CN114957860B - 一种聚丙烯专用耐热氧老化改性功能母粒及其制备方法 - Google Patents
一种聚丙烯专用耐热氧老化改性功能母粒及其制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及高分子材料加工技术领域，特别是涉及一种聚丙烯专用耐热氧老化改性功能母粒及其制备方法，所述功能母粒包括以下质量百分比的组分：碳中心自由基捕捉剂5.0～8.0wt.％、受阻胺类紫外光稳定剂5.0～10.0wt.％、受阻羟基苯甲酸酯类紫外光吸收剂7.0～10.0wt.％、共价有机骨架20.0～23.0wt.％、聚丙烯50.0～55.0wt.％、分散剂0.5～1.0wt.％和润滑剂0.3～0.5wt.％。本发明提供的功能母粒采用碳中心自由基捕捉剂、受阻胺类紫外光稳定剂和受阻羟基苯甲酸酯类紫外光吸收剂三元复配方式，能够实现后续聚丙烯在双螺杆熔融挤出加工的抗热氧老化改性效果。
Description
技术领域
本发明涉及高分子材料加工技术领域，特别是涉及一种聚丙烯专用耐热氧老化改性功能母粒及其制备方法。
背景技术
聚丙烯是一种全球通用的塑料，具有质轻、耐热性和力学性能良好且均衡、产品成本较低廉等特点，被广泛应用于家电、汽车、化工容器、输送管道、食品和药品包装、建材及各种日用制品。然而，聚丙烯分子链中存在热不稳定的叔碳基团，其在热加工及长期户外使用过程中，极易受热，在氧的作用下会产生稳定的烯丙基自由基，从而引发聚丙烯分子链的连续断裂和降解。因此，开发一种用于增强聚丙烯耐热氧老化性能、拓宽应用领域的高抗热氧老化复合助剂体系是目前需要努力的方向。
目前聚丙烯耐热氧老化性能的常用改性方式是主、辅抗氧剂协同使用。CN102408630A公开了一种耐热氧老化聚丙烯复合物，其主要的技术方案是以含氟聚合物或聚硅氧烷为抗氧协效剂，阻隔氧分子进入聚丙烯基体内部，从而增强了聚丙烯耐热氧老化性能。此外，CN102604209A公开了一种耐热氧老化聚丙烯复合物，其主要的技术方案是将抗氧剂和光稳定剂负载于分子筛、硅藻土、沸石等多孔无机粒子内，且表面经硅烷偶联剂活化处理后与聚丙烯共混，进而发挥长效稳定的抗热氧老化作用。
目前传统的聚丙烯抗氧剂体系均是通过受阻酚类主抗氧剂和亚磷酸酯类或硫酯类辅抗氧剂复配而成。该体系中受阻酚类主抗氧剂与聚丙烯受热氧作用产生的过氧化自由基发生反应，终止聚丙烯链式热氧分解反应；亚磷酸酯类或硫酯类辅抗氧剂是通过与过氧化自由基和主抗氧剂反应产物的进一步反应，生成非活性的稳定产物，从而大大减慢氧化反应速度，增加了聚丙烯抗热氧老化的效果。然而，根据聚丙烯热分解反应机理，其不仅会与氧形成过氧化自由基，现时还存在碳自由基，而碳自由基又很容易与氧作用形成烷过氧自由基。传统的受阻酚类主抗氧剂和亚磷酸酯类或硫酯类辅抗氧剂复配体系仅能阻止过氧化自由基的增长，却无法消除碳自由基。
此外，聚丙烯基体内主辅抗氧剂位于相同或相近的点位时，主辅抗氧剂才能发挥相互协同效果，但两者与聚丙烯熔融共混时，很难实现同时分布在相同或相近点位。聚丙烯所用的抗氧剂价格较高，对产品成本影响大，而添加量通常为0.1～0.3wt.％，该添加量在实际熔融共混过程中，很难在聚丙烯中均匀分布，更难分布在相同或相近点位。上述缺陷均会导致传统主辅抗氧剂系统无法有效实现聚丙烯耐热氧老化改性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种聚丙烯专用耐热氧老化改性功能母粒及其制备方法，以解决上述背景技术中提到的问题。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种聚丙烯专用耐热氧老化改性功能母粒，包括以下质量百分比的组分：
