一种耐老化高性能高遮光ppo聚合物及其制备方法和应用的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种耐老化高性能高遮光PPO聚合物，其原料配方由抗氧剂、紫外线吸收剂、遮光剂、增韧剂、PP接枝、PPO组成。本发明的一种耐老化高性能高遮光PPO聚合物具有优于业内其他产品的遮光效果，其透光度可达到为0-0.2。本发明的PPO聚合物色泽较浅，易于被调配为其他色彩。此外本发明的产品还具有较强的抗冲击性能、耐老化及加工性能，产品质量稳定，尤其适用于在LED灯遮光罩、LED灯套件、数码相框、仪器遮光罩、挡光装璜制品制造中的应用。
【专利说明】一种耐老化高性能高遮光PPO聚合物及其制备方法和应用
【技术领域】
[0001]本发明涉及高分子材料【技术领域】，尤其涉及PPO聚合物，具体涉及一种耐老化高性能高遮光PPO聚合物及其制备方法和应用。
【背景技术】
[0002]LED (Light Emitting Diode),即发光二极管,是一种固态的半导体器件,可以直接把电转化为光。它体积小、耗电量低、亮度高、低热量、坚固耐用、环保。这些内在特征决定了它是代替传统光源的最理想光源，有着广泛的用途。可作为显示屏、交通讯号的显示光源、生活照明、工业照明。LED灯的广泛应用，也对其配件材料提出了更高的要求。如LED灯光源的高亮度对遮光板遮光罩的遮光性、尺寸稳定性及表面平整性比普通的光源要求更高。
[0003]聚邻苯二甲酰胺(Polyphenylene Oxide,聚苯醚)具有刚性大、耐热性高、难燃、强度较高电性能优良等优点。另外，聚苯醚还具有耐磨、无毒、耐污染等优点。因此PPO常被用于生产LED灯或仪器的支架及遮光罩。但普通的PPO透光率较高，不能满足生产LED灯遮光罩对挡光性能的要求。为降低PPO遮光罩的透光率，通常的做法是使用炭黑对PPO材料进行填充。炭黑填充量过高，则PPO材料颜色过深而不易进行调色，影响对产品外观的拓展；炭黑填充量过低，则PPO材料遮光性能不足。同时，PPO材料具有流动性差，加工较为困难的缺点，炭黑的添加不但进一步降低PPO材料的加工性能，还容易降低PPO材料的机械强度，使之易于破裂损毁。此外，PPO抗氧化性能、耐老化性能较低，尤其当被用于制造LED灯遮光罩时，极易受热氧化、受光照老化，导致产品脆化、易碎，使用寿命缩短。
【发明内容】
[0004]有鉴于此，本发明的目的之一是提供一种高遮光、耐老化、高强度、加工性能优良的PPO聚合物。
[0005]本发明的另一目的是提供一种可大规模推广、提高上述PPO聚合物性能的制备方法。
[0006]本发明的另一目的是提供一种上述PPO聚合物的应用。
[0007]本发明的第一个目的通过以下方式实现:
一种耐老化高性能高遮光PPO聚合物，其原料配方由如下重量份的各组分组成: 抗氧剂I0.1-0.5份；
抗氧剂20.1-0.5份；
抗氧剂30.1-0.5份；
遮光剂20-25份；
紫外线吸收剂UV-234 0.3-0.5份；
增韧剂I1-3份；
增韧剂233.5-45份；
PP接枝1-5份；PPO35-40 份；
所述抗氧剂I为抗氧剂1010，抗氧剂2为抗氧剂168，所述抗氧剂3为高温抗氧剂TH-412S ;所述增韧剂I为HIPS ;所述增韧剂2为SEBS，所述遮光剂为钛白粉。
[0008]上述原料中，PPO可选用任一种市售的产品。
