CN106674858A - 一种微胶囊芳香聚丙烯复合材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种微胶囊芳香聚丙烯复合材料及其制备方法,该微胶囊芳香聚丙烯复合材料由聚丙烯树脂75‑88份、无机填料 10‑20份、微胶囊芳香母粒2‑5份、抗氧剂0.2‑0.4份、润滑剂0.5‑1份、其他助剂0‑3份按重量份组成。本发明方法制得的微胶囊芳香聚丙烯复合材料,通过含有毛细管通道的美耐皿材料为壳体包覆各种芳香的植物香精制备微胶囊芳香母粒,此方法制备的微胶囊芳香母粒有很好的耐溶剂和分散性,同时由于芳香香精通过美耐皿壳体的毛细管释放,使得复合材料可以稳定的控制香味释放速度和香味释放浓度,在标准环境下,香味保留的有效长度可达2年以上,且可以在高温环境中使用。本发明制得的复合材料具有工艺简单、适于工业化连续生产,极具开发应用前景。

Description

一种微胶囊芳香聚丙烯复合材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及高分子技术领域,具体涉及一种微胶囊芳香聚丙烯复合材料及其制备方法。
技术背景
香味塑料制品是一种具有新型功能的产品,由于在成型加工过程中加入了增香剂,利用香精分子的运动和气体挥发作用,使得制品散发出一定的香味,给人以新鲜、清新、舒雅的感觉,增加了塑料的使用价值。现代医学认为,香味能影响人的心理和情绪。在芳香环境下工作可使工作人员消除疲劳,提高工作效率。开发一种香气持久的塑料制品,具有很广泛的应用前景。
芳香微胶囊是一种内部有一个多个微腔,微腔内包埋了香精的微球,它具有很好的缓释性能,胶囊的壳体微孔能够保证香味缓慢释放,香气维持持久。美耐皿材料,又叫三聚氰胺树脂,是一种很优异的微胶囊壳体,对植物香精能有效包覆,加工过程中壳体不易变形,防止植物香精泄露。以美耐皿壳体的香精微胶囊应用于聚丙烯塑料中,具有原料易得、价格低廉、制备工艺简单、可以实现大规模生产,同时能改善香精与塑料基体的相容性差的不足,在基体中分散均匀,对产品有明显的增香效果,香味可调,具有很强的应用价值,可以广泛应用到家电,汽车等领域,尤其是家电市场,赋予家电,汽车塑料部件清新淡雅的味道,香气持久,可以保持2年以上。
发明内容
为克服香精与聚丙烯基体的相容性差,复合材料中香味缓释难以控制,且香味不能持久散发的不足,本发明目的是提供一种微胶囊芳香聚丙烯复合材料的制备方法。
本发明的技术方案为:一种微胶囊芳香聚丙烯复合材料的,由下列原料按照重要份组成:
聚丙烯75-88份,
无机填料10-20份,
微胶囊芳香母粒2-5份,
抗氧剂0.2-0.4份,
润滑剂0.5-1份,
其他助剂0-3份。
进一步方案,所述的聚丙烯为均聚聚丙烯、无规共聚聚丙烯、嵌段共聚聚丙烯的至少一种。
进一步方案,所述的微胶囊芳香母粒的微胶囊的壳体是美耐皿材料。
进一步方案,所述的无机填料是滑石粉、硫酸钡、蒙脱土、碳酸钙、高岭土、云母、硫酸镁晶须的至少一种,其粒径目数在2000目以上。
进一步方案,微胶囊芳香母粒所用的植物香精为:玫瑰香、茉莉香、晚香玉、香根、鸢尾、百合香、薄荷香、郁金香、丁香的至少一种。
进一步方案,所述的抗氧剂为受阻酚类抗氧剂1010,硫代硫酸酯类抗氧剂DLTP,亚磷酸酯类抗氧剂168的至少一种。
进一步方案,所述的润滑剂为聚乙烯蜡、硬脂酸盐、褐煤蜡、戊四醇硬脂酸酯中的至少一种。
进一步方案,所述其他助剂为紫外光吸收剂、表面光亮剂、光稳定剂、抗静电剂或着色剂。
其中紫外光吸收剂主要指苯并三唑类、水杨酸酯类、三嗪类和受阻胺类。
其中表面光亮剂主要指芥酸酰胺类、单硬脂酸甘油酯、油酸酰胺类。
其中光稳定剂主要指受阻胺光稳定剂、氧化钛。
