[发明专利]对劣化具有改进抗性的稳定的高密度聚乙烯组合物以及稳定剂体系

说明书

本公开涉及一种高密度聚乙烯(HDPE)组合物，其由于受阻酚抗氧化剂、亚磷酸酯抗氧化剂或膦抗氧化剂以及天然或合成水滑石组成的一种特定稳定剂体系而对温度在约0℃至约100℃范围内的氯化水和非氯化水的存在下所致的劣化具有抗性。特别地调节该稳定剂体系以保护该HDPE和其它聚烯烃以抵抗劣化和降解。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2012年11月8日提交的美国专利申请No.13/672,222的优先权，其全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本公开涉及一种高密度聚乙烯(HDPE)组合物，该组合物尤其对在温度介于约0℃至约100℃范围内的氯化水和非氯化水的存在下的劣化具有改进的抗性。更具体地，本公开提供了包含由受阻酚抗氧化剂、亚磷酸酯抗氧化剂或膦抗氧化剂以及天然或合成水滑石组成的特定稳定剂体系的HDPE组合物。特别调节了该稳定剂体系以保护HDPE免受降解，并且改进HDPE组合物的氧化诱导时间，从而延长由该HDPE组合物模制而成的诸如管等部件的预期寿命。此外，该稳定剂体系适于稳定除HDPE外的聚烯烃以抵抗因暴露于温度介于约0℃至约100℃范围内的氯化水或非氯化水所致的降解。

背景技术

长期与水接触的热塑性聚烯烃管、土工布和其他模制品的可用性和寿命受到许多参数的影响，包括聚合物的机械性能、密度、摩尔质量和质量分布。根据最终用途以及使用期间的具体条件(温度、应力和环境影响)，应保证高至数十年的寿命。此外，当聚烯烃管或模制品的预期用途涉及运输水时，必须满足特别的要求。为了满足这些要求，添加了合适的(多种)抗氧化剂和/或(多种)稳定剂的组合，即所谓的稳定剂体系。

将稳定剂体系添加至聚烯烃组合物以维持长期的氧化稳定性。它们的效率取决于所涉及的(多种)抗氧化剂和/或(多种)稳定剂的相容性、它们的溶解度，以及它们在管材树脂中的移动性和迁移。当使用聚烯烃组合物时，例如用于水管，稳定剂体系中的(多种)抗氧化剂和/或(多种)稳定剂中的一种或多种可能因与添加至水中的消毒剂(例如，氯、二氧化氯、氯胺类物质)反应而耗尽，因为这些消毒剂可扩散至管壁中。为了维持聚乙烯管的长期氧化稳定性，期望降低稳定剂体系的组分向水的迁移以及消毒剂向管内的迁移。

可在因存储热水而使温度升高的加速的试验条件下评价聚烯烃组合物中稳定剂体系的性能。聚烯烃组合物的氧化诱导时间(OIT)和机械稳定性是用于评估聚烯烃管和其他聚烯烃基模制材料的稳定性的重要技术标准。氧化诱导时间(OIT)是用于确定在升高的温度并且存在氧的情况下花多长时间完全消耗树脂中的可用抗氧化剂的差示扫描量热法。较高的OIT数是对稳定剂体系如何良好地保护聚合物免于降解的量度。OIT数还可用于监控来自聚合物的抗氧化剂随着时间而耗尽。然后可将该耗尽程度与树脂的预期寿命相关。某些树脂，例如HDPE管材树脂，需要具有延长的寿命，因为管的预期寿命可为100年。

可使用位阻酚和位阻胺稳定剂(HAS)，例如美国公开号No.2003/0073768，或使用组合了有机亚磷酸酯或亚磷酸酯的位阻酚和/或芳香胺抗氧化剂，例如美国专利No.6,541,457、美国公开号No.2006/0264540、美国公开号No.2008/0221242来实现管材树脂和其他聚烯烃模制材料的长期热稳定性。

但是，仍然存在改进用于HDPE组合物的稳定剂体系的长期稳定性的需要，对于在目的是用于其中HDPE组合物长期与例如管等提取介质接触的应用的HDPE组合物中的使用尤其如此。相应地，仍然存在进一步减少因稳定剂迁移和水解而导致的问题的需要。已经发现本文公开的HDPE组合物、稳定剂体系和方法满足了这些需要。

发明内容

在第一方面中，本公开涉及一种高密度聚乙烯(HDPE)组合物，其对在温度介于约0℃至约100℃范围内的氯化水和非氯化水的存在下的劣化具有改进的抗性，并且主要由以下组成：

a)该HDPE；

b)有效量的受阻酚抗氧化剂；