[0009]上述原料中，抗氧剂1010及抗氧剂168均为市售产品，可提高PPO聚合物的加工稳定性、抗氧化性能，从而防止产品老化破损，延长产品的使用寿命。此外，本发明特别选用了高温抗氧剂TH-412S，其中文全称为季戊四醇四(3-月桂基硫代丙酸酯)，专门开发用于聚烯烃和工程塑料产品。特别推荐应用于对高温和长效老化性能要求严格的用途。在本发明中，高温抗氧剂TH-412S与抗氧剂1010及抗氧剂168协效可有效提高所制得的PPO聚合物在高温下的抗氧化性能。
[0010]上述PP接枝可选用任一种市售产品，其作用是作为连接点，链接PPO分子与钛白粉及其他原料组分，使钛白粉能够能够均匀、稳定地填充于PPO聚合物中，实现降低PPO聚合物透光度的目的。
[0011 ] 上述紫外线吸收剂UV-234可选用任一种市售产品，是一种高效防老化剂，能吸收紫外光，具有色浅、无毒、相容性好、迁移性小、易于加工等特点。它对聚合物有最大的保护作用，并有助于减少颜色衰变，同时延缓和阻滞物理性能损失。与上述的抗氧剂1098及168协同作用，可大幅提升本发明耐老化高性能高遮光PPO聚合物耐老化性能，延长产品使用寿命。
[0012]所述增韧剂I为HIPS，中文名为耐冲击聚苯乙烯，具有良好的机械性能及热塑性，通常用于改善PPO流动性差的问题；所述增韧剂2为SEBS，学名为苯乙烯嵌段共聚物，就有高抗冲、高可塑性、高抗氧化等优点，在本发明中其具有与HIPS协效提高PPO聚合物流动性、增强PPO聚合物抗冲击性能的作用。
[0013]上述钛白粉可选用任一种市售产品实现。钛白粉具有良好的光吸收特性，能够有效吸收光线，降低本发明PPO聚合物的透光度。通常认为钛白粉的用量与PPO聚合物的透光度呈负相关，即PPO聚合物中钛白粉的填充量越高其透光度越低，其遮光效果越好。但钛白粉用量过多将导致PPO聚合物韧度下降，使其脆化、易断裂、抗冲击性能下降。同时过量的钛白粉还难以充分与PPO原料混合，容易结块、脱落、沉积，影响所制得的PPO聚合物的品质及稳定性。尤其是当PPO聚合物中添加由上述HIPS时，HIPS与钛白粉难以混熔，导致所制得的PPO聚合物质地不均、松散、容易碎裂。发明人发现，向PPO聚合物填充本发明所限定的量的钛白粉，并引入上述分量的的HIPS及SEBS，以及适量的PP接枝，不但能使本发明的PPO聚合物获得较低的透光度，同时还可将PPO聚合物的韧性、抗冲击等性能维持在较高的水平。此外，在上述各种助剂的作用下，本发明钛白粉能够均匀、稳定地与各种原料混熔，不易发生沉淀、结块、脱落等问题，所制得的PPO聚合物质地均匀、性质稳定，投入实际生产中表现出优良的加工性能及品质。此外发明人发现，本发明的PPO聚合物还具有较好的流动性，加工性能优 秀，具有易于加工的优点。由于经钛白粉填充的本发明的PPO聚合物色泽较浅，成品可被调成多种颜色。
[0014]上述一种耐老化高性能高遮光PPO聚合物的制备方法，其具体包括如下步骤:按照上述的比例将抗氧剂1、抗氧剂2、抗氧剂3、钛白粉、紫外线吸收剂UV-234、增韧剂1、增韧剂2、PP接枝、PPO中反复搅拌混合均匀后送入双螺杆挤出机中，在250-290°C的温度下熔融混炼，所得熔体由双螺旋挤出机挤出后经水槽冷却，引入切粒机进行切粒操作，所得粒料即为所述耐老化高性能高遮光PPO聚合物。
[0015]所述反复搅拌是指反复搅拌三次，每次搅拌时间为20-30分钟。所述搅拌机的转速为600-1000转/分。
