CN112552603A - 一种持续香味型聚丙烯复合材料及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种持续香味型聚丙烯复合材料及其制备方法和应用，包括组分A和组分B，组分B的重量为组分A的1～3％；组分A由以下组分按重量份组成：聚丙烯40～90份，聚乙烯5‑10份，矿粉0～30份，增韧剂5～15份，抗氧剂：0.4～1份，光稳剂：0.1～0.5份；组分B由以下组分按重量份组成：聚丙烯50～75份，多孔二氧化硅20～40份，植物香精液体5～10份，抗氧剂：0.2～0.4份。组分A在生产过程中经过抽真空和循环干燥，除去产品中的小分子，降低材料的气味。组分B中通过多孔二氧化硅对植物香精液体进行有效吸附和缓慢释放，得到持续香味型聚丙烯材料。本发明所制得的材料香味持久，给人以愉悦的气味感观，适用于汽车、家电、玩具等应用领域。
Description
技术领域
本发明属于高分子材料改性技术领域和加工技术领域，具体涉及一种持续香味型聚丙烯复合材料及其制备方法和应用。
背景技术
在汽车工业、家电以及玩具等领域，改性聚丙烯(PP)材料的应用范围不断扩大，对改性聚丙烯的技术要求也是越来越高。聚丙烯材料常常通过双螺杆挤出加工，双螺杆挤出机剪切作用强，在加工过程中，聚丙烯材料的气味变大，让使用者产生不舒适感。因此发明一种具有植物清香的聚丙烯材料，遮盖掉常规改性聚丙烯材料的塑料味和焦糊味，给人以愉悦的气味感观，在汽车、家电、玩具等应用领域具有广阔的市场前景。
发明内容
本发明的目的是提供一种持续香味型聚丙烯复合材料及其制备方法和应用，以解决现有技术中的问题。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种持续香味型聚丙烯复合材料，包括组分A和组分B，组分B的重量为组分A重量的1～3％；其中：
组分A由以下组分按重量份组成：
聚丙烯40～90份，
聚乙烯5-10份，
矿粉0～30份，
增韧剂5～15份，
抗氧剂0.4～1份，
光稳剂0.1～0.5份；
组分B由以下组分按重量份组成：
聚丙烯50～75份，
多孔二氧化硅20～40份，
植物香精液体5～10份，
抗氧剂0.2～0.4份。
进一步方案，所述聚丙烯为共聚聚丙烯、均聚聚丙烯中的至少一种，其在 230℃、2.16kg条件下的熔体流动速率为3～100g/10min。
进一步方案，所述聚乙烯为茂金属线性低密度聚乙烯，在190℃、2.16kg条件下的熔体流动速率为1～20g/10min，密度为0.912～0.930g/cm3。
进一步方案，所述矿粉为滑石粉、碳酸钙、云母、硅灰石中的至少一种；所述矿粉的粒径为2～15微米。
进一步方案，所述增韧剂为乙烯-辛烯共聚物弹性体、乙烯-丙烯共聚物弹性体、乙烯-丁烯共聚物中的至少一种。
进一步方案，所述的抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂168和抗氧剂1076中的至少一种；所述的光稳剂为受阻胺类光稳定剂。
进一步方案，所述植物香精液体为玫瑰味、绿茶味、竹香味、百合花味或茉莉花味植物香精中的一种。
进一步方案，所述多孔二氧化硅为超细多孔二氧化硅，其粒径范围为0.5～5 微米。
本发明的另一个目的是提供上述所述的持续香味型聚丙烯复合材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)组分A的制备：按配比将聚丙烯、聚乙烯、矿粉、增韧剂、抗氧剂和光稳剂放入高速混合机中混合3～5分钟后，加入带有抽真空设备的双螺杆挤出机中挤出造粒，造粒所得粒子经过循环干燥得到组分A；其中：循环干燥的温度为 100-130℃，时间为4～24h；双螺杆挤出机的料筒温度为180～210℃；通过抽真空设备的抽真空作用，使双螺杆挤出机内达到一定的真空度，去除材料中小分子物质。
