[發明專利]一種用于聚丙烯粉料造粒過程的復合穩定劑及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201210429227.9
• 申請日: 2012-10-31
• 公開（公告）號: CN103788477B
• 公開（公告）日: 2017-10-03
• 發明（設計）人: 楊慶泉;張師軍;張麗英;徐凱;董穆;尹華;鄒浩;郭鵬;李杰;呂蕓;邵靜波;劉建葉
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司北京化工研究院
• 主分類號: C08L23/12
• 分類號: C08L23/12;C08L71/08;C08L9/06;C08L27/12;C08K13/02;C08K5/46;C08K3/38;C08K3/32
• 代理公司: 北京思創畢升專利事務所11218
• 代理人: 趙宇

技術領域

本發明涉及聚丙烯樹脂的加工過程中的助劑，更進一步講，本發明涉及一種用于聚丙烯粉料造粒過程的復合穩定劑及其制備方法和應用。

背景技術

聚丙烯(PP)因為其性能優良價格低廉成為目前用量最大，用途最廣的塑料材料之一。但其在造粒和加工過程中，因為熱和剪切力的作用極易發生降解，因而影響材料的力學性能和使用性能。尤其是低熔融指數的聚丙烯，因為其粘度高，在造粒過程中產生的剪切力大，剪切溫度高，更容易發生降解。添加抗氧劑是解決這一問題的常用方法。本發明旨在提出一種新型的復合穩定劑，該穩定劑復合了具有降粘效果的加工助劑成分。通過降低PP的加工扭矩，進而降低剪切粘度的方法來抑制PP的降解，保持分子量和力學性能。同時還可以達到降低能耗，提高生產速度，減少機器磨損的目的，通過這種造粒工藝也可改善樹脂產品在成型過程中的加工性能。

目前市場上主要的抗氧體系為酚類，硫酯類和亞磷酸胺類抗氧劑的復合，相關的專利為新型穩定劑的合成和復配。而本專利通過添加降粘組分復合的方法提高聚丙烯粉料造粒過程的融指穩定性和氧化誘導期。

在中國專利申請CN102453269A中，提到了類似的解決方案，該方案在聚烯烴造粒過程中起到了加工助劑的功能，但由于PEG(聚乙二醇)在加工過程中會產生降解反應，產生大量的氧自由基消耗抗氧劑，因此會降低PP樹脂的氧化誘導期和分子量。

發明內容

本發明人通過大量實驗研究，在抗氧體系方面進行了優化，引入了可以抑制PEG降解，同時可以用于PP造粒的吩噻嗪成分，有效的提高了PP體系的氧化誘導時間和分子量，可提高聚丙烯粉料在造粒過程中熔融指數(融指)的穩定性以及延長其在高溫條件下的使用時間。

因此，本發明的目的是提供一種易制備，低成本，高效能，無污染，可用于提高聚丙烯粉料造粒過程融指穩定性的復合穩定劑。同時該助劑可以降低造粒過程中的加工負荷，并改進所制備粒料的成型加工性能。

本發明的另一目的是提供所述的復合穩定劑的制備方法及其應用。

本發明的用于聚丙烯粉料造粒過程的復合穩定劑，包含有以下組分：抗氧組分、降粘組分，其中降粘組分和抗氧組分重量比為1:(1～5)，優選1:(1～3)。

所述抗氧組分包括吩噻嗪和以下抗氧劑的至少一種的混合：芳香胺、空間位阻酚、亞磷酸酯、含硫協效劑、受阻胺、羥胺等。吩噻嗪和其他抗氧組分的重量比為1:(2～20)，優選1:(5～10)。優選吩噻嗪與空間位阻酚、亞磷酸酯和含硫協效劑的混合物，其中空間位阻酚和亞磷酸酯的重量比為1:5～5:1，優選2:1～1:1；含硫協效劑與空間位阻酚和亞磷酸酯混合物的重量為1:(10～1)，優選1:(5～2)。

所述降粘組分選自以下物質中的至少一種：含氟聚合物、硅酮、PEG類加工助劑、水溶性聚酯或分子量在2000-20000的極性低聚物，優選PEG類加工助劑。

本發明所涉及的PEG類加工助劑，與本申請人的中國專利申請CN102453269A中涉及的聚烯烴造粒過程用加工助劑制備方法的步驟和參數一樣。但是本發明的PEG類加工助劑的組分上包含有所述低聚物、多元酸和粉末橡膠。其中低聚物與粉末橡膠以重量比計為100:(0.1～0.5)，粉末橡膠的加入可以改善助劑的分散效果，提高助劑的使用效率。因為其納米結構，少量的粉末橡膠就能起到較好的分散作用，本發明經過加入少量粉末橡膠而實現了較好的分散效果。

具體地，本發明所述PEG類加工助劑包含有低聚物、多元酸和粉末橡膠，其中低聚物和多元酸的摩爾比為1:(0.1～10)，優選1:(0.25～6)，低聚物和粉末橡膠的重量比為100:(0.1～0.5)，優選100:(0.1～0.3)。所述低聚物為分子量為2000～20000的極性低聚物。所述分子量為2000-20000的極性低聚物，為線性或短支鏈低聚物，其分子鏈中至少有一端帶有極性端基。所述低聚物中帶有的極性端基選自羥基、羧基、氨基中的至少一種，所述低聚物優選以下物質之一或其組合：聚乙二醇、水溶性聚酯和聚硅氧醚。當降粘組分同時含有分子量為2000-20000的極性低聚物和PEG類加工助劑時，PEG類加工助劑之外的分子量為2000-20000的極性低聚物，與PEG類加工助劑中的分子量為2000-20000的極性低聚物為同一或不同種物質。所述多元酸為無機多元酸或有機多元酸，優選以下物質之一或其組合，硼酸、磷酸和乙二胺四乙酸。