一种耐候聚丙烯组合物及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及一种耐候聚丙烯组合物及其制备方法和应用。该耐候聚丙烯组合物包括聚丙烯、增韧剂、填料、炭黑、抗氧剂、光稳定剂和其它助剂。本发明专利技术提供的耐候聚丙烯组合物通过添加特定的炭黑，在少量添加抗氧剂及光稳定剂的情况下就可有效提升耐候性能，具有成本低的优势，且可较好避免抗氧剂、光稳定剂等迁出所导致的外观缺陷问题。致的外观缺陷问题。

【技术实现步骤摘要】
一种耐候聚丙烯组合物及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于工程塑料
，具体涉及一种耐候聚丙烯组合物及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]聚丙烯由于其较佳的力学性能、刚性和强度，成为目前应用最多、最广泛的通用塑料。但聚丙烯链上存在不稳定的叔碳原子，在光及氧存在的情况下容易形成叔碳自由基，造成聚丙烯分子链的断链和降解，并在氧的作用下容易进入自发氧化循环过程，最终导致聚丙烯材料的耐候性能不佳。炭黑是目前最常用的塑料着色剂，且炭黑为无机颜料，光稳定性好，制得的塑料制件在户外使用过程中，还能作为光屏蔽剂吸收紫外线，延长材料服役寿命，因此炭黑广泛应用于聚丙烯的着色产品中。
[0003]现有关于提升聚丙烯材料耐候性能的研究主要集中在优化抗氧剂及光稳定剂复配协同效果上。例如专利公开了一种耐候耐老化聚丙烯材料，通过选择和搭配不同的光稳定剂，如二苯甲酮类光稳剂、苯并三唑类光稳剂或受阻胺类光稳剂来实现耐候性能的提升。专利公开了一种长玻纤增强聚丙烯复合材料，通过高效长效抗氧剂与不与酯类抗氧剂反应的光稳定剂的配合来提升聚丙烯复合材料的长效耐候性。
[0004]炭黑自身是一种良好的光屏蔽剂，如可通过对炭黑本身进行优化来提升聚丙烯材料的耐候性能无疑可降低其他光稳定剂的添加量，达到降低成本的目的。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于克服现有技术的缺陷或不足，提供一种耐候聚丙烯组合物。本专利技术提供的耐候聚丙烯组合物通过添加特定的炭黑，在少量添加抗氧剂及光稳定剂的情况下就可有效提升耐候性能，具有成本低的优势，且可较好避免抗氧剂、光稳定剂等迁出所导致的外观缺陷问题。
[0006]本专利技术的另一目的在于提供上述耐候聚丙烯组合物的制备方法。
[0007]本专利技术的另一目的在于提供上述耐候聚丙烯组合物在制备汽车、家电产品中的应用。
[0008]为实现上述专利技术目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0009]一种耐候聚丙烯组合物，包括如下重量份数的组分：
[0010][0011]所述炭黑的比表面积为105～270m2/g，吸油值为55～70ml/100g，炭黑表面含氧摩尔百分比4.2～10.0％。
[0012]炭黑的比表面积通过如下过程测定：参照ASTM D6556
‑
2016，采用氮吸附法进行测试，并基于BET多分子层吸附理论进行计算炭黑的比表面积，测试结果代表了炭黑的总比表面积。
[0013]炭黑的吸油值通过如下过程测定：按照ASTM D2414
‑
2017测试标准，测试充满炭黑链枝或者纤维结构的空隙及表面浸润所需的最低邻苯二甲酸二丁酯的量，也称DBP吸油值。
[0014]炭黑表面含氧摩尔百分比通过如下过程测定：采用X
‑
射线光电子能谱(XPS)，使用单色化的AlKα源(1486.6eV)，测试电流和电压为5mA
×
15kV，数据用C1s(284.80eV)结合能为基准进行校正。
[0015]应当理解的是，本专利技术中的光稳定剂是指除炭黑以外的其它光稳定剂。
[0016]本专利技术的专利技术人经过多次研究发现，炭黑的比表面积、吸油值和炭黑表面含氧摩尔百分比对耐候性能起着关键作用。具体地，较大的比表面积可吸收更多的紫外光，转化成对材料影响较低的热能，而如果炭黑的比表面积过大，不利于炭黑的分散，导致炭黑聚集点的形成；炭黑的比表面积过小，吸收紫外光的效果变弱。较小的吸油值可获得较好的分散，而吸油值过大会导致炭黑无法以较小粒径分散在材料中；而吸油值过小也会存在聚集的问题。合适的表面含氧摩尔百分比可使材料在光老化过程中的诱发产生的过氧化物数量减少，使得光稳定剂的作用得以延长；表面含氧摩尔百分比太高或太低，均会影响光稳定剂与炭黑表面的含氧化合物形成氢键的数量，影响光稳定剂向表面的迁出速率，从而影响材料的耐候性能。
