專利名稱：：一種耐光照老化性能的聚丙烯組合物及其制備方法
技術領域：
：本發明涉及一種耐光照老化性能的聚丙烯組合物，以及這種組合物的制備方法，具體的是通過在聚丙烯組合物體系中添加一種大分子量光穩定劑來提高聚丙烯組合物體系的長期耐光照老化性能，屬于聚合物改性和加工領域。
背景技術：
：聚丙烯是五大通用樹脂之一，改性聚丙烯的種類也有許多類型，具有加工性能優良、韌性高、耐汽油和化學藥品性好的優點，同時質輕、價廉，廣泛應用于汽車內外飾件、電子和家用電器產品的外殼等。但是聚丙烯復合材料的耐光照老化性能不佳也影響了它的應用領域。目前聚丙烯組合物的耐光照老化性能主要通過添加各種光穩定劑和耐熱老化助劑以及利用兩種助劑間的協同作用來實現。但是大部分光穩定助劑包括各種光屏蔽劑、紫外線吸收劑、自由基捕獲劑等都是分子量較低的有機化合物或低聚物，而且其向材料表面遷移的速度很快。當這些助劑被添加到聚丙烯中時，在高溫或紫外光照射的情況下，都有逐漸向產品表面析出的趨勢。特別是當光穩定劑的含量較大時，這種向產品表面析出的現象就更容易發生，嚴重的時候產品表面甚至會產生噴霜現象。此外，很多助劑如UV770(化學名稱為雙(2，2，6，6-四甲基哌啶基)癸二酸酯)本身與聚丙烯樹脂的相容性就很差，分子量只有400左右，更會加劇這種現象的發生。而光穩定助劑從產品表面析出不僅會影響產品的外觀和表面性能，而且還嚴重降低了產品的長期耐光老化性能。針對這一問題，LajosAvar等在美國專利USP6，201，047中提到一種反應型光穩定劑，即這種光穩定劑能和復合材料中的基料(如聚丙烯)發生化學鍵合從而達到阻止光穩定劑向材料表面遷移的作用。但是這種光穩定劑的分子結構比較特殊，尚處于實驗室合成階段，所以目前并不適合在實際生產中廣泛應用。中國專利200610148847.X通過在聚丙烯復合材料中添加適量具有一定吸附作用的粉狀分子篩來改善光穩定劑在聚丙烯復合材料中的分散，提高光穩定劑的抗析出能力，從而使得整個聚丙烯復合材料保持長期穩定的耐光照老化性能。
發明內容本發明的目的是為了提供一種耐光照老化性能的聚丙烯組合物，通過在聚丙烯組合物中添加一種具有較低揮發性和遷移速率的大分子量光穩定劑，從而使得聚丙烯組合物保持長期穩定的耐光照老化性能。這種方法在實際生產中能夠簡單有效地改善聚丙烯組合物長期耐光照老化性能。本發明可以通過以下技術方案來實現。—種耐光照老化性能的聚丙烯組合物，按以下重量百分比的原料配制而成聚丙烯5599%無機填料042%3增韌劑P0E020%光穩定劑0.10.5%抗氧劑0.11%其他助劑05%。本發明所適用的聚丙烯組合物體系中所述的聚丙烯為在230°CX2.16kg的測試條件下，熔體流動速率在0.560g/10min之間的均聚聚丙烯或嵌段共聚聚丙烯，其中嵌段共聚丙烯的共聚單體為乙烯，其含量在4lOmol%的范圍內，均聚聚丙烯的結晶度在70%以上，等規度大于99%。所述的無機填料為滑石粉、碳酸鈣和硫酸鋇中的一種或幾種，其粒徑范圍均為120微米。所述的增韌劑POE(聚烯烴彈性體)為線形乙烯-辛烯共聚物，密度為0.880.90g/cm3，熔融指數為150g/10min。所述的抗氧劑包括主抗氧劑和輔抗氧劑，主抗氧劑為受阻酚和硫酯類抗氧劑中的一種或幾種。如3114、1010、DSTP中的一種或幾種；輔抗氧劑為亞磷酸鹽和酯類抗氧劑中的一種或幾種。如618和168中一種或兩種。所述的光穩定劑是一種分子量為3000的低聚受阻胺類光穩定劑HA88FD，其化學名稱為聚{[(N，N'-1，2-二亞甲基)氨基]-l，3，5-三嗪-N-丁基-[(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)亞氨基]}，密度為0.45g/cc，軟化溫度為120-150°C，其最佳添加量為0.10.4%。本發明所述的其他助劑為各種顏色添加劑和各種酯類/脂肪酸類潤滑劑等。—種耐光照老化性能的聚丙烯組合物的制備方法，如下所述(1)按重量配比稱取原料；(2)將聚丙烯、無機填料、增韌劑POE、抗氧劑、光穩定劑或其他助劑在高速混合器中干混35分鐘；(3)將混合的原料置于雙螺桿機中，經熔融擠出，造粒，其工藝為一區190200。C，二區200210。C，三區210220°C，四區205215°C;整個擠出過程的停留時間為12分鐘，壓力為1218MPa。