CN112574440A - 一种聚丙烯用吸附型低气味母粒及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种聚丙烯用吸附型低气味母粒，属于高分子材料领域。本发明所述聚丙烯用吸附型低气味母粒的组分中，该产品以高吸附性和高稳定性有机吸附剂硅胶粉复配改性聚丙烯树脂，不仅使产品具有较好的气味吸附效果，应用广泛；同时在汽车聚丙烯产品生产加工等过程中可有效对有毒物质进行不可您吸附，避免后期挥发，从而提高制品的气味效果。本发明还提供了所述聚丙烯用吸附型低气味母粒的制备方法，该制备方法操作步骤简单，工艺要求低，可实现工业化大规模生产。本发明还提供了所述聚丙烯用吸附型低气味母粒在汽车用聚丙烯产品制备和加工中的应用。
Description
技术领域
本发明涉及高分子材料技术领域，具体涉及一种聚丙烯用吸附型低气味母粒及其制备方法。
背景技术
近年来，各类汽车室内的污染事件频发，消费者对于车内健康环节愈发强烈的诉求。车内空气污染问题已成为继中国装饰装修和家具污染、室内环境中的PM2.5污染之后第三大危害人体健康的室内环境污染问题。一般而言，车内空气质量问题主要原因是汽车内饰材料释放的有毒物质，散发令人不愉快的气味，这与车辆制造工艺和零部件有着直接关系；其中影响比较大的零部件有汽车仪表板总成、车门饰板、地毯、顶棚、汽车线束、座椅总成等。而这些零部件的基础材质，一般都是用调色后的聚丙烯塑料来制成的。虽然今年来各大石化厂通过配方调节和工艺调节使聚丙烯自身的散发特性有了很大的提升，但是在色母粒方面缺乏控制，大多数使用聚丙烯直接混匀色母注塑的产品气味依旧偏高，对整车散发产生了不良影响。
CN103739955A公开了一种低气味、高分散的色母粒及其制备方法，该现有技术使用以高熔体发泡PP为载体的水母粒作为气提剂，可以有效去除加工过程中产生的各种挥发性小分子和有机化合物，所制备的聚丙烯组合物具有低气味、低散发的特性，可以满足汽车内饰件的要求。但是该产品应用范围仅为定制材料，无法添加到其他产品中降低气味，同时也无法避免二次注塑过程中因高温高剪切产生释放的有毒物质挥发导致的气味问题。
发明内容
基于现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种应用范围广泛，吸附能力强且气味效果好的聚丙烯用吸附型低气味母粒。
为了达到上述目的，本发明采取的技术方案为：
一种聚丙烯用吸附型低气味母粒，包括以下重量份的组分：聚丙烯树脂30～80份、硅胶粉20～60份、相容剂0.5～5份以及热稳定助剂0.5～5份；所述硅胶粉的平均孔径为1000～20000A°。
本发明所述产品中使用的硅胶粉为一种由形成凝集结构的胶体粒子构成的有机吸附剂，所述胶体粒子是水合状态硅胶(多硅酸)的缩聚物，属于非晶态物质；而因胶体粒子的集合体的间隙使硅胶粉颗粒内部具有微孔隙结构，因此，相比于传统无机吸附剂，含有一定孔径范围的硅胶粉是一种具有丰富微孔结构，高比表面积、高纯度、高活性的优质吸附材料。此外，硅胶粉具有刚性的骨架结构，机械强度高，也具有良好的热稳定性和化学稳定性能。
本发明所述聚丙烯用吸附型低气味母粒的组分中，以高吸附性和高稳定性有机吸附剂硅胶粉复配改性聚丙烯树脂，不仅使产品具有较好的气味吸附效果，应用广泛；同时在汽车聚丙烯产品生产加工等过程中可有效对有毒物质进行不可您吸附，避免后期挥发，从而提高制品的气味效果。
优选地，所述聚丙烯用吸附型低气味母粒，包括以下重量份的组分：聚丙烯树脂45～75份、硅胶粉30～50份、相容剂0.5～5份以及热稳定助剂0.5～5份。
