CN116003905A - 一种耐老化高刚高抗冲聚丙烯树脂组合物及其制备方法 - Google Patents
一种耐老化高刚高抗冲聚丙烯树脂组合物及其制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明属于塑料领域，涉及一种耐老化高刚高抗冲聚丙烯树脂组合物及其制备方法。该耐老化高刚高抗冲的聚丙烯树脂组合物包含以下组分：聚丙烯树脂100重量份、成核剂0.01‑0.2重量份、水滑石0.001‑0.5重量份、抗氧剂0.05‑1重量份、抗静电剂0.05‑1重量份、光稳定剂0.08‑1重量份。本发明的聚丙烯树脂组合物经过老化后表面颜色无变化，仍保持高刚高抗冲的力学性能，并且，操作工艺简单可靠，投入成本较低，适用于家用电器、托盘、玩具等塑料制品。
Description
技术领域
本发明属于塑料领域，具体地，涉及一种耐老化高刚高抗冲聚丙烯树脂组合物，以及该耐老化高刚高抗冲聚丙烯树脂组合物的制备方法。
背景技术
聚丙烯(PP)具有易加工、综合性能优异、价格低廉等特点，被广泛应用于家电、汽车、包装、建筑、医用防护等领域。但是聚丙烯分子中存在大量叔碳原子，极易在氧气、紫外线和热的影响下，发生热氧老化降解和光老化降解，出现外观发黄、发粘、机械性能下降等现象，降低聚丙烯的使用价值，因此，提高聚丙烯材料的耐老化性能是延长聚丙烯使用寿命的关键。
目前比较常用的提高聚丙烯耐老化性能的方法主要是添加助剂如光稳定剂、抗氧剂等，通过混匀共混方式提高整个复合材料体系的抗老化性能。CN111100383A通过在共混体系中添加八异丁基倍半硅氧烷、受阻胺类光稳定剂、吸酸剂及抗氧剂提高聚丙烯耐老化性及降低聚合物VOC，但该专利只着重于该助剂体系对聚丙烯老化后外观的影响，未对聚丙烯机械性能等进行评价，不能确定使用该助剂体系，老化后的聚丙烯是否仍能保持一定的使用性能。CN107973984A通过在聚丙烯中加入改性后的聚氨酯蜡增强耐光性和化学性能，虽解决了聚丙烯的相容性问题，但是步骤繁琐，制备复杂，增加应用成本。CN109401093A报道了采用改性聚丙烯、丙烯酸改性聚丙烯、丙烯酸羟乙酯改性聚丙烯和二乙二醇单丙烯酸酯改性聚丙烯制备的耐光老化聚丙烯材料，虽然提高了聚丙烯材料的抗老化性能，但改性聚丙烯需要接枝，增加成本且难度较大。CN103694552B报道了采用一种插层水滑石作为抗氧剂组分，与亚磷酸酯、硫代酯类或受阻胺类光稳定剂共同加入至聚丙烯中提高其耐热氧老化性能，但存在没有提高聚丙烯抗静电性能的问题。
发明内容
本发明的目的是针对现有问题，提供一种耐老化聚丙烯高刚高抗冲聚丙烯树脂组合物及其制备方法。本发明的聚丙烯树脂组合物的耐老化性能大幅提高，经光老化后，外观颜色无明显变化，力学性能基本保持不变。
本发明的第一方面提供一种耐老化高刚高抗冲聚丙烯树脂组合物，该耐老化高刚高抗冲的聚丙烯树脂组合物包含以下组分：聚丙烯树脂100重量份、成核剂0.01-0.2重量份、水滑石0.001-0.5重量份、抗氧剂0.05-1重量份、抗静电剂0.05-1重量份、光稳定剂0.08-1重量份。
本发明的第二方面提供上述耐老化高刚高抗冲聚丙烯树脂组合物的制备方法，该制备方法包括：将包括聚丙烯树脂、成核剂、水滑石、抗氧剂、抗静电剂及光稳定剂在内的各组分经高速混合均匀，在双螺杆挤出机上进行熔融挤压造粒，得到所述聚丙烯树脂组合物。
本发明的聚丙烯树脂组合物经过老化后表面颜色无变化，仍保持高刚高抗冲的力学性能，并且，操作工艺简单可靠，投入成本较低，适用于家用电器、托盘、玩具等塑料制品。
本发明的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。
具体实施方式
以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
