一種聚丙烯類集裝袋用防老化母料及其製備方法與流程
2023-07-15 10:38:46 1
一種聚丙烯類集裝袋用防老化母料及其製備方法，屬於高分子材料領域。
背景技術：
眾所周知，集裝袋對耐候性有著嚴格的要求，最常見的導致老化的因素為熱和紫外光。對於聚丙烯類集裝袋而言，聚丙烯叔原子上的氫容易氧化，對紫外線很敏感，紫外線具有的高能量可以使聚丙烯內的吸收官能團被激化，產生自由基和氫過氧化物，而後續的降解反應則依賴於這些氫過氧化物的分解，氫過氧化物光分解產生的烷氧自由基不僅可以奪氫，還可以發生降解反應，導致聚合物分子鏈斷裂，故聚丙烯集裝袋的防老化能力和耐候性較差。
太陽光輻射至地球大氣層的陽光是一個連續的能量光譜，其波長範圍為0.7nm至約3000nm，穿過大氣層後，部分長波輻射被水蒸氣和二氧化碳吸收，只有紅外輻射的短波部分達到地球表面；在紫外光部分，波長小於175nm的短波紫外輻射被高於地球表面100公裡的大氣層中的氧所吸收，而175nm-290nm的輻射則為同溫層臭氧所吸收，剩餘的太陽光中的紫外部分，即波長為290nm-400nm的輻射，可引發戶外集裝袋的降解。
在集裝袋的製備過程中防老化母料對集裝袋的防老化、耐候性能等具有顯著的作用，故製備一種抵抗紫外光對聚丙烯的破壞和降解作用的母料對改善聚丙烯類集裝袋的防老化能力和耐候性極為重要。目前，光穩定劑種類很多，按照其化學結構可分為：水楊酸脂類、二苯甲酮類、苯並三唑類、三嗪類、取代丙烯腈類、草醯胺類、有機鎳化合物類和受阻胺類。常用的抗氧化劑種類有芳香胺類抗氧劑、受阻酚類抗氧劑、硫酸二丙酸雙酯類抗氧劑和亞磷酸酯類抗氧劑。在防老化母料的製備過程中，不同種類光穩定劑和抗氧化劑相互協同作用會產生不同的防老化效果，同一種類不同的光穩定劑和抗氧化劑發揮的作用和功效也各異，故通過研究發現一種光穩定劑和抗氧化劑的組合，利用其生產製備的集裝袋用防老化母料的防老化效果較佳。
技術實現要素：
本發明要解決的技術問題是：克服現有技術的不足，提供一種聚丙烯類集裝袋用防老化母料。
本發明解決其技術問題所採用的技術方案是：該防老化母料由以下重量份原料製成：100份聚丙烯粉料，7-30份光穩定劑770df，8-20份光穩定劑944，2-10份抗氧劑1010，5-20份抗氧劑168，0.1-1.2份分散劑聚乙烯蠟。
優選的，所述防老化母料由以下重量份原料製成：100份聚丙烯粉料，10-20份光穩定劑770df，10-18份光穩定劑944，3-8份抗氧劑1010，6-15份抗氧劑168，0.3-0.8份分散劑聚乙烯蠟。
優選的，所述防老化母料由以下重量份原料製成：100份聚丙烯粉料，15份光穩定劑770df，15份光穩定劑944，5份抗氧劑1010，10份抗氧劑168，0.5份分散劑聚乙烯蠟。
所述聚丙烯粉料的熔融流動速率為2.1-6.5g/10min。
一種聚丙烯類集裝袋用防老化母料的製備方法，其特徵在於：包括以下步驟：
1）將聚丙烯粉料、光穩定劑770df、光穩定劑944、抗氧劑1010、抗氧劑168和聚乙烯蠟稱量，混合，攪拌，得半成品料；
2）將混合均勻的半成品料擠出擠料鬥，水拉條，冷卻後切粒；
3）分級篩選，烘乾即得。
步驟1）所述攪拌過程轉速為55-65r/min。
步驟1）所述攪拌時間為5-20min。
步驟2）所述擠料過程，擠出機各區溫度控制為：一區45-55℃，二區到四區190-220℃。
選用uvb313光源進行人工快速老化試驗，光線波長範圍為280-315nm。根據國際標準iso21898.en1898中規定，按照astmg154標準，採用uvb313光源照射試樣200h，拉伸強度保留值在50%以上算合格產品。
