软基固化处理构件材料的制备方法及应用
【技术领域】
[0001] 本发明属于软基固化处理构件材料领域，特别是涉及一种软基固化处理构件材料 的制备方法和应用。
【背景技术】
[0002] 软基固化处理构件材料的主体构造为聚丙烯基布材质。聚丙稀（Polypropylene， 简称PP)是一种可由丙烯聚合而制得的热塑性树脂，其不但具有加工性能好，韧性好，化学 稳定性好的等优点，而且质轻，低廉，因而其应用广泛，如可用于包装领域。但是聚丙烯对紫 外线很敏感，在耐候性和耐热性等方面较为不足，在紫外线，热，氧作用后易发生老化降解 而导致性能下降及变色问题，这些缺点都限制了PP的使用，尤其限制PP在户外包装制品的 应用，特别是针对长期在户外放置有耐候性要求的产品，必须改善PP的耐候性才能拓展PP 的应用领域。
[0003]现有技术一般通过采取添加热稳定剂，光稳定剂来改善聚丙烯的耐候性，所选的 使用的稳定剂一般为单一的受阻胺光稳定剂，单一的抗氧剂或者复配适量的紫外线吸收 剂，但往往没有考虑光稳定剂之间的协同效应，光稳定剂和部分抗氧剂之间的对抗效应，光 稳定剂与树脂的相容性，光稳定剂添加对PP力学性能的影响以及颜色对制品耐候性能的 影响等。如果选择不合适，光稳定剂与其他物料一起混合，会导致光稳定剂和抗氧剂容易被 破坏，从而影响抗氧剂以及光稳定剂不能发挥最大的功效，导致材料的耐候性和耐热性能 大幅下降。此外，国内目前用在包装领域的PP，耐候性一般要求比较短，一般只在满足ASTM G-154的标准，也就是只满足耐候性紫外老化200h，产品强度保留50%即为合格，也就是在 户外大约使用1年的时间，这严重的限制了产品更大的使用范围。
【发明内容】
[0004] 本发明要解决的问题是克服聚丙烯的耐候性时间较短之缺点，提供一种具有超耐 候性的聚丙烯组合物。
[0005] 为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种聚丙烯组合物，由包括如下 重量份数的原料制成：
[0006] 聚丙烯 90-95; 复合光稳定剂 1.5-2; 复合抗氧剂 1-2;
[0007] 超细炭黑 2-3; 偶联剂 0.3-0.5; 分散剂 1-2;
[0008] 优选的，所述聚丙稀为均聚聚丙稀，恪体流动速为28/1〇111；[11-58/10111；[11(230 <€/2.1 6kg) 0
[0009] 所述复合光稳定剂包括如下重量百分比的组分：
[0010] _分子量的受阻胺光稳定剂 30-50%; 低分子量的受阻胺光稳定剂 25-35% : 紫外线吸收剂 25-35% ;
[0011] 高分子量的受阻胺光稳定剂、低分子量的受阻胺光稳定剂和紫外线吸收剂的重量 百分比之和为100% ;
[0012] 所述复合抗氧剂包括如下重量百分比的组分：
[0013] 受阻酚类主抗氧剂 45-55%; 有机亚磷酸酯类辅助抗氧剂40-45%; 金属钝化剤 5-10%.；
[0014] 受阻酚类主抗氧剂、有机亚磷酸酯类辅助抗氧剂和金属钝化剂的重量百分比之和 为 100% ;
[0015] 所述超细炭黑为粒径在20-50Nm，优选20-30Nm之间的超细炭黑。
[0016] 现有技术为了解决市场现有的产品超耐候性，通常需要加入相对平时过量的抗氧 剂和光稳定剂，而这势必会影响聚丙烯薄制品的后续加工，而且会严重的降低制品的力学 性能。本发明的发明人付出了大量的精力，经过大量的试验，对配方中的各原料进行了筛 选，尤其针对聚丙烯组合物中的光稳定剂和抗氧剂进行了细致的筛选，得到了超耐候性的 聚丙烯组合物。
[0017] 本发明在聚丙烯产品的相容性和长效耐候性上做了特别的选择。复合光稳定剂由 高分子量的受阻胺光稳定剂与低分子量的受阻胺光稳定剂，同时复配紫外线吸收剂而成。 其中高分子量受阻胺光稳定剂作为长效的光稳定剂，它在聚合物中表现出优异的相容性和 抗萃取性，它特点之一是分子量分布非常窄，这使得在加工和使用中表现出一致的效果。高 分子量受阻胺光稳定剂可以选择光稳定剂2020、光稳定剂944或瑞士CIBA(瑞士汽巴精细 化工有限公司）Chimassorb系列，更优选Chimassorb2020或Chimassorb944。