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一种抗酚黄变的聚烯烃材料及其制备方法和应用与流程

  • 国知局
  • 2024-09-14 14:32:31

本发明涉高分子材料的,尤其涉及一种抗酚黄变的聚烯烃材料及其制备方法和应用。

背景技术:

1、聚丙烯(polypropylene)简称pp,为无色半透明的热塑性轻质通用塑料,是丙烯或和少量聚乙烯通过加聚或共聚反应而成的聚合物,化学式为-(c3h6)n,。pp的密度为0.89~0.91g/cm3,易燃,熔点为140~170℃,在150℃左右软化,使用温度范围为-30~140℃,在80℃以下能耐酸、碱、盐液及多种有机溶剂的腐蚀,在高温和氧化作用下能发生分解。

2、pp树脂是一种性能优良的热塑性合成树脂,是四大通用型热塑性树脂(聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯)之一,具有出众的性能,如耐化学性、耐热性、电绝缘性、高强度机械性能和良好的高耐磨加工性能等,全球生产和使用量巨大,广泛应用于服装、毛毯等纤维制品、医疗器械、汽车、自行车、零件、输送管道、化工容器等生产,也用于食品、药品包装。但在户外的使用场景时,由于受到热、光、臭氧、氮氧化物(nox)气体等外界条件共同作用下,容易出现黄变和降解的现象,降解后分子量降低而成蜡态,制件出现开裂或者发粘。

3、对于受到热、光、臭氧的作用产生黄变和降解的现象,行业已经有成熟的解决方案,例如添加适当和适量的抗氧化剂和抗uv剂,即可达到行业常规的设计指标要求。越来越多消费电子、服装和汽车行业的产品设计工程师发现,pp材料虽然已经能有效的解决对于受到热、光、臭氧的作用产生黄变和降解的现象,但是在浅色比如白色的产品上,在含有氮氧化物(nox)气体环境中使用时,依然会出现黄变现象,且这种黄变与传统的光照导致的黄变不同,它在一定的条件下是可逆的,经过深入的研究发现,这种黄变就是在纺织行业中常常会遇到的酚黄变现象。从相关聚丙烯材料的抗酚黄变的论文、专利、厂商公开等文献资料看,早期鲜有关注聚丙烯材料酚黄变现象在近3年也开始逐渐引起了相关行业研究人员的重视,抗酚黄聚丙烯材料研发也是本行业逐渐深入后一个新的研究细分领域或方向。

4、中国专利申请cn115747994a公开了一种抗酚黄变丙纶长丝,包括如下组分与质量比:等规聚丙烯96.5~99.0%,抗酚黄变油剂1.0~3.5%,所述抗酚黄变油剂包括20~30%乳化剂、30.8~40.5%脂肪酸聚乙二醇酯、25.0~48.0%两性表面活性剂、0.2~1.5%渗透剂和1.0~3.0%抗静电剂,由上述物质搅拌混合均匀形成稳定不分层的溶液,即形成抗酚黄变剂油。所述抗酚黄变剂油作为纺丝油剂在上油工艺中使用,具体在丙纶纺丝工艺中的后段进行纤维表面处理,确实改善了丙纶纤维的表面抗酚黄变问题,但是对于注塑的聚丙烯材料以及纤维在使用过程中表面层被磨耗之后的情形则不适用。

5、中国专利申请cn109021351a公开了一种耐酚黄功能母粒、其制备方法、用途及耐酚黄聚烯烃纤维,所述耐酚黄功能母粒包括如下重量分数的组分:聚烯烃30-70份、有机硅生胶5-15份和有机酸5-15份。所述耐酚黄功能母粒是通过将配方量的各组分混合,然后用挤出机挤出的方法制备得到,最后利用其对聚烯烃进行改性,处理工序繁琐。此外,该方案中还含有续添加容易产生酚黄变的酚类抗氧剂,且采用的大添加量的有机硅生胶作为载体虽然加速了起抗酚黄变剂作用的组分迁移到制品表面,但在使用中是存在一定的析出风险,容易产生由小分子物质析出到表面的起霜、吐白粉等现象。

6、可见,现有的技术方案对于实施制备一种能适用于多种成型加工方法、效果更优抗酚黄变的聚丙烯材料仍然存在不足之处。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题在于,提供一种抗酚黄变的聚烯烃材料及其制备方法和应用,使聚烯烃材料制品在含有氮氧化物的户外环境中使用时也具有更佳的抗酚黄变性能,同时能适用于多重成型加工方法。

2、为了解决上述技术问题,本发明第一方面提供了一种抗酚黄变的聚烯烃材料,按重量百分比计,组成包括:聚烯烃树脂50.0~95.0%、酚黄变堙灭剂0.2~1.0%、层状硅酸盐2.0~10.0%、抗氧剂0.1~0.5%和0~45.0%的无机填充物,其中,所述层状硅酸盐包括蒙脱土。

3、作为上述方案的改进,所述酚黄变湮灭剂为柠檬酸、酒石酸中的至少一种。

4、作为上述方案的改进,所述酚黄变湮灭剂为柠檬酸和酒石酸,所述柠檬酸和酒石酸的重量百分比为1:(0.8~2)。

5、作为上述方案的改进,所述蒙脱土为改性蒙脱土。

6、作为上述方案的改进,所述聚烯烃树脂选自均聚聚烯烃树脂和/或共聚聚烯烃树脂;

