用于制备管材的聚乙烯树脂组合物.pdf

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1、(10)申请公布号 CN 103012911 A (43)申请公布日 2013.04.03 C N 1 0 3 0 1 2 9 1 1 A *CN103012911A* (21)申请号 201110290566.9 (22)申请日 2011.09.28 C08L 23/06(2006.01) C08K 5/3475(2006.01) C08K 5/3435(2006.01) F16L 9/12(2006.01) (71)申请人中国石油化工股份有限公司 地址 100728 北京市朝阳区朝阳门北大街 22号 申请人中国石化上海石油化工股份有限公 司 (72)发明人王荣和 陈国康 蒋纪国 曲云春 (。

2、74)专利代理机构上海东方易知识产权事务所 31121 代理人沈原 (54) 发明名称 用于制备管材的聚乙烯树脂组合物 (57) 摘要 一种用于制备管材的聚乙烯树脂组合物，包 括树脂基料、着色基和添加剂，经熔融混合而成。 树脂基料为双峰分子量分布聚乙烯，着色剂为永 固橙G或酞菁蓝，添加剂包括抗氧剂B225、光稳 定剂I 2-(2-羟基-3-叔丁基-5-甲基苯 基)-5-氯苯并三唑和光稳定剂II N，N-双(2， 2，6，6-四甲基-4-哌啶基)己二胺。聚乙烯树脂 组合物中着色剂的含量为0.020.10wt，添加 剂的含量为0.31.0wt。在不增加添加剂使用 量的前提下，PE材料的耐光老化性能。

3、明显提高， 以黑色PE管材专用料为对比进行老化试验，本发 明提供的PE树脂组合物呈现几乎相同的耐老化 性能。 (51)Int.Cl. 权利要求书1页 说明书5页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 5 页 1/1页 2 1.一种用于制备管材的聚乙烯树脂组合物，它包括树脂基料、着色基和添加剂，经熔 融混合而成，树脂基料为双峰分子量分布聚乙烯，其密度为0.9200.965g/mL，负载5kg 测试条件下的熔体流动速率为0.20.5g/10min，其中低分子量部分的重均分子量Mw L 为 2000022000，高分子量部分的重均分子量Mw H 为2。

4、50000280000，低分子量部分与高分 子量部分的重量比W L W H 为1(1.21.4)，着色剂为永固橙G或酞菁蓝，其特征在于 添加剂包括抗氧剂、光稳定剂I和光稳定剂II，其中： 抗氧剂为B225抗氧剂， 光稳定剂I为2-(2-羟基-3-叔丁基-5-甲基苯基)-5-氯苯并三唑， 光稳定剂II为N，N-双(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)己二胺， 添加剂各组分的配比以重量份计，当抗氧剂为1.0，光稳定剂I为0.52.0，光稳定剂 H为1.03.0； 聚乙烯树脂组合物中着色剂的含量为0.020.10wt，添加剂的含量为0.3 1.0wt。 2.根据权利要求1所述的聚乙烯树脂组合物，其特。

5、征在于所述的树脂基料的密度为 0.940.96g/mL。 3.根据权利要求1所述的聚乙烯树脂组合物，其特征在于所述的添加剂各组分的配比 以重量份计，当抗氧剂为1.0，光稳定剂I为1.01.5，光稳定剂II为1.52.5。 4.根据权利要求1所述的聚乙烯树脂组合物，其特征在于所述的聚乙烯树脂组合物中 添加剂的含量为0.50.7wt。 权 利 要 求 书CN 103012911 A 1/5页 3 用于制备管材的聚乙烯树脂组合物 技术领域 0001 本发明涉及一种用于制备管材的聚乙烯树脂组合物，特别涉及采用的着色剂为永 固橙G或酞菁蓝的用于制备管材的聚乙烯树脂组合物。 背景技术 0002 随着塑料管。