所述配比下制得的吸附型低气味母粒在应用于聚丙烯产品生产过程中可有效吸附其产生的有毒刺激性物质。
优选地，所述聚丙烯的熔体质量流动速率为1～120g/10min；所述熔体质量流动速率在230℃及2.16kg的测试条件下测得。更优选地，所述所述聚丙烯的熔体质量流动速率为10～30g/10min；更优选地，所述聚丙烯为中石化生产的增强型聚丙烯EP548R。
熔体流动速率主要用于区别聚合物熔融状态下的粘流特性，所述熔体流动速率下的聚丙烯在制备过程中可与吸附剂更加均匀地混合。
优选地，所述硅胶粉的平均孔径为5000～10000A°。
所述条件下的硅胶粉对聚丙烯产品生产过程中产生的挥发性酮、醛、酯类化合物具有化学和物理两种方向的吸附性，同时该吸附具有不可逆性；所述细孔径的硅胶粉其吸附饱和量大，可长时间保持良好的气味效果。若孔径过小，则其吸附饱和量小，无法大量进行物质吸附；若孔径过大，则吸附力变弱，吸附效率变低。
优选地，所述相容剂为聚丙烯载体的高分子酯类化合物；更优选地，所述相容剂为上海壮景公司生产的TR451相容剂。
所述相容剂可有效改善吸附剂与聚丙烯之间的相容性，使其整体组分均匀，加工稳定性高，避免产品在制备过程中因聚丙烯局部粘度过大而导致剪切分散力过大，引发小分子间的断链。
优选地，所述热稳定剂包括酚类稳定剂、胺类稳定剂、亚磷酸酯类稳定剂、半受阻酚类稳定剂、丙烯酰基官能团与硫代酯的复合物类稳定剂、杯芳烃类热稳定剂中的至少一种。更优选地，所述热稳定剂包括巴斯夫公司生产的热稳定剂1010、热稳定剂168中的至少一种。
所述热稳定剂可保障聚丙烯组分在产品制备过程中具有优异的稳定性，避免因局部过热或不均导致后续硅胶粉的分散不均或失效。
优选地，所述聚丙烯用吸附型低气味母粒的组分还包括0.5～5份加工助剂，所述加工助剂包括低分子酯类加工助剂、金属皂类加工助剂、硬脂酸复合酯类加工助剂、酰胺类加工助剂中的至少一种。
本发明的另一目的还在于提供聚丙烯用吸附型低气味母粒的制备方法，所述制备方法为：将聚丙烯、硅胶粉、相容剂、热稳定剂和加工助剂混合并搅拌均匀，加入双螺杆挤出机中在180～240℃下熔融挤出造粒，即得所述聚丙烯用吸附型低气味母粒。
本发明所述的聚丙烯用吸附型低气味母粒的制备方法操作步骤简单，工艺要求低，可实现工业化大规模生产。
优选地，所述双螺杆挤出机从加料口到机头的温度分别为加料段180～190℃、输送段180～190℃、熔融混合I段200～240℃、熔融混合II段220～240℃、自然排气段230～240℃、混炼I段230～240℃、混炼II段230～240℃、真空排气段190～180℃、挤出计量段190～180℃。
本发明的再一目的在于提供所述聚丙烯用吸附型低气味母粒在汽车用聚丙烯产品制备和加工中的应用。
本发明所提供的聚丙烯用吸附型低气味母粒具有较好的气味吸附的特点，可以广泛的用于汽车聚丙烯产品的挤出或注塑过程，并且可适用于不同的加工工艺，如注塑，吹塑，挤出，纺丝等，在其生产过程中有效的吸附有毒的小分子物质，并形成不可逆的物理和化学反应，避免后期挥发，从而提高聚丙烯制品的气味效果。
本发明的有益效果在于：本发明提供了一种聚丙烯用吸附型低气味母粒的组分中，该产品以高吸附性和高稳定性有机吸附剂硅胶粉复配改性聚丙烯树脂，不仅使产品具有较好的气味吸附效果，应用广泛；同时在汽车聚丙烯产品生产加工等过程中可有效对有毒物质进行不可您吸附，避免后期挥发，从而提高制品的气味效果。本发明还提供了所述聚丙烯用吸附型低气味母粒的制备方法，该制备方法操作步骤简单，工艺要求低，可实现工业化大规模生产。本发明还提供了所述聚丙烯用吸附型低气味母粒在汽车用聚丙烯产品制备和加工中的应用。
