CN111253676A - 一种低气味、低voc聚丙烯复合材料及其制备方法和应用 - Google Patents
一种低气味、低voc聚丙烯复合材料及其制备方法和应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111253676A CN111253676A CN201911275856.9A CN201911275856A CN111253676A CN 111253676 A CN111253676 A CN 111253676A CN 201911275856 A CN201911275856 A CN 201911275856A CN 111253676 A CN111253676 A CN 111253676A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- low
- odor
- tourmaline powder
- parts
- photocatalyst
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- -1 polypropylene Polymers 0.000 title claims abstract description 57
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 title claims abstract description 56
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 title claims abstract description 53
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 32
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 9
- 229910052613 tourmaline Inorganic materials 0.000 claims abstract description 61
- 239000011032 tourmaline Substances 0.000 claims abstract description 61
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 60
- 229940070527 tourmaline Drugs 0.000 claims abstract description 57
- 239000011941 photocatalyst Substances 0.000 claims abstract description 42
- 239000012855 volatile organic compound Substances 0.000 claims abstract description 39
- 239000007822 coupling agent Substances 0.000 claims abstract description 32
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims abstract description 24
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 24
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N titanium dioxide Inorganic materials O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 23
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 claims abstract description 18
- 239000003963 antioxidant agent Substances 0.000 claims abstract description 16
- 230000003078 antioxidant effect Effects 0.000 claims abstract description 16
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 11
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 claims abstract description 11
- 239000002216 antistatic agent Substances 0.000 claims abstract description 7
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 claims abstract description 7
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 25
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 claims description 24
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 18
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 230000032683 aging Effects 0.000 claims description 9
- FPCJKVGGYOAWIZ-UHFFFAOYSA-N butan-1-ol;titanium Chemical compound [Ti].CCCCO.CCCCO.CCCCO.CCCCO FPCJKVGGYOAWIZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 229960000583 acetic acid Drugs 0.000 claims description 8
- 238000001354 calcination Methods 0.000 claims description 8
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 claims description 8
- 239000012362 glacial acetic acid Substances 0.000 claims description 8
