軟基固化處理構件材料的制備方法及應用
【技術領域】
[0001] 本發明屬于軟基固化處理構件材料領域，特別是涉及一種軟基固化處理構件材料 的制備方法和應用。
【背景技術】
[0002] 軟基固化處理構件材料的主體構造為聚丙烯基布材質。聚丙稀（Polypropylene， 簡稱PP)是一種可由丙烯聚合而制得的熱塑性樹脂，其不但具有加工性能好，韌性好，化學 穩定性好的等優點，而且質輕，低廉，因而其應用廣泛，如可用于包裝領域。但是聚丙烯對紫 外線很敏感，在耐候性和耐熱性等方面較為不足，在紫外線，熱，氧作用后易發生老化降解 而導致性能下降及變色問題，這些缺點都限制了PP的使用，尤其限制PP在戶外包裝制品的 應用，特別是針對長期在戶外放置有耐候性要求的產品，必須改善PP的耐候性才能拓展PP 的應用領域。
[0003]現有技術一般通過采取添加熱穩定劑，光穩定劑來改善聚丙烯的耐候性，所選的 使用的穩定劑一般為單一的受阻胺光穩定劑，單一的抗氧劑或者復配適量的紫外線吸收 劑，但往往沒有考慮光穩定劑之間的協同效應，光穩定劑和部分抗氧劑之間的對抗效應，光 穩定劑與樹脂的相容性，光穩定劑添加對PP力學性能的影響以及顏色對制品耐候性能的 影響等。如果選擇不合適，光穩定劑與其他物料一起混合，會導致光穩定劑和抗氧劑容易被 破壞，從而影響抗氧劑以及光穩定劑不能發揮最大的功效，導致材料的耐候性和耐熱性能 大幅下降。此外，國內目前用在包裝領域的PP，耐候性一般要求比較短，一般只在滿足ASTM G-154的標準，也就是只滿足耐候性紫外老化200h，產品強度保留50%即為合格，也就是在 戶外大約使用1年的時間，這嚴重的限制了產品更大的使用范圍。
【發明內容】
[0004] 本發明要解決的問題是克服聚丙烯的耐候性時間較短之缺點，提供一種具有超耐 候性的聚丙烯組合物。
[0005] 為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：一種聚丙烯組合物，由包括如下 重量份數的原料制成：
[0006] 聚丙烯 90-95; 復合光穩定劑 1.5-2; 復合抗氧劑 1-2;
[0007] 超細炭黑 2-3; 偶聯劑 0.3-0.5; 分散劑 1-2;
[0008] 優選的，所述聚丙稀為均聚聚丙稀，恪體流動速為28/1〇111；[11-58/10111；[11(230 <€/2.1 6kg) 0
[0009] 所述復合光穩定劑包括如下重量百分比的組分：
[0010] _分子量的受阻胺光穩定劑 30-50%; 低分子量的受阻胺光穩定劑 25-35% : 紫外線吸收劑 25-35% ;
[0011] 高分子量的受阻胺光穩定劑、低分子量的受阻胺光穩定劑和紫外線吸收劑的重量 百分比之和為100% ;
[0012] 所述復合抗氧劑包括如下重量百分比的組分：
[0013] 受阻酚類主抗氧劑 45-55%; 有機亞磷酸酯類輔助抗氧劑40-45%; 金屬鈍化剤 5-10%.；
[0014] 受阻酚類主抗氧劑、有機亞磷酸酯類輔助抗氧劑和金屬鈍化劑的重量百分比之和 為 100% ;
[0015] 所述超細炭黑為粒徑在20-50Nm，優選20-30Nm之間的超細炭黑。
[0016] 現有技術為了解決市場現有的產品超耐候性，通常需要加入相對平時過量的抗氧 劑和光穩定劑，而這勢必會影響聚丙烯薄制品的后續加工，而且會嚴重的降低制品的力學 性能。本發明的發明人付出了大量的精力，經過大量的試驗，對配方中的各原料進行了篩 選，尤其針對聚丙烯組合物中的光穩定劑和抗氧劑進行了細致的篩選，得到了超耐候性的 聚丙烯組合物。
[0017] 本發明在聚丙烯產品的相容性和長效耐候性上做了特別的選擇。復合光穩定劑由 高分子量的受阻胺光穩定劑與低分子量的受阻胺光穩定劑，同時復配紫外線吸收劑而成。 其中高分子量受阻胺光穩定劑作為長效的光穩定劑，它在聚合物中表現出優異的相容性和 抗萃取性，它特點之一是分子量分布非常窄，這使得在加工和使用中表現出一致的效果。高 分子量受阻胺光穩定劑可以選擇光穩定劑2020、光穩定劑944或瑞士CIBA(瑞士汽巴精細 化工有限公司）Chimassorb系列，更優選Chimassorb2020或Chimassorb944。