一种聚丙烯组合物和聚丙烯材料及其应用和排水管道的制作方法_2

文档序号:9681253阅读:来源:国知局
[0035] 根据本发明,所述成核剂的作用是提高聚丙烯组合物的刚性。所述成核剂含有有 机类增刚型成核剂和无机类成核剂。
[0036] 根据本发明,所述有机类增刚型成核剂可以为本领域技术人员所熟知的各种有机 类增刚型成核剂,例如可以为芳基磷酸盐、山梨醇、羧酸金属盐、脱氢揪酸、脱氢揪酸盐和酰 胺中的一种或多种。所述芳基磷酸盐的实例可以包括但不限于:2, 2' -亚甲基双(4, 6-特 丁基苯酚)磷酸铝盐(NA-21);所述山梨醇的具体实例包括但不限于:1,3:2, 4-二(对甲基 苯亚甲基)山梨醇(简称MDBS)、1,3:2, 4-双(3, 4-二甲基苯亚甲基)山梨醇(简称3988) 和1,3:2, 4-二(对乙基苯亚甲基)山梨醇(简称EDBS);所述羧酸金属盐的具体实例可以 包括但不限于:琥珀酸钠、苯甲酸铝、苯甲酸钠、苯甲酸钾、肉桂酸钠、戊二酸钠、环己烷庚二 酸钙和丁基苯甲酸铝中的一种或多种;所述脱氢揪酸盐的实例可以包括但不限于:脱氢揪 酸钠和/或脱氢揪酸钾;所述酰胺优选为支化的苯基酰胺,所述酰胺的实例可以包括但不 限于:1,3, 5-三叔丁基酰胺基苯。优选情况下,所述有机类增刚型成核剂为芳基磷酸盐、羧 酸金属盐和脱氢揪酸盐中的一种或多种。
[0037] 根据本发明,所述无机类成核剂可以为本领域中常用的各种无机类成核剂,例如 可以为滑石粉、二氧化硅、二氧化钛、氧化钙和云母中的一种或多种,优选为二氧化硅和/ 或滑石粉。
[0038] 根据本发明,所述有机类增刚型成核剂和无机类成核剂的含量没有特别的限定, 只要可以使所述聚丙烯组合物具有良好的刚性即可。一般地,所述有机类增刚型成核剂和 无机类成核剂的重量比可以为1 :〇. 01-99,优选为1 :0. 05-60,更优选为1 :25-55。
[0039] 根据本发明,所述抗氧剂可以为现有的各种能够防止或延缓聚丙烯组合物老化的 物质,优选情况下,所述抗氧剂含有主抗氧剂和助抗氧剂,所述主抗氧剂为受阻酚型抗氧 剂,所述助抗氧剂为亚磷酸酯型抗氧剂和/或硫代酯型抗氧剂。
[0040] 本发明对所述受阻酚型抗氧剂的种类没有特别地限定,例如,可以选自四 [β -(3, 5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、2, 4, 6-三氧代-1,3, 5-三 嗪-1,3, 5(2Η,4Η,6Η)-三基)三乙烯基三[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙烯酸 酯、1,3, 5-三甲基-2, 4, 6-三(3, 5-二叔丁基-4-羟基苄)苯、1,3, 5-三(4-叔丁基-3 羟基-2, 6-二甲基苄基)-1,3, 5-三嗪-2, 4, 6- (1H,3H,5H)-三酮和 1,3, 5- (3, 5-二叔 丁基-4-羟基苄基)-均三嗪-2, 4, 6-(1H,3H,5H)-三酮中的一种或多种,特别优选为 [β - (3, 5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、β - (3, 5-二叔丁基-4-羟基苯基) 丙酸十八碳醇酯和1,3, 5-三甲基-2, 4, 6-三(3, 5-二叔丁基-4-羟基苄)苯中的一种或 多种。
[0041] 本发明对所述亚磷酸酯型抗氧剂的种类也没有特别地限定,例如,可以三 (2, 4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯和/或季戊四醇双亚磷酸二(2, 4-二特丁基苯基)酯。 [0042] 本发明对所述硫代酯型抗氧剂的种类没有特别地限定,例如可以为硫代二丙酸双 十八酯和/或硫代二丙酸二月桂酯。
[0043] 本发明对所述主抗氧剂和助抗氧剂的用量没有特别的限定,例如,所述主抗氧剂 和助抗氧剂的用量的重量比可以为1:0. 1-8,优选为1:0. 3-5,进一步优选为1:0. 5-3。当助 抗氧剂为亚磷酸酯型抗氧剂和硫代酯型抗氧剂时,所述亚磷酸酯型抗氧剂和硫代酯型抗氧 剂的用量的重量比为1:0. 1-5,优选为1:0. 5-2。
[0044] 根据本发明,优选情况下,所述聚丙烯组合物还可含有色母粒,对所述聚丙烯组合 物起到着色的作用。
[0045] 根据本发明,所述色母粒的含量没有特别的限定,一般地,相对于100重量份的聚 丙烯树脂,所述色母粒的含量可以为1-5重量份,优选为1-4重量份,进一步优选为1.5-3 重量份。
[0046] 根据本发明,考虑到色母粒与聚丙烯树脂的相容性,优选情况下,所述色母粒中的 载体为聚丙烯,并且所述色母粒优选为黑色的色母粒。
[0047] 本发明还提供了一种聚丙烯材料,该聚丙烯材料由上述聚丙烯组合物加热熔融并 挤出造粒形成。
