CN109721827A - 一种低气味高光泽阻燃聚丙烯智能马桶专用料及制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及PP塑料改性技术领域，特别涉及一种低气味高光泽阻燃聚丙烯智能马桶专用料及制备方法，马桶专用料由以下重量份的原料组成：聚丙烯树脂75‑90份；阻燃剂3‑15份；协效阻燃剂1‑7份；润滑剂0.1‑0.2份；抗氧剂0.1‑0.8份；光稳定剂0.1‑0.5份；成核剂0.1‑0.5份；复配除味剂1‑5份；所述复配除味剂为由金属有机骨架材料和水母粒复配组成。本发明提供低气味高光泽阻燃聚丙烯智能马桶专用料创造性地将金属有机框架材料和水母粒配合作为除味剂，在确保材料阻燃性能的同时，具有高光泽的属性和低气味的特性，为降低室内醛酮类挥发性物质、改善使用智能马桶的室内环境而开发，可以广泛应用于智能马桶座圈。

Description

一种低气味高光泽阻燃聚丙烯智能马桶专用料及制备方法

技术领域

本发明涉及PP塑料改性技术领域，特别涉及一种低气味高光泽阻燃聚丙烯智能马桶专用料及制备方法。

背景技术

聚丙烯是一种通用塑料，广泛应用于家电及汽车工业。随着人们安全环保意识的逐渐增强，阻燃聚丙烯产品应运而生。近年来，对阻燃聚丙烯提出了新的更高要求。客车用阻燃聚丙烯要求阻燃性能的同时，对气味及VOC含量提出了明确要求，如客车用阻燃聚丙烯要求气味等级≤3.5，雾化值＜2mg。而家电领域对阻燃聚丙烯材料的气味及VOC含量暂时未提出明确要求。将低气味耐候阻燃聚丙烯材料应用于智能马桶盖，以降低室内醛酮类挥发物，提高室内环境质量，满足人民日益增长的生活品质需要，成为未来的一个趋势。

高光泽阻燃聚丙烯材料常用的阻燃体系是溴锑阻燃体系，溴类阻燃剂在加工过程中会释放出刺激性气味，如不经过特殊处理，使用过程中则无法满足低气味的要求。

低气味聚丙烯常用的气味吸附剂为沸石、粘土、分子筛、硅藻土等无机物，这些物质加入到阻燃聚丙烯体系中虽然能降低材料的气味及VOC含量，因其与聚丙烯相容性差，会降低材料的光泽度，并且材料表面会有麻点，影响制品外观。

发明内容

为解决上述背景技术中的问题，本发明提供一种低气味高光泽阻燃聚丙烯智能马桶专用料，由以下重量份的原料组成：

所述复配除味剂为由金属有机骨架材料和水母粒复配组成。

进一步地，所述金属有机骨架材料与水母粒的复配比例为2:1；优选PP为载体的水母粒；所述水母粒含水量为85％。

进一步地，所述聚丙烯树脂为熔体流动速率为3-60g/10min的均聚聚丙烯和共聚聚丙烯的一种或至少两种；优选海南炼化的Z30S及SK的BX3900。

进一步地，所述阻燃剂为八溴双酚S醚、三(三溴新戊基)磷酸酯和三(2,3-二溴丙基)异三聚氰酸酯的一种或至少两种；

所述的协效阻燃剂为三氧化二锑。

进一步地，所述润滑剂为硬脂酸、硬脂酸钙、硬脂酸锌、PE蜡、芥酸酰胺和乙撑双硬脂酰胺中的一种或至少两种。

进一步地，所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂与亚磷酸酯类抗氧剂；优选抗氧剂1010与抗氧剂168复配抗氧体系，抗氧剂1010与抗氧剂168的复配比例为1：2.