[0016]提高搅拌机的转速可使各原料组分混合更充分从而获得质地均匀的产品。过慢的搅拌速度难以使原料中的钛白粉充分混合，过高的搅拌转速容易导致某些助剂自身结构的裂解。上述搅拌机的转速是发明人根据本发明各种原料组分的物性而优选的，在此范围内，既能保证钛白粉与原料的各组分能够混合均匀，又能有效防止原料发生裂解而失效。所述反复搅拌是指交替改变搅拌机的搅拌方向，如此便能够在不增加转速的情况下进一步促进各原料组分的混合。本发明的熔炼温度是根据各类原料的性质选定的，在该温度范围内，各类原料均可熔化彻底而得以充分混融，不因温度过低而熔融混炼不彻底，且不易因温度过高而裂解、变质。原料只有得到充分混融结合，才能协同作用获得本发明所追求的优质性倉泛。
[0017]所述双螺旋挤出机的转速为300-800转/分。
[0018]所述熔体由双螺旋挤出机挤出后经水槽冷却时，所用水槽温度为55_80°C。
[0019]由于产品的性质不同，其冷却水温也各不一致。一般来说，升高水槽内的水温能够缩减粒料间的空隙使其不易碎裂，但过高的水温将导致粒料粘结，影响产品品质及外观。因此在本发明中，设计人根据双螺旋挤出机的转速、熔体的性质设计出上述的水槽水温范围，在该温度范围内生产出的本发明产品粒料间隙适中、不易粘结，具有良好的加工性能。
[0020]所述切粒机的转速为600-1000转/分。
[0021]本发明设计人在研究实践中发现,切粒机转速过高会使粒料体积过小在后续的拉条工序中容易断裂，而切粒机转速过慢时则会是粒料肥大，影响最终粒料美观的同时还会加大粒料应用中的加工难度。而每一种成分的粒料均有其适宜的粒料大小，对于本发明而言，600-1000转/分的切粒机的转速能够最大程度地提升本发明产品的外观及加工性能。
[0022]对产品的各项测试表明，本发明的一种耐老化高性能高遮光PPO聚合物具有优于业内其他产品的遮光效果，其透光度平均为0-0.2。由于钛白粉填充的PPO聚合物色泽较浅，易于被调配为其他色彩。此外本发明的产品还具有较强的抗冲击性能及加工性能，产品质量稳定，耐老化性能高，尤其适用于LED灯遮光罩、LED灯套件、数码相框、仪器遮光罩、挡光装横制品制造中的应用。
[0023]与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果:
1.本发明特别选用填充钛白粉的方法降低PPO聚合物的透光度，同时引入HIPS、SEBS、PP接枝，四者协效不仅使本发明的耐老化高性能高遮光PPO聚合物表现出良好的遮光效果，更使其保持有较高的韧性、抗冲击性能及优于现有产品的加工性能；此外本发明限定钛白粉的填充量，使之能在各种助剂作用下均匀稳定地分散于PPO聚合物中，进一步提升本发明的耐老化高性能高遮光PPO聚合物加工性能、稳定性。
[0024] 2.本发明向耐老化高性能高遮光PPO聚合物中添加了抗氧剂1098、抗氧剂168、高温抗氧剂TH-210S以及紫外线吸收剂UV-234，四者协效能够有效防止PPO聚合物的氧化分解，延长产品的使用寿命、保持产品色泽，产品长期使用仍能具有较高的抗冲击效果和机械强度。[0025]3.本发明的耐老化高性能高遮光PPO聚合物的制备方法，是依据各原料组分的特点对搅拌机转速、熔炼温度、水槽水温、切粒机转速等工艺参数优化而得，保证所制得的耐老化高性能高遮光PPO聚合物产品能够实现本发明所追寻的技术效果。
【具体实施方式】
[0026]为了便于本领域技术人员理解，下面将结合对比例及实施例对本发明作进一步详细描述:
实施例1
一种耐老化高性能高遮光PPO聚合物，其原料配方由如下重量份的各组分组成: 抗氧剂I0.4份；
抗氧剂20.35份；
抗氧剂30.3份；
遮光剂23.5份；
紫外线吸收剂UV-234 0.45份；
增韧剂I2.2份；
增韧剂240份；
PP接枝2.5份；
PPO36 份；