碳中心自由基捕捉剂：5.0～8.0wt.％；
受阻胺类紫外光稳定剂：5.0～10.0wt.％；
受阻羟基苯甲酸酯类紫外光吸收剂：7.0～10.0wt.％；
共价有机骨架：20.0～23.0wt.％；
聚丙烯：50.0～55.0wt.％；
分散剂：0.5～1.0wt.％；
润滑剂：0.3～0.5wt.％。
优选的，所述碳中心自由基捕捉剂选自苯并呋喃酮类抗氧剂、双酚单丙烯酸酯类抗氧剂或羟胺类抗氧剂中的任意一种，碳中心自由基捕捉剂可以从源头消除聚丙烯受热分解产生碳自由基。
优选的，所述受阻胺类紫外光稳定剂选自UV-944、UV-123、UV-119和UV-3346中的任意一种；所述受阻羟基苯甲酸酯类紫外光吸收剂选自UV-120或UV-2908。受阻胺类和受阻羟基苯甲酸酯类化合物具有比传统受阻酚更强的与过氧化自由基的结合能力，其捕捉和猝灭各种自由基的能力更强，其产生的延缓和终止聚丙烯受热氧作用引发链式分解反应的效果将优于传统主辅抗氧剂复配体系，能够发挥出比传统受阻酚类主抗氧剂和亚磷酸酯类辅抗氧剂复配体系更优异的协同抗热氧老化效果。
优选的，所述聚丙烯采用无规聚丙烯。
优选的，所述分散剂选自硬酯酸、硬酯酸钙、硬酯酸锌、油酸酰胺、介酸酰胺中的任意一种，所述润滑剂选自氧化聚乙烯、聚乙烯蜡、氧化石蜡、液体石蜡或硅油中的任意一种。
优选的，所述共价有机骨架COF为COF-316或COF-318，COF具有多孔结构，其具备热稳定性高、比表面积大、孔隙丰富、分子结构可调、活性位点多、对有物化合物特异性吸附量高、与大多数聚合物相容性好等特性，在与聚丙烯共混后，可获得优异的分散性，使被吸附的三元抗氧剂在聚丙烯基体内相同或相近位点可控释放，不但确保了主辅抗氧剂同步协同，还能够有效避免其过度氧化造成的快速消耗，从而确保聚丙烯获得长效的耐热氧老化性能。
本发明还提供了一种上述聚丙烯专用耐热氧老化改性功能母粒的制备方法，包括如下步骤：
S1、按配比称取碳中心自由基捕捉剂、受阻胺类紫外光稳定剂和受阻羟基苯甲酸酯类紫外光吸收剂，并将其顺次投入溶剂中混合，搅拌均匀得到三元复配抗氧剂混合液；
S2、按配比称取COF，并将其投入步骤S1得到的混合液中，搅拌，使得COF充分吸附抗氧剂，再将溶液转移至真空烘箱内，在70℃真空条件下干燥24小时后取出，得到充分吸附三元复配抗氧剂的COF基体，有效提高了抗氧剂在基体中的分散性；
S3、按配比称取聚丙烯、分散剂和润滑剂，并将其与步骤S2得到的COF基体顺次投入高速混合器内混合均匀，再将原料转移至密炼机内，热混炼后得到团状共混物；
S4、将步骤S3得到的团状共混物通过锥形喂料机喂入单螺杆挤出机，经熔融挤出和造粒得到基于碳中心自由基捕捉型的聚丙烯专用耐热氧老化改性功能母粒。
进一步的，步骤S1中，所述溶剂为丙酮或四氢呋喃，溶剂体积与抗氧剂混合物质量的比例为100mL：100g。
作为本发明进一步方案，步骤S3中，密炼机的混炼温度为90～95℃，混炼时间为15～20min；步骤S4中，单螺杆挤出机的螺杆转速为150～200r/min，机筒温度为120～130℃。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1.本发明相对于传统的受阻酚类主抗氧剂和亚磷酸酯类辅抗氧剂复配体系，具备更优异的协同抗热氧老化效果，本发明采用碳中心自由基捕捉剂、受阻胺类紫外光稳定剂和受阻羟基苯甲酸酯类紫外光吸收剂三元复配方式，一方面直接捕捉聚丙烯受热分解产生的碳自由基，从源头消除聚丙烯受热分解链反应，另一方面能够产生更强度的碳自由基和过氧化自由基猝灭效果，还能猝灭单线态氧，降低其对碳自由基的氧化作用，缓和终止聚丙烯受热氧作用引发链式分解反应。
