CN112358682A - 低气味低voc阻燃聚丙烯材料及其制备成型方法、应用、制备设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种低气味低VOC阻燃聚丙烯材料及其制备成型方法、应用、制备设备,属于高分子材料领域,现有浴室多功能取暖器未能同时满足产品阻燃要求又能实现低VOC且成本低,本发明以低熔点高流动性聚丙烯、环保包覆型复配高效阻燃剂、环保型无机填料、反应接枝型硅酮母粒、复合高效光热稳定剂、分散剂和润滑剂为组分,配合高温挤出工艺及低温注塑工艺,能有效的降低浴霸产品VOC含量,高温工作条件下低气味低VOC散发,提升消费者沐浴体验,保护消费者健康。能同时满足产品阻燃要求又能实现低VOC且成本低。
Description
技术领域
本发明属于高分子材料领域,具体涉及应用于浴室多功能取暖器的低气味低VOC阻燃聚丙烯材料及其制备成型方法、应用、制备设备。
背景技术
目前市面上高分子材料所宣传的低VOC,所能达到的要求基本上为≤50μg/g,其所采用的方法为添加气味处理剂为主,应用产品多以汽车内饰件为主,大部分无阻燃要求。
目前浴室多功能取暖器市场并未关注产品在高温工作下的气味散发及VOC散发情况,现在消费者越来越注重空气健康,提出了这方面的需求。依据国标对室内加热器的要求,产品所用材料基本需阻燃要求,现在市场上基本没有能同时满足产品阻燃要求又能实现低VOC且成本低的材料。
发明内容
本发明要解决的技术问题和提出的技术任务是克服现有浴室多功能取暖器未能同时满足产品阻燃要求又能实现低VOC且成本低的缺陷,提供一种低气味低VOC阻燃聚丙烯材料及其制备成型方法、应用、制备设备。
为达到上述目的,本发明的低气味低VOC阻燃聚丙烯材料,其特征是包括以下质量百分含量的组分:
低熔点高流动性聚丙烯60-90%,
环保包覆型复配高效阻燃剂2-15%,
环保型无机填料5-20%,
反应接枝型硅酮母粒0.5-5%,
复合高效光热稳定剂0.2-2%,
分散剂和润滑剂0.2-2%;
各组分的质量百分含量之和为100%。
作为优选技术手段:
所述聚丙烯的熔融指数为70g/10min(230℃,2.16kg);
所述阻燃剂为磷氮类复配高效阻燃剂;
所述环保型无机填料为硫酸钡及滑石粉中的一种或两种;
所述复合高效光热稳定剂为聚合型受阻胺类光稳定剂944或/和622;
所述分散剂为乙撑双硬脂酰胺EBS,所述润滑剂为三井蜡。
前述低气味低VOC阻燃聚丙烯材料,其制备成型方法包括以下步骤:
1)助剂高效混合;
2)失重秤称量下料;
3)高温熔融混炼,抽真空处理,210-250℃挤出;
4)过水冷却,干燥切粒,混合均匀;
5)190-210℃注塑成型。
为达到上述目的,本发明的低气味低VOC阻燃聚丙烯材料,其特征是包括以下质量百分含量的组分:
低熔点高流动性聚丙烯60-90%,
普通阻燃剂2-15%,
环保型无机填料5-20%,
反应接枝型硅酮母粒0.5-5%,
复合高效光热稳定剂0.2-2%,
分散剂和润滑剂0.2-2%,
气味处理剂0.1-5%,
各组分的质量百分含量之和为100%。
该低气味低VOC阻燃聚丙烯材料,其制备成型方法包括以下步骤:
1)助剂高效混合;
2)失重秤称量下料;
3)高温熔融混炼,抽真空处理,低温挤出;
4)过水冷却,干燥切粒,混合均匀;
5)注塑成型。
为达到上述目的,本发明的低气味低VOC阻燃聚丙烯材料的应用,其特征是:用于注塑成型浴室取暖器的结构件。
为达到上述目的,本发明的低气味低VOC阻燃聚丙烯材料的制备设备,包括挤出机,其特征是:所述挤出机的熔融段上方增加用于对熔融段抽真空的真空泵。