本發明所用的大分子量光穩定劑是一種分子量為3000的低聚受阻胺類光穩定劑HA88FD，相對于一般的分子量在400左右的受阻胺類光穩定劑(如UV770)，這種大分子量光穩定劑與聚合物的兼容性更好，不容易析出，因此具有低揮發性、高耐萃取性、高的熱穩定性的特性。本發明的優點是1、本發明通過在聚丙烯組合物中添加一種大分子量受阻胺類光穩定劑，使得所制得的聚丙烯復合材料具有較好的長期耐光照老化特性。2、本發明所制得的聚丙烯組合物在保證材料耐光照老化性能的同時，材料的各項物理力學性能不受影響。3、本發明提出的改善聚丙烯組合物的耐光照老化性能的方法制備工藝非常簡單、生產成本低。具體實施例方式下面結合實施例，對本發明作進一步詳細說明在實施例及對比例組合物配方中，聚丙烯為上海石化生產的熔體流動速率為8g/10min(測試條件23(TCX2.16kg)的嵌段共聚丙烯，其商品牌號為M700R。所用的無機填料為粒徑范圍均為10微米的滑石粉。所用的增韌劑POE為杜邦公司產的線形乙烯_辛烯共聚物，商品牌號Engage8180，其熔融指數為0.5g/10min(測試條件190。CX2.16kg)。所述的光穩定劑為是意大利3V公司產的大分子量受阻胺類光穩定劑，其化學名稱為聚([(N，N'-1，2-二亞甲基)氨基]-l，3，5-三嗪-N-丁基-[(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)亞氨基]}，密度為0.45g/cc，軟化溫度為120-150°C，分子量為3000，商品牌號為UVASORBHA88FD。所用的主抗氧劑為英國ICE公司產的DSTP，商品牌號為NegonoxDSTP，化學名稱為硫代二丙酸十八酯，以及Ciba公司產的3114，商品牌號為Irganox3114，化學名稱為3，5-二叔丁基-4-羥基芐基磷酸二乙酯。輔抗氧劑為Ciba公司產的168，商品牌號為Irgafos168，化學名稱為三(2，4-二叔丁基苯基)亞磷酸酯。此外還包括顏色添加劑黑色母。樹脂和各種添加劑在高速混合器中干混35分鐘，再在雙螺桿擠出機中經熔融擠出，造粒，其工藝為一區190200°C，二區200210°C，三區210220°C，四區205215°C;整個擠出過程的停留時間為12分鐘，壓力為1218Mpa。'性肯P匕刺介材"敘亍碰:將按上述方法完成造粒的粒子材料事先在90IO(TC的鼓風烘箱中干燥23小時，然后再將干燥好的粒子材料在注射成型機上進行注射成型制樣。拉伸性能測試按ISO527-2進行，試樣尺寸為170X10X4mm，拉伸速度為50mm/min;彎曲性能測試按ISO178進行，試樣尺寸為80X10X4mm，彎曲速度為2mm/min，跨距為64mm;簡支梁沖擊強度按ISO179進行，試樣尺寸為80X6X4mm，缺口深度為試樣厚度的三分之一。光照老化性能測試按PV1303標準進行，光照周期為5周期和10周期，試樣尺寸為145X45X3.2mm，采用AtlasCi4000水冷式氙燈老化儀進行光照老化性能測試。材料的綜合力學性能通過測試所得的缺口沖擊強度、拉伸強度、彎曲強度以及彎曲模量的數值進行評判。材料的耐光照老化性能按照PV1303標準規定，在光照周期結束后根據材料表面的顏色前后變化的標度AE的值來評判材料的耐光性等級。具體分為5級AE二0士0.2為5級；AE二0.8士0.2為4.5級；AE=1.7士0.3為4級，AE=2.5±0.35為3.5級；AE=3.4±0.4為3級；AE=4.8±0.5為2.5級；AE=6.8±0.6為2級；AE=9.6±0.7為1.5級；AE二13.6±1.0為1級。AE的數值越小，表示材料的耐光老化性能越好，耐光性等級也就越高。實施例配方及各項性能測試結果見下各表表1:實施例1-5及對比例1-4材料配方表(重量％)實施例1實施例2實施例3實施例4實施例5對比例1對比例2對比例3對比例4聚丙烯98.19867.967.957.997.867.867.857.8滑石粉2010402010405<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>各配方的測試結果參見表2:表2:實施例1-5及對比例1-4測試結果<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>從實施例1、2與對比例1，實施例3與對比例2，實施例4與對比例3以及實施例5與對比例4的對比中可以看出，無論是純聚丙烯還是有滑石粉填充的聚丙烯，或者是滑石粉與增韌劑復配的聚丙烯組合物體系，大分子量光穩定劑HA88FD的加入確實比其它光穩定劑如770、944對提高材料的耐光老化性能有更大的幫助，同時即使從成本方面考慮也可以發現HA88FD的添加量控制在0.2-0.3%左右就可以在光照5周期下使聚丙烯復合材料的耐光照等級達到最高等級5級的水平，而且此時聚丙烯組合物不僅具備良好的耐光老化性能，材料的物理力學性能也基本保持不變。