[发明专利]一种复配添加剂的制造方法、复配添加剂及包含其的聚合物组合物

说明书

本发明提供了一种复配添加剂的制造方法、复配添加剂及包含其的聚合物组合物。该制造方法包括：S1，将主抗氧剂和助剂在混合系统中混合以形成添加剂混合物；S2，在主抗氧剂的熔融状态下，对添加剂混合物造粒以形成添加剂粒料；S3，在冷却系统中对添加剂粒料进行冷却；S4，对添加剂粒料进行筛分以形成复配添加剂。应用本发明的技术方案，实现了高度的生产工艺装置自动化，并且在不添加任何粘结剂的情况下实现了物料的均匀混合。此外，由于仅在主抗氧剂的熔融状态下进行造粒，因此，由本发明的方法生成的复配添加剂不会引起各个添加剂之间的相互作用，从而保证添加剂的寿命以及效果。

技术领域

本发明涉及高分子材料加工领域，具体而言涉及一种复配添加剂的制造方法、复配添加剂及包含其的聚合物组合物。

背景技术

高分子材料在合成、贮存及其加工应用的各个阶段都可能发生变质，即材料的性能变坏，例如泛黄、分子量下降、制品表面龟裂、光泽丧失，更为严重的是导致抗冲击强度、抗挠曲强度、抗张强度和伸长率等机械性能大幅度下降，从而影响材料制品的正常使用，这种现象称为高分子材料的老化。

在聚烯烃生产中，从聚合反应器直接生成的原始聚烯烃粉末极易受到空气氧化的影响，如果未经稳定化而在空气中贮存，经过一段时间后，其物理性能会急剧下降。如果在更恶劣的环境中，如暴露于相对较高的温度气候下，会导致聚合物材料的快速降解，并且在数天内即可能破坏聚合物原有的物理性能。另外降解现象的产生通常伴随着释放出大量的热量和气体，这些热量和气体会进一步导致聚丙烯本体的熔化。对聚乙烯而言，其自由基的氧化及交联反应可能会使产品变黄、变脆，甚至无法成型使用。因此在聚烯烃生产工业中，通过在刚生产出的聚烯烃粉末产品中加入极少量的用于产品稳定的添加剂(如抗氧剂)，从而防止上述氧化放热反应现象的发生。除了提供稳定的作用外，添加剂的使用还有以下作用：均化产品，改善对熔体流动性能的调控；通过稳定剂维持和改善原始色调，通过颜料调节使用色泽；消除残余催化剂的副作用；以及改善加工性能。

聚烯烃常用的添加剂由抗氧剂、光稳定剂、润滑剂、酸捕获剂、金属离子钝化剂、抗静电剂、成核剂、过氧化物降解剂、爽滑剂、开口剂等。抗氧剂的主要作用是抑制或延缓聚烯烃在加工、贮存和使用过程中的氧化反应。根据作用机理不同，抗氧剂通常分为链终止剂、过氧化物分解剂及金属离子钝化剂三大类。链终止剂为在聚烯烃的工业生产中所使用的主抗氧剂，过氧化物分解剂和金属离子钝化剂为在工业中使用的辅抗氧剂。

在聚烯烃生产装置中设有专门的添加剂配混系统，即将不同添加剂严格按照顺序、时间、质量比例逐次从各个加料口添加进去，与聚烯烃粉料混合喂入造粒机。这种添加剂配混系统繁琐复杂，不仅对工人提出更为严苛的操作标准要求，而且这些添加剂大多是单剂，表现为粉末状或块状，容易造成给料流动性差、堵塞加料斗、计量或者配料不准的问题，从而导致最终产品的外观和性能降低。此外抗氧剂类助剂种类繁多，性能各异，其熔融温度、热稳定性、吸湿性、起尘性、放射性和毒副作用不同，在生产过程中会带来各种问题(如物性损失、粘壁、环境尘害、加料困难、结块、失活等)。鉴于以上原因，添加剂供应商将多种添加剂按适当的配比复合混配成一体，这种复配添加剂产品外型可以是粒状、片状或丸状，从而革除了在线使用多种添加剂添加和计量的繁琐过程，达到更加理想的稳定化及改性效果，减少资源浪费和环境污染。

在现有技术中，提出了一种制备复配添加剂的方法，包括：将主抗氧剂、辅助抗氧剂和其他助剂混合；通过蒸汽或者导热油加热方式进行造粒，并在冷却和筛分后获得成品。但是该方法的缺点在于，由于依靠外部加热方式使得添加剂成熔融状态后进行挤压造粒，易使得各添加剂组分受热变质，同时在粉料混合设备选型和加工工艺参数没有进行标准化定量操作，因此，难以实现产物的均匀混合与良好成型。此外，由于现有技术中的方法仅在固定的温度下进行造粒，因此难以预料各个添加剂的形态以及添加剂之间的相互作用。同时，在现有技术的方法中，也没有通过将造粒相关设备的选型和规格以及加工工艺的参数进行优化来实现对添加剂性能进行改进的方案。

发明内容