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- BGYHLZZASRKEJE-UHFFFAOYSA-N [3-[3-(3,5-ditert-butyl-4-hydroxyphenyl)propanoyloxy]-2,2-bis[3-(3,5-ditert-butyl-4-hydroxyphenyl)propanoyloxymethyl]propyl] 3-(3,5-ditert-butyl-4-hydroxyphenyl)propanoate Chemical compound CC(C)(C)C1=C(O)C(C(C)(C)C)=CC(CCC(=O)OCC(COC(=O)CCC=2C=C(C(O)=C(C=2)C(C)(C)C)C(C)(C)C)(COC(=O)CCC=2C=C(C(O)=C(C=2)C(C)(C)C)C(C)(C)C)COC(=O)CCC=2C=C(C(O)=C(C=2)C(C)(C)C)C(C)(C)C)=C1 BGYHLZZASRKEJE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 claims description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 7
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 7
- JKIJEFPNVSHHEI-UHFFFAOYSA-N Phenol, 2,4-bis(1,1-dimethylethyl)-, phosphite (3:1) Chemical compound CC(C)(C)C1=CC(C(C)(C)C)=CC=C1OP(OC=1C(=CC(=CC=1)C(C)(C)C)C(C)(C)C)OC1=CC=C(C(C)(C)C)C=C1C(C)(C)C JKIJEFPNVSHHEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 6
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 claims description 6
- CJZGTCYPCWQAJB-UHFFFAOYSA-L calcium stearate Chemical compound [Ca+2].CCCCCCCCCCCCCCCCCC([O-])=O.CCCCCCCCCCCCCCCCCC([O-])=O CJZGTCYPCWQAJB-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 5
- 239000008116 calcium stearate Substances 0.000 claims description 5
- 235000013539 calcium stearate Nutrition 0.000 claims description 5
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 claims description 5
- RKISUIUJZGSLEV-UHFFFAOYSA-N n-[2-(octadecanoylamino)ethyl]octadecanamide Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCC(=O)NCCNC(=O)CCCCCCCCCCCCCCCCC RKISUIUJZGSLEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- SSDSCDGVMJFTEQ-UHFFFAOYSA-N octadecyl 3-(3,5-ditert-butyl-4-hydroxyphenyl)propanoate Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCCOC(=O)CCC1=CC(C(C)(C)C)=C(O)C(C(C)(C)C)=C1 SSDSCDGVMJFTEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 2-(2-methoxy-5-methylphenyl)ethanamine Chemical compound COC1=CC=C(C)C=C1CCN SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 2-Propenoic acid Natural products OC(=O)C=C NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- SNRUBQQJIBEYMU-UHFFFAOYSA-N Dodecane Natural products CCCCCCCCCCCC SNRUBQQJIBEYMU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- OFOBLEOULBTSOW-UHFFFAOYSA-N Propanedioic acid Natural products OC(=O)CC(O)=O OFOBLEOULBTSOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- TXQVDVNAKHFQPP-UHFFFAOYSA-N [3-hydroxy-2,2-bis(hydroxymethyl)propyl] octadecanoate Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCC(=O)OCC(CO)(CO)CO TXQVDVNAKHFQPP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 150000004645 aluminates Chemical class 0.000 claims description 4
- PWWSSIYVTQUJQQ-UHFFFAOYSA-N distearyl thiodipropionate Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCCOC(=O)CCSCCC(=O)OCCCCCCCCCCCCCCCCCC PWWSSIYVTQUJQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 125000001495 ethyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 claims description 4