进一步地，所述光稳定剂为受阻胺类光稳定剂和苯并三唑类光稳定剂的一种或者两种；光稳定剂优选为3808。

进一步地，所述成核剂为有机磷酸盐类和山梨酸类成核剂的一种或至少两种；增刚型有机磷酸酯类成核剂，优选成核剂NA-21。成核剂的加入可以细化PP的球晶尺寸，使结晶更加致密，保证材料的光泽度。

本发明还提供一种如上任意所述的低气味高光泽阻燃聚丙烯智能马桶专用料的制备方法，包括以下步骤：

步骤a：将聚丙烯树脂、阻燃剂、协效阻燃剂、润滑剂、抗氧剂、光稳定剂、成核剂及复配除味剂加入到高混机中，以300-500rpm的转速，均混3-5min，获得混合物M1；

步骤b：将步骤a所得的混合物M1在挤出温度170-200℃，螺杆转速300-500rpm的工艺条件下，采用二级抽真空的方式，经双螺杆挤出机挤出造粒，即得到低气味高光泽阻燃聚丙烯智能马桶专用料；

进一步地，所述双螺杆挤出机具有二级抽真空设备，挤出造粒进行二级抽真空处理。

经过双螺杆造粒，水母粒中的水分挥发，将加工过程中产生的气味小分子随水蒸气在二级真空设备下进行有效脱挥；金属有机框架材料因具有介孔和微孔，将残余气味分子吸附固定在金属有机框架材料内；双重协同作用有效去除有机挥发物和气味分子。

本发明技术方案中的除味剂为金属有机框架材料(Metal organic Framework，简称MOFs)和水母粒的混合物。金属有机框架材料具有很高的表面积和孔隙率、多金属位点及优良的结构可控性等特性，可获得介孔和微孔材料用于气体的吸附。阻燃聚丙烯在加工过程中会释放出醛酮类小分子物质，而将金属有机框架材料应用于材料加工中，可以吸收气味分子，降低材料的气味。由于金属有机框架材材料对气味分子吸附属于物理吸附，材料中气味分子的浓度过高，在高温条件下会释放出气味分子，影响材料的气味，因此本发明将水母粒与金属有机框架材料结合，并通过二级抽真空的方式，将加工过程中产生的气味小分子随水蒸气在二级真空设备下进行有效脱挥，使材料中气味分子含量处于较低水平，并固定在金属有机框架材料内，在80℃条件下仍未达到金属有机框架材料的解吸附点。与此同时，该金属有机框架材料属于大分子有机物，与聚丙烯基体的相容性好，最终获得低气味高光泽阻燃聚丙烯材料。

本发明提供低气味高光泽阻燃聚丙烯智能马桶专用料与现有的技术相比，创造性地将金属有机框架材料和水母粒配合作为除味剂，在确保材料阻燃性能的同时，使材料具有高光泽的属性，还具有低气味的特性，为降低室内醛酮类挥发性物质、改善使用智能马桶的室内环境而开发，可以广泛应用于智能马桶座圈，具有重要的实际应用价值。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明还提供如下表所示实施例：

表1

按照上述实施例提供的配方，本发明还提供以下制备方法：

步骤a：将相应配比的聚丙烯树脂、阻燃剂、协效阻燃剂、润滑剂、抗氧剂、光稳定剂、成核剂及复配除味剂加入到高混机中，以300rpm的转速，均混3min，获得混合物M1；

步骤b：将步骤a所得的混合物M1挤出造粒，挤出机的各区温度120℃、180℃、190℃、190℃、190℃、180℃、180℃、180℃、180℃、180℃，螺杆转速300-500rpm的工艺条件下，采用二级抽真空的方式，经双螺杆挤出机挤出造粒，即得到低气味高光泽阻燃聚丙烯智能马桶专用料；

其中，所述双螺杆挤出机具有二级抽真空设备，挤出造粒进行二级抽真空处理。

将上述表1的配比和上述制备方法制备实施例和对比例，其中实施例1、2、3和对比例1、2、4采用双级抽真空，而对比例3采用单级抽真空。制备后的样品按照如表2标准进行测试：

表2

物理性能	测试标准	单位
			简支梁缺口冲击	ISO180	KJ/m2
拉伸强度	ISO527/2	Mpa
			弯曲模量	ISO178-93	Mpa
阻燃性能	UL94
			表面光泽度	ISO-2813
气味等级	VDA270

