CN114276601A - 一种抗老化塑料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于高分子材料领域，具体涉及一种抗老化塑料及其制备方法。本发明涉及的新型抗老化塑料的主要成由以下重量百分比组分组成：95‑99％聚乙烯，0.2‑3％抗氧化剂和0.8‑5％色母，在此基础上添加了KZW新型抗紫外剂和白油，用于电缆行业造粒过程。通过该制备方法，可以解决常规电缆行业中的抗氧化时间经常不合格的现象，同时对老化试验有很高的稳定和改善作用，使用KZW抗紫外剂后可选择性的吸收这种高能量的紫外线，使之变成无害的能量而释放或消耗。
Description
技术领域
本发明属于高分子材料领域，具体涉及一种抗老化塑料及其制备方法。
背景技术
常规电缆行业中的抗氧化时间经常出现不合格的现象，同时对老化试验有很高的稳定和改善作用；由于在常规的电缆行业改性造粒过程当中，在所使用的聚乙烯回收的原料体系当中，经常遇到原料当中含有金属氧化物、工程塑料、抗氧化剂等特殊原因。
电缆塑料行业增加抗氧化剂的惯用方法就是增加抗氧化剂的用量，达到提高抗氧化性的目的。但在日常的生产配方中经常会遇到一种情况，就是如何提高氧化剂的比例，都无法增加抗氧化性，以及后期带来的性能稳定性，这会对产品直接造成A类指标不合格的影响。在常规的生产过程中，一般会将聚乙烯、氧化剂和色母等原料直接混合，然后经过造粒机塑化挤出，切粒形成最终产品。
KZW抗紫外剂是一类可防止太阳光或其它人造紫外光引起聚合物降解的物质，是一种光稳定剂；由于太阳光纤中含有大量对有色物体有害的紫外光，其波长约为290-460nm，这些有害的紫外光通过化学上的氧化还原作用，会使眼色分子最后分解褪色，其次会加剧打破产品内部的分子结构，加速老化进程。
上述所涉及的KZW抗紫外剂的使用模式，在成本上比之前的常规的护套料成本较高，也多了相关的操作的流程。
随着行业竞争的力度越来越大，国外产品出口的数量急剧增加。对产品的质量需求也带来了巨大的影响。部分产品的性能指标已经不能满足客户的需求，尤其是对出口的护套料原料的要求，如ROC(抗老化变化率)≤10％，氧化时间≥40min。常规的护套料的工艺简单，成本相对便宜。但抗氧化时间不稳定，老化变化率的指标已经不能满足高端料或出口料的需求。
发明内容
本发明旨在解决上述技术问题，加入了KZW抗紫外剂的使用，用于常规电缆行业造粒过程，包括如下步骤：
(1)将混合料预混，加入KZW抗紫外剂和白油，混合后得到塑料原料；
所述混合料由以下重量百分比组分组成：92-99％聚乙烯，0.2-3％抗氧化剂和0.8-6％色母；
所述KZW抗紫外剂占塑料原料总质量的0.1-20％；
所述白油占塑料原料总质量的1-5％；
(2)将所述塑料原料放料造粒，得到所述抗老化塑料；所述KZW抗紫外剂是2-羟基-4-正辛氧基二苯甲铜，采购自天津利安隆新材料有限公司。
优选的，所述抗氧化剂为硫代二丙酸双月桂酯。
优选的，所述步骤(1)中，预混的时间为2-5h。
优选的，所述步骤(1)中，混合的时间为0.1-3h。
优选的，所述混合料由以下重量百分比组分组成：
94.5％聚乙烯，0.3％抗氧化剂和5.2％色母。
优选的，所述KZW抗紫外剂占塑料原料总质量的0.2-1％。
优选的，所述白油占塑料原料总质量的2-3％。
优选的，所述步骤(2)中，使用双螺杆挤出机进行放料造粒，放料造粒的温度为130-150℃。
本发明还提供一种上述制备得到的抗老化塑料。
本发明的技术方案相比现有技术具有以下优点：
本发明涉及的新型抗老化塑料的主要成分包含了KZW抗紫外剂的使用，用于电缆行业造粒过程。通过本发明的制备方法，解决了常规电缆行业中的抗氧化时间经常不合格的现象，同时对老化试验有很高的稳定和改善作用。而使用本发明的KZW抗紫外剂后可选择性的吸收这种高能量的紫外线，使之变成无害的能量而释放或消耗。
添加一定剂量的白油加以粘合，一方面是为了防止助剂飘散损耗，另一方面是为了原料混合时更均匀。
本发明的制备方法不仅考虑到气候的影响，还考虑到了紫外光存在的情况下对产品的影响，尤其是在监测波长300-400nm时的影响，使用既能降低生产过程中抗氧化剂的使用量，也能提高国标要求下的护套料的抗老化变化率的性能要求，从而保证了产品的使用寿命。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
实施例1
将94g聚乙烯，0.3g硫代二丙酸二月桂酯和5.7g色母加入大罐中搅拌预混3h，向混合料中加入3g白油，再次搅拌混合10min，得到塑料原料。将搅拌混合均匀的物料放入双螺杆挤出机中以500rpm进行挤出造粒，高温干燥24h后得到新型抗老化塑料。
实施例2