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 4
- 238000011068 loading method Methods 0.000 claims description 4
- VZCYOOQTPOCHFL-UPHRSURJSA-N maleic acid Chemical compound OC(=O)\C=C/C(O)=O VZCYOOQTPOCHFL-UPHRSURJSA-N 0.000 claims description 4
- 239000011976 maleic acid Substances 0.000 claims description 4
- RPQRDASANLAFCM-UHFFFAOYSA-N oxiran-2-ylmethyl prop-2-enoate Chemical compound C=CC(=O)OCC1CO1 RPQRDASANLAFCM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 claims description 4
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims description 4
- VZCYOOQTPOCHFL-UHFFFAOYSA-N trans-butenedioic acid Natural products OC(=O)C=CC(O)=O VZCYOOQTPOCHFL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- XOOUIPVCVHRTMJ-UHFFFAOYSA-L zinc stearate Chemical compound [Zn+2].CCCCCCCCCCCCCCCCCC([O-])=O.CCCCCCCCCCCCCCCCCC([O-])=O XOOUIPVCVHRTMJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 4
- GAWIXWVDTYZWAW-UHFFFAOYSA-N C[CH]O Chemical group C[CH]O GAWIXWVDTYZWAW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000006087 Silane Coupling Agent Substances 0.000 claims description 3
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 claims description 3
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 claims description 3
- 229920001911 maleic anhydride grafted polypropylene Polymers 0.000 claims description 2
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 14
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 abstract description 7
- 230000005684 electric field Effects 0.000 abstract description 4
- 230000001954 sterilising effect Effects 0.000 abstract description 3
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 abstract description 3
- 238000004887 air purification Methods 0.000 abstract description 2
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 abstract description 2
- 230000000249 desinfective effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000013033 photocatalytic degradation reaction Methods 0.000 abstract 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 6
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 5
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 4
- FPYJFEHAWHCUMM-UHFFFAOYSA-N maleic anhydride Chemical compound O=C1OC(=O)C=C1 FPYJFEHAWHCUMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N Formaldehyde Chemical compound O=C WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000009471 action Effects 0.000 description 3
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 3
- 238000005215 recombination Methods 0.000 description 3
- 230000006798 recombination Effects 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 2
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 2
- 230000000593 degrading effect Effects 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 230000036541 health Effects 0.000 description 2
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 2
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 2
