酸清除剂在增加聚烯烃组合物对含消毒剂的水的耐受性中的用图
【技术领域】
[0001] 本发明涉及酸清除剂在增加聚烯烃组合物对含消毒剂的水的耐受性中的用途。本 申请进一步涉及一种用于输送含消毒剂的水的方法，该方法包括通过包含聚烯烃组合物的 管道运送水的步骤，所述聚烯烃组合物包含酸清除剂。
【背景技术】
[0002] 在聚合物的制造和加工中的新进展使得塑料应用在现代生活中的几乎每一个方 面。除了许多其他应用以外，聚烯烃还用于制备用于饮用水分配系统的管道，配件或储存容 器。在以下的公开中，即使没有特别说明，用于管道的所有特征和效果也同样用于配件和储 存容器。为了确保用于人类消耗的饮用水的良好质量，通常使用消毒手段。消毒是指病原 微生物的去除、灭活或杀灭。
[0003] 已知在水处理中使用氯作为消毒剂，以防止传染病的传播。
[0004] 还已知的是，大部分的材料，包括许多聚合物，如聚烯烃，都可能受到含氯的水的 影响。由实验室中的压力测试以及现场经验的结果表明，在水中的高浓度的氯可导致聚烯 烃管材的早期脆性断裂。
[0005] 对饮用水系统的有效替代消毒剂是二氧化氯（ClO2)。二氧化氯是一种比氯更强 的氧化剂，并且不形成卤化的副产物。它在水中不会水解，而是作为溶解的气体保留在溶液 中。研宄显示，聚烯烃树脂在含有二氧化氯的水中具有比在含有氯的水中更低的寿命。因 此，耐氯的聚烯烃树脂可能并不对二氧化氯耐受。
[0006] 然而，含有二氧化氯的水还与所述聚合物材料永久接触。由于与聚合物材料的内 表面的永久接触，导致了所述聚烯烃组合物的劣化。
[0007] 现已发现，在用于已知的用以提供对氯化的水的良好耐受性的管道的添加剂不一 定能提供对含二氧化氯的水的令人满意的耐受性。因此，仍然需要一种更有效的添加剂，其 除了提供对抗含氯的水的良好保护以外，还提供了对含有ClO 2的水的良好的保护性。因此 允许制品，例如，由含有这样的添加剂的聚烯烃组合物制备的管道、配件或储存容器的较长 的寿命。
[0008] 关于存在于聚烯烃组合物中的添加剂的另一个重要议题是，避免污染在，例如，由 这样的聚烯烃组合物制成的管道中输送的介质的目的。这在输送饮用水的管道的情况下尤 为重要。一般来说，优选使用尽可能低浓度的添加剂，以降低有可能从管道被提取到输送的 水中的抗氧化剂的量。此外，在这种情况下，理想的是使用的添加剂具有低的从管道向所输 送的水中提取的倾向。
[0009] 在饮用水中的有害化合物的允许的量是通过法律规定而确定的，且由所谓"欧洲 验收方案"的引入，而预期有更严格的要求。
[0010] 加入到基于聚烯烃的材料中的添加剂（如稳定剂和改性剂）的迀移行为取决于许 多不同的性质，例如在聚合物基质中的分子的扩散速度，添加剂的化学稳定性，添加剂分解 产物类型等。举例而言，具体的添加剂化合物可能具有提高的化学稳定性，从而对迀移行为 具有有益效果。另一方面，其他不太稳定的添加剂化合物可能分解成容易通过聚合物基质 扩散的化合物，从而对迀移行为具有不利影响。此外，还必须考虑到，迀移行为的改进不能 是以聚合物基质的稳定性作为代价来获得的。
[0011] 但是，为了进一步改善饮用水质量，并考虑到预期在不久的将来有更严格的法律 规定，仍然希望提供高热稳定性和化学稳定性的聚合物材料。
[0012] EP 1911798 Al公开了一种组合物，其包含聚烯烃（A);具有二亚磷酸酯结构的化 合物（B) ;c)酚类化合物（C);以及d)非必须的UV光稳定剂⑶；其中，迀移的化合物（B)、 (C)，和（D)(如果存在），以及在所述组合物中它们的分解产物的总量是低于一定的阈值水 平。该组合物显示出了减缓的添加剂向与组合物样品接触的水中的迀移行为，所述组合物 样品根据EN-12873-1，在室温（23°C)下由未氯化的水沥滤。
[0013] EP 2199330 Al涉及一种聚烯烃组合物，其对抗因含二氧化氯的水导致的劣化 而具有良好耐受性，且其同时显示出使用的添加剂及其分解产物，特别是酚类从所述组 合物向外的低迀移行为。该聚烯烃组合物包含聚烯烃基础树脂（A)，具有色原烷-6-醇 (chroman-6-ol)结构的抗氧化剂（B)，具有酷结构的抗氧化剂（C)，其中，整个分子不包含 酯基，且基于全部组合物，在聚烯烃组合物中抗氧化剂（C)的浓度为至少1200ppm。该组合 物显示出根据ASTM F2263-03的在90°C下的对含ClO2的水的耐受性，以及根据EN-12873-1 的在室温（23°C )下的减缓的酚的迀移行为。
