一種耐老化高性能高遮光ppo聚合物及其制備方法和應(yīng)用的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種耐老化高性能高遮光PPO聚合物，其原料配方由抗氧劑、紫外線吸收劑、遮光劑、增韌劑、PP接枝、PPO組成。本發(fā)明的一種耐老化高性能高遮光PPO聚合物具有優(yōu)于業(yè)內(nèi)其他產(chǎn)品的遮光效果，其透光度可達(dá)到為0-0.2。本發(fā)明的PPO聚合物色澤較淺，易于被調(diào)配為其他色彩。此外本發(fā)明的產(chǎn)品還具有較強(qiáng)的抗沖擊性能、耐老化及加工性能，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，尤其適用于在LED燈遮光罩、LED燈套件、數(shù)碼相框、儀器遮光罩、擋光裝璜制品制造中的應(yīng)用。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種耐老化高性能高遮光PPO聚合物及其制備方法和應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及高分子材料【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及PPO聚合物，具體涉及一種耐老化高性能高遮光PPO聚合物及其制備方法和應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]LED (Light Emitting Diode),即發(fā)光二極管,是一種固態(tài)的半導(dǎo)體器件,可以直接把電轉(zhuǎn)化為光。它體積小、耗電量低、亮度高、低熱量、堅(jiān)固耐用、環(huán)保。這些內(nèi)在特征決定了它是代替?zhèn)鹘y(tǒng)光源的最理想光源，有著廣泛的用途?？勺鳛轱@示屏、交通訊號(hào)的顯示光源、生活照明、工業(yè)照明。LED燈的廣泛應(yīng)用，也對(duì)其配件材料提出了更高的要求。如LED燈光源的高亮度對(duì)遮光板遮光罩的遮光性、尺寸穩(wěn)定性及表面平整性比普通的光源要求更高。
[0003]聚鄰苯二甲酰胺(Polyphenylene Oxide,聚苯醚)具有剛性大、耐熱性高、難燃、強(qiáng)度較高電性能優(yōu)良等優(yōu)點(diǎn)。另外，聚苯醚還具有耐磨、無(wú)毒、耐污染等優(yōu)點(diǎn)。因此PPO常被用于生產(chǎn)LED燈或儀器的支架及遮光罩。但普通的PPO透光率較高，不能滿足生產(chǎn)LED燈遮光罩對(duì)擋光性能的要求。為降低PPO遮光罩的透光率，通常的做法是使用炭黑對(duì)PPO材料進(jìn)行填充。炭黑填充量過(guò)高，則PPO材料顏色過(guò)深而不易進(jìn)行調(diào)色，影響對(duì)產(chǎn)品外觀的拓展；炭黑填充量過(guò)低，則PPO材料遮光性能不足。同時(shí)，PPO材料具有流動(dòng)性差，加工較為困難的缺點(diǎn)，炭黑的添加不但進(jìn)一步降低PPO材料的加工性能，還容易降低PPO材料的機(jī)械強(qiáng)度，使之易于破裂損毀。此外，PPO抗氧化性能、耐老化性能較低，尤其當(dāng)被用于制造LED燈遮光罩時(shí)，極易受熱氧化、受光照老化，導(dǎo)致產(chǎn)品脆化、易碎，使用壽命縮短。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]有鑒于此，本發(fā)明的目的之一是提供一種高遮光、耐老化、高強(qiáng)度、加工性能優(yōu)良的PPO聚合物。
[0005]本發(fā)明的另一目的是提供一種可大規(guī)模推廣、提高上述PPO聚合物性能的制備方法。
[0006]本發(fā)明的另一目的是提供一種上述PPO聚合物的應(yīng)用。
[0007]本發(fā)明的第一個(gè)目的通過(guò)以下方式實(shí)現(xiàn):
