CN112111106B - 一种用于阳光面料的tpo环保粒子 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于阳光面料的TPO环保粒子。该粒子原料按照重量份包括：共聚PP 40‑50份，乙烯‑丙烯弹性体40‑50份，复配抗氧化剂0.3‑0.5份，复配光稳定剂0.6‑1.0份，复配抗菌剂0.2‑0.3份，复合协效阻燃剂0‑12份。该粒子环保，无须增加大量的增塑剂，润滑剂，减少了挥发物，减少了气味，特别适合阳光面料的室内产品，同时适当调节弹性体的含量可以做到不同手感的材料，并且采用复配的阻燃剂，使得阻燃效果较好且环保。

Description

一种用于阳光面料的TPO环保粒子
技术领域
本发明属于阳光面料领域，特别涉及一种用于阳光面料的TPO环保粒子。
背景技术
阳光面料，是指用来遮挡阳光和日照起到辅助功能的一种面料，通常与其它面料一起，用来遮盖物品起到避免遇强光照射的作用，最基本的阳光面料具有阻挡强光和紫外线的作用。按照细分功能不同，阳光面料有的专注于阻燃性能，有的专注于抗菌性能，有的专注于抗紫外性能，有的专注于色牢度性能，有的专注于环保性能。用于室内的面料一般对阻燃性、气味、VOC，手感等有要求，用于室外的面料一般对耐光性、耐化学性，抗菌性、手感等有要求。因此开发满足室内和室外要求的阳光面料是必不可少的。
具有阻燃功能的阳光面料，通常需要加入阻燃剂来改善阻燃效果。在阻燃剂中，金属氢氧化物是最常用的无卤阻燃剂，价廉易得、环境友好。常见的金属氢氧化物阻燃剂有氢氧化镁和氢氧化铝两种。然而，金属氢氧化物的阻燃效率较低，需要添加60～70wt％才能获得较为满意的阻燃效果。为了改善上述缺陷，可以将其他阻燃剂与金属氢氧化物进行复配，例如，中国专利CN110629358A公开了一种高氧指数的超细玻纤阳光面料及其制备方法，该阳光面料通过在玻璃纤维原丝上包覆PVC粒子而得，该PVC粒子的原料由以下组分组成：以PVC的重量份为100份为基准，还包括磷酸酯类增塑剂10-20份、增塑剂DINP 15-25份，热稳定剂3-5份、复配光稳定剂0.3-1.0份、复配抗菌剂0.5-1.0份、复合协效阻燃剂10-20份，所述复合协效阻燃剂为质量比为8:5的三氧化锑和氢氧化镁。三氧化锑的阻燃效果优良，但存在对环境不友好及抑烟作用小的缺点，同时三氧化锑与氢氧化镁复配后的阻燃效果仍然需要进一步提高。因此研究阻燃剂来提高阳光面料的阻燃效果是非常重要的。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种用于阳光面料的TPO环保粒子，以克服现有技术中阳光面料阻燃效果不佳等缺陷。
本发明提供一种用于阳光面料的TPO环保粒子，所述粒子原料按照重量份包括：共聚PP 40-50份，乙烯-丙烯弹性体40-50份，复配抗氧化剂0.3-0.5份，复配光稳定剂0.6-1.0份，复配抗菌剂0.2-0.3份，复合协效阻燃剂0-12份，其中复合协效阻燃剂为两种不同PP阻燃母粒的复配物。
所述共聚PP为PPR260。
所述乙烯-丙烯弹性体为6202型丙烯基弹性体。
所述复配抗氧化剂为质量比为1-1.5:1-2的抗色污受阻酚抗氧化剂与亚磷酸酯抗氧化剂的复配物。
所述复配光稳定剂为质量比为1:2-3的低分子量受阻苯甲酸酯类光稳定剂和高分子量受阻胺类光稳定剂的复配物。
所述复配抗菌剂为质量比为1:1-2的异噻唑啉酮抗菌剂和吡啶硫酮锌抗菌剂的复配物。
所述复合协效阻燃剂的重量份为8-12份，两种不同PP阻燃母粒重量份分别为4-6份，所得TPO环保粒子适用于室内面料，比如用于窗帘，大型广场的顶棚遮阳，高铁飞机上的遮阳，沙发垫等。
所述两种不同PP阻燃母粒为FR50C、FR50G。FR50C是一类锑，磷，氮体系的阻燃母粒，FR50G是一类溴，磷，氮系列的阻燃母粒。