本發明選擇兩種光穩定劑和兩種抗氧化劑複合使用，對聚丙烯鏈起到保護作用，可以在一定程度上減少碳氫鍵和碳碳鍵的均裂，減少烷基自由基的形成，從而有效控制聚丙烯分子量的降低，保證其各項性能，有效提高了該防老化母料的防老化功效；防老化母料製備中優選用聚丙烯粉料的熔融流動速率為2.1-6.5g/10min，聚丙烯的熔融流動速率直接影響集裝袋的強度，通過小試實驗證明，當聚丙烯的熔融流動速率為2.1-6.5g/10min時，可以提高集裝袋的強度，有助於改善集裝袋的防老化性能。
在製備過程中，一定的攪拌速度可以保證反應的進行，攪拌速度過慢，各組分反應速度較慢小於55r/min時，攪拌速度過快大於65r/min會使得反應不充分，從而導致生成的母料在性能方面受到影響。
製備的聚丙烯類集裝袋在uvb313光源照射200h後，最大力保留率達到95.2%，拉伸強度保留率達到99.7%，遠遠高於標準規定的合格品拉伸強度保留率，經過360人工老化後最大力和拉伸強度保留率稍有降低，分別為94.9%和98.8%。
與現有技術相比，本發明所具有的有益效果是：本發明製備的防老化母料有效提高了聚丙烯類集裝袋的防老化能力和耐候性。
具體實施方式
下面結合具體實施例對本發明做進一步說明，實施例1為最佳實施例。
實施例1
100份聚丙烯粉料、15份光穩定劑770df、15份光穩定劑944、5份抗氧劑1010、10份抗氧劑168和0.5份聚乙烯蠟；
1）按重量比稱量所需原料，混合，攪拌15min，攪拌速度為60r/min，得半成品料；
2）將混合均勻的半成品料擠出擠料鬥，擠出機一區至四區的溫度依次設定為：50℃、210℃、210℃、210℃，水拉條，冷卻後切粒；
3）分級篩選，烘乾得防老化母料。
1份該母料加入到100份聚丙烯f401基礎樹脂中，製備集裝袋經緯線樣品用於試驗測試，樣品厚度為0.14-0.15mm。試驗檢測條件：溼度：50%；光源：uvb313光源；每次光照時間：8h，光照時溫度：60℃；每次冷凝時間：4h，冷凝時溫度50℃；光照和冷凝過程循環進行，測試周期為360h。測試結果見表1和表2。
實施例2
100份聚丙烯粉料、7份光穩定劑770df、18份光穩定劑944、6份抗氧劑1010、5份抗氧劑168和1.0份聚乙烯蠟；
1）按重量比稱量所需原料，混合，攪拌20min，攪拌速度為55r/min，得半成品料；
2）將混合均勻的半成品料擠出擠料鬥，擠出機一區至四區的溫度依次設定為：45℃、220℃、220℃、220℃，水拉條，冷卻後切粒；
3）分級篩選，烘乾得防老化母料。
1份該母料加入到100份聚丙烯f401基礎樹脂中，製備集裝袋經緯線樣品用於試驗測試，樣品厚度為0.14-0.15mm。試驗檢測條件：溼度：50%；光源：uvb313光源；每次光照時間：8h，光照時溫度：60℃；每次冷凝時間：4h，冷凝時溫度50℃；光照和冷凝過程循環進行，測試周期為360h。測試結果見表1和表2。
實施例3
100份聚丙烯粉料、22份光穩定劑770df、8份光穩定劑944、2份抗氧劑1010、20份抗氧劑168和1.2份聚乙烯蠟；
1）按重量比稱量所需原料，混合，攪拌18min，攪拌速度為65r/min，得半成品料；
2）將混合均勻的半成品料擠出擠料鬥，擠出機一區至四區的溫度依次設定為：55℃、210℃、210℃、210℃，水拉條，冷卻後切粒；
3）分級篩選，烘乾得防老化母料。