一種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組分組成: 抗氧劑I0.1-0.5份；
抗氧劑20.1-0.5份；
抗氧劑30.1-0.5份；
遮光劑20-25份；
紫外線吸收劑UV-234 0.3-0.5份；
增韌劑I1-3份；
增韌劑233.5-45份；
PP接枝1-5份；PPO35-40 份；
所述抗氧劑I為抗氧劑1010，抗氧劑2為抗氧劑168，所述抗氧劑3為高溫抗氧劑TH-412S ;所述增韌劑I為HIPS ;所述增韌劑2為SEBS，所述遮光劑為鈦白粉。
[0008]上述原料中，PPO可選用任一種市售的產(chǎn)品。
[0009]上述原料中，抗氧劑1010及抗氧劑168均為市售產(chǎn)品，可提高PPO聚合物的加工穩(wěn)定性、抗氧化性能，從而防止產(chǎn)品老化破損，延長(zhǎng)產(chǎn)品的使用壽命。此外，本發(fā)明特別選用了高溫抗氧劑TH-412S，其中文全稱(chēng)為季戊四醇四(3-月桂基硫代丙酸酯)，專(zhuān)門(mén)開(kāi)發(fā)用于聚烯烴和工程塑料產(chǎn)品。特別推薦應(yīng)用于對(duì)高溫和長(zhǎng)效老化性能要求嚴(yán)格的用途。在本發(fā)明中，高溫抗氧劑TH-412S與抗氧劑1010及抗氧劑168協(xié)效可有效提高所制得的PPO聚合物在高溫下的抗氧化性能。
[0010]上述PP接枝可選用任一種市售產(chǎn)品，其作用是作為連接點(diǎn)，鏈接PPO分子與鈦白粉及其他原料組分，使鈦白粉能夠能夠均勻、穩(wěn)定地填充于PPO聚合物中，實(shí)現(xiàn)降低PPO聚合物透光度的目的。
[0011 ] 上述紫外線吸收劑UV-234可選用任一種市售產(chǎn)品，是一種高效防老化劑，能吸收紫外光，具有色淺、無(wú)毒、相容性好、遷移性小、易于加工等特點(diǎn)。它對(duì)聚合物有最大的保護(hù)作用，并有助于減少顏色衰變，同時(shí)延緩和阻滯物理性能損失。與上述的抗氧劑1098及168協(xié)同作用，可大幅提升本發(fā)明耐老化高性能高遮光PPO聚合物耐老化性能，延長(zhǎng)產(chǎn)品使用壽命。
[0012]所述增韌劑I為HIPS，中文名為耐沖擊聚苯乙烯，具有良好的機(jī)械性能及熱塑性，通常用于改善PPO流動(dòng)性差的問(wèn)題；所述增韌劑2為SEBS，學(xué)名為苯乙烯嵌段共聚物，就有高抗沖、高可塑性、高抗氧化等優(yōu)點(diǎn)，在本發(fā)明中其具有與HIPS協(xié)效提高PPO聚合物流動(dòng)性、增強(qiáng)PPO聚合物抗沖擊性能的作用。
[0013]上述鈦白粉可選用任一種市售產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)。鈦白粉具有良好的光吸收特性，能夠有效吸收光線，降低本發(fā)明PPO聚合物的透光度。通常認(rèn)為鈦白粉的用量與PPO聚合物的透光度呈負(fù)相關(guān)，即PPO聚合物中鈦白粉的填充量越高其透光度越低，其遮光效果越好。但鈦白粉用量過(guò)多將導(dǎo)致PPO聚合物韌度下降，使其脆化、易斷裂、抗沖擊性能下降。同時(shí)過(guò)量的鈦白粉還難以充分與PPO原料混合，容易結(jié)塊、脫落、沉積，影響所制得的PPO聚合物的品質(zhì)及穩(wěn)定性。尤其是當(dāng)PPO聚合物中添加由上述HIPS時(shí)，HIPS與鈦白粉難以混熔，導(dǎo)致所制得的PPO聚合物質(zhì)地不均、松散、容易碎裂。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，向PPO聚合物填充本發(fā)明所限定的量的鈦白粉，并引入上述分量的的HIPS及SEBS，以及適量的PP接枝，不但能使本發(fā)明的PPO聚合物獲得較低的透光度，同時(shí)還可將PPO聚合物的韌性、抗沖擊等性能維持在較高的水平。此外，在上述各種助劑的作用下，本發(fā)明鈦白粉能夠均勻、穩(wěn)定地與各種原料混熔，不易發(fā)生沉淀、結(jié)塊、脫落等問(wèn)題，所制得的PPO聚合物質(zhì)地均勻、性質(zhì)穩(wěn)定，投入實(shí)際生產(chǎn)中表現(xiàn)出優(yōu)良的加工性能及品質(zhì)。此外發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明的PPO聚合物還具有較好的流動(dòng)性，加工性能優(yōu) 秀，具有易于加工的優(yōu)點(diǎn)。由于經(jīng)鈦白粉填充的本發(fā)明的PPO聚合物色澤較淺，成品可被調(diào)成多種顏色。