所述复合协效阻燃剂的重量份为0份，所得TPO环保粒子适用于室外面料，比如用于桌面，椅子靠背，餐桌垫等。
所述粒子原料还包括紫外线吸收剂0.5-1.0份。
所述粒子原料还包括超级分散润滑剂0.3-0.5份。
所述粒子原料还包括填料滑石粉5-10份。
所述粒子原料还包括颜料2-7份。
本发明还提供一种TPO环保阳光面料，通过PP原丝上包覆上述TPO环保粒子得到。
本发明还提供一种TPO环保阳光面料的制备方法，包括：
将TPO环保粒子的原料在双螺杆造粒机中造粒，将得到的TPO环保粒子通过挤出机熔融后包覆PP原丝，然后经整经、编织、定型，得到TPO环保阳光面料。
所述TPO环保粒子与PP原丝的质量百分比为70-80％:20-30％。
本发明还提供一种TPO环保粒子的应用。用于室内和室外，例如用于窗帘、大型广场的顶棚遮阳，高铁飞机上的遮阳，沙发垫、桌面、椅子靠背、餐桌垫。
本发明中共聚PP可以提高与弹性体的相容性，同时需要采用熔值在30左右的共聚PP，使得它具有较合适的流动性，对于本发明这种挤出包覆来说，流动性太低，涂层厚度不够，甚至涂覆不上，流动性太高，涂层厚度不均一。
本发明中乙烯-丙烯弹性体采用威达美的6202(硬度为60A左右)，与传统的POE相比较，6020与PP的相容性更好，提供了良好的加工性能，同时在阻燃性能设计上优于POE，并且它的价格远低于POE。
本发明中复配抗氧化剂可以解决TPO材料的抗氧化降解，从而做到室内室外都可用。
本发明中复配光稳定剂及常规紫外线吸收剂协效使用，防止TPO降解过快的缺点，达到正常塑料的光老化水平。
本发明采用异噻唑啉酮抗真菌剂和吡啶硫酮锌抗菌剂复配同时解决面料抗真菌及霉菌的问题。已经通过ASTM G21达到最高级抗菌标准，28天真菌和霉菌培植试验无产生。
本发明中复合协效阻燃剂为FR50C与FR50G的复配物，两者配合使用阻燃效果更好。任何一种单独使用效果都不好，单独用FR50C，要想阻燃达到理想的效果，添加量需要增加，这样不利于下游客户的纺丝，但是它具有阻燃及其爽滑的双重功效。FR50G单独使用，阻燃是很好，但是溴含量会偏高，不环保。两者配合使用，即可以达到好的阻燃效果，又可以将溴含量控制到900PPM以下。
本发明采用复合阻燃母粒，可通过最高阻燃标准测试GB/T5455 B1级，同时防烟效果也明显。最后制得的TPO阳光面料符合国内外的高标准阻燃标准要求，如国标GB50222，各项环保测试也是可以通过的(reach,ROHS,非16P)，具有良好的应用前景。
有益效果
本发明采用PP和威达美的弹性体来改性做成阳光面料行业使用的粒子，有别于传统阳光面料的PVC材质的粒子，丰富了该领域的材料选择，同时这种TPO粒子可以涂覆在PP的原丝上，差别于传统的PVC涂覆PET原丝，这样更容易回收利用(皮芯都是PP材料，而传统的阳光面料是PVC涂覆PET，很难分离回收)，并且这种粒子更加环保，无须增加大量的增塑剂，润滑剂，减少了挥发物，减少了气味，特别适合阳光面料的室内产品，同时适当调节弹性体的含量可以做到不同手感的材料。并且采用复配的阻燃剂，使得阻燃效果较好且环保。
本发明中TPO粒子具有较好的阻燃效果、低VOC、低气味、手感相对较硬、挺度高、垂直度好，能够满足用于室内的要求。
本发明中TPO粒子耐光性、耐候性(主要是耐光耐热耐氧化)、耐化学性(主要是指弱耐酸碱，耐盐等)、防霉抗菌性以及手感较好，能够满足用于室外的要求。
附图说明
图1为本发明阳光面料的样品图。
图2为本发明实施例2中阳光面料复配1#、实施例3中阳光面料复配2#以及对照组单独A和单独B在汞灯光照下的情况图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
