[發(fā)明專利]一種抗輻照老化聚丙烯合金的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910067229.6
• 申請日: 2009-07-06
• 公開（公告）號: CN101602877A
• 公開（公告）日: 2009-12-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李敏;殷敬華;欒世方
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院長春應(yīng)用化學(xué)研究所
• 主分類號: C08L51/06
• 分類號: C08L51/06;C08L53/00;C08L23/08;C08L23/16;C08J3/28;C07D211/46
• 代理公司: 長春科宇專利代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 馬守忠

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種抗輻照老化聚丙烯合金制備的方法。

背景技術(shù)

聚丙烯合金兼具聚丙烯的高強度和普通共聚物的低溫韌性，廣泛地應(yīng)用于醫(yī)療器械、藥品包裝等領(lǐng)域。然而，聚丙烯合金的抗輻照性能差，輻照滅菌后，會發(fā)生力學(xué)性能下降和變色現(xiàn)象。且隨著儲存時間的增加，聚丙烯合金的降解會持續(xù)發(fā)展，甚至失去使用價值。這大大限制了醫(yī)用聚丙烯合金采用高效、快速且環(huán)保的輻照滅菌方法。

目前，改善聚丙烯抗輻射老化性主要是通過在聚丙烯中加入各種穩(wěn)定劑來實現(xiàn)。專利US?4666959公開了在聚丙烯中加入受阻胺光穩(wěn)定劑、亞磷酸酯和受阻酚抗氧劑提高了聚丙烯抗輻照性。專利US4888369報道了在窄分子量分布聚丙烯中加入受阻胺光穩(wěn)定劑、亞磷酸酯和受阻酚抗氧劑制備抗輻照聚丙烯的方法。然而在聚丙烯中加入受阻酚抗氧劑存在的問題是輻照后受阻酚抗氧劑形成了共軛雙鍵，使聚丙烯制品顏色發(fā)黃。專利CN?96197212.2敘述了由50-99％的聚丙烯和1-50％的聚乙烯共混，加入受阻胺穩(wěn)定劑、輔助抗氧劑和成核劑制備出抗輻照透明聚丙烯的方法。專利WO?056661介紹了將受阻胺光穩(wěn)定劑和胺氧化物或羥胺加入到聚丙烯中，得到抗輻照聚丙烯。專利CN?94104270.7公開了在聚丙烯中加入含磷防老劑，酚類防老劑，胺類防老劑制備出抗高能輻射聚丙烯。

上述專利都是在聚丙烯中物理共混不同類型的穩(wěn)定劑，其缺點是穩(wěn)定劑和聚丙烯相容性不好、分散不均勻，加工過程中易揮發(fā)，使用過程中會從聚丙烯制品中析出，進而污染制品。

為了提高聚丙烯的抗輻照老化性能，克服物理共混方法存在的穩(wěn)定劑分散不均勻、易于揮發(fā)和析出以及溶液接枝法存在的對環(huán)境污染嚴重和不易加工的問題，直接將穩(wěn)定劑其接枝到聚丙烯分子鏈上，制備抗輻照老化聚丙烯樹脂是最佳選擇。目前，未見將穩(wěn)定劑接枝到聚丙烯上制備抗輻照老化聚丙烯樹脂技術(shù)公開，也未見抗輻照老化聚丙烯合金制備的報道。

發(fā)明內(nèi)容

為了提高聚丙烯合金的輻照穩(wěn)定性，克服其輻照滅菌后，力學(xué)性能下降、變色以及儲存過程中降解的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種制備抗輻照老化聚丙烯合金的方法，通過反應(yīng)擠出在聚丙烯上接枝反應(yīng)型受阻胺類穩(wěn)定劑，然后將其與熱塑性彈性體熔融共混制備抗輻照老化聚丙烯合金。

一種抗輻照老化聚丙烯合金制備的方法，其特征在于按照下述步驟和條件制備：

第一步：反應(yīng)型受阻胺穩(wěn)定劑的制備

將酸酐、哌啶醇和溶劑加入帶有攪拌器和溫度計的反應(yīng)器中，機械攪拌使其混合均勻，升溫至40-70℃進行酯化反應(yīng)，反應(yīng)時間為15-90分鐘，反應(yīng)完成后，將反應(yīng)物倒入氯仿和飽和食鹽水混合液中，并移到分液漏斗中振蕩使之分層，除去未反應(yīng)的酸酐，將下層相應(yīng)減壓蒸餾除去氯仿和溶劑，得到白色固體為反應(yīng)型受阻胺穩(wěn)定劑；所述的反應(yīng)型受阻胺穩(wěn)定劑為單(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶醇基)順丁烯二酸酯、單(1，2，2，6，6-五甲基-4-哌啶醇基)順丁烯二酸酯或它們的共混物；

所述的酸酐為順丁烯二酸酐，順丁烯二酸酐與哌啶醇的摩爾比為1.2-1.5∶1；

所述的哌啶醇為2，2，6，6-四甲基哌啶醇、1，2，2，6，6-五甲基哌啶醇中的一種；

所述的溶劑為苯、甲苯、二甲苯或它們的混合物，溶劑與哌啶醇的摩爾比為4-8∶1；

所述的氯仿和飽和食鹽水的體積比為：2-4∶1；

第二步：聚丙烯樹脂的預(yù)輻照

采用電子加速器或鈷源對聚丙烯樹脂進行預(yù)輻照處理，輻照劑量為5-30kGy，制備帶有大分子過氧化物的預(yù)輻照聚丙烯；

第三步：接枝受阻胺類穩(wěn)定劑的聚丙烯樹脂的制備

稱取配方用量的聚丙烯、反應(yīng)型受阻胺穩(wěn)定劑、預(yù)輻照聚丙烯進行機械混合后，加入雙螺桿擠出機中反應(yīng)擠出接枝，制備接枝受阻胺類穩(wěn)定劑的聚丙烯樹脂；

所述的聚丙烯為均聚聚丙烯、乙烯-丙烯無規(guī)共聚物或它們的混合物，其中乙烯-丙烯無規(guī)共聚物中乙烯含量為1-15wt％，均聚聚丙烯的熔體流動速率0.5-20g/10min，乙烯-丙烯無規(guī)共聚物的熔體流動速率為0.5-20g/10min；

所述的反應(yīng)型受阻胺穩(wěn)定劑用量為聚丙烯重量的0.2-2％，預(yù)輻照聚丙烯的用量為聚丙烯重量的5-30％；

所述的雙螺桿擠出機為同向嚙合型雙螺桿擠出機，長徑比為40-48，機筒配有多個獨立加熱單元和多個排氣孔，能獨立控制反應(yīng)各個階段的溫度；

所述的反應(yīng)擠出接枝溫度170-220℃，螺桿轉(zhuǎn)速10-200rpm，物料停留時間3-8分鐘；

第四步：抗輻照老化聚丙烯合金的制備