其中抗静电剂主要指十八烷基磺酸盐、十六烷基季铵盐类、乙氧基化烷基胺。
其中着色剂主要指碳黑、柠檬黄、靛蓝、酞菁绿。
本发明还提供了一种微胶囊芳香聚丙烯复合材料的制备方法,步骤为:
(1)制备微胶囊芳香母粒:
将10份三聚氰胺、15份甲醛、75份蒸馏水中加入到通入氮气的三口烧瓶中,24℃恒温搅拌24h,用质量分数为5%的碳酸钠溶液调节pH值至9,升温至80℃,高速搅拌30min,得到美耐皿预聚液;
将5份植物香精溶于30份的乙醇和65份的蒸馏水,高速搅拌分散10min,得香精溶液;
将香精溶液与美耐皿预聚液按照重量份数比0.25-1投入三口烧瓶中,在通入氮气的环境下,对香精进行微胶囊化包裹,高速搅拌30min后,抽滤,乙醇洗涤,23℃恒温真空干燥箱干燥72h,得到以美耐皿材料为壳体的微胶囊芳香母粒;
(2)将聚丙烯80-95份、无机填料10-20份、微胶囊芳香母粒2-5份、抗氧剂0.2-0.4份、润滑剂0.5-1份、其他助剂0-3份投入同向双螺杆挤出机进行熔融挤出,冷却造粒制得一种微胶囊芳香聚丙烯复合材料;其中挤出机的加工温度为210-230℃,螺杆转速为400-550r/min,真空度为-0.04-0.08MPa。
本发明具有如下有益效果:
1、本发明制备的微胶囊芳香母粒通过原位聚合法以美耐皿为囊壳体,植物香精为囊芯,胶囊粒径小,囊壁较薄,胶囊具有良好的耐热性和耐溶剂性,囊壁机械强度高,在加工过程中可以抵御外力不会被变形、塌陷,防止芳香香精泄露,保留芳香胶囊的完整性,保证微胶囊具有良好的加工性和使用性能,与聚丙烯制备的复合材料具有原料来源方便,价格低廉、制备工艺简单的优点、可以实现大规模生产。
2、提高香味持久性:美耐皿微胶囊可以有效改善植物香精与基体相容性,提升植物香精在基体中的分散性,植物香精通过美耐皿壳体的毛细管释放,从而能有效控制香气的释放速率,继而提升香气的持久性,在标准环境下,香气保留的有效长度可达2年以上,且可以在高温环境中使用。
4、根据本行业的检测标准微胶囊芳香聚丙烯复合材料缺口冲击强度大于5KJ/m2、拉伸强度大于30MPa,表明具有优异的机械强度,可以应用到家电、汽车等领域,尤其是家电市场。
本发明制备的香精微胶囊制备工艺简单,适合连续化生产。微胶囊芳香母粒与聚丙烯相容性好,在基体中分散均匀,在标准环境下,香气保留的有效长度可达2年以上,且可以在高温环境中使用,同时复合材料具有很好的机械强度,耐热性好,可以广泛应用到家电,汽车,玩具,装饰品等领域,大大扩宽了聚丙烯材料的使用领域和行业。
具体实施方式
为更好理解本发明,下面结合实施例对本发明作进一步描述,以下实施例仅是对本发明进行说明而非对其加以限定。
实施例一
本实施的一种微胶囊芳香聚丙烯复合材料制备方法包括以下步骤:
(1)制备微胶囊芳香母粒:
将10份三聚氰胺、15份甲醛、75份蒸馏水中加入到通入氮气的三口烧瓶中,24℃恒温搅拌24h,用质量分数为5%的碳酸钠溶液调节pH值至9,升温至80℃,高速搅拌30min,得到美耐皿预聚液;
将玫瑰香精5份溶于30份的乙醇和65份的蒸馏水,高速搅拌分散10min,得香精溶液;
将香精溶液与美耐皿预聚液按照重量份数3:7,在通入氮气的环境下,对香精微胶囊化包裹,高速搅拌30min后,抽滤,乙醇洗涤,23℃恒温真空干燥箱干燥72h,得到以美耐皿材料为壳体的微胶囊芳香母粒。
(2)将均聚聚丙烯树脂78份、滑石粉10份、微胶囊芳香母粒2份、受阻酚类抗氧剂1010:0.2份、亚磷酸酯类抗氧剂168:0.2份、润滑剂硬脂酸钙0.5份、紫外光吸收剂1份投入同向双螺杆挤出机进行熔融挤出,冷却造粒制得一种微胶囊芳香聚丙烯复合材料;其中挤出机的加工温度为210℃,螺杆转速为400r/min,真空度为-0.04MPa。
实施例二