- 102200017650 rs28383586 Human genes 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 230000002269 spontaneous effect Effects 0.000 description 2
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 description 2
- 238000003828 vacuum filtration Methods 0.000 description 2
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910011011 Ti(OH)4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005054 agglomeration Methods 0.000 description 1
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 210000000748 cardiovascular system Anatomy 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 210000000653 nervous system Anatomy 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- UQKSZGNUSNVVRS-UHFFFAOYSA-N pentacene-1,2,3-tricarbaldehyde Chemical compound C1=CC=C2C=C(C=C3C(C=C4C=C(C(=C(C=O)C4=C3)C=O)C=O)=C3)C3=CC2=C1 UQKSZGNUSNVVRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001699 photocatalysis Effects 0.000 description 1
- 238000007146 photocatalysis Methods 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 210000002345 respiratory system Anatomy 0.000 description 1
- 229920003002 synthetic resin Polymers 0.000 description 1
- 239000000057 synthetic resin Substances 0.000 description 1
- 239000011782 vitamin Substances 0.000 description 1
- 229940088594 vitamin Drugs 0.000 description 1
- 229930003231 vitamin Natural products 0.000 description 1
- 235000013343 vitamin Nutrition 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L23/00—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers
- C08L23/02—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
- C08L23/10—Homopolymers or copolymers of propene
- C08L23/12—Polypropene
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
- C08K3/20—Oxides; Hydroxides
- C08K3/22—Oxides; Hydroxides of metals
- C08K2003/2237—Oxides; Hydroxides of metals of titanium
- C08K2003/2241—Titanium dioxide
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/38—Boron-containing compounds
- C08K2003/387—Borates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L2205/00—Polymer mixtures characterised by other features
- C08L2205/03—Polymer mixtures characterised by other features containing three or more polymers in a blend
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Catalysts (AREA)
Abstract
本发明公开了一种低气味、低VOC聚丙烯复合材料及其制备方法和应用，复合材料由以下组分按重量份组成：聚丙烯50‑92份，短玻纤5‑25份，气味处理剂2‑12份，抗静电剂0.3~5份，相容剂0.2‑5份，润滑剂0.3‑2份，抗氧剂0.2‑1份，所述气味处理剂为偶联剂表面处理的电气石粉负载TiO2光催化剂。本发明气味处理剂中电气石粉能够激发空气电离产生负离子，起到净化空气，杀菌消毒的效果；同时电气石粉表面产生的极化电场也能够增强TiO2光催化降解挥发性有机物的活性，进一步加强净化空气的效果。从而实现负离子材料电气石粉与光催化剂的协同作用效果，可以有效地解决车用PP材料的气味与VOC问题。
Description
技术领域
本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种低气味、低VOC聚丙烯复合材料及其制备方法和应用。
背景技术
近些年，汽车在家庭中得到了快速普及，给人们带来了极大的便利，提高了大家的生活水平。但是，车用高分子材料做为汽车内饰件使用时，会不断地释放“五苯三醛”等挥发性有机物(VOC)，引起车内环境劣化，危害人体健康。随着人们对健康、环保意识的增强，车内空气质量问题越来越受到大家的关注。