[0014] EP 2014704 Al涉及一种聚烯烃组合物，其中，所使用的添加剂及其分解产物，特 别是酚类，从组合物向外的迀移行为低，因此该组合物特别适合用于管道用途，例如，用于 饮用水。该聚烯烃组合物包含聚烯烃（A)，维生素 E型稳定剂（B)和酚类稳定剂（C)，以及 非必须的UV稳定剂（D)。
[0015] EP 1911799 Al涉及一种具有提高的对因含ClO2的水导致的劣化的耐受性的聚烯 烃组合物，以及由这样的聚烯烃组合物的制成的管道，其中，在该聚烯烃组合物中使用的抗 氧化剂具有被在管道中输送的水提取的低倾向性。该聚烯烃组合物包含聚烯烃基础树脂和 抗氧化剂，其中，所述聚烯烃组合物具有在90°C下在4ppm的ClO 2浓度下，在测试对含ClO2 的水的耐受性的试验中，至少200h的寿命，其中，所使用的设备是根据ASTM F2263-03。
[0016] 对于被用作消毒剂的氯降解的管道，观察到抗氧化剂通过与氯的直接反应而被消 耗。当二氧化氯被用作消毒剂时，发现二氧化氯针对管道聚合物材料比氯更具有侵蚀性。结 果发现，抗氧化剂被二氧化氯迅速消耗至约Imm的深度。这使得该聚合物未受保护，且氧化 反应在50至200 μπι厚的层中发生。由于在管道中的应力，将形成从降解的材料到未受影 响的材料的过渡区形成微裂纹，并且由于在裂纹尖端的化学侵袭，该裂纹将传播到材料中。 在来自聚烯烃组合物中的应该被用作保护对抗与聚合物表面接触的在水中的消毒剂的抗 氧化剂用尽之后，通过上述机制，聚合物材料的降解时间可能被加速。
[0017] 因此，仍然需要适用于管道、配件或储存用途的改进的聚烯烃组合物，特别是需要 具有增加的与含消毒剂的水接触的稳定性的聚烯烃组合物。
【发明内容】
[0018] 因此，本发明的一个目的是提供一种用于聚烯烃组合物的添加剂，所述聚烯烃组 合物用于制造具有增加的对消毒剂，特别是在该聚烯烃组合物与含有消毒剂的水永久接触 时的耐受性的制品，如管道、配件或储存容器。
[0019] 本发明是基于这样的发现：本发明的目的可以通过使用酸清除剂作为添加剂来实 现。
[0020] 因此，本发明提供了酸清除剂在增加聚烯烃组合物对含消毒剂的水的耐受性中的 用途。
[0021] 在本发明中，"消毒剂"是指氯和二氧化氯。
[0022] 发明人令人惊奇的发现，使用酸清除剂显著地改善了聚烯烃组合物对消毒剂的耐 受性。此外，已经发现，由该组合物制成的管道的压力稳定性得到保持，即，压力稳定性不会 因酸清除剂的存在而受到负面的影响。
[0023] 如上文所述，提供良好的氯耐受性的添加剂不一定也提供良好的二氧化氯耐受 性。然而，在本发明中使用的酸清除剂对含氯和含二氧化氯的水均提供了良好耐受性。因 此，所述消毒剂优选为二氧化氯。
[0024] 优选地，所述酸清除剂选自层状双氢氧化物（LDHs)、金属硬脂酸盐、金属氧化物、 金属乳酸盐和金属硬脂酰基-2-乳酸盐（metal steaoryl-2-lactylates)。
[0025] 层状双氢氧化物（LDHs)是具有正荷电层和位于中间层区域的电荷平衡的阴离子 的不寻常类型的层状材料。这在固态化学中是不寻常的，是因为更多种类的材料具有负电 荷层和在中间层空间中的阳离子（例如，高岭石，Al 2Si2O5 (OH) 4)。
[0026] -般的层状双氢氧化物（LDHs)是根据下列通式的化合物
[0027] [M111 _ xMnix (OH) 2]x+ (An -) x/n · · yH20
[0028] 其中
[0029] -Mn是二价金属离子，优选 Mg 2+、Ca2+、Mn2+、Fe2+、Zn 2+、Cu2+、Ni2+和 Co 2+;
[0030] -Mm是三价金属离子，优选为 Al 3+、Cr3+、Fe3+、Ga3+和 Mn 3+;
[0031] ^_为阴离子，优选Cl _、CO32 _、NO3 _、Br _、SO42 _和烷基磺酸根，烷基芳基磺酸根， 有机羧酸根，有机磷酸根或其混合物，更优选Cr、CO广、NCV、Br ' SO4^或其混合物；
[0032] 由此η是负电荷的数量，例如，在Cr的情况下η = 1，且在
[0033] CO广的情况下η = 2,通常η为1至2的范围之内；
[0034] _y为稳定晶体结构所需的水分子的数目，通常y为0. 25至4,优选0. 5至4,更优 选0.5至1.0的范围内；
[0035] -X通常为0. 1至0. 5的范围内，优选在0. 10至0. 38的范围内，更优选在0. 10至