1份該母料加入到100份聚丙烯f401基礎樹脂中，製備集裝袋經緯線樣品用於試驗測試，樣品厚度為0.14-0.15mm。試驗檢測條件：溼度：50%；光源：uvb313光源；每次光照時間：8h，光照時溫度：60℃；每次冷凝時間：4h，冷凝時溫度50℃；光照和冷凝過程循環進行，測試周期為360h。測試結果見表1和表2。
實施例4
100份聚丙烯粉料、30份光穩定劑770df、10份光穩定劑944、10份抗氧劑1010、15份抗氧劑168和0.1份聚乙烯蠟；
1）按重量比稱量所需原料，混合，攪拌5min，攪拌速度為65r/min，得半成品料；
2）將混合均勻的半成品料擠出擠料鬥，擠出機一區至四區的溫度依次設定為：50℃、190℃、190℃、210℃，水拉條，冷卻後切粒；
3）分級篩選，烘乾得防老化母料。
1份該母料加入到100份聚丙烯f401基礎樹脂中，製備集裝袋經緯線樣品用於試驗測試，樣品厚度為0.14-0.15mm。試驗檢測條件：溼度：50%；光源：uvb313光源；每次光照時間：8h，光照時溫度：60℃；每次冷凝時間：4h，冷凝時溫度50℃；光照和冷凝過程循環進行，測試周期為360h。測試結果見表1和表2。
實施例5
100份聚丙烯粉料、18份光穩定劑770df、14份光穩定劑944、6份抗氧劑1010、13份抗氧劑168和0.6份聚乙烯蠟；
1）按重量比稱量所需原料，混合，攪拌15min，攪拌速度為63r/min，得半成品料；
2）將混合均勻的半成品料擠出擠料鬥，擠出機一區至四區的溫度依次設定為：52℃、200℃、210℃、200℃，水拉條，冷卻後切粒；
3）分級篩選，烘乾得防老化母料。
1份該母料加入到100份聚丙烯f401基礎樹脂中，製備集裝袋經緯線樣品用於試驗測試，樣品厚度為0.14-0.15mm。試驗檢測條件：溼度：50%；光源：uvb313光源；每次光照時間：8h，光照時溫度：60℃；每次冷凝時間：4h，冷凝時溫度50℃；光照和冷凝過程循環進行，測試周期為360h。測試結果見表1和表2。
對比例1
100份聚丙烯粉料、15份光穩定劑770df、10份抗氧劑168和0.5份聚乙烯蠟；
1）按重量比稱量所需原料，混合，攪拌15min，攪拌速度為60r/min，得半成品料；
2）將混合均勻的半成品料擠出擠料鬥，擠出機一區至四區的溫度依次設定為：50℃、210℃、210℃、210℃，水拉條，冷卻後切粒；
3）分級篩選，烘乾得防老化母料。
1份該母料加入到100份聚丙烯f401基礎樹脂中，製備集裝袋經緯線樣品用於試驗測試，樣品厚度為0.14-0.15mm。試驗檢測條件：溼度：50%；光源：uvb313光源；每次光照時間：8h，光照時溫度：60℃；每次冷凝時間：4h，冷凝時溫度50℃；光照和冷凝過程循環進行，測試周期為360h。測試結果見表1和表2。
對比例2
100份聚丙烯粉料、15份光穩定劑944、5份抗氧劑1010和0.5份聚乙烯蠟；
1）按重量比稱量所需原料，混合，攪拌15min，攪拌速度為60r/min，得半成品料；
2）將混合均勻的半成品料擠出擠料鬥，擠出機一區至四區的溫度依次設定為：50℃、210℃、210℃、210℃，水拉條，冷卻後切粒；
3）分級篩選，烘乾得防老化母料。
1份該母料加入到100份聚丙烯f401基礎樹脂中，製備集裝袋經緯線樣品用於試驗測試，樣品厚度為0.14-0.15mm。試驗檢測條件：溼度：50%；光源：uvb313光源；每次光照時間：8h，光照時溫度：60℃；每次冷凝時間：4h，冷凝時溫度50℃；光照和冷凝過程循環進行，測試周期為360h。測試結果見表1和表2。
對比例3
100份聚丙烯粉料、5份光穩定劑770df、22份光穩定劑944、2份抗氧劑1010、21份抗氧劑168和0.5份聚乙烯蠟；