电气石粉是一种天然矿物材料，由于其独特的晶体结构，使其具有永久电极的性能，能够激发空气电离产生负离子。负离子被誉为“空气中维生素”，不仅能够提高人体神经系统、心血管系统、呼吸系统功能，而且还具有杀菌消毒、净化空气的功能。此外，当电气石粉负载TiO2光催化剂时，在电气石粉表面产生的永久性自发极化电场作用下，能够加强TiO2光催化剂产生的光生电子与空穴转移，大幅度降低光生电子-空穴对的复合几率，从而提高光催化剂的降解活性。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种低气味、低VOC聚丙烯复合材料及其制备方法和应用。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种低气味、低VOC聚丙烯复合材料，由以下组分按重量份组成：
所述气味处理剂为偶联剂表面处理的电气石粉负载TiO2光催化剂。
进一步方案，所述气味处理剂中偶联剂的质量百分数为0.2-2％。
进一步方案，所述聚丙烯为均聚聚丙烯，230℃、2.16kg条件下熔体流动速率为5～100g/10min；所述短玻纤为无碱短切玻璃纤维，长度为3～10mm，直径为10-20um。
进一步方案，所述偶联剂为铝酸酯偶联剂、硅烷偶联剂、稀土偶联剂中的一种或者几种；所述抗静电剂为羟乙基脂肪胺、硬酯酸聚氧乙烯酯、十二烷基二甲基季乙内盐、三乙醇胺甘油酯中的一种或多种。
进一步方案，所述相容剂为马来酸接枝聚丙烯、马来酸酐接枝聚丙烯、丙烯酸接枝聚丙烯或丙烯酸缩水甘油酯接枝聚丙烯中的一种或多种。
进一步方案，所述润滑剂为亚乙基双硬脂酰胺、季戊四醇硬脂酸酯、硬酯酸锌、硬酯酸钙中的一种或多种；所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂626、抗氧剂168、抗氧剂DSTP中的一种或多种。
本发明的另一个目的是提供上述所述的低气味、低VOC聚丙烯复合材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)通过水解沉淀法制备电气石粉负载TiO2光催化剂：将钛酸丁酯、无水乙醇、冰醋酸混合均匀得到混合溶液A；将电气石粉加入蒸馏水中，搅拌均匀得到电气石粉混合溶液；将混合溶液A缓慢地滴加到电气石粉混合溶液中，滴加完后继续搅拌均匀，依次经过室温陈化、真空抽滤、干燥、煅烧得到电气石粉负载TiO2光催化剂；
水解沉淀法制备电气石粉负载TiO2光催化剂的原理为：钛酸丁酯遇水极易水解产生Ti(OH)4，Ti(OH)4在300-500℃高温下煅烧能够得到高效的TiO2光催化剂。但是钛酸丁酯水解速率极快，如不降低水解反应速率，最终得到的负载催化剂表面TiO2易团聚，均匀性差。因此在反应中需要添加无水乙醇、冰醋酸做为水解抑制剂。
(2)偶联剂表面处理电气石粉负载TiO2光催化剂：将电气石粉负载TiO2光催化剂加入高混机中，在100-120℃条件下混合均匀；然后加入偶联剂，继续混合，得到偶联剂表面处理的电气石粉负载TiO2光催化剂，即气味处理剂；
偶联剂是一类具有两不同性质官能团的物质，其分子结构的最大特点是分子中含有化学性质不同的两个基团，一个是亲无机物的基团，易与无机物表面起化学反应；另一个是亲有机物的基团，能与合成树脂或其它聚合物发生化学反应或生成氢键溶于其中。因此偶联剂被称作"分子桥"，本发明利用偶联剂对电气石粉负载TiO2光催化剂进行处理得到气味处理剂，通过偶联剂的作用，能够改善气味处理剂与复合材料中PP等有机物之间的界面作用，从而大大提高复合材料的性能，如物理性能、电性能、热性能、光性能等。
(3)制备低气味、低VOC聚丙烯复合材料：将聚丙烯、气味处理剂、抗静电剂、相容剂、润滑剂和抗氧剂加入到高混机中混合均匀后，通过主喂料口加入双螺杆挤出机中，并将短玻纤从侧喂口加入，经过熔融挤出，制得低气味、低VOC车用聚丙烯复合材料。
进一步方案，所述室温陈化的时间为12-24h；所述煅烧的温度为300-500℃，时间为3-5h。
进一步方案，所述双螺杆挤出机的长径比为40～48:1，机筒温度为180～220℃，螺杆转速为300～500r/min，真空度为-0.1～-0.05Mpa。
本发明的第三个目的是提供上述所述的低气味、低VOC聚丙烯复合材料在车用高分子材料中的应用。
与现有技术相比，本发明有益效果体现在：
本发明以偶联剂表面处理的电气石粉负载TiO2光催化剂为气味处理剂，其中电气石粉能够激发空气电离产生负离子，起到净化空气，杀菌消毒的效果；同时电气石粉表面产生的极化电场，能够加强TiO2光催化剂产生的光生电子与空穴转移，大幅度降低光生电子-空穴对的复合几率，从而提高TiO2光催化剂的降解有机物的活性，进一步加强净化空气的效果。从而实现负离子材料电气石粉与光催化剂的协同作用效果，可以有效地解决车用PP材料的气味与VOC问题。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作更进一步的说明。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作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。
本实施例中所用试剂的型号以及供应商如下：聚丙烯(镇海炼化公司M60T、武汉石化公司SZ30S、神华宁煤公司1100N)、短玻纤(泰山玻璃纤维有效公司TCR438G)、电气石粉(灵寿县矿产品有限公司)，上述试剂只是为了说明本发明实验时所采用的试剂来源和成分，以便充分公开，并不表示采用其他同类试剂或其他供应商提供的试剂就不能实现本发明。
下列实施例中抗静电剂为羟乙基脂肪胺、硬酯酸聚氧乙烯酯、十二烷基二甲基季乙内盐、三乙醇胺甘油酯中的一种；所述相容剂为马来酸、马来酸酐、丙烯酸、丙烯酸缩水甘油酯与聚丙烯接枝物中的一种；所述润滑剂为亚乙基双硬脂酰胺、季戊四醇硬脂酸酯、硬酯酸锌、硬酯酸钙中的一种；所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂626、抗氧剂168、抗氧剂DSTP中的一种。
实施例1
将200mL钛酸丁酯、500mL无水乙醇和50mL冰醋酸搅拌30min，得到混合溶液A；将电气石粉加入蒸馏水中，搅拌均匀得到8wt％的电气石粉混合溶液；将混合溶液A缓慢滴加到3312mL质量分数为8wt％的电气石粉溶液中，滴加完后继续搅拌2h，然后室温陈化12h，再经过真空抽滤，100℃干燥后，在马弗炉中500℃煅烧2h，得到TiO2负载量为15％的电气石粉负载TiO2光催化剂；取200g电气石粉负载TiO2光催化剂加入高混机中，在105℃条件下，高速混合5min；加入2g铝酸酯偶联剂，继续高混5min，得到偶联剂表面处理的电气石粉负载TiO2光催化剂，即气味处理剂；
将92份SZ30S、2份气味处理剂、0.3份羟乙基脂肪胺、0.2份聚丙烯接枝马来酸酐、0.3份亚乙基双硬脂酰胺、0.1份抗氧剂1010与0.1份抗氧剂168加入到高混机中混合均匀后，通过主喂料口加入双螺杆挤出机中，并将5份短玻纤从侧喂口加入挤出机中，经过熔融挤出，制得低气味、低VOC车用聚丙烯复合材料；其中，所述双螺杆挤出机的长径比为44:1，挤出机温度参数为：一区100℃，二区190℃，三区200℃，四区210℃，五区220℃，六区220℃，七区220℃，八区210℃，九区210℃，十区210℃，十一区210℃，机头220℃，螺杆转速为400r/min，真空度为-0.07MPa。