(2)组分B的制备：按配比将聚丙烯、多孔二氧化硅、植物香精液体和抗氧剂在高混机中混合3～5分钟后加入双螺杆挤出机中挤出，控制双螺杆挤出机的料筒温度在180～210℃范围内，挤出条经过冷却、干燥、造粒得到组分B。
(3)按配比将组分A与组分B进行混合得到持续香味型聚丙烯复合材料。
本发明的第三个目的是提供上述所述的持续香味型聚丙烯复合材料在汽车、家电、玩具领域的应用。所述材料自带植物清香，遮盖了常规改性聚丙烯材料的塑料味和焦糊味，气味持久，给人以愉悦的气味感观。
本发明有益效果体现在：
本发明组分A生产过程中经过抽真空和循环干燥处理，可以除去产品中的小分子物质，降低材料的气味。本发明中将聚丙烯、多孔二氧化硅与植物香精液体在高混机中混合后，再经过双螺杆挤出造粒得到组分B。组分B中的多孔二氧化硅对植物香精液体进行有效吸附和缓慢释放，按照比例将组分B 添加到组分A中，得到本发明的持续香味型聚丙烯材料。本发明所制得的材料自带的植物清香，遮盖了常规改性聚丙烯材料的塑料味和焦糊味。本发明所制得的材料香味持久，给人以愉悦的气味感观，适用于汽车、家电、玩具等应用领域。
附图说明
图1带有抽真空设备的双螺杆挤出机的结构示意图；
附图标记：1-喂料口，2-对空排气口，3-第一真空排气口，4-第二真空排气口。
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或设备的型号以及供应商如下：
聚丙烯K7726H为北京燕山石油化工有限公司生产的共聚聚丙烯。聚丙烯311MK40T为中沙天津生产的共聚聚丙烯。聚丙烯S2040为上海赛科石油化工公司生产的均聚聚丙烯。E1018HA为埃克森美孚公司生产的茂金属线性低密度聚乙烯。E1518HA为埃克森美孚公司生产的茂金属线性低密度聚乙烯。增韧剂为陶氏化学公司生产的POE 8200。抗氧剂为巴斯夫股份公司生产的1010、1076和 168。光稳剂为氰特化工(上海)有限公司生产的3808PP5。其他试剂均为市购常规化学试剂；
抽真空设备为真空泵，额定功率3.0KW，电压380V，生产厂家为淄博市博山联谊真空泵厂，型号：SK-1.3；循环干燥箱为上海聚有机械厂生产的VOC全自动化异味处理系统，型号：JY-4。
上述试剂或设备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。
图1为本发明所用的带有抽真空设备的双螺杆挤出机的结构示意图，双螺杆挤出机中喂料口1、对空排气口2的位置如图中所示；所述双螺杆挤出机上开设两个真空排气口，分别为第一真空排气口3和第二真空排气口4，通过第一真空排气口3和第二真空排气口4连接抽真空设备，从而使双螺杆挤出机内达到一定的真空度，真空度可达到-0.08MPa。在此真空环境下，物质的沸点降低，从而加速产品中小分子的溢出，降低材料的气味。
实施例1
(1)组分A的制备：将40份聚丙烯K7726H、10份聚乙烯E1518HA、30 份硅灰石、15份增韧剂POE 8200、0.2份抗氧剂1010、0.2份抗氧剂168和0.1 份光稳剂3808PP5放入高速混合机中混合3分钟；将上述混合物加入带有抽真空设备的双螺杆挤出机中挤出造粒，造粒所得粒子经过循环干燥得到组分A，循环干燥温度为100℃，时间为24h。双螺杆挤出机的料筒各区段温度分别设置为：一区180℃、二区190℃、三区195℃、四区200℃、五区205℃、六区210℃、机头210℃。
(2)组分B的制备：将50份聚丙烯K7726H、40份多孔二氧化硅、10份玫瑰味植物香精液体、0.1份抗氧剂1010和0.1份抗氧剂168在高混机中混合3 分钟，将上述混合物加入双螺杆挤出机中挤出。双螺杆挤出机的料筒各区段温度分别设置为：一区180℃、二区190℃、三区195℃、四区200℃、五区205℃、六区210℃、机头210℃。挤出条通过循环水槽冷却至室温，经过吹风机干燥后进入切粒机造粒得到组分B。