共聚PP PPR260来自于鸿基石化；乙烯-丙烯弹性体6202来自于威达美；复配抗氧化剂来自于ADK；复配光稳定剂来自于新秀化学；紫外线吸收剂UV234来自于湖北美蜂；复配抗菌剂来自于杭州合烁；超级分散润滑剂DP-310来自于路博润；PP阻燃母粒FR50C和FR50G来自于金华汉升；颜料(钛白粉，碳黑等)来自于杜邦；填料滑石粉HS-768来自于江西广源。
实施例1
TPO环保粒子的原料按照重量份包括：PPR260(熔值在30左右)50份(重量比45％)，乙烯-丙烯弹性体6202(硬度为60A左右)40份(重量比36％)，HS768(滑石粉)5份(重量比4.5％)，PP阻燃母粒FR50C 4份(重量比3.4％)，PP阻燃母粒FR50G 4份(重量比3.4％)，复配抗氧化剂0.3份(重量比0.25％)，复配光稳定剂0.8份(重量比0.67％)，紫外线吸收剂UV2340.6份(重量比0.5％)，超级分散润滑剂DP-310 0.3份(重量比0.25％)，复配抗菌剂0.2份(重量比0.17％)，金红石型钛白粉5份(重量比4.5％)，其余为颜料，其中复配抗氧化剂质量比为1：1的抗色污受阻酚抗氧化剂与亚磷酸酯的复配物，复配光稳定剂为质量比为1：2的低分子量受阻苯甲酸酯光稳定剂和高分子量受阻胺类光稳定剂的复配物，复配抗菌剂为质量比为1:1的异噻唑啉酮抗菌剂和吡啶硫酮锌抗菌剂的复配物。
将上述原料双螺杆造粒机中造粒，将得到的TPO环保粒子通过挤出机熔融后包覆PP原丝，然后经整经、编织、定型，得到TPO环保阳光面料，TPO环保粒子与PP原丝的质量百分比为70％:30％。
将本实施例中阳光面料按照ASTM G21-2015，观察到的真菌和霉菌生长量等级包括：0-无产生；1-有生长痕迹(少于10％)；2-轻度生长(10％-30％)；3-中度生长(30％-60％)；4-严重生长(60％-完全覆盖)。观察结果为：0-无产生。由此可见，本实施例中阳光面料的抗真菌能力经SGS测试结果为28天0级，代表此测试标准下材料的抗真菌能力达到最高级别。
对比例1
TPO粒子的原料根据实施例1，将乙烯-丙烯弹性体6202 40份改为POE9807(美国陶氏化学)40份，其余均与实施例1相同。
TPO阳光面料的制备与实施例1相同。
对比例2
TPO粒子的原料根据实施例1，将PPR260用量改为40份，将乙烯-丙烯弹性体620240份改为POE8150(美国陶氏化学)60份，其余均与实施例1相同。
TPO阳光面料的制备与实施例1相同。
将实施例1、对比例1和对比例2中阳光面料参照GB/T 5455的燃烧标准进行燃烧试验，实施例1、对比例1和对比例2都是制成同样组织结构的布，每片样经纬向各剪5片做燃烧测试，样片大小是250×80×1mm(长×宽×厚度)，结果如表1所示。其中续然时间越短越好，溶滴越少越好，燃烧长度越短越好。
表1
Figure BDA0002679628140000051
由表1可知，实施例1使用乙烯-丙烯弹性体6202制备得到的面料续燃时间基本为0，比对比例1和对比例2中面料续燃时间短很多，同时实施例1中面料溶滴滴数很少，甚至为0，而对比例1和对比例2中面料溶滴滴数比较多。并且实施例1中面料的燃烧长度比对比例1和对比例2中面料的燃烧长度短很多。由此可见，实施例1采用乙烯-丙烯弹性体6202使得面料的阻燃效果比采用传统POE好。
实施例1、对比例1和对比例2中TPO粒子的加工性能主要体现在拉丝工序的稳定性，拉丝工序为如表2所示，拉丝情况如表3所示。
表2
Figure BDA0002679628140000052
表3
Figure BDA0002679628140000061
由表3可知，实施例1中TPO粒子的加工性能比对比例1和对比例2中TPO粒子好，也就是说在这个TPO体系中乙烯-丙烯弹性体6202使得TPO粒子的加工性能比传统POE好。