实施例2
将200mL钛酸丁酯、500mL无水乙醇和50mL冰醋酸搅拌30min，得到混合溶液A；将电气石粉加入蒸馏水中，搅拌均匀等到8wt％的电气石粉混合溶液；将混合溶液A缓慢滴加到11107mL的8wt％的电气石粉混合溶液中，滴加完后继续搅拌2h，然后室温陈化18h，再经过真空抽滤，100℃干燥后，在马弗炉中300℃煅烧4h，得到TiO2负载量为5％的电气石粉负载TiO2光催化剂；取200g电气石粉负载TiO2光催化剂加入高混机中，在110℃条件下，高速混合5min；加入3g硅烷偶联剂，继续高混5min，得到偶联剂表面处理的电气石粉负载TiO2光催化剂，即气味处理剂；
将50份聚丙烯M60T、12份气味处理剂、5份硬酯酸聚氧乙烯酯、5份聚丙烯接枝丙烯酸、5份季戊四醇硬脂酸酯和0.4份抗氧剂1076、0.4份抗氧剂626与0.2份抗氧剂DSTP加入到高混机中混合均匀后，通过主喂料口加入双螺杆挤出机中，并将25份短玻纤从侧喂口加入挤出机中，经过熔融挤出，制得低气味、低VOC车用聚丙烯复合材料；其中，所述双螺杆挤出机的长径比为48:1，挤出机温度参数为：一区80℃，二区180℃，三区190℃，四区200℃，五区210℃，六区220℃，七区220℃，八区220℃，九区210℃，十区210℃，十一区210℃，十二区220℃，机头220℃，螺杆转速为300r/min，真空度为-0.08MPa。
实施例3
将200mL钛酸丁酯、500mL无水乙醇和50mL冰醋酸搅拌30min，得到混合溶液A；将电气石粉加入蒸馏水中，搅拌均匀等到8wt％的电气石粉混合溶液；将混合溶液A缓慢滴加到6723mL的8wt％的电气石粉混合溶液中，滴加完后继续搅拌2h，然后室温陈化24h，再经过真空抽滤，100℃干燥后，在马弗炉中500℃煅烧2h，得到TiO2负载量为8％的电气石粉负载TiO2光催化剂；取200g电气石粉负载TiO2光催化剂加入高混机中，在105℃条件下，高速混合5min；加入2g铝酸酯偶联剂，继续高混5min，得到偶联剂表面处理的电气石粉负载TiO2光催化剂，即气味处理剂；
将69份M60T、5份气味处理剂、3份三乙醇胺甘油酯、1.2份聚丙烯接枝马来酸酐、1.2份硬酯酸钙、0.3份抗氧剂1010与0.3份抗氧剂626加入到高混机中混合均匀后，通过主喂料口加入双螺杆挤出机中，并将20份短玻纤从侧喂口加入挤出机中，经过熔融挤出，制得低气味、低VOC车用聚丙烯复合材料；其中，所述双螺杆挤出机的长径比为40:1，挤出机温度参数为：一区90℃，二区170℃，三区190℃，四区200℃，五区210℃，六区220℃，七区220℃，八区220℃，九区210℃，十区210℃，机头220℃，螺杆转速为400r/min，真空度为-0.07MPa。
实施例4
将200mL钛酸丁酯、500mL无水乙醇和50mL冰醋酸搅拌30min，得到混合溶液A；将电气石粉加入蒸馏水中，搅拌均匀等到8wt％的电气石粉混合溶液；将混合溶液A缓慢滴加到5261mL的8wt％的电气石粉混合溶液中，滴加完后继续搅拌2h，然后室温陈化12h，再经过真空抽滤，100℃干燥后，在马弗炉中400℃煅烧3h，得到TiO2负载量为10％的电气石粉负载TiO2光催化剂；取200g电气石粉负载TiO2光催化剂加入高混机中，在115℃条件下，高速混合5min；加入1g稀土偶联剂，继续高混5min，得到偶联剂表面处理的电气石粉负载TiO2光催化剂，即气味处理剂；
将68份1100N、10份气味处理剂、2份十二烷基二甲基季乙内盐、3份聚丙烯接枝丙烯酸缩水甘油酯、1.5份硬酯酸锌、0.3份抗氧剂1076与0.2份抗氧剂168加入到高混机中混合均匀后，通过主喂料口加入双螺杆挤出机中，并将15份短玻纤从侧喂口加入挤出机中，经过熔融挤出，制得低气味、低VOC车用聚丙烯复合材料；其中，所述双螺杆挤出机的长径比为44:1，挤出机温度参数为：一区100℃，二区190℃，三区200℃，四区210℃，五区220℃，六区220℃，七区220℃，八区210℃，九区210℃，十区210℃，十一区210℃，机头220℃，螺杆转速为400r/min，真空度为-0.09MPa。
对比例1
将78份1100N、2份三乙醇胺甘油酯、3份聚丙烯接枝马来酸、1.5份硬酯酸钙和0.5份抗氧剂1010加入到高混机中混合均匀后，通过主喂料口加入双螺杆挤出机中，并将15份短玻纤从侧喂口加入挤出机中，经过熔融挤出，制得低气味、低VOC车用聚丙烯复合材料；其中，所述双螺杆挤出机的长径比为48:1，挤出机温度参数为：一区80℃，二区180℃，三区190℃，四区200℃，五区210℃，六区220℃，七区220℃，八区220℃，九区210℃，十区210℃，十一区210℃，十二区220℃，机头220℃，螺杆转速为350r/min，真空度为-0.09MPa。
对比例2
将200mL钛酸丁酯、500mL无水乙醇和50mL冰醋酸搅拌30min，得到混合溶液A；将混合溶液A缓慢滴加到1000mL的蒸馏水中，滴加完后继续搅拌2h，室温陈化12h；再经过真空抽滤，100℃干燥后，在马弗炉中400℃煅烧3h，得到TiO2催化剂；取180g电气石粉与20g的TiO2催化剂加入高混机中，在105℃条件下，高速混合5min得到电气石粉和TiO2催化剂的混合物；向前述混合物中加入2g稀土偶联剂，继续高混5min后得到的物料备用；
将68份1100N、9份上述步骤中得到的物料、1份TiO2光催化剂、3份聚丙烯接枝马来酸酐、1.5份亚乙基双硬脂酰胺、0.3份抗氧剂1010与0.2份抗氧剂168加入到高混机中混合均匀后，通过主喂料口加入双螺杆挤出机中，并将15份短玻纤从侧喂口加入挤出机中，经过熔融挤出，制得低气味、低VOC车用聚丙烯复合材料；其中，所述双螺杆挤出机的长径比为48:1，挤出机温度参数为：一区80℃，二区180℃，三区190℃，四区200℃，五区210℃，六区220℃，七区220℃，八区220℃，九区210℃，十区210℃，十一区210℃，十二区220℃，机头220℃，螺杆转速为350r/min，真空度为-0.09MPa。
表1实施例1-3与对比例1-2中制备原料的组成
针对实施例与对比例制得的聚丙烯复合材料，根据ISO相关检测标准对其进行力学性能测试；根据KEC900+负离子检测仪对其负离子释放量进行检测；根据JC/T 1074-2008标准(开启光照灯，同步检测光催化效果)对其降解甲苯、甲醛效果进行评估。根据VDA 277标准对其TVOC含量进行检测；根据PV3900标准对其气味等级进行评估，根据ISO相关测试标准进行力学性能检测：拉伸强度(检测标准：ISO 527，样条：1A型样条，测试速率50mm/min)、弯曲强度(检测标准：ISO 178，样条：80mm*10mm*4mm，测试速率2mm/min)、弯曲模量(检测标准：ISO 178，样条：80mm*10mm*4mm，测试速率2mm/min)、悬臂梁缺口冲击强度(检测标准：ISO 180，样条：80mm*10mm*4mm，摆锤能量：2.75J)，检测结果如表2所示。