[0014]上述一種耐老化高性能高遮光PPO聚合物的制備方法，其具體包括如下步驟:按照上述的比例將抗氧劑1、抗氧劑2、抗氧劑3、鈦白粉、紫外線吸收劑UV-234、增韌劑1、增韌劑2、PP接枝、PPO中反復(fù)攪拌混合均勻后送入雙螺桿擠出機(jī)中，在250-290°C的溫度下熔融混煉，所得熔體由雙螺旋擠出機(jī)擠出后經(jīng)水槽冷卻，引入切粒機(jī)進(jìn)行切粒操作，所得粒料即為所述耐老化高性能高遮光PPO聚合物。
[0015]所述反復(fù)攪拌是指反復(fù)攪拌三次，每次攪拌時(shí)間為20-30分鐘。所述攪拌機(jī)的轉(zhuǎn)速為600-1000轉(zhuǎn)/分。
[0016]提高攪拌機(jī)的轉(zhuǎn)速可使各原料組分混合更充分從而獲得質(zhì)地均勻的產(chǎn)品。過(guò)慢的攪拌速度難以使原料中的鈦白粉充分混合，過(guò)高的攪拌轉(zhuǎn)速容易導(dǎo)致某些助劑自身結(jié)構(gòu)的裂解。上述攪拌機(jī)的轉(zhuǎn)速是發(fā)明人根據(jù)本發(fā)明各種原料組分的物性而優(yōu)選的，在此范圍內(nèi)，既能保證鈦白粉與原料的各組分能夠混合均勻，又能有效防止原料發(fā)生裂解而失效。所述反復(fù)攪拌是指交替改變攪拌機(jī)的攪拌方向，如此便能夠在不增加轉(zhuǎn)速的情況下進(jìn)一步促進(jìn)各原料組分的混合。本發(fā)明的熔煉溫度是根據(jù)各類(lèi)原料的性質(zhì)選定的，在該溫度范圍內(nèi)，各類(lèi)原料均可熔化徹底而得以充分混融，不因溫度過(guò)低而熔融混煉不徹底，且不易因溫度過(guò)高而裂解、變質(zhì)。原料只有得到充分混融結(jié)合，才能協(xié)同作用獲得本發(fā)明所追求的優(yōu)質(zhì)性倉(cāng)泛。
[0017]所述雙螺旋擠出機(jī)的轉(zhuǎn)速為300-800轉(zhuǎn)/分。
[0018]所述熔體由雙螺旋擠出機(jī)擠出后經(jīng)水槽冷卻時(shí)，所用水槽溫度為55_80°C。
[0019]由于產(chǎn)品的性質(zhì)不同，其冷卻水溫也各不一致。一般來(lái)說(shuō)，升高水槽內(nèi)的水溫能夠縮減粒料間的空隙使其不易碎裂，但過(guò)高的水溫將導(dǎo)致粒料粘結(jié)，影響產(chǎn)品品質(zhì)及外觀。因此在本發(fā)明中，設(shè)計(jì)人根據(jù)雙螺旋擠出機(jī)的轉(zhuǎn)速、熔體的性質(zhì)設(shè)計(jì)出上述的水槽水溫范圍，在該溫度范圍內(nèi)生產(chǎn)出的本發(fā)明產(chǎn)品粒料間隙適中、不易粘結(jié)，具有良好的加工性能。
[0020]所述切粒機(jī)的轉(zhuǎn)速為600-1000轉(zhuǎn)/分。
[0021]本發(fā)明設(shè)計(jì)人在研究實(shí)踐中發(fā)現(xiàn),切粒機(jī)轉(zhuǎn)速過(guò)高會(huì)使粒料體積過(guò)小在后續(xù)的拉條工序中容易斷裂，而切粒機(jī)轉(zhuǎn)速過(guò)慢時(shí)則會(huì)是粒料肥大，影響最終粒料美觀的同時(shí)還會(huì)加大粒料應(yīng)用中的加工難度。而每一種成分的粒料均有其適宜的粒料大小，對(duì)于本發(fā)明而言，600-1000轉(zhuǎn)/分的切粒機(jī)的轉(zhuǎn)速能夠最大程度地提升本發(fā)明產(chǎn)品的外觀及加工性能。