1）按重量比稱量所需原料，混合，攪拌15min，攪拌速度為60r/min，得半成品料；
2）將混合均勻的半成品料擠出擠料鬥，擠出機一區至四區的溫度依次設定為：50℃、210℃、210℃、210℃，水拉條，冷卻後切粒；
3）分級篩選，烘乾得防老化母料。
1份該母料加入到100份聚丙烯f401基礎樹脂中，製備集裝袋經緯線樣品用於試驗測試，樣品厚度為0.14-0.15mm。試驗檢測條件：溼度：50%；光源：uvb313光源；每次光照時間：8h，光照時溫度：60℃；每次冷凝時間：4h，冷凝時溫度50℃；光照和冷凝過程循環進行，測試周期為360h。測試結果見表1和表2。
對比例4
100份聚丙烯粉料、15份光穩定劑790a、5份抗氧劑1010、10份抗氧劑168和0.5份聚乙烯蠟；
1）按重量比稱量所需原料，混合，攪拌15min，攪拌速度為60r/min，得半成品料；
2）將混合均勻的半成品料擠出擠料鬥，擠出機一區至四區的溫度依次設定為：50℃、210℃、210℃、210℃，水拉條，冷卻後切粒；
3）分級篩選，烘乾得防老化母料。
1份該母料加入到100份聚丙烯f401基礎樹脂中，製備集裝袋經緯線樣品用於試驗測試，樣品厚度為0.14-0.15mm。試驗檢測條件：溼度：50%；光源：uvb313光源；每次光照時間：8h，光照時溫度：60℃；每次冷凝時間：4h，冷凝時溫度50℃；光照和冷凝過程循環進行，測試周期為360h。測試結果見表1和表2。
對比例5
100份聚丙烯粉料、15份光穩定劑790a、15份光穩定劑790b、5份抗氧劑1010、10份抗氧劑168和0.5份聚乙烯蠟；
1）按重量比稱量所需原料，混合，攪拌15min，攪拌速度為60r/min，得半成品料；
2）將混合均勻的半成品料擠出擠料鬥，擠出機一區至四區的溫度依次設定為：50℃、210℃、210℃、210℃，水拉條，冷卻後切粒；
3）分級篩選，烘乾得防老化母料。
1份該母料加入到100份聚丙烯f401基礎樹脂中，製備集裝袋經緯線樣品用於試驗測試，樣品厚度為0.14-0.15mm。試驗檢測條件：溼度：50%；光源：uvb313光源；每次光照時間：8h，光照時溫度：60℃；每次冷凝時間：4h，冷凝時溫度50℃；光照和冷凝過程循環進行，測試周期為360h。測試結果見表1和表2。
對比例6
100份聚丙烯粉料、15份光穩定劑770df、15份鎳鹽光穩定劑2002、5份抗氧劑1010、10份抗氧劑168和0.5份聚乙烯蠟；
1）按重量比稱量所需原料，混合，攪拌15min，攪拌速度為60r/min，得半成品料；
2）將混合均勻的半成品料擠出擠料鬥，擠出機一區至四區的溫度依次設定為：50℃、210℃、210℃、210℃，水拉條，冷卻後切粒；
3）分級篩選，烘乾得防老化母料。
1份該母料加入到100份聚丙烯f401基礎樹脂中，製備集裝袋經緯線樣品用於試驗測試，樣品厚度為0.14-0.15mm。試驗檢測條件：溼度：50%；光源：uvb313光源；每次光照時間：8h，光照時溫度：60℃；每次冷凝時間：4h，冷凝時溫度50℃；光照和冷凝過程循環進行，測試周期為360h。測試結果見表1和表2。
對比例7
100份聚丙烯粉料、15份光穩定劑770df、15份光穩定劑944、5份抗氧劑iraganox900和0.5份聚乙烯蠟；
1）按重量比稱量所需原料，混合，攪拌15min，攪拌速度為60r/min，得半成品料；
2）將混合均勻的半成品料擠出擠料鬥，擠出機一區至四區的溫度依次設定為：50℃、210℃、210℃、210℃，水拉條，冷卻後切粒；
3）分級篩選，烘乾得防老化母料。
