CN108070110A - 一种低气味聚苯乙烯材料及其制备方法 - Google Patents

一种低气味聚苯乙烯材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及高分子材料技术领域，具体涉及一种低气味聚苯乙烯材料及其制备方法，所述低气味聚苯乙烯材料由原料组合物制成，所述原料组合物包括：聚苯乙烯40～80重量份、麻纤维10～50重量份、增韧剂2～30重量份、相容剂1～10重量份、润滑剂0.1～1重量份、抗氧剂0.1～1重量份。本发明通过将麻纤维在碱性溶液中浸泡，能够除去麻纤维中的果胶和蛋白质，制成具有多孔结构的改性麻纤维，该多孔结构还能够吸收聚苯乙烯散发的VOC，从而降低聚苯乙烯的气味。

Description

一种低气味聚苯乙烯材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及高分子材料技术领域，具体涉及一种低气味聚苯乙烯材料及其制备方法。
背景技术
聚苯乙烯具有电绝缘性能好，易着色，加工流动性好，耐化学腐蚀性好，是一种通用型的高分子材料，广泛应用于家电产品外壳、电器用品、仪器仪表配件等诸多生活领域。但是，聚苯乙烯也具有强度差，容易被撕碎的缺点，因此可以在聚苯乙烯中加入增强纤维以达到增强聚苯乙烯的作用，天然麻纤维具有价格低廉、来源广泛的优点，因此被广泛应用于改性聚苯乙烯，但大多采用的都是干燥麻纤维，仅仅起到增韧降噪的作用，而且由于天然麻纤维中存在大量异味果胶，会极大影响材料的气味，随着环保法规的不断健全和人们环保意识的不断提高，人们对于产品材料的环保健康指数越来越关注，普遍要求低气味，因此制备提供低气味的环保材料与人们的健康生活密切相关。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的之一是提供一种低气味聚苯乙烯材料，它具有气味低，安全环保的特点。
本发明的目的之二是提供一种低气味聚苯乙烯材料的制备方法，它具有制备方法简单的特点。
为了实现上述目的，本发明提供一种低气味聚苯乙烯材料，所述低气味聚苯乙烯材料由原料组合物制成，所述原料组合物包括：聚苯乙烯40～80重量份、麻纤维10～50重量份、增韧剂2～30重量份、相容剂1～10重量份、润滑剂0.1～1重量份、抗氧剂0.1～1重量份。
本发明还提供一种所述低气味聚苯乙烯材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将麻纤维置于碱性溶液中浸泡，然后用水洗涤至麻纤维为中性，得到改性麻纤维；
(2)将聚苯乙烯、改性麻纤维、增韧剂、相容剂、润滑剂、抗氧剂混合均匀，然后加入到双螺杆挤出机中进行挤出造粒，得到低气味聚苯乙烯材料。
通过上述技术方案，本发明具有以下技术效果：
(1)本发明通过将麻纤维在碱性溶液中浸泡，能够除去麻纤维中的果胶和蛋白质，制成具有多孔结构的改性麻纤维，该多孔结构还能够吸收聚苯乙烯散发的VOC，从而降低聚苯乙烯的气味。
(2)通过在聚苯乙烯中加入麻纤维还能够提高聚苯乙烯的强度，扩展了聚苯乙烯的应用范围。
本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
具体实施方式
以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
本发明提供了一种低气味聚苯乙烯材料，所述低气味聚苯乙烯材料由原料组合物制成，所述原料组合物包括：聚苯乙烯40～80重量份、麻纤维10～50重量份、增韧剂2～30重量份、相容剂1～10重量份、润滑剂0.1～1重量份、抗氧剂0.1～1重量份。
本发明中，通过在聚苯乙烯中加入麻纤维和增韧剂可以提高聚苯乙烯的强度，扩展了聚苯乙烯的使用范围，优选条件下，所述麻纤维选自苎麻、大麻、亚麻、黄麻、青麻、洋麻、蕉麻中的至少一种。
根据本发明，为了优化所述聚苯乙烯的强度，优选条件下，所述麻纤维的长度为2～10mm。
