一种耐氮氧化物熏蒸变色改性聚丙烯材料及其制备方法与应用与流程

1.本发明属于改性塑料领域，尤其是涉及一种耐氮氧化物熏蒸变色改性聚丙烯材料及其制备方法与应用。


背景技术：

2.拉丝制品所消耗的聚丙烯在我国一直占较高的比例，是我国聚丙烯消费的最大市场，近年来国内聚丙烯的消费量有40％以上集中在编织制品上。聚丙烯拉丝价格低廉、性能优异，制品具有不吸水、耐腐蚀、轻便、可回收等优点，可应用于编织袋、遮阳或覆盖用彩布条、地毯背衬、集装袋、篷布、窗帘、绳索等产品，应用非常广泛。
3.普通聚丙烯材料拉丝后，由于单丝直径较细，比表面积大，更容易与环境中氧气、氧化物反应，导致变色、甚至粉化。市面上大部分改性聚丙烯产品添加抗氧剂后，可以在一定程度上抑制老化变黄，但是在氮氧化物含量较多的环境中，容易被诱导变红。随着家用汽车的普及，城市环境中氮氧化物排放量增加，聚丙烯拉丝制品在使用过程中接触氮氧化物的几率增大，氮氧化物诱导变色问题限制了聚丙烯编织物的应用，而目前市场上暂没有耐氮氧化物熏蒸的聚丙烯材料。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明旨在提出一种耐氮氧化物熏蒸变色改性聚丙烯材料及其制备方法与应用，以改善现有聚丙烯拉丝制品在氮氧化物环境下变色的问题。
5.为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
6.一种耐氮氧化物熏蒸变色改性聚丙烯材料，其制备原料包括以下质量百分比的成分：
7.聚丙烯树脂：92.4-96.4％；
8.主抗氧剂：0.2-0.6％；
9.辅抗氧剂a：0.2-0.6％；
10.辅抗氧剂b：0.2-0.6％；
11.协效抗氧剂：0.2-0.6％；
12.吸酸剂：2-4％；
13.耐候剂：0.4-0.8％；
14.润滑剂：0.4％。
15.优选地，所述的聚丙烯树脂包括均聚聚丙烯和共聚聚丙烯，所述的聚丙烯树脂的熔体流动速率为1-5g/10min(230℃，2.16kg)；优选地，所述的聚丙烯树脂的熔体流动速率为1-3g/10min(230℃，2.16kg)。
16.优选地，所述的主抗氧剂为受阻酚类抗氧剂，优选地，所述的主抗氧剂为空间位阻能＞0.9kcal/mol的受阻酚类抗氧剂。
17.优选地，所述的辅抗氧剂a为亚磷酸酯类抗氧剂，所述的辅助抗氧剂b为硫醚类抗氧剂，优选地，所述的辅抗氧剂a为双螺环结构的亚磷酸酯类抗氧剂，所述的辅助抗氧剂b熔点》50℃的高熔点硫醚类抗氧剂。
18.优选地，所述的协效抗氧剂为羟胺类抗氧剂，优选地，所述的协效抗氧剂为分子量100以上的羟胺类抗氧剂。
19.目前的抗氧剂搭配：主抗氧剂+辅抗氧剂+协效抗氧剂，这三者之间是存在协效作用的，这个组合是验证效果最佳的组合，主要的机理是通过大位阻的双螺环结构的亚磷酸酯抗氧剂，加上硫醚类抗氧剂来保护受阻酚中的酚羟基，并且加入羟胺型的非受阻酚型抗氧剂，来补充整体材料的抗老化效果，其他的抗氧剂达不到本发明的效果。
20.优选地，所述的耐候剂为光稳定剂和紫外吸收剂按照1:1复配制备的，所述的光稳定剂为受阻胺类光稳定剂，所述的紫外吸收剂为二苯甲酮类紫外吸收剂。
21.优选地，所述的吸酸剂为水滑石、碳酸钙或氧化镁，目数为1000-3000，优选地，目数为3000。
22.优选地，所述的润滑剂包括内润滑剂与外润滑剂，所述的内润滑剂与外润滑剂质量比为1:1-2，其中，所述的内润滑剂为硬脂酸锌类内润滑剂，所述的外润滑剂为芥酸酰胺类外润滑剂。
23.本发明的另一目的在于提供上述的耐氮氧化物熏蒸变色改性聚丙烯材料的制备方法，包括如下步骤：将各原料均匀混合，然后从挤出机的主喂料口喂入；原料在挤出机中熔融、挤出、造粒后得到耐氮氧化物熏蒸变色改性聚丙烯材料；
24.所述的挤出机为双螺杆挤出机，所述的熔融是在180-240℃下熔融。
25.本发明的第三目的在于提供上述的耐氮氧化物熏蒸变色改性聚丙烯材料的应用，应用于家居、包装、建筑领域。
26.相对于现有技术，本发明具有以下优势：
27.1、本发明的耐氮氧化物熏蒸变色改性聚丙烯材料，通过添加自主复配的耐候剂和吸酸剂，赋予材料较好的耐候性能，其紫外灯照射实验600h内不粉化，色差
