搅拌速度为700rpm的速度搅拌5min。
8.根据权利要求6所述的一种耐候母粒UV-7308PP5的制备方法，其特征在于，所述双螺杆挤出机进行造粒的条件为：挤出机的料筒后段温度设定为240～250℃，挤出机的料筒中段温度设定为210～230℃，挤出机的料筒前段温度设定为160～170℃，将通过双螺杆挤出机挤出得到的条料通过常温下自来水冷却，经过热风干燥后进行切粒。
9.根据权利要求6所述的一种耐候母粒UV-7308PP5的制备方法，其特征在于，所述筛选，磁力分离的条件为：将得到的颗粒通过振动筛，筛选颗粒的直径为0.3～0.5mm，长度为0.5～1mm的成品，其他尺寸的颗粒回收利用；将所得到的尺寸合格的颗粒过磁力分离器，除去其中包含微量金属的不合格颗粒，得到耐候母粒UV-7308PP5。
10.权利要求1～5任一项所述的一种耐候母粒UV-7308PP5在汽车PP材料和户外耐候消费类电子产品外壳中的应用。
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