光穩定劑 2020、光穩定劑944和瑞士CIBAChimassorb系列綜合了各種高分子量HALS的優點，它 為聚合物提供較高的光/熱穩定性，同時改善其輔助性質，如增強顏料的色度，把非常高的 光穩定性和長效熱穩定性與其它輔助性質（如顏色干擾最小，改善熔體流動速率控制）完 美地結合在一起，并且它對PP纖維、PP窄帶、PE薄膜、PP和PE厚制品提供優異的光穩定 性，它還對填充PP制品和碳黑填充體系表現出獨特的長效熱穩定性。低聚受阻胺光穩定劑 具有高熱穩定性和低揮發性，低帶水性，耐抽提，與其它加工助劑較低的相互作用，在酸性 環境較低反應性，更好的保持產品的色牢度。低分子量的受阻胺光穩定劑可以選擇光穩定 劑4050H、5050H或德國BASF(德國巴斯夫公司）Uvinul系列，優選BASFUvinul的Uvinul 4050H或Uvinul5050H。紫外線吸收劑可以選擇性吸收紫外線，特別是波長280-370nm波 段的紫外線，同時將吸收的光能轉化成熱能散發掉。優選的，紫外線吸收劑為羧基苯并三唑 類紫外線吸收劑，更優選Tinuvin234、Tinuvin326或Tinuvin531。本發明的發明人充分 考慮到了光穩定劑之間的協同效應，光穩定劑和部分抗氧劑之間的對抗效應，光穩定劑與 樹脂的相容性，光穩定劑添加對PP力學性能的影響以及顏色對制品耐候性能的影響等，在 本發明添加量范圍內的復合光穩定劑各組分之間彼此協同，能夠有效提高了產品在戶外使 用過程中耐候性，避免力學性能發生下降，以及色澤發生變化。
[0018] 針對聚丙烯產品的超耐候性時間要求，本發明對抗氧劑進行了細致的篩選，最終 得到由受阻酚類主抗氧劑、有機亞磷酸酯類輔助抗氧劑和防止材料與金屬接觸導致熱氧化 降解的輔抗氧劑類的金屬鈍化劑復配而成的復合抗氧劑，在本發明添加量范圍內的這三種 抗氧劑之間的彼此協同，具有高的抗氧化能力，與樹脂相容性好，不析出，加工時不揮發，不 分解，耐抽出性好，不溶于水和油中，環境友好的性質，提高加工和使用過程中的熱穩定性， 避免力學性能和色澤發生變化，解決了聚丙烯在加工和長期使用中的熱氧老化的問題。所 述受阻酸類主抗氧劑可以選擇抗氧劑4190、抗氧劑412s或抗氧劑3114,優選Chemtura(科 聚亞公司）酸類抗氧劑4190、Chemtura 412s、IRGAN0X 3114。所述有機亞磷酸酯類輔 助抗氧劑可以選擇抗氧劑AT10或抗氧劑AT62,優選美國ALBEMARLE(美國雅寶公司）的 ALBEMARLE AT10或AT62。所述金屬鈍化劑優選IRGANOX MD1024。
[0019] 炭黑有較高的吸光性，因而能有效的防止塑料受陽光照射而產生光氧化降解。炭 黑作為紫外光穩定劑在塑料中所起的作用有：把光能轉化為熱能；保護塑料表面而免遭一 定波長的射線照射；截取原子團而產生防老化作用，從而阻止催化降解。紫外線對聚丙烯 特別有害，試驗證明當一定細度的炭黑的濃度可以達到完美的紫外線屏蔽作用。炭黑對塑 料的紫外線老化的防護作用，取決于炭黑的粒徑、結構和表面化學性。本發明人經過大量 實驗后發現，炭黑的粒徑較小時，因表面積增大，其吸收光或遮光能力增加，故紫外線防護 作用增強，但粒徑小于20nm，其防護作用趨于同一水平，原因是當粒徑過小時，逆向散射減 小，而繼續向前的光會威脅聚合物的穩定性，而當炭黑粒徑大于50nm時，會影響分散的均 勻度，也會影響產品的力學性能。粒徑在20-50Nm，尤其是20-30Nm之間的超細炭黑的表面 含氧基團較多，即揮發份較高時，能消除聚合物分解時產生的基因，因此防護作用也增強， 并且具有極佳的紫外線吸收作用，可以把紫外線轉化成熱量，大大降低了紫外線對聚丙烯 化學鍵能的破壞。本發明的超細炭黑優選德國EvonikDegussa(贏創德固賽公司）的炭黑 型號specialBlack系列的超細炭黑。
[0020] 本發明中的偶聯劑其主要作用是解決各組分與聚丙烯樹脂的相容性，特別是無機 超細炭黑與樹脂的相容性，防止產品表面粉末析出，減少引起樹脂的力學性能的降低，優選 的，所述的偶聯劑為鈦酸酯，鋁酸酯偶聯劑，硅烷偶聯劑中的一種或其混合物。
[0021] 本發明中的分散劑其主要作用是在加工和成型中提高各組分的分散性，特別是超 細炭黑的分散均勻性。優選的，所述的分散劑為低分子酯類，金屬皂類，硬脂酸復合酯類，酰 胺類的一種或其混合物，更優選高分子聚乙烯蠟，硬脂酸鈣，硬脂酸鋅或乙撐雙硬脂酰胺。
[0022] 本發明還提供一種制備上述超耐