6、材开发利用的深化和生产工艺的不断改进，塑料管材的应用领域愈来 愈广，其优异的耐化学腐蚀性能和日益完善的机械性能被人们普遍认知，塑料管材已不再 简单地依据价格优势而作为金属管材的替代品。其中聚乙烯(PE)管材的发展非常迅速，早 期的PE管材主要用于低承压工况的液体介质或固体介质输送，如排污、排水、农业灌溉、矿 山细颗粒固体输送等，以后则逐步推广至高承压气体或液体的输送，如给水或燃气的输送 等。显然，用于给水或燃气一类高承压介质输送的专用管材要求具有更好和更耐久的机械 性能。在额定的温度、压力工况下，在大气环境中通常须保证安全使用50年以上，这就对管 材专用PE的耐老化性提出了更高的要求。聚烯烃类。

7、高聚物的共同弱点是在紫外线、热和氧 的共同催化作用下易按照游离基反应历程发生老化，最终导致大分子链断裂而丧失强度。 现有技术中，传统采用黑色PE管材作为燃气输送管道，用于制造黑色PE管材的专用料是在 PE中掺入22.5wt的粉末状炭黑，由于碳黑除了着色外同时具有屏蔽紫外线光的作用， 能使PE分子减少因光照而引发产生游离基的概率，再配合添加常规的抗氧剂，黑色PE管材 能够满足输送燃气一类介质的要求。但工业上燃气管道按习惯需标以橙色，采用黑色PE管 材作为燃气输送管道时需再用其它方法增加标识。这显然极不方便，一旦标识磨损或损坏 还会导致事故的发生。随着光、热稳定剂性能的不断改进，专用于燃气输送的橙。

8、色PE管材 逐渐推出，且产量已具一定规模。现有常用的光稳定剂有茎基二苯甲酮的衍生物、三嗪类和 取代丙烯晴类苯甲酸酯类、光稳定剂901等紫外线吸收剂；亚硫酸锌和受阻胺类、炭黑、二 氧化钛等光屏蔽剂。中国专利ZL 94115267.7介绍苯并呋喃-2-酮用作保护有机物的稳定 剂能有效抵抗热降解、氧化降解或光诱导降解，中国专利ZL200480014355.0则介绍了一种 与聚合物具有高度兼容性的外线吸收剂羟苯基三嗪。然而，现有采用了光、热稳定剂制造的 橙色PE管材其耐老化性能仍然无法达到黑色PE管材的水平，进一步提高制造橙色管材专 用PE材料的耐老化性能在本领域至今仍备受关注。 发明内容 0003 。

9、本发明提供了一种用于制备管材的聚乙烯树脂组合物，可采用永固橙G或酞菁蓝 等着色剂制造非黑色的管材，它通过在树脂基料中添加一种改进的组合光稳定剂，解决了 非黑色PE管材耐光老化性能较难以达到与黑色PE管材相同水平这一技术问题。 0004 以下是本发明具体的技术方案： 0005 一种用于制备管材的聚乙烯树脂组合物，它包括树脂基料、着色基和添加剂，经熔 融混合而成。树脂基料为双峰分子量分布聚乙烯，其密度为0.9200.965g/mL，负载5kg 测试条件下的熔体流动速率为0.20.5g/10min。其中低分子量部分的重均分子量Mw L 为 说 明 书CN 103012911 A 2/5页 4 200。

10、0022000，高分子量部分的重均分子量Mw H 为250000280000，低分子量部分与高分 子量部分的重量比W L W H 为1(1.21.4)。着色剂为永固橙G或酞菁蓝。 0006 添加剂包括抗氧剂、光稳定剂I和光稳定剂II，其中： 0007 抗氧剂为B225抗氧剂， 0008 光稳定剂I为2-(2-羟基-3-叔丁基-5-甲基苯基)-5-氯苯并三唑， 0009 光稳定剂II为N，N-双(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)己二胺 0010 添加剂各组分的配比以重量份计，当抗氧剂为1.0，光稳定剂I为0.52.0，光稳 定剂II为1.03.0； 0011 聚乙烯树脂组合物中着色剂的含量为。