所述抗氧剂I为抗氧剂1010，抗氧剂2为抗氧剂168，所述抗氧剂3为高温抗氧剂TH-412S ;所述增韧剂I为HIPS ;所述增韧剂2为SEBS。
[0027]上述一种耐老化高性能高遮光PPO聚合物的制备方法，其具体包括如下步骤:按照上述的比例将抗氧剂1、抗氧剂2、抗氧剂3、钛白粉、紫外线吸收剂UV-234、增韧剂1、增韧剂2、PP0中反复搅拌混合均匀后送入双螺杆挤出机中，在260°C的温度下熔融混炼，所得熔体由双螺旋挤出机挤出后经水槽冷却，引入切粒机进行切粒操作，所得粒料即为所述耐老化高性能高遮光PPO聚合物。
[0028]所述反复搅拌是指反复搅拌三次，每次搅拌时间为28分钟。所述搅拌机的转速为750转/分。
[0029]所述双螺旋挤出机的转速为640转/分。
[0030]所述熔体由双螺旋挤出机挤出后经水槽冷却时，所用水槽温度为72°C。
[0031]所述所述切粒机的转速为830转/分。
[0032]所述PPO为PPO粉末，其粒径为50 μ m。
[0033]将本实施例的产品采用ASTM国际标准对其进行性能测试其结果如表1所示:
表1实施例1的性能测试结果
【权利要求】
1.一种耐老化高性能高遮光PPO聚合物，其原料配方由如下重量份的各组分组成: 抗氧剂I0.1-0.5份； 抗氧剂20.1-0.5份； 抗氧剂30.1-0.5份； 遮光剂20-25份； 紫外线吸收剂UV-234 0.3-0.5份； 增韧剂I1-3份； 增韧剂233.5-45份； PP接枝1-5份； PPO35-40 份； 所述抗氧剂I为抗氧剂1010，抗氧剂2为抗氧剂168，所述抗氧剂3为高温抗氧剂TH-412S ;所述增韧剂I为HIPS ;所述增韧剂2为SEBS，所述遮光剂为钛白粉。
2.—种权 利要求1所述一种耐老化高性能高遮光PPO聚合物的制备方法，其具体包括如下步骤:按照权利要求1所述的比例将抗氧剂1、抗氧剂2、抗氧剂3、钛白粉、紫外线吸收剂UV-234、增韧剂1、增韧剂2、PP接枝、PPO中反复搅拌混合均匀后送入双螺杆挤出机中，在250-290°C的温度下熔融混炼，所得熔体由双螺旋挤出机挤出后经水槽冷却，引入切粒机进行切粒操作，所得粒料即为所述耐老化高性能高遮光PPO聚合物。
3.根据权利要求2所述的耐老化高性能高遮光PPO聚合物的制备方法，其特征在于:所述反复搅拌是指反复搅拌三次，每次搅拌时间为20-30分钟。
4.根据权利要求2所述的耐老化高性能高遮光PPO聚合物的制备方法，其特征在于:所述搅拌机的转速为600-1000转/分。
5.根据权利要求2所述的耐老化高性能高遮光PPO聚合物的制备方法，其特征在于:所述双螺旋挤出机的转速为300-800转/分。
6.根据权利要求2所述的耐老化高性能高遮光PPO聚合物的制备方法的制备方法，其特征在于:所述熔体由双螺旋挤出机挤出后经水槽冷却时，所用水槽温度为55-80°C。
7.根据权利要求2所述的耐老化高性能高遮光PPO聚合物的制备方法，其特征在于:所述切粒机的转速为600-1000转/分。
8.权利要求1所述的耐老化高性能高遮光PPO聚合物在LED灯遮光罩、LED灯套件、数码相框、仪器遮光罩、挡光装璜制品制造中的应用。
9.根据权利要求1所述的耐老化高性能高遮光PPO聚合物，其特征在于:所述PPO为PPO粉末，其粒径为10-100 μ m。
【文档编号】B29C47/92GK104004340SQ201310643515
【公开日】2014年8月27日 申请日期:2013年12月5日 优先权日:2013年12月5日
【发明者】杜崇铭, 林湖彬, 李华军 申请人:惠州市昌亿新材料有限公司