(3)将步骤1得到的组分A与步骤2得到的组分B进行混合即得最终产品；其中组分B的重量为组分A的1％。
实施例2
(1)组分A的制备：将60份聚丙烯311MK40T、7.5份聚乙烯E1018HA、 22.5份碳酸钙、10份增韧剂POE 8200、0.3份抗氧剂1010、0.3份抗氧剂168和 0.2份光稳剂3808PP5放入高速混合机中混合4分钟；将上述混合物加入带有抽真空设备的双螺杆挤出机，造粒所得粒子经过循环干燥得到组分A，循环干燥温度为110℃，时间为16h。双螺杆挤出机的料筒各区段温度分别设置为：一区 180℃、二区180℃、三区185℃、四区190℃、五区195℃、六区200℃、机头 205℃。
(2)组分B的制备：将62.5份聚丙烯311MK40T、30份多孔二氧化硅、7.5 份绿茶味植物香精液体、0.15份抗氧剂1010和0.15份抗氧剂168在高混机中混合4分钟，将上述混合物加入双螺杆挤出机中挤出。双螺杆挤出机的料筒各区段温度分别设置为：一区180℃、二区180℃、三区185℃、四区190℃、五区195℃、六区200℃、机头205℃。挤出条通过循环水槽冷却至室温，经过吹风机干燥后进入切粒机造粒得到组分B。
(3)将步骤1得到的组分A与步骤2得到的组分B进行混合即得最终产品；其中组分B的重量为组分A的2％。
实施例3
(1)组分A的制备：将35份聚丙烯K7726H、40份聚丙烯S2040、5份聚乙烯E1518HA、15份滑石粉、5份增韧剂POE 8200、0.4份抗氧剂1076、0.4份抗氧剂168和0.3份光稳剂3808PP5放入高速混合机中混合5分钟；将上述混合物加入带有抽真空设备的双螺杆挤出机中挤出造粒，造粒所得粒子经过循环干燥得到组分A，循环干燥温度为120℃，时间为8h。双螺杆挤出机的料筒各区段温度分别设置为：一区180℃、二区180℃、三区185℃、四区190℃、五区195℃、六区200℃、机头210℃。
(2)组分B的制备：将75份聚丙烯K7726H、20份多孔二氧化硅、5份竹香味植物香精液体、0.1份抗氧剂1076和0.15份抗氧剂168在高混机中混合5 分钟，将上述混合物加入双螺杆挤出机中挤出。双螺杆挤出机的料筒各区段温度分别设置为：一区180℃、二区180℃、三区185℃、四区190℃、五区195℃、六区200℃、机头210℃。挤出条通过循环水槽冷却至室温，经过吹风机干燥后进入切粒机造粒得到组分B。
(3)将步骤1得到的组分A与步骤2得到的组分B进行混合即得最终产品；其中组分B的重量为组分A的3％。
实施例4
(1)组分A的制备：将77.5份聚丙烯S2040、7.5份聚乙烯E1018HA、7.5 份滑石粉、7.5份增韧剂POE 8200、0.5份抗氧剂1076、0.5份抗氧剂168和0.4 份光稳剂3808PP5放入高速混合机中混合5分钟；将上述混合物加入带有抽真空设备的双螺杆挤出机中挤出造粒，造粒所得粒子经过循环干燥得到组分A，循环干燥温度为130℃，时间为6h。双螺杆挤出机的料筒各区段温度分别设置为：一区180℃、二区190℃、三区195℃、四区200℃、五区200℃、六区205℃、机头210℃。
(2)组分B的制备：将75份聚丙烯S2040、20份多孔二氧化硅、5份百合花味植物香精液体、0.2份抗氧剂1076和0.2份抗氧剂168在高混机中混合4分钟，将上述混合物加入双螺杆挤出机中挤出。双螺杆挤出机的料筒各区段温度分别设置为：一区180℃、二区190℃、三区195℃、四区200℃、五区200℃、六区205℃、机头210℃。挤出条通过循环水槽冷却至室温，经过吹风机干燥后进入切粒机造粒得到组分B。
(3)将步骤1得到的组分A与步骤2得到的组分B进行混合即得最终产品；其中组分B的重量为组分A的2％。