[0022]對(duì)產(chǎn)品的各項(xiàng)測(cè)試表明，本發(fā)明的一種耐老化高性能高遮光PPO聚合物具有優(yōu)于業(yè)內(nèi)其他產(chǎn)品的遮光效果，其透光度平均為0-0.2。由于鈦白粉填充的PPO聚合物色澤較淺，易于被調(diào)配為其他色彩。此外本發(fā)明的產(chǎn)品還具有較強(qiáng)的抗沖擊性能及加工性能，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，耐老化性能高，尤其適用于LED燈遮光罩、LED燈套件、數(shù)碼相框、儀器遮光罩、擋光裝橫制品制造中的應(yīng)用。
[0023]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下的有益效果:
1.本發(fā)明特別選用填充鈦白粉的方法降低PPO聚合物的透光度，同時(shí)引入HIPS、SEBS、PP接枝，四者協(xié)效不僅使本發(fā)明的耐老化高性能高遮光PPO聚合物表現(xiàn)出良好的遮光效果，更使其保持有較高的韌性、抗沖擊性能及優(yōu)于現(xiàn)有產(chǎn)品的加工性能；此外本發(fā)明限定鈦白粉的填充量，使之能在各種助劑作用下均勻穩(wěn)定地分散于PPO聚合物中，進(jìn)一步提升本發(fā)明的耐老化高性能高遮光PPO聚合物加工性能、穩(wěn)定性。
[0024] 2.本發(fā)明向耐老化高性能高遮光PPO聚合物中添加了抗氧劑1098、抗氧劑168、高溫抗氧劑TH-210S以及紫外線吸收劑UV-234，四者協(xié)效能夠有效防止PPO聚合物的氧化分解，延長(zhǎng)產(chǎn)品的使用壽命、保持產(chǎn)品色澤，產(chǎn)品長(zhǎng)期使用仍能具有較高的抗沖擊效果和機(jī)械強(qiáng)度。[0025]3.本發(fā)明的耐老化高性能高遮光PPO聚合物的制備方法，是依據(jù)各原料組分的特點(diǎn)對(duì)攪拌機(jī)轉(zhuǎn)速、熔煉溫度、水槽水溫、切粒機(jī)轉(zhuǎn)速等工藝參數(shù)優(yōu)化而得，保證所制得的耐老化高性能高遮光PPO聚合物產(chǎn)品能夠?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明所追尋的技術(shù)效果。
【具體實(shí)施方式】
[0026]為了便于本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，下面將結(jié)合對(duì)比例及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述:
實(shí)施例1
一種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組分組成: 抗氧劑I0.4份；
抗氧劑20.35份；
抗氧劑30.3份；
遮光劑23.5份；
紫外線吸收劑UV-234 0.45份；
增韌劑I2.2份；
增韌劑240份；
PP接枝2.5份；
PPO36 份；
所述抗氧劑I為抗氧劑1010，抗氧劑2為抗氧劑168，所述抗氧劑3為高溫抗氧劑TH-412S ;所述增韌劑I為HIPS ;所述增韌劑2為SEBS。
[0027]上述一種耐老化高性能高遮光PPO聚合物的制備方法，其具體包括如下步驟:按照上述的比例將抗氧劑1、抗氧劑2、抗氧劑3、鈦白粉、紫外線吸收劑UV-234、增韌劑1、增韌劑2、PP0中反復(fù)攪拌混合均勻后送入雙螺桿擠出機(jī)中，在260°C的溫度下熔融混煉，所得熔體由雙螺旋擠出機(jī)擠出后經(jīng)水槽冷卻，引入切粒機(jī)進(jìn)行切粒操作，所得粒料即為所述耐老化高性能高遮光PPO聚合物。
[0028]所述反復(fù)攪拌是指反復(fù)攪拌三次，每次攪拌時(shí)間為28分鐘。所述攪拌機(jī)的轉(zhuǎn)速為750轉(zhuǎn)/分。
[0029]所述雙螺旋擠出機(jī)的轉(zhuǎn)速為640轉(zhuǎn)/分。