光稳定剂 2020、光稳定剂944和瑞士CIBAChimassorb系列综合了各种高分子量HALS的优点，它 为聚合物提供较高的光/热稳定性，同时改善其辅助性质，如增强颜料的色度，把非常高的 光稳定性和长效热稳定性与其它辅助性质（如颜色干扰最小，改善熔体流动速率控制）完 美地结合在一起，并且它对PP纤维、PP窄带、PE薄膜、PP和PE厚制品提供优异的光稳定 性，它还对填充PP制品和碳黑填充体系表现出独特的长效热稳定性。低聚受阻胺光稳定剂 具有高热稳定性和低挥发性，低带水性，耐抽提，与其它加工助剂较低的相互作用，在酸性 环境较低反应性，更好的保持产品的色牢度。低分子量的受阻胺光稳定剂可以选择光稳定 剂4050H、5050H或德国BASF(德国巴斯夫公司）Uvinul系列，优选BASFUvinul的Uvinul 4050H或Uvinul5050H。紫外线吸收剂可以选择性吸收紫外线，特别是波长280-370nm波 段的紫外线，同时将吸收的光能转化成热能散发掉。优选的，紫外线吸收剂为羧基苯并三唑 类紫外线吸收剂，更优选Tinuvin234、Tinuvin326或Tinuvin531。本发明的发明人充分 考虑到了光稳定剂之间的协同效应，光稳定剂和部分抗氧剂之间的对抗效应，光稳定剂与 树脂的相容性，光稳定剂添加对PP力学性能的影响以及颜色对制品耐候性能的影响等，在 本发明添加量范围内的复合光稳定剂各组分之间彼此协同，能够有效提高了产品在户外使 用过程中耐候性，避免力学性能发生下降，以及色泽发生变化。
[0018] 针对聚丙烯产品的超耐候性时间要求，本发明对抗氧剂进行了细致的筛选，最终 得到由受阻酚类主抗氧剂、有机亚磷酸酯类辅助抗氧剂和防止材料与金属接触导致热氧化 降解的辅抗氧剂类的金属钝化剂复配而成的复合抗氧剂，在本发明添加量范围内的这三种 抗氧剂之间的彼此协同，具有高的抗氧化能力，与树脂相容性好，不析出，加工时不挥发，不 分解，耐抽出性好，不溶于水和油中，环境友好的性质，提高加工和使用过程中的热稳定性， 避免力学性能和色泽发生变化，解决了聚丙烯在加工和长期使用中的热氧老化的问题。所 述受阻酸类主抗氧剂可以选择抗氧剂4190、抗氧剂412s或抗氧剂3114,优选Chemtura(科 聚亚公司）酸类抗氧剂4190、Chemtura 412s、IRGAN0X 3114。所述有机亚磷酸酯类辅 助抗氧剂可以选择抗氧剂AT10或抗氧剂AT62,优选美国ALBEMARLE(美国雅宝公司）的 ALBEMARLE AT10或AT62。所述金属钝化剂优选IRGANOX MD1024。
[0019] 炭黑有较高的吸光性，因而能有效的防止塑料受阳光照射而产生光氧化降解。炭 黑作为紫外光稳定剂在塑料中所起的作用有：把光能转化为热能；保护塑料表面而免遭一 定波长的射线照射；截取原子团而产生防老化作用，从而阻止催化降解。紫外线对聚丙烯 特别有害，试验证明当一定细度的炭黑的浓度可以达到完美的紫外线屏蔽作用。炭黑对塑 料的紫外线老化的防护作用，取决于炭黑的粒径、结构和表面化学性。本发明人经过大量 实验后发现，炭黑的粒径较小时，因表面积增大，其吸收光或遮光能力增加，故紫外线防护 作用增强，但粒径小于20nm，其防护作用趋于同一水平，原因是当粒径过小时，逆向散射减 小，而继续向前的光会威胁聚合物的稳定性，而当炭黑粒径大于50nm时，会影响分散的均 匀度，也会影响产品的力学性能。粒径在20-50Nm，尤其是20-30Nm之间的超细炭黑的表面 含氧基团较多，即挥发份较高时，能消除聚合物分解时产生的基因，因此防护作用也增强， 并且具有极佳的紫外线吸收作用，可以把紫外线转化成热量，大大降低了紫外线对聚丙烯 化学键能的破坏。本发明的超细炭黑优选德国EvonikDegussa(赢创德固赛公司）的炭黑 型号specialBlack系列的超细炭黑。
[0020] 本发明中的偶联剂其主要作用是解决各组分与聚丙烯树脂的相容性，特别是无机 超细炭黑与树脂的相容性，防止产品表面粉末析出，减少引起树脂的力学性能的降低，优选 的，所述的偶联剂为钛酸酯，铝酸酯偶联剂，硅烷偶联剂中的一种或其混合物。
[0021] 本发明中的分散剂其主要作用是在加工和成型中提高各组分的分散性，特别是超 细炭黑的分散均匀性。优选的，所述的分散剂为低分子酯类，金属皂类，硬脂酸复合酯类，酰 胺类的一种或其混合物，更优选高分子聚乙烯蜡，硬脂酸钙，硬脂酸锌或乙撑双硬脂酰胺。
[0022] 本发明还提供一种制备上述超耐