实施例5
(1)组分A的制备：将50份聚丙烯K7726H、40份聚丙烯311MK40T、5 份聚乙烯E1518HA、5份增韧剂POE 8200、0.3份抗氧剂1076、0.4份抗氧剂168 和0.4份光稳剂3808PP5放入高速混合机中混合4分钟；将上述混合物加入带有抽真空设备的双螺杆挤出机中挤出造粒，造粒所得粒子经过循环干燥得到组分 A，循环干燥温度为130℃，时间为4h。双螺杆挤出机的料筒各区段温度分别设置为：一区185℃、二区190℃、三区195℃、四区200℃、五区200℃、六区205℃、机头205℃。
(2)组分B的制备：将62.5份聚丙烯K7726H、30份多孔二氧化硅、7.5 份茉莉味植物香精液体、0.1份抗氧剂1076和0.2份抗氧剂168在高混机中混合 3分钟，将上述混合物加入双螺杆挤出机中挤出。双螺杆挤出机的料筒各区段温度分别设置为：一区185℃、二区190℃、三区195℃、四区200℃、五区200℃、六区205℃、机头205℃。挤出条通过循环水槽冷却至室温，经过吹风机干燥后进入切粒机造粒得到组分B。
(3)将步骤1得到的组分A与步骤2得到的组分B进行混合即得最终产品；其中组分B的重量为组分A的2％。
对比例1
(1)组分A的制备：将60份聚丙烯311MK40T、7.5份聚乙烯E1018HA、 22.5份碳酸钙、10份增韧剂POE 8200、0.3份抗氧剂1010、0.3份抗氧剂168和 0.2份光稳剂3808PP5放入高速混合机中混合4分钟；将上述混合物加入带有抽真空设备的双螺杆挤出机中挤出造粒，造粒所得粒子不用经过循环干燥处理。双螺杆挤出机的料筒各区段温度分别设置为：一区180℃、二区180℃、三区185℃、四区190℃、五区195℃、六区200℃、机头205℃。
(2)组分B的制备：将62.5份聚丙烯311MK40T、30份多孔二氧化硅、7.5 份竹香味植物香精液体、0.15份抗氧剂1010和0.15份抗氧剂168在高混机中混合4分钟，将上述混合物加入双螺杆挤出机中挤出，双螺杆挤出机的料筒各区段温度分别设置为：一区180℃、二区180℃、三区185℃、四区190℃、五区195℃、六区200℃、机头205℃。挤出条通过循环水槽冷却至室温，经过吹风机干燥后进入切粒机造粒得到组分B。
(3)将步骤1得到的组分A与步骤2得到的组分B进行混合即得最终产品；其中组分B的重量为组分A的2％。
对比例2
(1)组分A的制备：将77.5份聚丙烯S2040、7.5份聚乙烯E1018HA、7.5 份滑石粉、7.5份增韧剂POE 8200、0.5份抗氧剂1076、0.5份抗氧剂168和0.4 份光稳剂3808PP5放入高速混合机中混合5分钟；将上述混合物加入带有抽真空设备的双螺杆挤出机中挤出造粒，造粒所得粒子经过循环干燥得到组分A，循环干燥温度为130℃，时间为6h。双螺杆挤出机的料筒各区段温度分别设置为：一区180℃、二区190℃、三区195℃、四区200℃、五区200℃、六区205℃、机头210℃。
(2)组分B的制备：将75份聚丙烯S2040、20份滑石粉、5份百合花味植物香精液体、0.2份抗氧剂1076和0.2份抗氧剂168在高混机中混合4分钟，将上述混合物加入双螺杆挤出机中挤出，控制双螺杆挤出机的料筒温度在180～210℃范围内，挤出条通过循环水槽冷却至室温，经过吹风机干燥后进入切粒机造粒得到组分B。
(3)将步骤1得到的组分A与步骤2得到的组分B进行混合即得最终产品；其中组分B的重量为组分A的2％。
对比例3
将60份聚丙烯311MK40T、7.5份聚乙烯E1018HA、22.5份碳酸钙、10份增韧剂POE8200、0.3份抗氧剂1010、0.3份抗氧剂168、0.2份光稳剂3808PP5、 0.6份多孔二氧化硅和0.15份绿茶味植物香精液体放入高速混合机中混合4分钟；将上述混合物加入带有抽真空设备的双螺杆挤出机中挤出造粒，造粒所得粒子经过循环干燥，循环干燥温度为110℃，时间为16h。双螺杆挤出机的料筒各区段温度分别设置为：一区180℃、二区180℃、三区185℃、四区190℃、五区 195℃、六区200℃、机头205℃。
