[发明专利]对二氧化氯引起的降解具有提高的耐受性的聚烯烃组合物

说明书

技术领域

本发明涉及对含二氧化氯的水引起的降解具有提高的耐受性的聚烯烃组合物与由这样的聚烯烃组合物制造的制品。本发明进一步涉及所述聚烯烃组合物用于生产对含二氧化氯的水引起的降解具有提高的耐受性的制品的用途，并且涉及特定类型的抗氧化剂的组合用于提高聚烯烃组合物对由接触含二氧化氯的水引起的降解的耐受性的用途。

背景技术

目前，制造和加工聚合物方面的进步已经使塑料应用于当代日常生活的几乎每个方面。除了很多其他应用之外，聚烯烃用于制备饮用水供给系统中的管材、配件或存储容器。在下面的公开内容中，即使没有特别提到，适用于管材的所有特性和效果也适用于配件与存储容器。为保证意在给人使用的饮用水具有良好的品质，经常进行消毒。消毒是指去除、灭活或杀死病原微生物。

但是，聚合化合物在氧化剂、光和热的作用下容易老化。这导致寿命的缩短（例如强度、刚度和柔性的下降）、褪色和磨损以及失去光泽。

抗氧化剂和光稳定剂能防止或至少降低这些影响在本领域中是为人熟知的。将几种不同类型的添加剂加入聚合物中以在加工过程中保护这些聚合物，并获得所需的最终使用的特性。通常，将添加剂分为稳定剂和调节剂。传统和现在使用的稳定剂（如抗氧化剂）包含空间位阻酚、芳香胺、受阻胺稳定剂、有机亚磷酸酯/亚膦酸酯和硫醚。但是，必须根据由聚合物制成的制品应具有的所需最终性质，谨慎地选择恰当的稳定剂组合。使用氯作为水处理中的消毒剂来防止传染病传播是已知的。加氯水的一个缺点是饮用水中存在氯与有机物质的加氯反应产物。所述反应产物中的一些被认为对健康有害。

大部分材料，包括诸如聚烯烃的很多聚合物可能受到加氯水的影响也是已知的。来自实验室的压力测试结果和来自本领域的经验都证实了水中高浓度的氯能引起聚烯烃管的早期脆裂。

用于饮用水系统的可选的另一种有效的消毒剂是二氧化氯，ClO₂。二氧化氯是比氯更强的氧化剂，而且不形成卤代副产物。它在水中不水解，而是作为溶解的气体存在于溶液中。已发现，聚烯烃树脂在含二氧化氯的水中具有比在加氯水中更短的寿命。因此，对氯耐受的聚烯烃树脂可能对二氧化氯不耐受。

然而，含二氧化氯的水也与聚合材料长期接触。由于与聚合材料内表面的长期接触，引起聚烯烃组合物的劣化。

已发现已知用于制管的聚烯烃组合物中以提供对加氯水的良好耐受性的抗氧化剂不一定提供对含二氧化氯的水的令人满意的耐受性。因此，仍然需要提供抵抗含ClO₂的水的更好的保护的、更有效的抗氧化剂体系。因而，使得由含这样的抗氧化剂的聚烯烃组合物制成的制品（例如管材、配件或存储容器）获得更长的寿命。

另一个关于聚烯烃组合物中抗氧化剂的存在的重要问题是希望避免所输送的介质在例如由这样的聚烯烃组合物制成的管材中的污染。这在管材输送饮用水的情况中尤其重要。总体来说，为降低可能被管中输送的水萃取的抗氧化剂的量，优选使用尽可能低浓度的抗氧化剂。在这个背景下，进一步地希望所使用的抗氧化剂被管中输送的水萃取的趋势低。

法律要求确定了饮用水中的有害化合物的可容许量，随着所谓的“欧洲承认计划（European acceptance scheme）”的提出，可以预料到甚至更严格的要求。

向聚烯烃基材料添加的稳定剂和调节剂的迁移行为取决于很多不同的性质，例如聚合物母体中分子的扩散速率、添加剂的化学稳定性、添加剂分解产物的类型等等。举例而言，一种特定的添加剂化合物可能具有改善的化学稳定性，由此，对迁移行为具有有利作用。另一方面，其他较不稳定的添加剂化合物可能分解成易扩散穿过聚合物母体的化合物，由此，对迁移行为具有不利作用。另外，必须考虑的是不能以聚合物母体的稳定性为代价来获得迁移行为的改善。因此，提供一种具有低迁移趋势的添加剂组合物不是显而易见的，而是需要对恰当的化合物进行谨慎的筛选。

但是，为进一步改善饮用水的质量并考虑到在不久的将来可以预料到的更严格的要求，仍然非常希望提供热稳定性高且化学稳定性高的聚合材料。

EP1991798A1公开了一种组合物，其包含：聚烯烃（A）；具有二亚磷酸盐结构的化合物（B）；c）酚类化合物（C）；及d）任选地，紫外线稳定剂（D），其中，所述组合物中迁移的化合物（B）、（C）与（D）（如果存在）以及它们的分解产物的总量低于某阈值水平。所述组合物表现出向与根据EN-12873-1在室温（23℃）下用不加氯的水浸滤过的组合物样品接触的水中迁移的添加剂减少。