1份該母料加入到100份聚丙烯f401基礎樹脂中，製備集裝袋經緯線樣品用於試驗測試，樣品厚度為0.14-0.15mm。試驗檢測條件：溼度：50%；光源：uvb313光源；每次光照時間：8h，光照時溫度：60℃；每次冷凝時間：4h，冷凝時溫度50℃；光照和冷凝過程循環進行，測試周期為360h。測試結果見表1和表2。
對比例8
100份聚丙烯粉料、15份光穩定劑770df、15份光穩定劑944、5份抗氧劑3114、10份抗氧劑168和0.5份聚乙烯蠟；
1）按重量比稱量所需原料，混合，攪拌15min，攪拌速度為60r/min，得半成品料；
2）將混合均勻的半成品料擠出擠料鬥，擠出機一區至四區的溫度依次設定為：50℃、210℃、210℃、210℃，水拉條，冷卻後切粒；
3）分級篩選，烘乾得防老化母料。
1份該母料加入到100份聚丙烯f401基礎樹脂中，製備集裝袋經緯線樣品用於試驗測試，樣品厚度為0.14-0.15mm。試驗檢測條件：溼度：50%；光源：uvb313光源；每次光照時間：8h，光照時溫度：60℃；每次冷凝時間：4h，冷凝時溫度50℃；光照和冷凝過程循環進行，測試周期為360h。測試結果見表1和表2。
對比例9
100份聚丙烯粉料、15份光穩定劑770df、15份光穩定劑944、5份抗氧劑1010、10份抗氧劑168和0.5份分散劑ebs；
1）按重量比稱量所需原料，混合，攪拌15min，攪拌速度為60r/min，得半成品料；
2）將混合均勻的半成品料擠出擠料鬥，擠出機一區至四區的溫度依次設定為：50℃、210℃、210℃、210℃，水拉條，冷卻後切粒；
3）分級篩選，烘乾得防老化母料。
1份該母料加入到100份聚丙烯f401基礎樹脂中，製備集裝袋經緯線樣品用於試驗測試，樣品厚度為0.14-0.15mm。試驗檢測條件：溼度：50%；光源：uvb313光源；每次光照時間：8h，光照時溫度：60℃；每次冷凝時間：4h，冷凝時溫度50℃；光照和冷凝過程循環進行，測試周期為360h。測試結果見表1和表2。
表1實施例1-5和對比例1-9集裝袋經緯線最大力對比實驗數據總結
表2實施例1-5和對比例1-9集裝袋經緯線拉伸強度對比實驗數據總結
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實施例1為最佳實施例，選用光穩定劑770df和光穩定劑944複合使用和抗氧劑1010和抗氧劑168複合使用，聚乙烯蠟作為分散劑，在實施例1各組分重量比情況下製備的防老化母料200h人工老化後最大力保留率達到95.2%，拉伸強度保留率達到99.7%，經過360人工老化後最大力和拉伸強度保留率稍有降低，分別為94.9%和98.8%。各組分含量不同時，最大力和拉伸強度保留率較實施例低，但最大力和拉伸強度保留率仍能達到92%以上；單獨選用一種光穩定劑和抗氧劑（對比例1、2），200h保留率下降，低於90%；各組分含量不在本發明研究的範圍內時（對比例3），保留率明顯低於實施例1-5；選用其他光穩定劑、抗氧劑以及分散劑時（對比例4-9），200h和360h的最大力和拉伸強度保留率明顯降低。說明本發明的光穩定劑、抗氧劑、分散劑的組合和用量可以製備優質的集裝袋用防老化母料，明顯提高了集裝袋的防老化和耐候性能。
以上所述，僅是本發明的較佳實施例而已，並非是對本發明作其它形式的限制，任何熟悉本專業的技術人員可能利用上述揭示的技術內容加以變更或改型為等同變化的等效實施例。但是凡是未脫離本發明技術方案內容，依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與改型，仍屬於本發明技術方案的保護範圍。