2.本发明采用具有3D多孔结构的共价有机骨架(COF)作为多孔负载材料，将三元复配抗氧剂吸附在孔内，可获得更优异的分散性，使被吸附的三元复配抗氧剂能够在聚丙烯基体内相同或相近位点可控、均匀释放，确保了三元复配抗氧剂协同发挥抗热氧老化效果，具备长效性。
3.本发明提供的功能母粒能够实现后续聚丙烯在双螺杆熔融挤出加工的抗热氧老化改性效果，低温下通过密炼机长时间混炼获得功能母粒，使得COF粉体取得了优异的预分散效果，又能够避免高温热机械加工所导致的抗氧剂分解和过早消耗，进而有效降低生产成本。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明。优选实施例并未详尽叙述所有细节，也不限制该发明仅为所述具体实施方式。若如无特别说明，实施例中的方法均为实验常规方法，所使用的实验材料均可容易地从商业公司获取。
实施例1：
本实施例提供了一种聚丙烯专用耐热氧老化改性功能母粒，其组分的质量配比如下：5.0kg的抗氧剂HP-136、10.0kg的UV-944、10.0kg的UV-120、22.0kg的COF-318、52.0kg的无规聚丙烯、0.5kg硬酯酸钙和0.5kg的聚乙烯蜡。
本实施例还提供了上述耐热氧老化改性功能母粒的制备方法，具体包括以下步骤：
S1、按上述质量配比称取碳中心自由基捕捉剂HP-136、受阻胺类紫外光稳定剂UV-944和受阻羟基苯甲酸酯类紫外光吸收剂UV-120，并将其顺次投入25L丙酮溶剂中混合，搅拌均匀得到三元复配抗氧剂混合液；
S2、按上述配比称取COF-318，并将其投入步骤S1得到的三元复配抗氧剂混合液中，充分搅拌，使得COF-318充分吸附抗氧剂，再将溶液转移至真空烘箱内，在70℃真空条件下干燥24小时后取出，得到充分吸附三元复配抗氧剂、且抗氧剂分散均匀的COF-318基体；
S3、按上述配比称取无规聚丙烯、分散剂和润滑剂，并将其与步骤S2得到的COF-318基体一并投入高速混合器内混合均匀，得到预混料，再将预混料转移至密炼机内，混炼温度设置为93℃，混炼时间为16min，热混炼后得到团状共混物；
S4、将步骤S3得到的团状共混物通过锥形喂料机喂入单螺杆挤出机，单螺杆挤出机的螺杆转速设置为185r/min，机筒从加料口至机头的温度设置为120～130℃，经熔融挤出和造粒得到基于碳中心自由基捕捉型的聚丙烯专用耐热氧老化改性功能母粒。
实施例2：
本实施例提供了一种聚丙烯专用耐热氧老化改性功能母粒，其组分的质量配比如下：8.0kg的Revonox 501、5.0kg的UV-123、10.0kg的UV-2908、23.0kg的COF-316、53.0kg的无规聚丙烯、0.7kg硬酯酸和0.3kg的氧化聚乙烯。
本实施例还提供了上述耐热氧老化改性功能母粒的制备方法，其步骤与实施例1大致相同，具体如下：
S1、按上述质量配比称取碳中心自由基捕捉剂Revonox 501、受阻胺类紫外光稳定剂UV-123和受阻羟基苯甲酸酯类紫外光吸收剂UV-2908，并将其顺次投入25L四氢呋喃溶剂中混合，搅拌均匀得到三元复配抗氧剂混合液；