根据本发明，优选条件下，所述增韧剂为聚烯烃弹性体(POE)和/或苯乙烯类弹性体(SBS)。
根据本发明，为了提高所述聚苯乙烯与麻纤维的相容度，优选条件下，所述相容剂选自马来酸酐接枝聚合物和亚丁基丁二酸酐中的至少一种。
根据本发明，优选条件下，所述润滑剂选自芥酸酰胺、硬脂酸钙和硬脂酸酰胺中的至少一种。
根据本发明，为了优化所述聚苯乙烯的抗氧化性，优选条件下，所述抗氧剂选自受阻酚类抗氧剂、硫代酯类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂中的至少一种，进一步优选的所述受阻酚类抗氧剂可以为抗氧剂1076，所述硫代酯类抗氧剂可以为DLTP，所述亚磷酸酯类抗氧剂可以为三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯(抗氧剂168)。
本发明还提供一种述低气味聚苯乙烯材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将麻纤维置于碱性溶液中浸泡，然后用水洗涤至麻纤维为中性，得到改性麻纤维；
(2)将聚苯乙烯、改性麻纤维、增韧剂、相容剂、润滑剂、抗氧剂混合均匀，然后加入到双螺杆挤出机中进行挤出造粒，得到低气味聚苯乙烯材料。
本发明通过将麻纤维在碱性溶液中浸泡，能够除去麻纤维中的果胶和蛋白质，一方面避免果胶和蛋白质因腐败而产生异味；另一方面，还可以制成具有多孔结构的麻纤维，该结构能够吸附大量的水分子，在造粒过程中不仅能够释放出大量的水蒸气，带走聚苯乙烯中的小分子挥发物质，还可以将聚苯乙烯散发出来的有机挥发物质吸附在孔隙中，从而达到降低聚苯乙烯的气味的作用。
根据本发明，优选条件下，所述碱性溶液为质量浓度为0.1wt％～5wt％的氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液。
根据本发明，为了提高麻纤维中果胶的去除率，优选条件下，在步骤(1)中，所述浸泡的时间为0.5～24h。
根据本发明，为了提高有机挥发物质的挥发效率，优选条件下，所述螺杆挤出机的挤出温度为180～220℃。
根据本发明，为了优化聚苯乙烯与其它物质的混合均匀度，优选条件下，在步骤(2)中，所述的螺杆挤出机的长径比为(30～50):1，螺杆转速为100～400R/min。
以下将通过实施例对本发明进行详细描述。以下实施例中POE 5061购自美国埃克森公司；SMA-800购自上海华雯电子新材料有限公司；聚苯乙烯购自上海赛科石油化工有限责任公司；硬脂酸钙购自东莞市汉维科技股份有限公司；抗氧剂购自天津利安隆新材料股份有限公司；麻纤维购自江西思创麻业有限公司。
实施例1
一种低气味聚苯乙烯材料，由以下重量份的物质制成：
所述低气味聚苯乙烯材料的制备方法，步骤如下：
将50重量份大麻纤维在质量浓度为1wt％的氢氧化钠溶液中浸泡12h，然后用去离子水清洗至中性，得到改性大麻纤维；
将40重量份聚苯乙烯、改性大麻纤维、5重量份POE 5061、10重量份SMA-800、1重量份硬脂酸钙、0.1重量份抗氧剂168混合均匀，然后加入到长径比为40:1的双螺杆挤出机中进行挤出造粒，其中挤出温度为200℃，螺杆转速为300R/min，得到低气味聚苯乙烯材料。
实施例2
一种低气味聚苯乙烯材料，由以下重量份的物质制成：
所述低气味聚苯乙烯材料的制备方法，步骤如下：
将45重量份青麻纤维在质量浓度为2wt％的氢氧化钠溶液中浸泡6h，然后用去离子水清洗至中性，得到改性青麻纤维；
将45重量份聚苯乙烯、改性青麻纤维、2重量份POE 5061、8重量份SMA-800、0.5重量份硬脂酸钙、0.2重量份抗氧剂168混合均匀，然后加入到长径比为45:1的双螺杆挤出机中进行挤出造粒，其中挤出温度为205℃，螺杆转速为250R/min，得到低气味聚苯乙烯材料。
实施例3
一种低气味聚苯乙烯材料，由以下重量份的物质制成：
所述低气味聚苯乙烯材料的制备方法，步骤如下：