表2聚丙烯复合材料主要物性指标
由表2测试结果对比可以看出，通过向聚丙烯配方体系中引入偶联剂表面处理的电气石负载TiO2光催化剂做为气味处理剂，能够实现负离子材料与光催化剂协同增强降解VOC的效果。本发明制备的聚丙烯复合材料具有低气味、低VOC的特点，能够做为优良的汽车内饰材料使用。
实施例4与对比例2相比，具有更好的效果，这是因为对比例2中电气石粉与TiO2是直接混合的，两种没有界面效应，两者的作用是独立的。而实施例4中当电气石粉负载TiO2光催化剂时，在电气石粉表面产生的永久性自发极化电场作用下，能够加强TiO2光催化剂产生的光生电子与空穴转移，大幅度降低光生电子-空穴对的复合几率，从而提高光催化剂的降解活性。
上述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。所述的实施例并非仅限于本发明的保护范围，所有基于本发明的基本思想而进行修改或变动的都属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种低气味、低VOC聚丙烯复合材料，其特征在于：由以下组分按重量份组成：
聚丙烯 50-92份，
短玻纤 5-25份，
气味处理剂 2-12份，
抗静电剂 0.3~5份，
相容剂 0.2-5份，
润滑剂 0.3-2份，
抗氧剂 0.2-1份；
所述气味处理剂为偶联剂表面处理的电气石粉负载TiO2光催化剂。
2.根据权利要求1所述的低气味、低VOC聚丙烯复合材料，其特征在于：所述气味处理剂中偶联剂的质量百分数为0.2-2%。
3.根据权利要求1所述的低气味、低VOC聚丙烯复合材料，其特征在于：所述聚丙烯为均聚聚丙烯，230℃、2.16kg条件下熔体流动速率为5~100 g/10min；所述短玻纤为无碱短切玻璃纤维，长度为3~10mm，直径为10-20um。
4.根据权利要求1所述的低气味、低VOC聚丙烯复合材料，其特征在于：所述偶联剂为铝酸酯偶联剂、硅烷偶联剂、稀土偶联剂中的一种或者几种；所述抗静电剂为羟乙基脂肪胺、硬酯酸聚氧乙烯酯、十二烷基二甲基季乙内盐、三乙醇胺甘油酯中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的低气味、低VOC聚丙烯复合材料，其特征在于：所述相容剂为马来酸接枝聚丙烯、马来酸酐接枝聚丙烯、丙烯酸接枝聚丙烯或丙烯酸缩水甘油酯接枝聚丙烯中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的低气味、低VOC聚丙烯复合材料，其特征在于：所述润滑剂为亚乙基双硬脂酰胺 、季戊四醇硬脂酸酯、硬酯酸锌、硬酯酸钙中的一种或多种；所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂626、抗氧剂168、抗氧剂DSTP中的一种或多种。
7.如权利要求1-6任一所述的低气味、低VOC聚丙烯复合材料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
（1）通过水解沉淀法制备电气石粉负载TiO2光催化剂：将钛酸丁酯、无水乙醇、冰醋酸混合均匀得到混合溶液A；将电气石粉加入蒸馏水中，搅拌均匀得到电气石粉混合溶液；将混合溶液A缓慢地滴加到电气石粉混合溶液中，滴加完后继续搅拌均匀，依次经过室温陈化、真空抽滤、干燥、煅烧得到电气石粉负载TiO2光催化剂；
（2）偶联剂表面处理电气石粉负载TiO2光催化剂：将电气石粉负载TiO2光催化剂加入高混机中，在100-120℃条件下混合均匀；然后加入偶联剂，继续混合，得到偶联剂表面处理的电气石粉负载TiO2光催化剂，即气味处理剂；
（3）制备低气味、低VOC聚丙烯复合材料：将聚丙烯、气味处理剂、抗静电剂、相容剂、润滑剂和抗氧剂加入到高混机中混合均匀后，通过主喂料口加入双螺杆挤出机中，并将短玻纤从侧喂口加入，经过熔融挤出，制得低气味、低VOC车用聚丙烯复合材料。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于：所述室温陈化的时间为12-24h；所述煅烧的温度为300-500℃，时间为3-5h。
9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于：所述双螺杆挤出机的长径比为40~48:1，机筒温度为180~220℃，螺杆转速为300~500r/min，真空度为-0.1~-0.05Mpa。
10.如权利要求1-6任一所述的低气味、低VOC聚丙烯复合材料在车用高分子材料中的应用。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201911275856.9A CN111253676A (zh) | 2019-12-12 | 2019-12-12 | 一种低气味、低voc聚丙烯复合材料及其制备方法和应用 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201911275856.9A CN111253676A (zh) | 2019-12-12 | 2019-12-12 | 一种低气味、低voc聚丙烯复合材料及其制备方法和应用 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN111253676A true CN111253676A (zh) | 2020-06-09 |
Family
ID=70943901
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201911275856.9A Pending CN111253676A (zh) | 2019-12-12 | 2019-12-12 | 一种低气味、低voc聚丙烯复合材料及其制备方法和应用 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN111253676A (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112175342A (zh) * | 2020-09-27 | 2021-01-05 | 威海联桥新材料科技股份有限公司 | 一种高效释放负离子抗菌免喷涂材料及其制备方法 |
| CN112239589A (zh) * | 2020-10-16 | 2021-01-19 | 安徽省长荣新材料科技有限公司 | 一种可催化降解voc的透明pet薄膜及其制备方法 |
| CN116396566A (zh) * | 2023-06-09 | 2023-07-07 | 广州海天塑胶有限公司 | 一种可释放负氧离子功能的复合材料及其制备方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103464129A (zh) * | 2013-08-29 | 2013-12-25 | 华北水利水电大学 | 一种镧掺杂纳米TiO2/电气石复合材料及其制备、应用 |