S2、按上述配比称取COF-316，并将其投入步骤S1得到的三元复配抗氧剂混合液中，充分搅拌，使得COF-316充分吸附抗氧剂，再将溶液转移至真空烘箱内，在70℃真空条件下干燥24小时后取出，得到充分吸附三元复配抗氧剂、且抗氧剂分散均匀的COF-316基体；
S3、按上述配比称取无规聚丙烯、分散剂和润滑剂，并将其与步骤S2得到的COF-316基体一并投入高速混合器内混合均匀，得到预混料，再将预混料转移至密炼机内，混炼温度设置为90℃，混炼时间为16min，热混炼后得到团状共混物；
S4、将步骤S3得到的团状共混物通过锥形喂料机喂入单螺杆挤出机，单螺杆挤出机的螺杆转速设置为165r/min，机筒从加料口至机头的温度设置为120～130℃，经熔融挤出和造粒得到基于碳中心自由基捕捉型的聚丙烯专用耐热氧老化改性功能母粒。
实施例3：
本实施例提供了一种聚丙烯专用耐热氧老化改性功能母粒，其组分的质量配比如下：8.0kg的Revonox 394、6.0kg的UV-3346、10.0kg的UV-2908、20.0kg的COF-318、55.0kg的无规聚丙烯、0.6kg油酸酰胺和0.4kg的氧化石蜡。
本实施例还提供了上述耐热氧老化改性功能母粒的制备方法，其步骤与实施例1大致相同，具体如下：
S1、按上述质量配比称取碳中心自由基捕捉剂Revonox 394、受阻胺类紫外光稳定剂UV-3346和受阻羟基苯甲酸酯类紫外光吸收剂UV-2908，并将其顺次投入24L丙酮溶剂中混合，搅拌均匀得到三元复配抗氧剂混合液；
S2、按上述配比称取COF-318，并将其投入步骤S1得到的三元复配抗氧剂混合液中，充分搅拌，使得COF-318充分吸附抗氧剂，再将溶液转移至真空烘箱内，在70℃真空条件下干燥24小时后取出，得到充分吸附三元复配抗氧剂、且抗氧剂分散均匀的COF-318基体；
S3、按上述配比称取无规聚丙烯、分散剂和润滑剂，并将其与步骤S2得到的COF-318基体一并投入高速混合器内混合均匀，得到预混料，再将预混料转移至密炼机内，混炼温度设置为92℃，混炼时间为20min，热混炼后得到团状共混物；
S4、将步骤S3得到的团状共混物通过锥形喂料机喂入单螺杆挤出机，单螺杆挤出机的螺杆转速设置为180r/min，机筒从加料口至机头的温度设置为120～130℃，经熔融挤出和造粒得到基于碳中心自由基捕捉型的聚丙烯专用耐热氧老化改性功能母粒。
实施例4：
本实施例提供了一种聚丙烯专用耐热氧老化改性功能母粒，其组分的质量配比如下：8.0kg的FS042、10.0kg的UV-119、7.0kg的UV-120、21.0kg的COF-318、53.0kg的无规聚丙烯、0.7kg介酸酰胺和0.3kg的硅油。
本实施例还提供了上述耐热氧老化改性功能母粒的制备方法，其步骤与实施例3大致相同，具体如下：
S1、按上述质量配比称取碳中心自由基捕捉剂FS042、受阻胺类紫外光稳定剂UV-119和受阻羟基苯甲酸酯类紫外光吸收剂UV-120，并将其顺次投入25L四氢呋喃溶剂中混合，搅拌均匀得到三元复配抗氧剂混合液；
S2、与实施例3一致；
S3、混炼温度设置为93℃，混炼时间为19min，其余均与实施例3一致；
S4、单螺杆挤出机的螺杆转速设置为170r/min，其余均与实施例3一致，经熔融挤出和造粒得到基于碳中心自由基捕捉型的聚丙烯专用耐热氧老化改性功能母粒。
实施例5：
本实施例提供了一种聚丙烯专用耐热氧老化改性功能母粒，其组分的质量配比如下：8.0kg的抗氧剂GM、10.0kg的UV-123、7.0kg的UV-2908、21.7kg的COF-316、52.0kg的无规聚丙烯、1.0kg硬酰胺和0.3kg的聚乙烯蜡。