本发明提供一种耐老化高刚高抗冲聚丙烯树脂组合物，该耐老化高刚高抗冲的聚丙烯树脂组合物包含以下组分：聚丙烯树脂100重量份、成核剂0.01-0.2重量份、水滑石0.001-0.5重量份、抗氧剂0.05-1重量份、抗静电剂0.05-1重量份、光稳定剂0.08-1重量份。
根据本发明一种优选实施方式，所述耐老化高刚高抗冲的聚丙烯树脂组合物包含以下组分：聚丙烯树脂100重量份、成核剂0.02-0.1重量份、水滑石0.02-0.5重量份、抗氧剂0.1-0.5重量份、抗静电剂0.1-0.5重量份、光稳定剂0.1-0.5重量份。
本发明所述聚丙烯可以是均聚聚丙烯、共聚聚丙烯，也可以是上述两种原料的混合物。
根据本发明一种优选实施方式，所述成核剂为有机盐类聚丙烯增刚成核剂，优选为芳香族羧酸金属盐类、芳香族有机磷酸酯金属盐及其复合型成核剂中的至少一种。所述成核剂可商购获得，例如，购自上海齐润新材料有限公司，牌号RY-2204。本发明使用的成核剂具有优越的热稳定性、化学惰性和分散性，低浓度使用便可提高聚丙烯的刚性和韧性。
本发明所述的水滑石优选为一种超细镁铝合成水滑石，可商购获得，例如购自呈核科技股份有限公司、牌号AC-207的水滑石。超细镁铝合成水滑石分散性好、吸酸能力强，用在刚性注塑料中可增加弯曲模量并降低黄色指数。
本发明所述抗氧剂可以为受阻酚类抗氧剂或亚磷酸酯类抗氧剂，或为受阻酚类抗氧剂和亚磷酸类抗氧剂复配而成的抗氧剂，例如市售的抗氧剂1010、抗氧剂168或抗氧剂215、225、561等。
本发明所述抗静电剂优选为酯类抗静电剂，优选为单硬脂酸甘油酯类。可通过本领域公知的方法制备得到或通过商购获得，例如购自宁波豫越科技有限公司、牌号GMS90LA的抗静电剂。本发明使用的抗静电剂，不仅具有抗静电性能，同时与树脂具有优异的相容性，且安全无毒。
根据本发明，优选地，所述光稳定剂为聚合型高分子量受阻胺光稳定剂，具体优选地，所述光稳定剂为聚{[6-[(1,1,3,3-四甲基丁基)氨基]]-1,3,5-三嗪-2,4-双[(2,2,6,6-四甲基-哌啶基)亚氨基]-1,6-己二撑[(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)亚氨基]}与聚丁二酸(4-羟基-2,2,6,6-四甲基-1-哌啶乙醇)酯的复合物；优选地，二者的重量比为1:1-1.5，最优选为1:1.2。所述光稳定剂可商购获得，例如，购自上海齐润新材料有限公司、牌号RY-788的光稳定剂。不同的HALS作用机理在光稳定剂中系统发挥作用，使得聚合型高分子量受阻胺光稳定剂不仅具有优异的光稳定性，也具有很好的加工热稳定性，低浓度使用即可获得优异的抗老化性。
本发明还提供上述耐老化高刚高抗冲聚丙烯树脂组合物的制备方法，该制备方法包括：将包括聚丙烯树脂、成核剂、水滑石、抗氧剂、抗静电剂及光稳定剂在内的各组分经高速混合均匀，在双螺杆挤出机上进行熔融挤压造粒，得到所述聚丙烯树脂组合物。所述高速混合均匀、熔融挤压造粒均可以为本领域常规工艺条件，例如，螺杆转速设定为220-280r/min，加工温度为210-230℃。
下面结合实施例对本发明作进一步说明，但本发明的范围并不局限于这些实施例。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件实施。所使用的原料、试剂等，如无特殊说明，均可从常规市场等商业途径得到的原料和试剂。
实施例及对比例中数据根据以下测试方法获得：
熔融指数(MFR)：根据GB/T3682-2000所述方法，用CEAST公司7026型熔融指数仪，在230℃、2.16kg载荷下测定。
拉伸强度：根据ASTM D638测量注塑样品。