11、0.020.10wt，添加剂的含量为0.3 1.0wt。 0012 上述双峰分子量分布聚乙烯的密度最好为0.940.96g/mL。 0013 上述添加剂各组分的配比以重量份计，当抗氧剂为1.0，光稳定剂I最好为1.0 1.5，光稳定剂II最好为1.52.5。 0014 上述聚乙烯树脂组合物中添加剂的含量最好为0.50.7wt。 0015 发明通过大量的实验对多种化合物进行筛选，选用了两种化合物组成复配的光稳 定剂。发明人由实验发现，这两种光稳定剂的组合使用能产生协同作用，在使用量相同的情 况下，组合使用比单独使用其吸收紫外线的能力明显增强。 0016 与现有技术相比本发明的积极效果明显，在不增。

12、加添加剂使用量的前提下，PE材 料的耐光老化性能明显提高，以黑色PE管材专用料为对比进行老化试验，本发明提供的PE 树脂组合物呈现几乎相同的耐老化性能，基本解决了现有技术存在的非黑色PE管材耐光 老化性能较难以达到与黑色PE管材相同水平这一技术问题。 0017 下面通过具体的实施方案对本发明作进一步的描述，由于相对于现有技术，本发 明的重点在于光稳定剂的改进，其余与现有技术基本相同，故实施例将注重对包括抗氧剂 和光稳定剂等添加剂及其加入量试验数据的列举。 0018 在实施例中，各物性指标的测试标准分别为： 0019 拉伸屈服应力： GB/T1040.2-2006 0020 断裂标称应变： GB。

13、/T1040.2-2006 0021 简支梁缺口冲击强度(23)：GB/T1043.1-2008 具体实施方式 0022 【实施例18】 0023 取PE树脂基料500kg，按所需比例加入着色剂永固橙G以及添加剂的各组分，拌 匀。物料投入螺杆挤出机进行熔融混合造粒。物料在螺杆内的停留时间为24分钟，螺 杆温度控制为160200。得到的PE树脂组合物粒子经冷却干燥后即为成品。 0024 每一实施例制得500kg样品。 0025 各实施例采用的PE树脂基料为双峰分子量分布聚乙烯，其密度为0.940.96g/ mL，其在负载为5kg的测试条件下的熔体流动速率为0.20.5g/10min。其中低分子量。

14、部分 的重均分子量Mw L 为2000022000，高分子量部分的重均分子量Mw H 为250000280000， 低分子量部分与高分子量部分的重量比W L W H 为1(1.21.4)。 说 明 书CN 103012911 A 3/5页 5 0026 上述添加剂包括抗氧剂、光稳定剂I和光稳定剂II，其中： 0027 抗氧剂为B225抗氧剂， 0028 光稳定剂I为2-(2-羟基-3-叔丁基-5-甲基苯基)-5-氯苯并三唑， 0029 光稳定剂II为N，N-双(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)己二胺。 0030 各实施例中添加剂各组分的配比以及添加剂和着色剂的加入量见表1。 0031 【比。

15、较例12】 0032 添加剂中光稳定剂单独采用光稳定剂I或光稳定剂II，其余同实施例18。 0033 【比较例3】 0034 着色剂采用炭黑，并按常规黑色PE管材的制备方法加入的添加剂仅含抗氧剂，其 余同实施例18。 0035 测试各实施例和比较例得到的PE树脂组合物主要的力学性能指标，结果见表2。 再对各实施例和比较例得到的PE树脂组合物进行3000小时的氙灯老化试验，测试各试样 主要的力学性能指标，并考察各指标的下降情况，结果见表3。 0036 表1. 0037 0038 注：添加剂和着色剂的加入量均以PE树脂基料、添加剂和着色剂的总量为基准。 0039 表2 0040 说 明 书CN 103012911 A 4/5页 6 0041 表3 0042 0043 注： 0044 表中D为各指标的测试数据，A为各指标老化试验后数据占初始数据的百分比，其 计算式为： 说 明 书CN 103012911 A 5/5页 7 0045 0046 其中，D 0 为表2各指标的测试数据，D为表3各指标的测试数据。 说 明 书CN 103012911 A 。