本实施例还提供了上述耐热氧老化改性功能母粒的制备方法，其步骤与实施例1大致相同，具体如下：
S1、按上述质量配比称取碳中心自由基捕捉剂GM、受阻胺类紫外光稳定剂UV-123和受阻羟基苯甲酸酯类紫外光吸收剂UV-2908，并将其顺次投入25L丙酮溶剂中混合，搅拌均匀得到三元复配抗氧剂混合液；
S2、按上述配比称取COF-316，并将其投入步骤S1得到的三元复配抗氧剂混合液中，充分搅拌，使得COF-316充分吸附抗氧剂，再将溶液转移至真空烘箱内，在70℃真空条件下干燥24小时后取出，得到充分吸附三元复配抗氧剂、且抗氧剂分散均匀的COF-316基体；
S3、按上述配比称取无规聚丙烯、硬酰胺和聚乙烯蜡，并将其与步骤S2得到的COF-316基体一并投入高速混合器内混合均匀，得到预混料，再将预混料转移至密炼机内，混炼温度设置为91℃，混炼时间为20min，热混炼后得到团状共混物；
S4、将步骤S3得到的团状共混物通过锥形喂料机喂入单螺杆挤出机，单螺杆挤出机的螺杆转速设置为150r/min，机筒从加料口至机头的温度设置为120～130℃，经熔融挤出和造粒得到基于碳中心自由基捕捉型的聚丙烯专用耐热氧老化改性功能母粒。
实施例6：
本实施例提供了一种聚丙烯专用耐热氧老化改性功能母粒，其组分的质量配比如下：6.0kg的抗氧剂HP-136、8.0kg的UV-3346、10.0kg的UV-2908、22.0kg的COF-318、53.0kg的无规聚丙烯、0.5kg硬脂酸锌和0.5kg的聚乙烯蜡。
本实施例还提供了上述耐热氧老化改性功能母粒的制备方法，其步骤与实施例1大致相同，具体如下：
S1、按上述质量配比称取碳中心自由基捕捉剂HP-136、受阻胺类紫外光稳定剂UV-3346和受阻羟基苯甲酸酯类紫外光吸收剂UV-2908，并将其顺次投入24L丙酮溶剂中混合，搅拌均匀得到三元复配抗氧剂混合液；
S2、按上述配比称取COF-318，并将其投入步骤S1得到的三元复配抗氧剂混合液中，充分搅拌，使得COF-318充分吸附抗氧剂，再将溶液转移至真空烘箱内，在70℃真空条件下干燥24小时后取出，得到充分吸附三元复配抗氧剂、且抗氧剂分散均匀的COF-318基体；
S3、按上述配比称取无规聚丙烯、硬脂酸锌和聚乙烯蜡，并将其与步骤S2得到的COF-318基体一并投入高速混合器内混合均匀，得到预混料，再将预混料转移至密炼机内，混炼温度设置为92℃，混炼时间为15min，热混炼后得到团状共混物；
S4、将步骤S3得到的团状共混物通过锥形喂料机喂入单螺杆挤出机，单螺杆挤出机的螺杆转速设置为200r/min，机筒从加料口至机头的温度设置为120～130℃，经熔融挤出和造粒得到基于碳中心自由基捕捉型的聚丙烯专用耐热氧老化改性功能母粒。
分别按实施例1-6的制备方法制备出对应的基于碳自由基捕捉剂的聚丙烯专用高耐热氧改性功能母粒，并将实施例1-6制备出的功能母粒与聚丙烯树脂混合，其中，功能母粒的质量百分比均设置为1.2wt.％，经双螺杆挤出机共混挤出，得到与实施例1-6对应的共混物，此时抗氧剂在聚丙烯基体中的总有效含量在0.2～0.3wt.％。
将抗氧剂1010与抗氧剂168按1：1的质量比进行复配，并将复配后的抗氧剂添加到聚丙烯树脂中混合，其中，复配后的抗氧剂在聚丙烯树脂中的含量为0.3wt.％，经双螺杆挤出机共混后挤出，得到作为对比例的共混物。
为验证本发明制备的基于碳自由基捕捉剂的聚丙烯专用高耐热氧改性功能母粒的改性效果，用DSC分别测定上述实施例1-6对应的共混物、对比例所得共混物的氧化诱导温度，并分别测定其在200℃、210℃和220℃下的氧化诱导时间，检测结果如表1所示。