[0048] 根据本发明,将所述聚丙烯组合物加热熔融并挤出造粒的方法和条件以及所用的 挤出机为本领域技术人员所公知。具体地,可以将聚丙烯树脂、成核剂、抗氧剂以及选择性 含有的色母粒混合均匀,然后将得到的混合物在双螺杆挤出机上挤出造粒。
[0049] 所述加热熔融并挤出造粒的条件通常包括:螺杆转速可以为150-360转/分 钟,各区段温度可以分别为 170-190°C、175-240°C、180-250°C、180-250°C、180-250°C、 175-240°C,各区段的真空度可以为0. 02MPa-0. 09MPa。在本发明中,所述真空度是指绝对压 力与大气压力的差值的绝对值。
[0050] 在所述聚丙烯材料的制备过程中,将所述聚丙烯树脂、成核剂和抗氧剂以及选择 性含有的色母粒混合均匀的方法和条件为本领域技术人员公知,例如,可以将所述聚丙烯 树脂、成核剂和抗氧剂以及选择性含有的色母粒加入到现有的各种混合设备中搅拌混合均 匀,其中,所述混合设备例如可以为搅拌机、捏合机、开炼机和密炼机等。搅拌混合的温度和 时间为本领域技术人员所公知,例如,搅拌混合的温度可以为10-30°C,搅拌混合的时间可 以为1-5分钟。
[0051] 优选情况下,该聚丙烯材料的拉伸弹性模量为1400-2300MPa,缺口冲击强度为 70-130KJ/m 2,0. 45MPa 下的负荷变形温度为 80-120°C。
[0052] 在本发明中,采用IS0527_2:2012(E)中规定的方法测定聚丙烯材料的拉伸弹性 模量;按照IS075-2:2013规定的方法测定聚丙烯材料的0. 45MPa下的负荷变形温度;按照 IS0179-1:2000中规定的方法测定缺口冲击强度。
[0053] 此外,本发明还提供了上述聚丙烯组合物或上述聚丙烯材料在制备排水管道中的 应用。将所述聚丙烯组合物或聚丙烯材料制备成排水管道的方法可以参照现有技术,在此 不再赘述。
[0054] 本发明还提供了由上述聚丙烯组合物或上述聚丙烯材料制成的排水管道。该排水 管道适合于作为市政下水管、雨水管、家用排水管、隔声管等管道及其它相关应用领域的模 塑挤出生产。
[0055] 以下将通过实施例对本发明进行详细地描述。
[0056] 以下实施例和对比例,涉及以下参数的测定:
[0057] (1)聚丙烯树脂的熔体质量流动速率按照GB/T 3682-2000中规定的方法测定,其 中,测试条件包括:温度为230°C,载荷为2. 16kg ;
[0058] (2)聚丙烯树脂中乙烯结构单元和丙烯结构单元的含量采用购自瑞士 Bruker公 司的型号为頂300型超导核磁共振波谱仪进行测定,其中,溶剂为氘代邻二氯苯;
[0059] (3)聚丙烯树脂的熔融温度根据ASTM D3418-08中规定的方法进行测定;
[0060] (4)聚丙烯树脂的多分散系数采用美国WATERS公司的型号为150C型凝胶渗透色 谱仪,测定条件包括:色谱柱规格:300X 7. 8mm ;透过孔径:10X10 ;溶剂为邻二氯苯,样品 溶解及过滤温度:150°C。
[0061] (5)聚丙烯树脂中的橡胶相含量根据以下方法测定:
[0062] 称取5g样品,放入装有200mL正癸烷的烧瓶中,在150°C油浴中加热至回流,在回 流状态下保持30min,然后控制冷却温度,使体系温度在12-15min内冷却至100°C,然后将 烧瓶浸入25°C的水浴中保持30min,过滤得到滤液,通过旋转蒸发除去正癸烷,然后在60°C 下真空干燥48h,得到正癸烷可溶物。正癸烷可溶物含量即所述聚丙烯树脂中的橡胶相含 量。
[0063] 除非特别说明,下述实施例和对比例中的所用试剂均可以商购得到。
[0064] 下述实施例和对比例中的抗氧剂购自德国BASF公司。
[0065] 实施例1-8用于说明本发明提供的聚丙烯材料及其制备方法。
[0066] 实施例1
[0067] (1)组成
[0068] 聚丙烯树脂A1(中石化北京燕山分公司化工二厂生产,乙烯和丙烯的抗冲共聚 物,其中,丙烯结构单元的含量为96. 0重量%,乙烯结构单元的含量为4. 0重量%,在230°C 下、2. 16kg载荷作用下的熔体质量流动速率为0. 22g/10min,橡胶相含量为7. 2重量%,多 分散系数为8. 8,烙融温度为166°C ), 100重量份,
[0069] 芳基磷酸盐成核剂(NA-21,购自日本旭化成公司),0. 15重量份,
[0070] 滑石粉(购自辽宁艾海滑石有限公司),8.0重量份,
[0071] 四[β_(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯,0.3重量份,
[0072] 三(2, 4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯,0· 2重量份,
[0073] 色母粒(北京吉和公司),1. 5重量份。
[0074] (2)聚丙烯材料的制备方法
[0075] 将聚
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