一种颗粒化塑料添加剂及其制备方法与应用
【技术领域】
[0001]本发明属于塑料添加剂技术领域，涉及一种颗粒化塑料添加剂及其制备方法与应用。
【背景技术】
[0002]聚烯烃属于热塑性塑料，通常是在熔融状态下经高温、高剪切加工成型。为保证最终成型制品能在多种条件(如热、光等)下使用并具有一系列的性能，如透明性、阻隔性和抗静电性等，通常生产(或加工)过程中要加入合适的添加剂，如热稳定剂、成核剂、透明剂、抗氧剂、光稳定剂和吸酸剂等。由于需要加入的添加剂种类多，且多为粉末，在树脂生产或加工改性过程中，容易出现下料困难，分散不均，粉尘污染等问题。而颗粒化添加剂体系使用过程无粉尘、损失小，能提高树脂质量和稳定性；开发高效复配型颗粒化添加剂，促进各种添加剂更好地分散于树脂基体中，产生协同效应，减少添加剂用量，降低成本等，已成为目前添加剂应用领域的必然趋势。
[0003]已有的颗粒化添加剂制备技术包括通过机械压制得到颗粒状添加剂，如美国专利US4957956、中国专利CN1388208A等公布的技术方案，这些方法虽然简单但是颗粒成型率低，且颗粒硬度低，容易破碎为粉末。另外还有如美国专利US4957956、US5240642、US6821456等公布的技术方案，利用至少一种低熔点添加剂作为黏合剂，通过双螺杆挤出造粒，挤出温度控制在低熔点添加剂熔点附近制备颗粒状添加剂，这些方法虽然颗粒成型率高，硬度高，但是对添加剂的组成和挤出温度的控制要求较高。也有如中国专利CN101235162A等公布的技术方案，添加辅助剂(水、乙醇、丙酮等)并通过双螺杆在室温下造粒，这些方法虽然无需加热，挤出料条易于成型，也具有明显的“合金化效应”，但是该方法制备的颗粒硬度不高，储运和使用过程中容易破碎。
【发明内容】
[0004]鉴于上述缺点，本发明的目的在于提供一种颗粒化塑料添加剂及其制备方法，该颗粒化塑料添加剂能提高和改善聚烯烃塑料的冲击强度、拉伸断裂性和阻隔性等性能，该制备方法操作简单，且能够避免上述各种粉状添加剂制备和使用过程中产生的问题。
[0005]为了达到上述目的，本发明提供了一种颗粒化塑料添加剂，包括以下组分:聚异丁烯、辅助溶剂和聚烯烃粉状添加剂，且所述聚异丁烯、辅助溶剂和聚烯烃粉状添加剂的重量比为(5-95): (0-20):100。
[0006]上述颗粒化塑料添加剂，优选的，所述聚异丁烯的粘均分子量为10000-4000000 ；所述聚异丁烯包括粘均分子量为10000-25000的低分子量聚异丁烯、粘均分子量为35000-100000的中分子量聚异丁烯和粘均分子量为200000-4000000的高分子量聚异丁烯等中的一种或者几种的组合。
[0007]更优选的，所述聚异丁稀的密度为0.8-0.95g/cm3。
[0008]在上述颗粒化塑料添加剂中，加入少量高分量聚异丁烯，能提高和改善聚烯烃塑料的冲击强度、拉伸断裂性和阻隔性等性能。
[0009]上述颗粒化塑料添加剂，优选的，所述辅助溶剂包括非极性溶剂；所述非极性溶剂包括正己烷、环己烷、石油醚、二氯甲烷、四氢呋喃、氯仿、乙醚、醋酸丁酯、动植物油脂、矿物油、苯、甲苯和二甲苯等中的一种或几种的组合。
[0010]上述颗粒化塑料添加剂，优选的，所述聚烯烃粉状添加剂包括抗氧剂、吸酸剂、成核剂、紫外或光稳定剂、阻燃剂、填充增强剂等中的一种或几种的组合；所述聚烯烃粉状添加剂的粒径小于所述颗粒化添加剂的粒径。
[0011]上述聚烯烃粉状添加剂的粒径是指聚烯烃粉状添加剂的组分混合制备前各单一组分的粒径，这里的混合制备可以是常规的方法。
[0012]更优选的，所述聚烯烃粉状添加剂可以为细粉或微粒状。
[0013]上述颗粒化塑料添加剂，优选的，所述抗氧剂包括受阻胺类抗氧剂、受阻酚类抗氧剂和亚磷酸酯类抗氧剂中的一种或几种的组合；
[0014]所述吸酸剂包括碱金属硬脂酸盐、碱土金属硬脂酸盐、碱土金属氧化物和水滑石等中的一种或几种的组合；
[0015]所述成核剂包括滑石粉、云母、苯甲酸钠、己二酸钠、芳基磷酸金属盐、羧酸金属盐、山梨醇缩醛类成核剂、支化酰胺类成核剂和松香皂类成核剂等中的一种或几种的组合；
[0016]所述紫外或光稳定剂包括2-羟二苯甲酮、2-羟基苯并三唑有机镍络合物、受阻胺类光稳定剂等中的一种或几种的组合；
[0017]所述阻燃剂包括有机磷酸酯、氢氧化铝(或三水合氧化铝)、氢氧化镁、三聚氰胺及其衍生物、有机溴系阻燃剂等中的一种或几种的组合；
[0018]所述填充增强剂包括二氧化硅、碳酸钙、蒙脱土、石墨、炭黑、短玻璃纤维、金属粉末等中的一种或几种的组合。