表1：
由表1的测试结果可知，与对比例相比，在抗氧剂有效质量百分比相近的条件下，采用本发明实施例1-6提供的制备方法制备得到基于碳自由基捕捉剂的功能母粒，对聚丙烯复合物进行改性时，其抗热氧老化性能均明显优于直接添加传统抗氧剂复配体系的聚丙烯复合物(对比例)，由此可知，本发明提供的制备方法及功能母粒较传统的抗氧剂复配体系能够增强聚丙烯耐热氧老化性能，具备更优异的改性效果。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并未详尽叙述所有细节，也不限制该发明仅为所述具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
Claims (5)
1.一种聚丙烯专用耐热氧老化改性功能母粒，其特征在于，包括以下质量百分比的组分：
碳中心自由基捕捉剂：5.0~8.0 wt.%；
受阻胺类紫外光稳定剂：5.0~10.0 wt.%；
受阻羟基苯甲酸酯类紫外光吸收剂：7.0~10.0 wt.%；
共价有机骨架：20.0~23.0 wt.%；
聚丙烯：50.0~55.0 wt.%；
分散剂：0.5~1.0 wt.%；
润滑剂：0.3~0.5 wt.%；
所述碳中心自由基捕捉剂选自苯并呋喃酮类抗氧剂、双酚单丙烯酸酯类抗氧剂或羟胺类抗氧剂中的任意一种；
所述受阻胺类紫外光稳定剂选自UV-944、UV-123、UV-119和UV-3346中的任意一种；
所述受阻羟基苯甲酸酯类紫外光吸收剂选自UV-120或UV-2908；
所述共价有机骨架为COF-316或COF-318；
上述功能母粒的制备方法包括以下步骤：
S1、按配比称取碳中心自由基捕捉剂、受阻胺类紫外光稳定剂和受阻羟基苯甲酸酯类紫外光吸收剂，并将其顺次投入溶剂中混合，搅拌均匀得到三元复配抗氧剂混合液；
S2、按配比称取COF，并将其投入步骤S1得到的混合液中，搅拌，使得COF充分吸附抗氧剂，再将溶液转移至真空烘箱内，在70℃真空条件下干燥24小时后取出，得到充分吸附三元复配抗氧剂的COF基体；
S3、按配比称取聚丙烯、分散剂和润滑剂，并将其与步骤S2得到的COF基体顺次投入高速混合器内混合均匀，再将原料转移至密炼机内，热混炼后得到团状共混物；
S4、将步骤S3得到的团状共混物通过锥形喂料机喂入单螺杆挤出机，经熔融挤出和造粒得到基于碳中心自由基捕捉型的聚丙烯专用耐热氧老化改性功能母粒。
2.根据权利要求1所述的聚丙烯专用耐热氧老化改性功能母粒，其特征在于，所述聚丙烯采用无规聚丙烯。
3.根据权利要求1所述的聚丙烯专用耐热氧老化改性功能母粒，其特征在于，所述分散剂选自硬酯酸、硬酯酸钙、硬酯酸锌、油酸酰胺、介酸酰胺中的任意一种，所述润滑剂选自氧化聚乙烯、聚乙烯蜡、氧化石蜡、液体石蜡或硅油中的任意一种。
4.根据权利要求1所述的聚丙烯专用耐热氧老化改性功能母粒，其特征在于，步骤S1中，所述溶剂为丙酮或四氢呋喃，溶剂体积与抗氧剂混合物质量的比例为100mL：100g。
5.根据权利要求1所述的聚丙烯专用耐热氧老化改性功能母粒，其特征在于，步骤S3中，密炼机的混炼温度为90~95℃，混炼时间为15~20 min；步骤S4中，单螺杆挤出机的螺杆转速为150~200 r/min，机筒温度为120~130℃。