对比例3
TPO环保粒子的原料根据实施例1，将实施例1中FR50C 4份和FR50G 4份改为FR50C8份，不添加FR50G，其余均与实施例1相同。
TPO阳光面料的制备与实施例1相同。
对比例4
TPO环保粒子的原料根据实施例1，将实施例1中FR50C 4份和FR50G 4份改为FR50G8份，不添加FR50C，其余均与实施例1相同。
TPO阳光面料的制备与实施例1相同。
将实施例1、对比例3和对比例4中阳光面料参照GB/T 5455的燃烧标准进行燃烧试验，实施例1、对比例3和对比例4都是制成同样组织结构的布，每片样经纬向各剪5片做燃烧测试，样片大小是250×80×1mm(长×宽×厚度)，结果如表4所示。其中续然时间越短越好，溶滴越少越好，燃烧长度越短越好。
表4
Figure BDA0002679628140000062
Figure BDA0002679628140000071
由表4可知，实施例1采用复配阻燃剂的面料续燃时间明显比对比例3和对比例4采用单独阻燃剂的面料短很多，并且实施例1中面料溶滴滴数比对比例4中面料少，而燃烧长度比对比例3中面料短很很多。由此可见，实施例1采用FR50C和FR50G的复配物使得面料的阻燃效果比单独使用FR50C或FR50G好。
实施例2
本实施例提供用于室内(比如用于窗帘等)的TPO环保粒子，原料按照重量份包括：PPR260(熔值在30左右)50份，乙烯-丙烯弹性体6202(硬度为60A左右)45份，PP阻燃母粒FR50C 4份，PP阻燃母粒FR50G 4份，复配抗氧化剂0.4份，复配光稳定剂0.8份，紫外线吸收剂UV234 0.5份，复配抗菌剂0.2份，分散剂DP310 0.3份，滑石粉HS-768 10份，金红石型杜邦钛白粉3份，根据颜色需求加入颜料，其中复配抗氧化剂质量比为1：1的抗色污受阻酚抗氧化剂与亚磷酸酯的复配物，复配光稳定剂为质量比为1：2的低分子量受阻苯甲酸酯光稳定剂(新秀化学5586)和高分子量受阻胺类光稳定剂(新秀化学901)的复配物，复配抗菌剂为质量比为1：1的异噻唑啉酮抗菌剂和吡啶硫酮锌抗菌剂的复配物。
将TPO环保粒子按照实施例1制备TPO环保阳光面料，记为复配1#。该TPO环保阳光面料阻燃效果与实施例1中阳光面料相同。
将上述TPO环保粒子原料中复配光稳定剂改为单独低分子量受阻苯甲酸酯光稳定剂(新秀化学5586)，其余均与上述相同，得到阳光面料记为单独A，作为对照。
将上述TPO环保粒子原料中复配光稳定剂改为单独高分子量受阻胺类光稳定剂(新秀化学901)，其余均与上述相同，得到阳光面料记为单独B，作为对照。
实施例3
本实施例提供用于室内(比如用于窗帘等)的TPO环保粒子，原料按照重量份包括：PPR260(熔值在30左右)50份，乙烯-丙烯弹性体6202(硬度为60A左右)45份，PP阻燃母粒FR50C 6份，PP阻燃母粒FR50G 6份，复配抗氧化剂0.5份，复配光稳定剂1份，紫外线吸收剂UV234 0.7份，复配抗菌剂0.2份，分散剂DP310 0.3份，滑石粉HS-768 10份，金红石型杜邦钛白粉3份，根据颜色需求加入颜料，其中复配抗氧化剂质量比为1：1的抗色污受阻酚抗氧化剂与亚磷酸酯的复配物，复配光稳定剂为质量比为1：2的低分子量受阻苯甲酸酯光稳定剂(新秀化学5586)和高分子量受阻胺类光稳定剂(新秀化学901)的复配物，复配抗菌剂为质量比为1：1的异噻唑啉酮抗菌剂和吡啶硫酮锌抗菌剂的复配物。
将TPO环保粒子按照实施例1制备TPO环保阳光面料，记为复配2#。该TPO环保阳光面料阻燃效果与实施例1中阳光面料相同。
将实施例2中阳光面料复配1#、实施例3中阳光面料复配2#以及对照组单独A和单独B分别在汞灯下光照0h、24h、48h，然后观察阳光面料，如图2所示，由图2可知，对照组单独A和单独B在光照24h和48h后，面料颜色明显变黄，而阳光面料复配1#、复配2#没有任何变化，说明原料中加入复配光稳定剂可以使得阳光面料具有很好的耐光性。