将35重量份苎麻纤维在质量浓度为0.1wt％的氢氧化钠溶液中浸泡24h，然后用去离子水清洗至中性，得到改性苎麻纤维；
将50重量份聚苯乙烯、改性苎麻纤维、10重量份POE 5061、5重量份SMA-800、0.6重量份硬脂酸钙、0.2重量份抗氧剂168混合均匀，然后加入到长径比为30：1的双螺杆挤出机中进行挤出造粒，其中挤出温度为220℃，螺杆转速为100R/min，得到低气味聚苯乙烯材料。
实施例4
一种低气味聚苯乙烯材料，由以下重量份的物质制成：
所述低气味聚苯乙烯材料的制备方法，步骤如下：
将30重量份苎麻纤维在质量浓度为5wt％的氢氧化钠溶液中浸泡0.5h，然后用去离子水清洗至中性，得到改性苎麻纤维；
将60重量份聚苯乙烯、改性苎麻纤维、10重量份POE 5061、2重量份SMA-800、0.2重量份硬脂酸钙、0.5重量份抗氧剂168混合均匀，然后加入到长径比为50:1的双螺杆挤出机中进行挤出造粒，其中挤出温度为180℃，螺杆转速为400R/min，得到低气味聚苯乙烯材料。
实施例5
一种低气味聚苯乙烯材料，由以下重量份的物质制成：
所述低气味聚苯乙烯材料的制备方法同实施例1。
实施例6
一种低气味聚苯乙烯材料，由以下重量份的物质制成：
所述低气味聚苯乙烯材料的制备方法同实施例1。
对比例1
按照实施例1的方法，不同的是，不对大麻纤维进行预处理。
对比例2
按照实施例1的方法，不同的是，不含有大麻纤维。
测试：将上述实施例1～6以及对比例1～2制得的聚苯乙烯材料主要物性指标根据相关检测标准测试，其拉伸强度、悬臂梁缺口冲击强度、弯曲强度、缺口冲击强度和气味的检测标准与检测结果如表1所示。
表1：实施例1～6和对比例1～2中各样品的性能
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (10)

1.一种低气味聚苯乙烯材料，其特征在于，由原料组合物制成，所述原料组合物包括：聚苯乙烯40～80重量份、麻纤维10～50重量份、增韧剂2～30重量份、相容剂1～10重量份、润滑剂0.1～1重量份、抗氧剂0.1～1重量份。
2.根据权利要求1所述的低气味聚苯乙烯材料，其中，所述麻纤维选自苎麻、大麻、亚麻、黄麻、青麻、洋麻和蕉麻中的至少一种。
3.根据权利要求2所述的低气味聚苯乙烯材料，其中，所述麻纤维的长度为2～10mm。
4.根据权利要求1所述的低气味聚苯乙烯材料，其中，所述增韧剂为聚烯烃弹性体和/或苯乙烯类弹性体。
5.根据权利要求1所述的低气味聚苯乙烯材料，其中，所述相容剂选自马来酸酐接枝聚合物和亚丁基丁二酸酐中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的低气味聚苯乙烯材料，其中，所述润滑剂选自芥酸酰胺、硬脂酸钙和硬脂酸酰胺中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的低气味聚苯乙烯材料，其中，所述抗氧剂选自受阻酚类抗氧化剂、硫代酯类抗氧化剂和亚磷酸酯类抗氧剂中的至少一种。
8.一种如权利要求1～7中任意一项所述低气味聚苯乙烯材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将麻纤维置于碱性溶液中浸泡，然后用水洗涤至麻纤维为中性，得到改性麻纤维；
(2)将聚苯乙烯、改性麻纤维、增韧剂、相容剂、润滑剂、抗氧剂混合均匀，然后加入到双螺杆挤出机中进行挤出造粒，得到低气味聚苯乙烯材料。
9.根据权利要求8所述的低气味聚苯乙烯材料的制备方法，其中，在步骤(1)中，所述浸泡的时间为0.5～24h。
10.根据权利要求8所述的低气味聚苯乙烯材料的制备方法，其中，在步骤(2)中，所述的螺杆挤出机的长径比为(30～50):1，螺杆转速为100～400R/min；
挤出的温度为180～220℃。
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