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Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1608103A (zh) * | 2001-12-27 | 2005-04-20 | Cytec技术有限公司 | 紫外稳定的热塑性烯烃 |
| CN107207773A (zh) * | 2014-11-20 | 2017-09-26 | 塞特工业公司 | 稳定剂组合物以及使用该稳定剂组合物保护有机材料免受uv光和热降解的方法 |
| CN109370144A (zh) * | 2018-11-27 | 2019-02-22 | 江苏万纳普新材料科技有限公司 | 一种abs树脂直接注射成型用高效阻燃抗菌功能母粒及其制备方法 |
| CN111315754A (zh) * | 2017-07-06 | 2020-06-19 | 巴斯夫欧洲公司 | 包含苯并呋喃酮和受阻酚类抗氧化剂的稳定化聚烯烃组合物 |
| CN111448201A (zh) * | 2017-07-06 | 2020-07-24 | 巴斯夫欧洲公司 | 包含苯并呋喃酮和受阻胺光稳定剂的稳定化聚烯烃组合物 |
| CN114144464A (zh) * | 2019-07-30 | 2022-03-04 | 巴斯夫欧洲公司 | 稳定剂组合物 |
Family Cites Families (1)
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|---|---|---|---|---|
| US10214627B2 (en) * | 2014-05-15 | 2019-02-26 | Sabic Global Technologies B.V. | Stabilised resin composition |
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Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1608103A (zh) * | 2001-12-27 | 2005-04-20 | Cytec技术有限公司 | 紫外稳定的热塑性烯烃 |
| CN107207773A (zh) * | 2014-11-20 | 2017-09-26 | 塞特工业公司 | 稳定剂组合物以及使用该稳定剂组合物保护有机材料免受uv光和热降解的方法 |
| CN111315754A (zh) * | 2017-07-06 | 2020-06-19 | 巴斯夫欧洲公司 | 包含苯并呋喃酮和受阻酚类抗氧化剂的稳定化聚烯烃组合物 |
| CN111448201A (zh) * | 2017-07-06 | 2020-07-24 | 巴斯夫欧洲公司 | 包含苯并呋喃酮和受阻胺光稳定剂的稳定化聚烯烃组合物 |
| CN109370144A (zh) * | 2018-11-27 | 2019-02-22 | 江苏万纳普新材料科技有限公司 | 一种abs树脂直接注射成型用高效阻燃抗菌功能母粒及其制备方法 |
| CN114144464A (zh) * | 2019-07-30 | 2022-03-04 | 巴斯夫欧洲公司 | 稳定剂组合物 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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