[发明专利]一种耐老化母粒、包含其的聚烯烃材料及制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种耐老化母粒、包含其的聚烯烃材料及制备方法和应用。所述耐老化母粒按质量百分比计包括60‑72％聚乙烯、10‑15％受阻酚类抗氧剂、10‑15％亚磷酸酯类抗氧剂、2‑5％硅烷偶联剂、3‑5％二氧化硅和3‑5％镧系稀土化合物。本发明通过将多官能团的受阻酚类抗氧剂和亚磷酸酯类抗氧剂进行复配，再配合二氧化硅和镧系稀土化合物进一步提高材料的稳定性，各组分之间相互配合，协同增效，得到的耐老化母粒的具有良好抗氧化性，且焊接时氧化剂不易析出。将本发明提供的耐老化母粒添加在聚烯烃材料中，所得聚烯烃材料的氧化诱导期＞300min，而且在使用超声波进行焊接时，其焊缝强度＞20kN/m。

技术领域

本发明属于复合材料领域，涉及一种聚烯烃材料及制备方法和应用，尤其涉及一种耐老化母粒、包含其的聚烯烃材料及制备方法和应用。

背景技术

超声波焊接是利用高频振动波传递到两个需焊接的物体表面，在加压的情况下使两个物质表面互相摩擦而形成分子层之间的熔合。由于焊区的声阻大，因此会产生局部高温，塑料的导热性差，热量不能及时散发，导致接触面的塑料迅速熔化，加上一定压力后，使其融合一起，达到焊接的目的。超声波不仅可以被用来焊接硬热塑性塑料，还可以加工织物和薄膜。超声波焊接时塑料的接触面熔融状态，影响焊接强度。

氧化诱导期(OIT)是测定聚烯烃材料在高温(一般是200℃)氧气条件下开始发生自动催化氧化反应的时间，是评价材料在成型加工、储存、焊接和使用中耐老化性能的指标。目前，聚乙烯耐老化性能比较好的是地暖管用的耐热聚乙烯，其氧化诱导期在130～200分钟。目前在土工格室系统等应用领域，对聚烯烃材料的耐老化性能提出了更高的要求，要求200℃，OIT大于300min，因此对复合材料中抗氧剂的选择，复配以及加工工艺提出了更高的要求。

CN106117701A公开了一种易于焊接的高密度聚乙烯材料，包括主料、辅料和助剂；按重量份数计，主料包括高密度聚乙烯65-75份、低密度聚乙烯20-25份、POE 5-8份，硅酸铝3-5份和氧化锌6-9份；辅料包括无规聚丙烯10-15份、PMMA粉末5-7份、硅酸铝钠1-2份、炭黑3-5份、二氧化硅2-3份和助剂3-8份。该材料不仅能够降低目前的焊接工艺的操作难度，而且能够满足聚乙烯的超声波焊接工艺，但是所述材料的氧化诱导期较短，耐老化性能较差。

聚烯烃片材在应用超声波焊接工艺时，发现焊接强度与氧化诱导期之间存在冲突，氧化诱导期好(OIT大于200min)的聚烯烃片材，焊缝强度不够好(小于20KN/m)。因为氧化诱导期较好的聚烯烃片材中往往添加过量的抗氧剂，而过量的抗氧剂容易析出，影响焊接强度。

因此，需要开发一种既能满足OIT要求又能改善焊缝强度的聚烯烃材料，以满足市场需求。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种耐老化母粒、包含其的聚烯烃材料及制备方法和应用。将本发明提供的耐老化母粒添加在聚烯烃材料中，所得聚烯烃材料不仅具有较长的氧化诱导期，且使用超声波进行焊接时，焊缝的强度较强。为达此目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供一种耐老化母粒，所述耐老化母粒按质量百分比计包括如下组分：

本发明中，通过受阻酚类和亚磷酸酯类抗氧剂的相互配合，所得耐老化母粒具有较好的抗氧化性，而且镧系稀土化合物和二氧化硅可以提高抗氧剂在聚烯烃材料当中的稳定性，硅烷偶联剂可以增强抗氧剂、二氧化硅和镧系稀土化合物与聚烯烃材料的相容性，因此所得耐老化母粒中抗氧剂的含量适宜，抗氧化性能较好，在使用时能够减少抗氧剂的析出，从而改善焊缝强度。