而當光照周期達到IO周期的超長輻照的時候，這種大分子量光穩定劑的優勢就更加明顯，在其它光穩定劑如770、944已經出現耐光照等級小于3級的不合格狀態時，加有這種大分子量光穩定劑的各種聚丙烯組合物仍能基本保持大于3級的表面良好狀態。權利要求一種耐光照老化性能的聚丙烯組合物，按以下重量百分比的原料配制而成聚丙烯55～99％無機填料0～42％增韌劑POE0～20％光穩定劑0.1～0.5％抗氧劑0.1～1％其他助劑0～5％。2.根據權利要求1所述的一種耐光照老化性能的聚丙烯組合物，其特征在于所述的聚丙烯為在230°CX2.16kg的測試條件下，為熔體流動速率在0.560g/10min之間的均聚聚丙烯或嵌段共聚聚丙烯。3.根據權利要求2所述的一種耐光照老化性能的聚丙烯組合物，其特征在于所述的嵌段共聚丙烯的共聚單體為乙烯，其含量在410mol^的范圍內；均聚聚丙烯的結晶度在70%以上，等規度大于99%。4.根據權利要求1所述的一種耐光照老化性能的聚丙烯組合物，其特征在于所述的無機填料為滑石粉、碳酸鈣和硫酸鋇中的一種或幾種，其粒徑范圍均為120微米。5.根據權利要求1所述的一種耐光照老化性能的聚丙烯組合物，其特征在于所述的增韌劑P0E為線形乙烯-辛烯共聚物，密度為0.880.90g/cm3，熔融指數為16.根據權利要求1所述的一種耐光照老化性能的聚丙烯組合物，其特征在于所述的抗氧劑包括主抗氧劑和輔抗氧劑，主抗氧劑為受阻酚和硫酯類抗氧劑中的一種或幾種；輔抗氧劑為亞磷酸鹽和酯類抗氧劑中的一種或幾種。7.根據權利要求6所述的一種耐光照老化性能的聚丙烯組合物，其特征在于主抗氧劑為3114、1010和DSTP中的一種或幾種；輔抗氧劑為618禾P168中一種或兩種。8.根據權利要求1所述的一種耐光照老化性能的聚丙烯組合物，其特征在于所述的光穩定劑的添加量為0.10.4%。9.根據權利要求1或8所述的一種耐光照老化性能的聚丙烯組合物，其特征在于所述的光穩定劑是一種分子量為3000的低聚受阻胺類光穩定劑HA88FD，其化學名稱為聚聽，N，-1，2-二亞甲基)氨基]_1，3，5-三嗪^丁基-[(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)亞氨基]}，密度為0.45g/cc，軟化溫度為120-150°C。10.—種制備權利要求1所述的耐光照老化性能的聚丙烯組合物的方法，其特征在于如下所述(1)按權利要求1重量配比稱取原料；(2)將聚丙烯、無機填料、增韌劑POE、抗氧劑、光穩定劑或其他助劑在高速混合器中干混35分鐘；(3)將混合的原料置于雙螺桿機中，經熔融擠出，造粒，其工藝為一區190200°C，二區200210。C，三區210220°C，四區205215°C;整個擠出過程的停留時間為12分鐘，壓力為1218MPa。聚丙烯無機填料增韌劑P0E光穩定劑抗氧劑全文摘要本發明公開了一種耐光照老化性能的聚丙烯組合物，按以下重量百分比的原料配制而成聚丙烯55～99％無機填料0～42％增韌劑POE0～20％光穩定劑0.1～0.5％抗氧劑0.1～1％其他助劑0～5％。本發明的優點是1、本發明通過在聚丙烯組合物中添加一種大分子量受阻胺類光穩定劑，使得所制得的聚丙烯復合材料具有較好的長期耐光照老化特性。2、本發明所制得的聚丙烯組合物在保證材料耐光照老化性能的同時，材料的各項物理力學性能不受影響。3、本發明提出的改善聚丙烯組合物的耐光照老化性能的方法制備工藝非常簡單、生產成本低。文檔編號C08K13/02GK101759922SQ20081020790公開日2010年6月30日申請日期2008年12月26日優先權日2008年12月26日發明者周文,張祥福,張鷹,蔡青申請人:上海普利特復合材料股份有限公司