[0019]上述颗粒化塑料添加剂，优选的，所述受阻胺类抗氧剂包括4，4’ -六亚甲基-二(氨基_2，2，6，6-四甲基哌啶)与2，4- 二氯-6-叔辛氨基_s_三嗪的缩聚物、二(十八烷基)羟胺、N-苯基苯胺与2，4，4-三甲基戊烯的反应产物、N-苯基-2-萘胺、1，2，4-三甲基-1，2-二氢喹啉聚合物、N-异丙基-N’-苯基对苯二胺、N-(l-萘基)苯胺和4，4’-二(苯基异丙基)二苯胺中的一种或几种的组合；
[0020]所述受阻酚类抗氧剂包括四[_β (3，5-二叔丁基-4-羟基苯基丙酸)]季戊四醇酯、3- (3，5- 二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八烷醇酯和3，5-三甲基-2，4，6-三(3，5- 二叔丁基-4-羟基苄基)苯中的一种或几种的组合；
[0021]所述亚磷酸酯类抗氧剂包括亚磷酸三(2，4-二叔丁基)苯酯、二(2，4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯、二(2，6-二叔丁基-4-甲基苯基)季戊四醇二磷酸酯和4，4’ -[1，1’ -联苯基]亚基二膦酸-四[2，4- 二叔丁苯基]酯中的一种或几种的组合；
[0022]优选的，所述碱金属硬脂酸盐包括硬质酸钠；所述碱土金属硬脂酸盐包括硬脂酸镁和/或硬脂酸钙；所述碱土金属氧化物包括氧化锌、氧化镁和氧化钛中的一种或几种的组合；
[0023]优选的，所述芳基磷酸金属盐包括2，2-亚甲基双(2，4- 二叔丁基苯氧基)磷酸钠和/或2，2-亚甲基双(4，6- 二叔丁基苯氧基)磷酸铝；所述山梨醇缩醛类成核剂包括二(3，4- 二甲基二卞叉)山梨醇；所述羧酸金属盐包括正丁基苯甲酸铝和/或对叔丁基苯甲酸铝；所述支化酰胺类成核剂包括1，3，5三叔丁基酰胺；
[0024]优选的，所述受阻胺光稳定剂包括聚[[6_[(1，1，3，3-四甲基丁基)胺]_1，3，5_三嗪-2，4-二基][(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶)亚胺]_1，6_ 二己二基[(2，2，6，6-四甲基-4-呢啶)亚胺]]];
[0025]优选的，所述有机溴系阻燃剂包括十溴二苯醚。
[0026]上述4，4’ -六亚甲基-二(氨基_2，2，6，6-四甲基哌啶)与2，4_ 二氯_6_叔辛氨基-s-三嗪的缩聚物是通过一步缩聚制备得到的，其聚合度为1。上述的N-苯基苯胺与2，4，4-三甲基戊烯的反应产物为本领域的常规技术知识，是按照常规方法的得到的
[0027]本发明还提供了上述颗粒化塑料添加剂的制备方法，包括以下步骤:
[0028]将多种聚烯烃粉状添加剂按需要的比例预混合，得到混合聚烯烃粉状添加剂；
[0029]将聚异丁烯和辅助溶剂按需要的比例混合，得到聚异丁烯混合物；
[0030]将所述聚异丁烯混合物与所述混合聚烯烃粉状添加剂混合，得到预混料；
[0031]利用螺杆式挤出机，将所述预混料在室温下挤出料条，然后进行切粒、干燥，得到颗粒化塑料添加剂。
[0032]本发明还提供一种颗粒化塑料添加剂的制备方法，包括以下步骤:
[0033]将聚异丁烯和辅助溶剂按需要的比例混合，得到聚异丁烯混合物；
[0034]将所述聚异丁烯混合物与聚烯烃粉状添加剂混合，得到预混料；
[0035]利用螺杆式挤出机，将所述预混料在室温下挤出，然后进行切粒、干燥，得到颗粒化塑料添加剂。
[0036]上述将所述聚异丁烯混合物与聚烯烃粉状添加剂混合的方法可以为将所述聚异丁烯混合物加入聚异丁烯添加剂体系中，充分搅拌，使聚异丁烯混合物在添加剂体系中分散均匀，制成预混料。
[0037]在上述制备方法中，所述需要的比例可以为本领域常规的比例，根据实际需要定。
[0038]在上述制备方法中，优选的，所述干燥的方法为风干或烘干，该烘干的温度为50-150°C。
[0039]在上述制备方法中，优选的，所述螺杆式挤出机包括单螺杆挤出机或双螺杆挤出机。
[0040]螺杆挤出机无需加热，挤出得到的添加剂料条表面光滑，易于成型，切粒在风干或烘干后，硬度高，且搬运和使用过程无粉尘产生。
[0041]本发明还提供了上述颗粒化塑料添加剂在作为聚烯烃塑料的添加剂的应用。
[0042]本发明制备颗粒化塑料添加剂的方法操作简单，同时采用聚异丁烯作为添加剂体系外在的“黏合剂”，可以不需要必须向添加剂体系中加入低熔点添加剂作为黏合剂，拓宽了该塑料添加剂的应用范围。
【具体实施方式】
[0043]为了对本发明的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，现对本发明的技术方案进行以下详细说明，但不能理解为对本发明的可实施范围的限定。
[0044]以下实施例使用的双螺杆挤出机为赛默飞世尔科技公司(Thermo FisherScientific)