| CN105001525A (zh) * | 2015-07-29 | 2015-10-28 | 博富科技股份有限公司 | 低voc、低气味环保阻燃玻纤增强pp复合材料及其制备方法 |
| CN106750997A (zh) * | 2016-12-25 | 2017-05-31 | 合肥会通新材料有限公司 | 一种低气味聚丙烯复合材料及其制备方法 |
| CN106750992A (zh) * | 2016-12-15 | 2017-05-31 | 广东圆融新材料有限公司 | 一种低光泽、低气味聚丙烯组合物及其制备方法 |
| CN107353498A (zh) * | 2017-07-14 | 2017-11-17 | 广东圆融新材料有限公司 | 一种低气味、低密度的车用内饰聚丙烯组合物及其制备方法 |
-
2019
- 2019-12-12 CN CN201911275856.9A patent/CN111253676A/zh active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103464129A (zh) * | 2013-08-29 | 2013-12-25 | 华北水利水电大学 | 一种镧掺杂纳米TiO2/电气石复合材料及其制备、应用 |
| CN105001525A (zh) * | 2015-07-29 | 2015-10-28 | 博富科技股份有限公司 | 低voc、低气味环保阻燃玻纤增强pp复合材料及其制备方法 |
| CN106750992A (zh) * | 2016-12-15 | 2017-05-31 | 广东圆融新材料有限公司 | 一种低光泽、低气味聚丙烯组合物及其制备方法 |
| CN106750997A (zh) * | 2016-12-25 | 2017-05-31 | 合肥会通新材料有限公司 | 一种低气味聚丙烯复合材料及其制备方法 |
| CN107353498A (zh) * | 2017-07-14 | 2017-11-17 | 广东圆融新材料有限公司 | 一种低气味、低密度的车用内饰聚丙烯组合物及其制备方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 高如琴: "电气石对纳米二氧化钛结构及光催化性能的影响", 《硅酸盐学报》 * |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112175342A (zh) * | 2020-09-27 | 2021-01-05 | 威海联桥新材料科技股份有限公司 | 一种高效释放负离子抗菌免喷涂材料及其制备方法 |
| CN112239589A (zh) * | 2020-10-16 | 2021-01-19 | 安徽省长荣新材料科技有限公司 | 一种可催化降解voc的透明pet薄膜及其制备方法 |
| CN116396566A (zh) * | 2023-06-09 | 2023-07-07 | 广州海天塑胶有限公司 | 一种可释放负氧离子功能的复合材料及其制备方法 |
| CN116396566B (zh) * | 2023-06-09 | 2023-09-05 | 广州海天塑胶有限公司 | 一种可释放负氧离子功能的复合材料及其制备方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN111253676A (zh) | 一种低气味、低voc聚丙烯复合材料及其制备方法和应用 | |
| CN107629326B (zh) | 一种低气味聚丙烯复合材料及其制备方法 | |
| CN107082962A (zh) | 汽车内饰用低voc聚丙烯复合材料 | |
| CN107955321B (zh) | 汽车内饰件用抗紫外塑料 | |
| CN111704748B (zh) | 一种改性纳米氧化物粒子、其制备方法和包含其的免喷涂聚酰胺材料 | |
| CN101654532A (zh) | 纳米材料改性聚乙烯农用薄膜及其制备方法 | |
| CN112813529B (zh) | 一种生物基可降解聚合物纳米纤维与无纺布 | |
| CN113416362A (zh) | 一种利用废旧塑料制备再生塑料的方法 | |
| CN112048030A (zh) | 聚乙烯接枝受阻酚抗氧剂及其制备方法和用途 | |
| Du et al. | Thermal decomposition and oxidation ageing behaviour of polypropylene/halloysite nanotube nanocomposites | |
| CN114605746A (zh) | 一种阻燃材料用母粒及其制备方法 | |
| CN106750911B (zh) | 一种低气味高抗冲玻璃纤维增强聚丙烯复合材料及其制备方法 | |
| CN102675484A (zh) | 一种4-叠氮苯甲酰壳聚糖的合成方法 | |
| Zhao et al. | Use of lignin-based crude carbon dots as effective antioxidant for natural rubber | |
| CN113603986A (zh) | 一种高强度耐候pvc电缆料的制备方法 | |
| CN116041824B (zh) | 一种防紫外线聚烯烃电缆料及其制备方法 | |
| CN115627029B (zh) | 一种耐老化塑料及其制备方法 | |
| CN116288776A (zh) | 一种抗老化超高分子量聚乙烯纤维材料及其制备方法 | |
| CN115678407A (zh) | 一种含氮化碳的阻燃改性水性聚氨酯及其制备方法与应用 | |
| CN106397912B (zh) | 有机-无机纳米复合增强聚乙烯材料及其制备方法 | |
| CN112940351B (zh) | 一种纳米纤维素-防老剂复合微球、防止外观泛彩的橡胶组合物及其制备方法 | |
| CN107083026A (zh) | 一种抗菌树脂材料及其制备方法 | |
| CN110615917A (zh) | 一种多羟基超支化接枝改性沸石的制备方法及其在聚氯乙烯改性中的应用 | |
| CN111019171B (zh) | 一种改性硅铝酸盐掺杂羧基化壳聚糖的抗菌阻隔性pet保护膜的制备方法 | |
| KR20100096376A (ko) | 고분자 소재 유래 냄새 제거용 탈취제의 제조방법 및 상기 제조방법에 따라 얻어진 탈취제 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20200609 |