[發明專利]一種耐老化聚乙烯組合物及其制備方法

在審

• 申請號: 201410776823.3
• 申請日: 2014-12-15
• 公開（公告）號: CN105754177A
• 公開（公告）日: 2016-07-13
• 發明（設計）人: 黃強;陳商濤;王艷芳;張鳳波
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣股份有限公司
• 主分類號: C08L23/06
• 分類號: C08L23/06;C08K13/06;C08K9/00;C08K5/00;C08K5/526;C08K5/372
• 代理公司: 北京律誠同業知識產權代理有限公司 11006
• 代理人: 高龍鑫;梁揮

技術領域

本發明涉及一種耐老化聚乙烯組合物及其制備方法。

背景技術

聚烯烴因其有因良好的物理機械性能、化學性能和加工性能，在建筑工程材料、包裝材料、給水管材以及汽車用和家用電器材料等方面有著廣泛的用途。聚烯烴在存儲、加工和制品使用過程中，極易受熱、氧、紫光線等外界因素引發老化降解，導致其制品表面泛黃、龜裂以及力學和機械性能大幅度下降。其中熱氧老化是最重要的因素。一個較好的解決方法是在聚烯烴粉料的造粒階段加入適量的抗氧劑，來提高聚烯烴的耐熱氧化性能和延長其使用壽命。受阻酚、亞磷酸酯及其復合產品是當前聚烯烴抗氧劑的主體，通常受阻酚作為主抗氧劑俘獲自由基而亞磷酸酯是輔抗氧劑分解氫過氧化物。這些抗氧劑本身也是有機小分子化合物，具有從聚烯烴中不斷向外遷移的特性，從而顯著降低其抗氧化效果。特別是在聚乙烯管材料的使用過程中，要保證50年以上的使用壽命，耐老化助劑體系必須具有良好的耐遷移性。

層狀復合金屬氫氧化物(LayeredDoubleHydroxides，簡寫為LDH)，是一類應用廣泛的陰離子型無機層狀材料，是由二維尺寸的層板沿第三維有序排列而形成的晶體，二價和三價金屬氫氧化物相互間高度分散并以共價鍵構成主體層板，且富含正電荷；層間陰離子均勻分布，以靜電作用力平衡主體層板電荷，使晶體呈電中性。由于LDH的特殊結構，決定了其主體層板金屬離子及層間陰離子的可調變性，利用插層組裝手段可將各種功能客體插入LDH層間，得到性能優良的插層結構復合材料，如專利CN1803901。

CN102796280A公開了一種超分子結構聚合物抗氧劑，其結構通式為M²⁺_1-xM³⁺_x(OH)₂(AO^n-)_x/m.mH₂O，解決的技術問題是抗氧劑耐遷移問題。由于該類超分子結構在聚合物中的分散有一定的困難，因此限制了抗氧劑發揮效果。本發明在超分子抗氧劑的合成過程中，加入了長鏈羧酸作為分散性組分參與反應，進入超分子的層間，使得超分子抗氧劑具備了耐遷移性和高分散性兩個功能，同時解決了抗氧劑在樹脂基體中遷移和分散均勻性的問題。

本發明基于LDH類層狀化合物結構和功能的可調變性，以LDH為主體，通過插層反應，將受阻酚化合物及分散劑以弱化學鍵的形式固定在LDH的層板之間，制備了耐遷移性好，分散性好的復合抗氧劑，與聚乙烯管材料樹脂進行混合，有效防止抗氧劑的遷移，提高抗氧劑的使用效果，解決聚乙烯管材中傳統抗氧劑容易外遷以及抗熱氧老化效果不良等問題。

發明內容

本發明的一個目的是提供一種耐老化聚乙烯組合物。

本發明的另一個目的是提供一種耐老化聚乙烯組合物的制備方法。

為實現上述目的，本發明提供了一種耐老化聚乙烯組合物，包含：

(A)復合型主抗氧劑AO；

(B)輔抗氧劑；

(C)聚乙烯樹脂；

其中所述復合型主抗氧劑AO結構通式為：

[M²⁺_1-xM³⁺_x(OH)₂][R₁(CH₂)_yCOO]^x-[R₂COO]^z-1.mH₂O，

0.2≤x≤0.33，m為層間結晶水分子數，0≤m≤2；y＝0-3；0.2≤z≤0.33；M²⁺中的金屬為鎂、鋅中的任何一種；M³⁺中的金屬為鋁；M²⁺/M³⁺的摩爾比例為2-4:1；R₁為受阻酚單元，為2，6-二烷基或芳基取代苯酚單元；R₂為分散劑單元，長鏈脂肪羧酸取代單元。

以聚乙烯樹脂為100重量份計，復合型主抗氧劑AO為0.02-0.20份，輔抗氧劑為0.03-0.30份。

本發明所述的耐老化聚乙烯組合物，其中以復合型主抗氧劑AO為100重量份計，所述受阻酚R₁(CH₂)_yCOO優選10-60份，所述分散劑R₂COO優選0.5-20份。