[发明专利]一种耐老化聚乙烯组合物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种耐老化聚乙烯组合物及其制备方法。

背景技术

聚烯烃因其有因良好的物理机械性能、化学性能和加工性能，在建筑工程材料、包装材料、给水管材以及汽车用和家用电器材料等方面有着广泛的用途。聚烯烃在存储、加工和制品使用过程中，极易受热、氧、紫光线等外界因素引发老化降解，导致其制品表面泛黄、龟裂以及力学和机械性能大幅度下降。其中热氧老化是最重要的因素。一个较好的解决方法是在聚烯烃粉料的造粒阶段加入适量的抗氧剂，来提高聚烯烃的耐热氧化性能和延长其使用寿命。受阻酚、亚磷酸酯及其复合产品是当前聚烯烃抗氧剂的主体，通常受阻酚作为主抗氧剂俘获自由基而亚磷酸酯是辅抗氧剂分解氢过氧化物。这些抗氧剂本身也是有机小分子化合物，具有从聚烯烃中不断向外迁移的特性，从而显著降低其抗氧化效果。特别是在聚乙烯管材料的使用过程中，要保证50年以上的使用寿命，耐老化助剂体系必须具有良好的耐迁移性。

层状复合金属氢氧化物(LayeredDoubleHydroxides，简写为LDH)，是一类应用广泛的阴离子型无机层状材料，是由二维尺寸的层板沿第三维有序排列而形成的晶体，二价和三价金属氢氧化物相互间高度分散并以共价键构成主体层板，且富含正电荷；层间阴离子均匀分布，以静电作用力平衡主体层板电荷，使晶体呈电中性。由于LDH的特殊结构，决定了其主体层板金属离子及层间阴离子的可调变性，利用插层组装手段可将各种功能客体插入LDH层间，得到性能优良的插层结构复合材料，如专利CN1803901。

CN102796280A公开了一种超分子结构聚合物抗氧剂，其结构通式为M²⁺_1-xM³⁺_x(OH)₂(AO^n-)_x/m.mH₂O，解决的技术问题是抗氧剂耐迁移问题。由于该类超分子结构在聚合物中的分散有一定的困难，因此限制了抗氧剂发挥效果。本发明在超分子抗氧剂的合成过程中，加入了长链羧酸作为分散性组分参与反应，进入超分子的层间，使得超分子抗氧剂具备了耐迁移性和高分散性两个功能，同时解决了抗氧剂在树脂基体中迁移和分散均匀性的问题。

本发明基于LDH类层状化合物结构和功能的可调变性，以LDH为主体，通过插层反应，将受阻酚化合物及分散剂以弱化学键的形式固定在LDH的层板之间，制备了耐迁移性好，分散性好的复合抗氧剂，与聚乙烯管材料树脂进行混合，有效防止抗氧剂的迁移，提高抗氧剂的使用效果，解决聚乙烯管材中传统抗氧剂容易外迁以及抗热氧老化效果不良等问题。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种耐老化聚乙烯组合物。

本发明的另一个目的是提供一种耐老化聚乙烯组合物的制备方法。

为实现上述目的，本发明提供了一种耐老化聚乙烯组合物，包含：

(A)复合型主抗氧剂AO；

(B)辅抗氧剂；

(C)聚乙烯树脂；

其中所述复合型主抗氧剂AO结构通式为：

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

0.2≤x≤0.33，m为层间结晶水分子数，0≤m≤2；y＝0-3；0.2≤z≤0.33；M²⁺中的金属为镁、锌中的任何一种；M³⁺中的金属为铝；M²⁺/M³⁺的摩尔比例为2-4:1；R₁为受阻酚单元，为2，6-二烷基或芳基取代苯酚单元；R₂为分散剂单元，长链脂肪羧酸取代单元。

以聚乙烯树脂为100重量份计，复合型主抗氧剂AO为0.02-0.20份，辅抗氧剂为0.03-0.30份。

本发明所述的耐老化聚乙烯组合物，其中以复合型主抗氧剂AO为100重量份计，所述受阻酚R₁(CH₂)_yCOO优选10-60份，所述分散剂R₂COO优选0.5-20份。