7、所述抗氧剂选自内酯型抗氧剂和/或羟胺类抗氧剂。

8、作为上述方案的改进,所述无机填充物为玻纤、碳酸钙、滑石粉、高岭土、云母、玻纤粉、硅灰石、硅藻土中的至少一种;

9、所述无机填充物的平均粒径为800~1500目;

10、所述无机填充物的重量百分含量为10.0~20.0%。

11、作为上述方案的改进,所述抗酚黄变的聚烯烃材料还包括0~5.0%的助剂,所述助剂为润滑剂、成核剂、色粉中的至少一种。

12、本发明第二方面提供了一种所述的抗酚黄变的聚烯烃材料的制备方法,包括:

13、(1)将层状硅酸盐和酚黄变湮灭剂混合;

14、(2)继续加入聚烯烃树脂、抗氧剂和助剂混合;

15、(3)通过挤出机挤出,得到所述抗酚黄变的聚烯烃材料。

16、本发明第三方面提供了一种所述的抗酚黄变的聚烯烃材料的应用,用于制备含有氮氧化物的户外环境中使用的产品。

17、作为上述方案的改进,所述抗酚黄变的聚烯烃材料通过塑料成型的方法制备产品,所述塑料成型的方法包括注塑成型、挤出成型、纺丝、吹塑、吸塑。

18、实施本发明,具有如下有益效果:

19、本发明中通过在聚烯烃树脂中加入酚黄湮灭剂、层状硅酸盐、抗氧剂和无机填充物,能够湮灭聚烯烃制品中具含有的分类助剂产生的酚黄变的组分,调控酚黄变湮灭剂的释放或迁移速度,使得到的聚烯烃制品具有优良的抗酚黄变性能,同时具有传统的抗光、热、氧老化性能,避免酚黄变湮灭剂在聚烯烃制品中析出,保证聚烯烃制品的稳定性。此外,得到的聚烯烃材料能够适用多种成型加工方法,且不需进行后处理工序即可实现抗酚黄变效果,可以用于制备能够在含有氮氧化物的户外环境使用的消费电子、服装和汽车部件等产品。

技术特征:

1.一种抗酚黄变的聚烯烃材料,其特征在于,按重量百分比计,组成包括:聚烯烃树脂50.0~95.0%、酚黄变堙灭剂0.2~1.0%、层状硅酸盐2.0~10.0%、抗氧剂0.1~0.5%和0~45.0%的无机填充物,其中,所述层状硅酸盐包括蒙脱土。

2.如权利要求1所述的抗酚黄变的聚烯烃材料,其特征在于,所述酚黄变湮灭剂为柠檬酸、酒石酸中的至少一种。

3.如权利要求2所述的抗酚黄变的聚烯烃材料,其特征在于,所述酚黄变湮灭剂为柠檬酸和酒石酸,所述柠檬酸和酒石酸的重量百分比为1:(0.8~2)。

4.如权利要求1所述的抗酚黄变的聚烯烃材料,其特征在于,所述蒙脱土为改性蒙脱土。

5.如权利要求1所述的抗酚黄变的聚烯烃材料,其特征在于,所述聚烯烃树脂选自均聚聚烯烃树脂和/或共聚聚烯烃树脂;

6.如权利要求1所述的抗酚黄变的聚烯烃材料,其特征在于,所述无机填充物为玻纤、碳酸钙、滑石粉、高岭土、云母、玻纤粉、硅灰石、硅藻土中的至少一种;

7.如权利要求1所述的抗酚黄变的聚烯烃材料,其特征在于,所述抗酚黄变的聚烯烃材料还包括0~5.0%的助剂,所述助剂为润滑剂、成核剂、色粉中的至少一种。

8.一种如权利要求1~7任一项所述的抗酚黄变的聚烯烃材料的制备方法,其特征在于,包括:

9.一种如权利要求1~7任一项所述的抗酚黄变的聚烯烃材料或如权利要求8所述的制备方法制备得到的抗酚黄变的聚烯烃材料的应用,其特征在于,用于制备含有氮氧化物的户外环境中使用的产品。

10.如权利要求9所述的抗酚黄变的聚烯烃材料的应用,其特征在于,所述抗酚黄变的聚烯烃材料通过塑料成型的方法制备产品,所述塑料成型的方法包括注塑成型、挤出成型、纺丝、吹塑、吸塑。

技术总结本发明公开了一种抗酚黄变的聚烯烃材料及其制备方法和应用,抗酚黄变的聚烯烃材料,按重量百分比计,组成包括:聚烯烃树脂50.0~95.0%、酚黄变堙灭剂0.2~1.0%、层状硅酸盐2.0~10.0%、抗氧剂0.1~0.5%和0~45.0%的无机填充物,其中,所述层状硅酸盐包括蒙脱土。本发明所得聚烯烃材料具有优良的抗酚黄变性能,同时具有传统的抗光、热、氧老化性能,能够适用多种成型加工方法,且不需进行后处理工序即可实现抗酚黄变效果,而且可以用于制备能够在含有氮氧化物的户外环境使用的消费电子、服装和汽车部件等产品。技术研发人员:黄恒梅,廖作桂受保护的技术使用者:广东壹诺科技股份有限公司技术研发日:技术公布日:2024/9/12

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