本实施的一种微胶囊芳香聚丙烯复合材料的制备方法包括以下步骤:
(1)制备微胶囊芳香母粒:
将10份三聚氰胺、15份甲醛、75份蒸馏水中加入到通入氮气的三口烧瓶中,24℃恒温搅拌24h,用质量分数为5%的碳酸钠溶液调节pH值至9,升温至80℃,高速搅拌30min,得到美耐皿预聚液;
将茉莉香、晚香玉、香根、鸢尾、百合香精各1份溶于30份的乙醇和65份的蒸馏水,高速搅拌分散10min,得香精溶液;
将香精溶液与美耐皿预聚液按照重量份数1:4,在通入氮气的环境下,对香精微胶囊化包裹,高速搅拌30min后,抽滤,乙醇洗涤,23℃恒温真空干燥箱干燥72h,得到以美耐皿材料壳体的微胶囊芳香母粒。
(2)将无规共聚聚丙烯75份,硫酸钡10份、蒙脱土5份、碳酸钙5份,微胶囊芳香母粒5份,硫代硫酸酯类抗氧剂DLTP:0.2份,润滑剂褐煤蜡0.5份、戊四醇硬脂酸酯0.5份,表面光亮剂1份、光稳定剂1份、抗静电剂1份投入同向双螺杆挤出机进行熔融挤出,冷却造粒制得一种微胶囊芳香聚丙烯复合材料;其中挤出机的加工温度为230℃,螺杆转速为550r/min,真空度为0.08MPa。
实施例三
本实施的一种微胶囊芳香聚丙烯复合材料具体制备方法包括以下步骤:
(1)制备微胶囊芳香母粒:
将10份三聚氰胺、15份甲醛、75份蒸馏水中加入到通入氮气的三口烧瓶中,24℃恒温搅拌24h,用质量分数为5%的碳酸钠溶液调节pH值至9,升温至80℃,高速搅拌30min,得到美耐皿预聚液;
将玫瑰香、百合香、薄荷香、郁金香、丁香香精各1份溶于30份的乙醇和65份的蒸馏水,高速搅拌分散10min,得香精溶液;
将香精溶液与美耐皿预聚液按照重量份数1:1,在通入氮气的环境下,对香精微胶囊化包裹,高速搅拌30min后,抽滤,乙醇洗涤,23℃恒温真空干燥箱干燥72h,得到以美耐皿材料为壳体的微胶囊芳香母粒。
(2)将无规共聚聚丙烯44份、嵌段共聚聚丙烯44份,高岭土10份、云母5份、硫酸镁晶须5份,微胶囊芳香母粒5份,硫代硫酸酯类抗氧剂DLTP:0.2份、亚磷酸酯类抗氧剂168:0.2份,润滑剂聚乙烯蜡0.5份,着色剂1份投入同向双螺杆挤出机进行熔融挤出,冷却造粒制得一种微胶囊芳香聚丙烯复合材料;其中挤出机的加工温度为230℃,螺杆转速为550r/min,真空度为0.08MPa。
对比例一
本实施的一种微胶囊芳香聚丙烯复合材料制备方法包括以下步骤:
将均聚聚丙烯树脂78份、滑石粉20份、玫瑰香香精2份、抗氧剂1010 0.2份、抗氧剂168 0.2份、润滑剂硬脂酸钙0.5份、紫外光吸收剂1份投入同向双螺杆挤出机进行熔融挤出,冷却造粒制得一种微胶囊芳香聚丙烯复合材料;其中挤出机的加工温度为210℃,螺杆转速为400r/min,真空度为-0.04MPa。
对比例二
本实施的一种微胶囊芳香聚丙烯复合材料制备方法包括以下步骤:
将无规共聚聚丙烯树脂78份、滑石粉20份、茉莉香香精2份、抗氧剂1010 0.2份、抗氧剂168 0.2份、润滑剂硬脂酸钙0.5份、紫外光吸收剂1份投入同向双螺杆挤出机进行熔融挤出,冷却造粒制得一种微胶囊芳香聚丙烯复合材料;
其中挤出机的加工温度为230℃。螺杆转速为550r/min,真空度为0.08MPa。
将上述实施例1-3以及对比例制得的微胶囊芳香聚丙烯材料主要物性指标根据相关检测标准测试,其拉伸强度、断裂伸长率、弯曲强度、弯曲模量、悬臂梁缺口冲击强、芳香持续时间,其检测标准与检测结果如表1所示:
表1:实施例1-3的增强聚苯乙烯复合材料主要物性指标
与现有技术相比,本发明具有如下优势:
1、本发明制备的芳香微胶囊以美耐皿为囊体,胶囊机械强度高,耐压,耐挤,在加工过程中不易变形,胶囊保持率高,与聚丙烯制备的复合材料,制备方便,工艺简单,适合大规模生产,具有很广泛的应用市场。