将94.5g聚乙烯，0.3g硫代二丙酸二月桂酯和5.2g色母加入大罐中搅拌预混3h，向混合料中加入0.25gKZW抗紫外剂和3g白油，再次搅拌混合10min，得到塑料原料。将搅拌混合均匀的物料放入双螺杆挤出机中以500rpm进行挤出造粒，高温干燥24h后得到新型抗老化塑料。
实施例3
将94.5g聚乙烯，0.3g硫代二丙酸二月桂酯和5.2g色母加入大罐中搅拌预混3h，向混合料中加入0.5gKZW抗紫外剂和3g白油，再次搅拌混合10min，得到塑料原料。将搅拌混合均匀的物料放入双螺杆挤出机中以500rpm进行挤出造粒，高温干燥24h后得到新型抗老化塑料。
实施例4
将94.5g聚乙烯，0.3g硫代二丙酸二月桂酯和5.2g色母加入大罐中搅拌预混3h，向混合料中加入1gKZW抗紫外剂和3g白油，再次搅拌混合10min，得到塑料原料。将搅拌混合均匀的物料放入双螺杆挤出机中以500rpm进行挤出造粒，高温干燥24h后得到新型抗老化塑料。
效果评价1
KZW抗紫外剂为粉末状材料，在原料混合时需要考虑到混合均匀性的问题，防止混合不均匀时造成的效果上的偏差以及氧化数据上的偏差，必要时可考虑添加一定剂量的白油加以粘合，一是为了防止助剂飘散损耗，二是为了原料混合时更均匀。
KZW抗紫外剂的使用会在一定程度上增加和保护原料的性能，但在成本费用上比常规产品要贵，所以添加比例上需要重点测试，寻找最佳的比例效果；
因试验的周期相对比较长，因回料本身存在的波动性，所以做对比实验室的取样应该为同一批次，同一配方，同一时间生产的样品为比较对象，不同批次以及不同配方下的产品对比没有可比较性。
使用本发明的KZW新型抗紫外剂的产品，在常规项目检查时的氧化时间在以前同等比例的氧化剂的使用量的情况下，氧化时间由以前的52min,增加到现有的80min以上；
在对老化试验的实验对比当中，添加KZW抗紫外剂的电缆护套料，在110℃的情况下，5天以及10天的变化率比常规同配方的抗老化变化率小，详细见表2。
由数据所得，不管是氧化时间还是抗老化的变化率的数据，不仅能满足现在国标电缆护套料的规格要求，甚至能满足出口的ROC≤10％的变化率要求，这使得产品的性能和质量以及应用的区域得到了进一步的提升。
表1 KZW工序对比试验数据(设计抗老化变化率W10％)
表2 KZW工序对比试验数据(设计氧化时间多50min)
效果评价2
采用常规生产的原料进行氧化测试时间以及抗老化测试实验，同氧化剂比例情况下氧化时间为55min；其中断裂伸长率变化率为14.7％。
在常规光缆护套料配方中加入一定量的KZW助剂，在氧化剂同比例的情况下，氧化时间从55min变为95.26min，抗氧化时间有明显的上升；其中断裂伸长率变化率为9.4％。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
Claims (9)
1.一种抗老化塑料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）将混合料预混，加入KZW抗紫外剂和白油，混合后得到塑料原料；
所述混合料由以下重量百分比组分组成：92-99 %聚乙烯，0.2-3 %抗氧化剂和0.8-6 %色母；
所述KZW抗紫外剂占塑料原料总质量的0.1-20%；
所述白油占塑料原料总质量的1-5%；
（2）将所述塑料原料放料造粒，得到所述抗老化塑料。
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述抗氧化剂为硫代二丙酸双月桂酯。
3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中，预混的时间为2-5 h。
4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中，混合的时间为0.1-3 h。
5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述混合料由以下重量百分比组分组成：94.5 %聚乙烯，0.3 %抗氧化剂和5.2 %色母。
6.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述KZW抗紫外剂占塑料原料总质量的0.2-1%。
7.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述白油占塑料原料总质量的2-3%。
8.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中，放料造粒的温度为130-150 ℃。
9.一种如权利要求1-8任一项所述的制备方法制备得到的抗老化塑料。
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