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28.2、本发明的耐氮氧化物熏蒸变色改性聚丙烯材料，通过添加主抗氧剂和辅助抗氧剂b，赋予材料较好的耐热样老化性能，其在150℃烘箱内，老化600h不粉化。
29.3、本发明的耐氮氧化物熏蒸变色改性聚丙烯材料，通过添加辅助抗氧剂a和协效抗氧剂b，赋予材料优良的耐氮氧化物熏蒸性能，其在氮氧化物含量70％以上的气氛环境中，放置3天以上，颜色无明显变化。
30.4、本发明的耐氮氧化物熏蒸变色改性聚丙烯材料，通过添加自主复配的润滑剂，赋予材料优良的加工性能，更利于拉丝、编织，提高了聚丙烯单丝的爽滑性，减少了编织过程中并丝、缠结等现象，提高了编织物的手感。
具体实施方式
31.除有定义外，以下实施例中所用的技术术语具有与本发明所属领域技术人员普遍理解的相同含义。以下实施例中所用的试验试剂，如无特殊说明，均为常规生化试剂；所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。
32.下面结合实施例来详细说明本发明。
33.以下实施例中，挤出机熔融挤出的加工条件如下：一区温度180-200℃，二区温度180-200℃，三区温度190-210℃，四区温度210-230℃，五区温度220-240℃，六区温度220-240℃，七区温度220-240℃，八区温度220-240℃，九区温度200-220℃，主机转速250-360转/分钟。
34.实施例1
35.一种耐氮氧化物熏蒸变色改性聚丙烯材料，其制备过程如下：将均聚聚丙烯和共聚聚丙烯、主抗氧剂、辅抗氧剂a、辅抗氧剂b、协效抗氧剂、吸酸剂、光稳定剂、紫外吸收剂、内润滑剂、外润滑剂均匀混合，然后从双螺杆挤出机的主喂料口喂入；原料在挤出机中熔融、挤出、造粒后得到耐氮氧化物熏蒸变色改性聚丙烯材料，各组分具体配比见表1。
36.实施例2
37.一种耐氮氧化物熏蒸变色改性聚丙烯材料，其制备过程如下：将均聚聚丙烯和共聚聚丙烯、主抗氧剂、辅抗氧剂a、辅抗氧剂b、协效抗氧剂、吸酸剂、光稳定剂、紫外吸收剂、内润滑剂、外润滑剂均匀混合，然后从双螺杆挤出机的主喂料口喂入；原料在挤出机中熔融、挤出、造粒后得到耐氮氧化物熏蒸变色改性聚丙烯材料，各组分具体配比见表1。
38.实施例3
39.一种耐氮氧化物熏蒸变色改性聚丙烯材料，其制备过程如下：将均聚聚丙烯和共聚聚丙烯、主抗氧剂、辅抗氧剂a、辅抗氧剂b、协效抗氧剂、吸酸剂、光稳定剂、紫外吸收剂、内润滑剂、外润滑剂均匀混合，然后从双螺杆挤出机的主喂料口喂入；原料在挤出机中熔融、挤出、造粒后得到耐氮氧化物熏蒸变色改性聚丙烯材料，各组分具体配比见表1。
40.对比例1
41.一种聚丙烯材料，其制备过程如下：将均聚聚丙烯和共聚聚丙烯从双螺杆挤出机的主喂料口喂入；原料在挤出机中熔融、挤出、造粒后得到耐氮氧化物熏蒸变色改性聚丙烯材料。
42.对比例2
43.一种聚丙烯材料，其制备过程如下：将均聚聚丙烯和共聚聚丙烯、主抗氧剂、辅抗氧剂a、内润滑剂、外润滑剂均匀混合，然后从双螺杆挤出机的主喂料口喂入；原料在挤出机中熔融、挤出、造粒后得到耐氮氧化物熏蒸变色改性聚丙烯材料。
44.对比例3
45.一种聚丙烯材料，其制备过程如下：将均聚聚丙烯和共聚聚丙烯、主抗氧剂、辅抗氧剂a、辅抗氧剂b、光稳定剂、紫外吸收剂、内润滑剂、外润滑剂均匀混合，然后从双螺杆挤出机的主喂料口喂入；原料在挤出机中熔融、挤出、造粒后得到耐氮氧化物熏蒸变色改性聚丙烯材料。
46.表1实施例和对比例的阻燃聚丙烯的原料配方(按质量百分比)
[0047][0048]
对实施例和对比例制得的阻燃聚丙烯材料进行检测，测试数据见表2。
[0049]
表2实施例和对比例的阻燃聚丙烯材料的测试数据
[0050][0051]
对比例的材料为目前市场上通用的改性聚丙烯材料，采用普遍的配方及加工工艺，由表2可知，平行对比材料的耐氮氧化物熏蒸性能,耐热氧老化性能、耐紫外性能、及编织物手感，相比之下，实施例的耐氮氧化物熏蒸性能、耐热氧老化性能、耐紫外性能及编织物手感均有明显优势。
[0052]
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。