2、微胶囊芳香母粒与基体相容好,提升香精在基体中的分散性,芳香香精通过美耐皿壳体的毛细管释放,从而是有效控制香气的释放速率,继而提升香气的持久性,在标准环境下,香气保留的有效长度可达2年以上,且可以在高温环境中使用。
3、微胶囊芳香聚丙烯材料具有良好的机械强度,拉伸强度达到30MPa以上,弯曲模量达到2100MPa以上,简支梁冲击强度达到5KJ/m2以上,能够满足家电,汽车领域的要求,尤其是家电领域。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改,并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此,本发明不限于这里的实施例,本领域技术人员根据本发明的揭示,不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种微胶囊芳香聚丙烯复合材料,其特征在于:有下列原料按照重量份制备而成:
聚丙烯75-88份,
无机填料 10-20份,
微胶囊芳香母粒2-5份,
抗氧剂0.2-0.4份,
润滑剂0.5-1份,
其他助剂0-3份。
2.根据权利要求1所述的一种微胶囊芳香聚丙烯复合材料,其特征在于:所述的聚丙烯为均聚聚丙烯、无规共聚聚丙烯、嵌段共聚聚丙烯的至少一种。
3.根据权利要求1所述的一种微胶囊芳香聚丙烯复合材料,其特征在于:所述的无机填料为滑石粉、硫酸钡、蒙脱土、碳酸钙、高岭土、云母、硫酸镁晶须的至少一种。
4.根据权利要求1所述的一种微胶囊芳香聚丙烯复合材料,其特征在于:所述微胶囊芳香母粒的微胶囊壳体是美耐皿材料。
5.根据权利要求1所述的一种微胶囊芳香聚丙烯复合材料,其特征在于:所述微胶囊芳香母粒所用的植物香精为:玫瑰香、茉莉香、晚香玉、香根、鸢尾、百合香、薄荷香、郁金香、丁香的植物香精中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的一种微胶囊芳香聚丙烯复合材料,其特征在于:所述的抗氧剂为受阻酚类抗氧剂1010,硫代硫酸酯类抗氧剂 DLTP,亚磷酸酯类抗氧剂168的至少一种。
7.根据权利要求1所述的一种微胶囊芳香聚丙烯复合材料,其特征在于:所述的润滑剂为聚乙烯蜡、硬脂酸盐、褐煤蜡、戊四醇硬脂酸酯中的至少一种。
8.根据权利要求1所述的一种微胶囊芳香聚丙烯复合材料,其特征在于:所述其他助剂为紫外光吸收剂、表面光亮剂、光稳定剂、抗静电剂或着色剂。
9.一种根据权利要求1-8任一项所述的微胶囊芳香聚丙烯复合材料的制备方法,其特征在于,步骤为:
(1)制备微胶囊芳香母粒:
将10份三聚氰胺、15份甲醛、75份蒸馏水中加入到通入氮气的三口烧瓶中,24℃恒温搅拌24h,用质量分数为5%的碳酸钠溶液调节pH值至9,升温至80℃,高速搅拌30min,得到美耐皿预聚液;
将5份植物香精溶于30份的乙醇和65份的蒸馏水,高速搅拌分散10min,得香精溶液;
将香精溶液与美耐皿预聚液按照重量份数比0.25-1投入三口烧瓶中,在通入氮气的环境下,对香精进行微胶囊化包裹,高速搅拌30min后,抽滤,乙醇洗涤,23℃恒温真空干燥箱干燥72h,得到以美耐皿材料为壳体的微胶囊芳香母粒;
(2)将聚丙烯75-88份、无机填料 10-20份、微胶囊芳香母粒2-5份、抗氧剂0.2-0.4份、润滑剂0.5-1份、其他助剂0-3份投入同向双螺杆挤出机进行熔融挤出,冷却造粒制得一种微胶囊芳香聚丙烯复合材料;其中挤出机的加工温度为210-230℃,螺杆转速为400-550r/min,真空度为-0.04-0.08MPa。
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