弯曲模量：按照GB/T 9341-2008所述方法测定。
Izod冲击强度：根据GB/T 1843-2008所述方法测定。
热变形温度(HDT)：按照GB/T 1634.2-2004所述方法测定。
表面电阻率：按照GB/T 1410-2006所述方法测定。
耐老化性：将注塑条放入老化箱中，老化箱8h干燥、4h凝露，灯型UVA-340，辐照度340nm、0.76w/m2·nm，黑标温度60℃±3℃、50℃±3℃，将老化后的注塑条进行相应测试。
以下通过具体实施例本发明的内容作进一步的说明。
实施例1-6
将聚丙烯树脂、成核剂、水滑石、抗氧剂、抗静电剂及光稳定剂经高速混合均匀，在双螺杆挤出机上进行熔融挤压造粒，得到聚丙烯树脂组合物，配方组成见表1。
对比例1-2
根据实施例的方法制备聚丙烯树脂组合物，配方组成见表1。
由表2测试结果可以看出，通过在聚丙烯树脂中添加本发明所述助剂体系，可显著提高聚丙烯组合物的耐老化性能，且增强聚丙烯树脂的高刚高抗冲的性能。
以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
Claims (10)
1.一种耐老化高刚高抗冲聚丙烯树脂组合物，其特征在于，该耐老化高刚高抗冲的聚丙烯树脂组合物包含以下组分：聚丙烯树脂100重量份、成核剂0.01-0.2重量份、水滑石0.001-0.5重量份、抗氧剂0.05-1重量份、抗静电剂0.05-1重量份、光稳定剂0.08-1重量份。
2.根据权利要求1所述的耐老化高刚高抗冲聚丙烯树脂组合物，其中，所述耐老化高刚高抗冲的聚丙烯树脂组合物包含以下组分：聚丙烯树脂100重量份、成核剂0.02-0.1重量份、水滑石0.02-0.5重量份、抗氧剂0.1-0.5重量份、抗静电剂0.1-0.5重量份、光稳定剂0.1-0.5重量份。
3.根据权利要求1或2所述的耐老化高刚高抗冲聚丙烯树脂组合物，其中，所述聚丙烯树脂为均聚聚丙烯和/或共聚聚丙烯。
4.根据权利要求1或2所述的耐老化高刚高抗冲聚丙烯树脂组合物，其中，所述成核剂为有机盐类聚丙烯增刚成核剂，优选为芳香族羧酸金属盐类、芳香族有机磷酸酯金属盐及其复合型成核剂中的至少一种。
5.根据权利要求1或2所述的耐老化高刚高抗冲聚丙烯树脂组合物，其中，所述水滑石为超细镁铝合成水滑石。
6.根据权利要求1或2所述的耐老化高刚高抗冲聚丙烯树脂组合物，其中，所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂，或为受阻酚类抗氧剂和亚磷酸类抗氧剂复配而成的抗氧剂。
7.根据权利要求1或2所述的耐老化高刚高抗冲聚丙烯树脂组合物，其中，所述抗静电剂为酯类抗静电剂，优选为单硬脂酸甘油酯类。
8.根据权利要求1或2所述的耐老化高刚高抗冲聚丙烯树脂组合物，其中，所述光稳定剂为聚合型高分子量受阻胺光稳定剂。
9.根据权利要求8所述的耐老化高刚高抗冲聚丙烯树脂组合物，其中，所述光稳定剂为聚{[6-[(1,1,3,3-四甲基丁基)氨基]]-1,3,5-三嗪-2,4-双[(2,2,6,6-四甲基-哌啶基)亚氨基]-1,6-己二撑[(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)亚氨基]}与聚丁二酸(4-羟基-2,2,6,6-四甲基-1-哌啶乙醇)酯的复合物；优选地，二者的重量比为1:1-1.5。
10.权利要求1-9中任意一项所述的耐老化高刚高抗冲聚丙烯树脂组合物的制备方法，该制备方法包括：将包括聚丙烯树脂、成核剂、水滑石、抗氧剂、抗静电剂及光稳定剂在内的各组分经高速混合均匀，在双螺杆挤出机上进行熔融挤压造粒，得到所述聚丙烯树脂组合物。
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