按照表2的测试标准，测试结果如表3所示：

表3

物理性能	实施例1	实施例2	实施例3	对比例1	对比例2	对比例3	对比例4
								简支梁缺口冲击	4.5	4.3	4.4	4.2	4.2	4.6	4.4
拉伸强度	33.2	31.2	32	31.8	31.6	32.9	32.4
								弯曲模量	1560	1470	1491	1449	1490	1578	1476
阻燃性能	V2	V0	V0	V0	V0	V2	V2
								表面光泽度	92	91	90	90	85	91	91
气味等级	3	4	3	5	3	4	4.5

由实施例1和对比例3的气味等级数据可以看出，采用二级抽真空设备能更有效的去除气味。对比例2因采用沸石作为除味剂，产品的光泽度急剧下降。对比例4和实施例1相比,仅添加了金属有机框架材料，产品中的气味分子没有进行脱挥，在高温下气味分子解吸附，气味偏高。对比例1、2和实施例3相比，用金属有机框架材料和水母粒作为复配除味剂，可以有效的降低气味，同时产品仍保持较高的光泽度。

本发明通过采用金属有机框架材料和水母粒作为复配除味剂，同时采用二级脱挥抽真空设备，多重效果共同作用，制备出了低气味高光泽阻燃聚丙烯智能马桶专用料。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种低气味高光泽阻燃聚丙烯智能马桶专用料，其特征在于，由以下重量份的原料组成：

所述复配除味剂为由金属有机骨架材料和水母粒复配组成。

2.根据权利要求1所述的低气味高光泽阻燃聚丙烯智能马桶专用料，其特征在于：所述金属有机骨架材料与水母粒的复配比例为2:1。

3.根据权利要求1所述的低气味高光泽阻燃聚丙烯智能马桶专用料，其特征在于：所述聚丙烯树脂为熔体流动速率为3-60g/10min的均聚聚丙烯和共聚聚丙烯的一种或至少两种。

4.根据权利要求1所述的低气味高光泽阻燃聚丙烯智能马桶专用料，其特征在于：所述阻燃剂为八溴双酚S醚、三(三溴新戊基)磷酸酯和三(2,3-二溴丙基)异三聚氰酸酯的一种或至少两种；

所述的协效阻燃剂为三氧化二锑。

5.根据权利要求1所述的低气味高光泽阻燃聚丙烯智能马桶专用料，其特征在于：所述润滑剂为硬脂酸、硬脂酸钙、硬脂酸锌、PE蜡、芥酸酰胺和乙撑双硬脂酰胺中的一种或至少两种。

6.根据权利要求1所述的低气味高光泽阻燃聚丙烯智能马桶专用料，其特征在于：所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂与亚磷酸酯类抗氧剂，优选1010与168复配抗氧体系。

7.根据权利要求1所述的低气味高光泽阻燃聚丙烯智能马桶专用料，其特征在于：所述光稳定剂为受阻胺类光稳定剂和苯并三唑类光稳定剂的一种或者两种。

8.根据权利要求1所述的低气味高光泽阻燃聚丙烯智能马桶专用料，其特征在于：所述成核剂为有机磷酸盐类和山梨酸类成核剂的一种或至少两种。

9.根据权利要求1-8任一项所述的低气味高光泽阻燃聚丙烯智能马桶专用料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤a：将聚丙烯树脂、阻燃剂、协效阻燃剂、润滑剂、抗氧剂、光稳定剂、成核剂及复配除味剂加入到高混机中，以300-500rpm的转速，均混3-5min，获得混合物M1；

步骤b：将步骤a所得的混合物M1在挤出温度170-200℃，螺杆转速300-500rpm的工艺条件下，采用二级抽真空的方式，经双螺杆挤出机挤出造粒，即得到低气味高光泽阻燃聚丙烯智能马桶专用料。

10.根据权利要求9所述的低气味高光泽阻燃聚丙烯智能马桶专用料的制备方法，其特征在于：所述双螺杆挤出机具有二级抽真空设备，挤出造粒进行二级抽真空处理。