[0017]即本专利技术通过对炭黑的比表面积、吸油值和炭黑表面含氧摩尔百分比进行调控，并少量添加抗氧剂和光稳定剂，就可实现耐候性的显著提升，成本低，且可避免大量的抗氧剂和光稳定剂的添加及迁出所导致的外观缺陷问题，外观质量优良。
[0018]本领域常规的聚丙烯、增韧剂及填料均可用于本专利技术中。
[0019]优选地，所述聚丙烯按照ASTM D1238
‑
2010，在2.16kg、230℃条件下的熔体质量流动速率为1.0～150.0g/10min。
[0020]优选地，所述增韧剂为聚烯烃弹性体POE、苯乙烯
‑
氢化丁二烯嵌段共聚物SEBS或三元乙丙橡胶EPDM中的一种或几种。
[0021]增韧剂的用量可根据增韧效果需求进行选取，优选增韧剂的重量份数为12～20份。
[0022]优选地，所述填料为滑石粉、碳酸钙、硅灰石、晶须或玻璃纤维中的一种或几种。
[0023]填料的用量可根据增强效果需求进行选取，优选填料的重量份数为10～25份。
[0024]优选地，所述抗氧剂为主抗氧剂和辅抗氧剂的混合物，主抗氧剂和辅抗氧剂的重量比为(1～3):(3～1)。
[0025]进一步优选地，所述主抗氧剂为受阻酚类抗氧剂，例如四[β
‑
(3,5
‑
二叔丁基
‑4‑
羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(抗氧剂1010)、1,3,5
‑
三甲基
‑
2,4,6
‑
三(3,5
‑
二叔丁基
‑4‑
羟基苄基)苯(抗氧剂AO
‑
330)、1,3,5
‑
三(3,5
‑
二叔丁基
‑4‑
羟基苄基)
‑
1,3,5
‑
三嗪
‑
2,4,6(1H,3H,5H)三酮(抗氧剂3114)等。
[0026]进一步优选地，所述辅抗氧剂为亚磷酸酯类抗氧剂，例如三(2,4
‑
二叔丁基苯基)亚磷酸酯(抗氧剂168)、双(2,6
‑
二叔丁基
‑4‑
甲基苯基)季戊四醇二磷酸酯(抗氧剂PEP
‑
36)、双(3,5
‑
二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯(抗氧剂627)等。
[0027]优选地，所述光稳定剂为受阻胺类光稳定剂，例如UV
‑
3808PP5、LA
‑
402AF等
[0028]优选地，所述其它助剂为润滑剂。
[0029]更为优选地，所述润滑剂为硬脂酸钙、硬脂酸锌或芥酸酰胺中的一种或几种。
[0030]其它助剂的用量可根据对应性能的需求进行调整，优选其它助剂的重量份数为0.1～0.3份。
[0031]优选地，所述炭黑的比表面积为107～194m2/g。
[0032]优选地，所述炭黑表面含氧摩尔百分比为6.5～8.1％。
[0033]上述耐候聚丙烯本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种耐候聚丙烯组合物，其特征在于，包括如下重量份数的组分：聚丙烯32～98份，增韧剂0～32份，填料0～38份，炭黑0.3～3.0份，抗氧剂0.3～0.6份，光稳定剂0.2～0.5份，其它助剂0～0.4份，所述炭黑的比表面积为105～270m2/g，吸油值为55～70ml/100g，炭黑表面含氧摩尔百分比4.2～10.0％。2.根据权利要求1所述耐候聚丙烯组合物，其特征在于，所述聚丙烯按照ASTMD1238
‑
2010，在2.16kg、230℃条件下的熔体质量流动速率为1.0～150.0g/10min。3.根据权利要求1所述耐候聚丙烯组合物，其特征在于，所述增韧剂为聚烯烃弹性体POE、苯乙烯
‑
氢化丁二烯嵌段共聚物SEBS或三元乙丙橡胶EPDM中的一种或几种。4.根据权利要求1所述耐候聚丙烯组合物，其特征在于，所述填...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨波，陈平绪，叶南飚，罗忠富，苏娟霞，卢朝亮，
申请(专利权)人：金发科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：