本发明以低熔点高流动性聚丙烯、环保包覆型复配高效阻燃剂、环保型无机填料、反应接枝型硅酮母粒、复合高效光热稳定剂、分散剂和润滑剂为组分,能有效的降低浴霸产品VOC含量,高温工作条件下低气味低VOC散发,提升消费者沐浴体验,保护消费者健康。能同时满足产品阻燃要求又能实现低VOC且成本低。
附图说明
图1为本发明挤出机的示意图;
图中标号说明:100双螺杆挤出机,200失重秤,300真空泵。
具体实施方式
以下结合说明书附图对本发明做进一步说明。
本发明的低气味低VOC阻燃聚丙烯材料,一种是包括以下质量百分含量的组分:
低熔点高流动性聚丙烯60-90%,后期注塑时以较低的温度成型,减少高分子材料在注塑高温下的分解;
环保包覆型复配高效阻燃剂2-15%,能与PP材料更好的相容,同时包覆的方式使阻燃剂有双重保护,不会轻易散发气味产生VOC;
环保型无机填料5-20%,给材料提供一定的强度和支撑,无气味;
反应接枝型硅酮母粒0.5-5%,有助于材料注塑成型时更好的脱模,不用在生产时在模具上喷脱模剂,避免成型污染;所采用的反应接枝型硅酮母粒以聚丙烯为载体,与聚丙烯主体有效相容,避免析出问题,增加材料的流动性和爽滑性,有效改善材料的脱模性能,使材料在注塑生产时无需额外喷涂脱模剂,避免成型污染。
复合高效光热稳定剂0.2-2%,使材料在高温工作环境下具有更长的使用寿命;
分散剂和润滑剂0.2-2%;
各组分的质量百分含量之和为100%。
优选的,聚丙烯的熔融指数为70g/10min(230℃,2.16kg);如北欧化工的聚丙烯材料:BJ 368MO,230℃/2.16kg 熔融指数为70g/10min,高流动性PP材料对添加物如阻燃剂、无机粉体等形成更好的包覆效果,在注塑期间能以较低的温度成型,减少高分子材料在注塑高温下的分解,较少VOC的产生。
阻燃剂为磷氮类复配高效阻燃剂;较小的添加量就能获得良好的阻燃效果,采用乙烯-丙烯酸类共聚物作为包覆树脂,将阻燃剂粉末进行包覆处理。处理后的阻燃剂具有与聚丙烯材料更好的相容性,不容易迁移,同时包覆树脂的存在使阻燃剂避免了在挤出螺杆的剪切作用下产生高温而造成的分解与发黑现象。
环保型无机填料为硫酸钡及滑石粉中的一种或两种;填料的加入可以增加聚丙烯材料的物理强度,同时具备成核剂的作用,减少聚丙烯材料的结晶周期。硫酸钡还具有增白效果,替代钛白粉的作用。
复合高效光热稳定剂为聚合型受阻胺类光稳定剂944或/和622;能有效防止光、热、水对聚丙烯材料的降解作用。热稳定剂为受阻酚类抗氧剂1010,能有效增强聚丙烯材料在长期使用过程中的抗氧老化性能;辅助抗氧剂为亚磷酸酯类抗氧剂168,避免聚丙烯材料在高温挤出过程中的热氧老化。
分散剂为乙撑双硬脂酰胺EBS,所述润滑剂为三井蜡,能提高颜料及填料在聚丙烯主体中的分散性能,减小粉体的团聚效应,保证材料的稳定性,同时提升材料的表面效果。
上述低气味低VOC阻燃聚丙烯材料,按照下述步骤制备成型:
1)助剂高效混合;
2)失重秤称量下料;
3)高温熔融混炼,抽真空处理,210-250℃挤出;
4)过水冷却,干燥切粒,混合均匀;
5)190-210℃注塑成型。
本发明的低气味低VOC阻燃聚丙烯材料,另一种是包括以下质量百分含量的组分:
低熔点高流动性聚丙烯60-90%,
普通阻燃剂2-15%,
环保型无机填料5-20%,
反应接枝型硅酮母粒0.5-5%,
复合高效光热稳定剂0.2-2%,
分散剂和润滑剂0.2-2%,
气味处理剂0.1-5%,
各组分的质量百分含量之和为100%。
上述低气味低VOC阻燃聚丙烯材料,按照下述步骤制备成型:
1)助剂高效混合;
2)失重秤称量下料;
3)高温熔融混炼,抽真空处理,低温挤出;
4)过水冷却,干燥切粒,混合均匀;
5)注塑成型。
注塑上述低气味低VOC阻燃聚丙烯材料时,采用挤出机,并在挤出机的熔融段上方增加用于对熔融段抽真空的真空泵。
该低气味低VOC阻燃聚丙烯材料,优选用于注塑成型浴室取暖器的结构件。
本发明,抽粒生产过程采用失重秤来精确控制各组分的添加,采用双螺杆挤出机,在挤出过程中采用较高的挤出温度:210-250℃,使各组分材料在熔融过程中尽可能的将不稳定的成分或杂质释放出来,在挤出机熔融段上方增加真空泵,将产生的挥发性有机物抽离,使生产的塑料粒子达到低气味、低VOC的效果。
本发明,在产品的注塑过程中,得益于所生产的PP材料的高熔指特性,使注塑成型温度得以在较低温度190-210℃下进行,从而减少材料在注塑高温下的分解而导致VOC的产生,同时机头料和次品不再使用,避免因回料的加入而产生更多的VOC。回料因为多次成型受热而导致各方面性能下降,耐热性能更差,更易受热分解产生VOC。
本发明,经过创新的配方、创新的生产工艺、创新的注塑工艺三个方面的创新及优化管控,最终产品的VOC含量经过第三方检测机构测试,数值≤20μg/g。
以下是本发明的实施例数据
注:表中ND(≤10)表示由于仪器检出下限为10.0μg/g;实际检出数据≤10μg/g,检测仪器未显示具体数据。
Claims (7)
1.低气味低VOC阻燃聚丙烯材料,其特征是包括以下质量百分含量的组分:
低熔点高流动性聚丙烯60-90%,
环保包覆型复配高效阻燃剂2-15%,
环保型无机填料5-20%,
反应接枝型硅酮母粒0.5-5%,
复合高效光热稳定剂0.2-2%,
分散剂和润滑剂0.2-2%;
各组分的质量百分含量之和为100%。
2.根据权利要求1所述的低气味低VOC阻燃聚丙烯材料,其特征是:
所述聚丙烯的熔融指数为70g/10min(230℃,2.16kg);
所述阻燃剂为磷氮类复配高效阻燃剂;
所述环保型无机填料为硫酸钡及滑石粉中的一种或两种;
所述复合高效光热稳定剂为聚合型受阻胺类光稳定剂944或/和622;
所述分散剂为乙撑双硬脂酰胺EBS,所述润滑剂为三井蜡。
3.根据权利要求1或2所述的低气味低VOC阻燃聚丙烯材料的制备成型方法,其特征是包括以下步骤:
1)助剂高效混合;
2)失重秤称量下料;
3)高温熔融混炼,抽真空处理,210-250℃挤出;
4)过水冷却,干燥切粒,混合均匀;
5)190-210℃注塑成型。
4.低气味低VOC阻燃聚丙烯材料,其特征是包括以下质量百分含量的组分:
低熔点高流动性聚丙烯60-90%,
普通阻燃剂2-15%,
环保型无机填料5-20%,
反应接枝型硅酮母粒0.5-5%,
复合高效光热稳定剂0.2-2%,
分散剂和润滑剂0.2-2%,
气味处理剂0.1-5%,
各组分的质量百分含量之和为100%。
5.根据权利要求4所述的低气味低VOC阻燃聚丙烯材料的制备成型方法,其特征是包括以下步骤:
1)助剂高效混合;
2)失重秤称量下料;
3)高温熔融混炼,抽真空处理,低温挤出;
4)过水冷却,干燥切粒,混合均匀;
5)注塑成型。
6.根据权利要求1或2或4所述的低气味低VOC阻燃聚丙烯材料的应用,其特征是:用于注塑成型浴室取暖器的结构件。
7.根据权利要求3或5所述的低气味低VOC阻燃聚丙烯材料的制备设备,包括挤出机,其特征是:所述挤出机的熔融段上方增加用于对熔融段抽真空的真空泵。
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