[0030]所述熔體由雙螺旋擠出機(jī)擠出后經(jīng)水槽冷卻時(shí)，所用水槽溫度為72°C。
[0031]所述所述切粒機(jī)的轉(zhuǎn)速為830轉(zhuǎn)/分。
[0032]所述PPO為PPO粉末，其粒徑為50 μ m。
[0033]將本實(shí)施例的產(chǎn)品采用ASTM國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)對(duì)其進(jìn)行性能測(cè)試其結(jié)果如表1所示:
表1實(shí)施例1的性能測(cè)試結(jié)果
【權(quán)利要求】
1.一種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組分組成: 抗氧劑I0.1-0.5份； 抗氧劑20.1-0.5份； 抗氧劑30.1-0.5份； 遮光劑20-25份； 紫外線吸收劑UV-234 0.3-0.5份； 增韌劑I1-3份； 增韌劑233.5-45份； PP接枝1-5份； PPO35-40 份； 所述抗氧劑I為抗氧劑1010，抗氧劑2為抗氧劑168，所述抗氧劑3為高溫抗氧劑TH-412S ;所述增韌劑I為HIPS ;所述增韌劑2為SEBS，所述遮光劑為鈦白粉。
2.—種權(quán) 利要求1所述一種耐老化高性能高遮光PPO聚合物的制備方法，其具體包括如下步驟:按照權(quán)利要求1所述的比例將抗氧劑1、抗氧劑2、抗氧劑3、鈦白粉、紫外線吸收劑UV-234、增韌劑1、增韌劑2、PP接枝、PPO中反復(fù)攪拌混合均勻后送入雙螺桿擠出機(jī)中，在250-290°C的溫度下熔融混煉，所得熔體由雙螺旋擠出機(jī)擠出后經(jīng)水槽冷卻，引入切粒機(jī)進(jìn)行切粒操作，所得粒料即為所述耐老化高性能高遮光PPO聚合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的耐老化高性能高遮光PPO聚合物的制備方法，其特征在于:所述反復(fù)攪拌是指反復(fù)攪拌三次，每次攪拌時(shí)間為20-30分鐘。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的耐老化高性能高遮光PPO聚合物的制備方法，其特征在于:所述攪拌機(jī)的轉(zhuǎn)速為600-1000轉(zhuǎn)/分。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的耐老化高性能高遮光PPO聚合物的制備方法，其特征在于:所述雙螺旋擠出機(jī)的轉(zhuǎn)速為300-800轉(zhuǎn)/分。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的耐老化高性能高遮光PPO聚合物的制備方法的制備方法，其特征在于:所述熔體由雙螺旋擠出機(jī)擠出后經(jīng)水槽冷卻時(shí)，所用水槽溫度為55-80°C。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的耐老化高性能高遮光PPO聚合物的制備方法，其特征在于:所述切粒機(jī)的轉(zhuǎn)速為600-1000轉(zhuǎn)/分。
8.權(quán)利要求1所述的耐老化高性能高遮光PPO聚合物在LED燈遮光罩、LED燈套件、數(shù)碼相框、儀器遮光罩、擋光裝璜制品制造中的應(yīng)用。
9.根據(jù)權(quán)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為PPO粉末，其粒徑為10-100 μ m。
【文檔編號(hào)】B29C47/92GK104004340SQ201310643515
【公開(kāi)日】2014年8月27日 申請(qǐng)日期:2013年12月5日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月5日
【發(fā)明者】杜崇銘, 林湖彬, 李華軍 申請(qǐng)人:惠州市昌億新材料有限公司