各实施例和对比例的气味测试结果见下列表1。
表1实施例和对比例的气味测试结果
从实施例1～5可以看出，本发明所制得的持续香味型聚丙烯材料自带的植物清香，遮盖了常规改性聚丙烯材料的塑料味和焦糊味。本发明所制得的材料香味持久，给人以愉悦的气味感观，适用于汽车、家电、玩具等应用领域。
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。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种持续香味型聚丙烯复合材料，其特征在于：包括组分A和组分B，组分B的重量为组分A重量的1～3％；其中：
组分A由以下组分按重量份组成：
聚丙烯40～90份，
聚乙烯5-10份，
矿粉0～30份，
增韧剂5～15份，
抗氧剂0.4～1份，
光稳剂0.1～0.5份；
组分B由以下组分按重量份组成：
聚丙烯50～75份，
多孔二氧化硅20～40份，
植物香精液体5～10份，
抗氧剂0.2～0.4份。
2.根据权利要求1所述的持续香味型聚丙烯复合材料，其特征在于：所述聚丙烯为共聚聚丙烯、均聚聚丙烯中的至少一种，其在230℃、2.16kg条件下的熔体流动速率为3～100g/10min。
3.根据权利要求1所述的持续香味型聚丙烯复合材料，其特征在于：所述聚乙烯为茂金属线性低密度聚乙烯，在190℃、2.16kg条件下的熔体流动速率为1～20g/10min。
4.根据权利要求1所述的持续香味型聚丙烯复合材料，其特征在于：所述矿粉为滑石粉、碳酸钙、云母、硅灰石中的至少一种；所述矿粉的粒径为2～15微米。
5.根据权利要求1所述的持续香味型聚丙烯复合材料，其特征在于：所述增韧剂为乙烯-辛烯共聚物弹性体、乙烯-丙烯共聚物弹性体、乙烯-丁烯共聚物中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的持续香味型聚丙烯复合材料，其特征在于：所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂168和抗氧剂1076的混合物；所述的光稳剂为受阻胺类光稳定剂。
7.根据权利要求1所述的持续香味型聚丙烯复合材料，其特征在于：所述植物香精液体为玫瑰味、绿茶味、竹香味、百合花味或茉莉花味植物香精中的一种。
8.根据权利要求1所述的持续香味型聚丙烯复合材料，其特征在于：所述多孔二氧化硅为超细多孔二氧化硅，其粒径范围为0.5～5微米。
9.根据权利要求1-8任一所述的持续香味型聚丙烯复合材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)组分A的制备：按配比将聚丙烯、聚乙烯、矿粉、增韧剂、抗氧剂和光稳剂放入高速混合机中混合3～5分钟后，加入带有抽真空设备的双螺杆挤出机中挤出造粒，造粒所得粒子经过循环干燥得到组分A；其中：循环干燥的温度为100-130℃，时间为4～24h；双螺杆挤出机的料筒温度为180～210℃；
(2)组分B的制备：按配比将聚丙烯、多孔二氧化硅、植物香精液体和抗氧剂在高混机中混合3～5分钟后加入双螺杆挤出机中挤出，控制双螺杆挤出机的料筒温度在180～210℃范围内，挤出条经过冷却、干燥、造粒得到组分B。
(3)按配比将组分A与组分B进行混合得到持续香味型聚丙烯复合材料。
10.如权利要求1-8任一所述的持续香味型聚丙烯复合材料在汽车、家电、玩具领域的应用。
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