实施例4
本实施例提供用于室外(比如用于餐桌垫等)的TPO环保粒子，原料按照重量份包括：PPR260(熔值在30左右)45份，乙烯-丙烯弹性体6202(硬度为60A左右)50份，PP阻燃母粒FR50C 0份，PP阻燃母粒FR50G 0份，复配抗氧化剂0.4份，复配光稳定剂0.8份，紫外线吸收剂UV234 0.8份，复配抗菌剂0.3份，分散剂DP310 0.3份，滑石粉HS-768 5份，金红石型杜邦钛白粉4份，根据颜色需求加入颜料，其中复配抗氧化剂质量比为1：1的抗色污受阻酚抗氧化剂与亚磷酸酯的复配物，复配光稳定剂为质量比为1：2的低分子量受阻苯甲酸酯光稳定剂和高分子量受阻胺类光稳定剂的复配物，复配抗菌剂为质量比为1：1的异噻唑啉酮抗菌剂和吡啶硫酮锌抗菌剂的复配物。
实施例5
本实施例提供用于室外(比如用于餐桌垫等)的TPO环保粒子，原料按照重量份包括：PPR260(熔值在30左右)45份，乙烯-丙烯弹性体6202(硬度为60A左右)50份，PP阻燃母粒FR50C 0份，PP阻燃母粒FR50G 0份，复配抗氧化剂0.5份，复配光稳定剂1份，紫外线吸收剂UV234 1份，复配抗菌剂0.3份，分散剂DP310 0.3份，滑石粉HS367 5份，金红石型杜邦钛白粉4份，根据颜色需求加入颜料，其中复配抗氧化剂质量比为1：1的抗色污受阻酚抗氧化剂与亚磷酸酯的复配物，复配光稳定剂为质量比为1：2的低分子量受阻苯甲酸酯光稳定剂和高分子量受阻胺类光稳定剂的复配物，复配抗菌剂为质量比为1：1的异噻唑啉酮抗菌剂和吡啶硫酮锌抗菌剂的复配物。

Claims (10)

1.一种用于阳光面料的TPO环保粒子，其特征在于，所述粒子原料按照重量份包括：共聚PP 40-50份，乙烯-丙烯弹性体40-50份，复配抗氧化剂0.3-0.5份，复配光稳定剂0.6-1.0份，复配抗菌剂0.2-0.3份，复合协效阻燃剂0-12份，其中复合协效阻燃剂为两种不同PP阻燃母粒的复配物，两种不同PP阻燃母粒为FR50C、FR50G。
2.根据权利要求1所述TPO环保粒子，其特征在于，所述共聚PP为PPR260；乙烯-丙烯弹性体为6202型丙烯基弹性体；复配抗氧化剂为质量比为1-1.5:1-2的抗色污受阻酚抗氧化剂与亚磷酸酯抗氧化剂的复配物。
3.根据权利要求1所述TPO环保粒子，其特征在于，所述复配光稳定剂为质量比为1:2-3的低分子量受阻苯甲酸酯类光稳定剂和高分子量受阻胺类光稳定剂的复配物。
4.根据权利要求1所述TPO环保粒子，其特征在于，所述复配抗菌剂为质量比为1:1-2的异噻唑啉酮抗菌剂和吡啶硫酮锌抗菌剂的复配物。
5.根据权利要求1所述TPO环保粒子，其特征在于，所述复合协效阻燃剂的重量份为8-12份，两种不同PP阻燃母粒重量份分别为4-6份。
6.根据权利要求1所述TPO环保粒子，其特征在于，所述粒子原料还包括紫外线吸收剂0.5-1.0份，超级分散润滑剂0.3-0.5份，填料滑石粉5-10份，颜料2-7份。
7.一种TPO环保阳光面料，其特征在于，通过PP原丝上包覆如权利要求1所述TPO环保粒子得到。
8.一种如权利要求7所述阳光面料的制备方法，包括：
将TPO环保粒子的原料在双螺杆造粒机中造粒，将得到的TPO环保粒子通过挤出机熔融后包覆PP原丝，然后经整经、编织、定型，得到TPO环保阳光面料。
9.根据权利要求8所述方法，其特征在于，所述TPO环保粒子与PP原丝的质量百分比为70-80％:20-30％。
10.一种如权利要求1所述TPO环保粒子的应用。
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