具体实施方式
为了更好地说明本发明的目的、技术方案和优点，下面将结合具体实施例对本发明作进一步说明，其目的在于详细地理解本发明的内容，而不是对本发明的限制。
若无特别说明，下述具体实施例所用原料均为市购的普通商品。
实施例1～7
本发明所述聚丙烯用吸附型低气味母粒的实施例，各实施例所述产品的组分配方如表1所示。
各实施例所述的耐高温老化的聚丙烯组合物的制备方法相同，包括以下步骤：将聚丙烯、硅胶粉、相容剂、热稳定剂和加工助剂混合并搅拌均匀，加入双螺杆挤出机中在180～240℃下熔融挤出造粒，即得所述聚丙烯用吸附型低气味母粒；所述双螺杆挤出机从加料口到机头的温度分别为加料段180℃、输送段185℃、熔融混合I段220℃、熔融混合II段230℃、自然排气段230℃、混炼I段240℃、混炼II段240℃、真空排气段185℃、挤出计量段180℃。
对比例1～5
对比例1～5所述聚丙烯组合物与实施例1～7的差别仅在于组分配方及含量的不同，各对比例所述产品的组分配方如表1所示。
所述表1各组分中：
聚丙烯为中石化生产的增强型PP EP548R；所述聚丙烯在230℃，2.16kg测试条件下使用熔体流动速率仪测得的熔体质量流动速率为21g/10min。
硅胶粉为有机硅胶粉；其中硅胶粉A的平均孔径为7000A°；硅胶粉B的平均孔径为5000A°；硅胶粉C的平均孔径为10000A°；硅胶粉D的平均孔径为500A°；硅胶粉E的平均孔径为22000A°。
无机吸附剂为CHEMXIN生产的水合硅酸盐分子筛吸附剂，所述吸附剂中颗粒的平均孔径为200～500nm。
相容剂为上海壮景公司生产的TR451；热稳定助剂为巴斯夫公司生产的热稳定剂1010和热稳定剂168；加工助剂为GZ1042助剂。
表1
将实施例1～7以及对比例1～5所得产品分别加入改性聚丙烯材料中，并且增加一组不加任何物质的空白对照组；所述产品在改性聚丙烯挤出造粒过程中添加，待改性聚丙烯制备后对气味等级进行测试。测试结果如表2所示。
表2
从表2可以明显看出，实施例1～7所述优选孔径范围的硅胶粉与聚丙烯按特定比例制备的聚丙烯用吸附型低气味母粒在应用于聚丙烯产品制备加工过程时，相比于空白对照组合不在优选范围内得到的对比例1～5产品，具有显著的气味吸附能力，其中实施例1～3所得产品的气味等级均在3.6以下。为验证本发明所述聚丙烯用吸附型低气味母粒在实际使用时的用途广泛性，将实施例3所得产品按不同添加量在改性聚丙烯挤出造粒过程中使用，同时也在聚丙烯注塑汽车部件以及聚丙烯纺丝汽车部件成品中添加进行气味吸附，并同时设置空白对照组，相应物质添加量及测试结果如表3所示。
表3
最后所应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。
Claims (10)
1.一种聚丙烯用吸附型低气味母粒，其特征在于，包括以下重量份的组分：聚丙烯树脂30～80份、硅胶粉20～60份、相容剂0.5～5份以及热稳定助剂0.5～5份；所述硅胶粉的平均孔径为1000～20000A°。
2.如权利要求1所述的聚丙烯用吸附型低气味母粒，其特征在于，所述聚丙烯用吸附型低气味母粒，包括以下重量份的组分：聚丙烯树脂45～75份、硅胶粉30～50份、相容剂0.5～5份以及热稳定助剂0.5～5份。
3.如权利要求1所述的聚丙烯用吸附型低气味母粒，其特征在于，所述聚丙烯的熔体质量流动速率为1～120g/10min，所述熔体质量流动速率在230℃及2.16kg的测试条件下测得；优选地，所述所述聚丙烯的熔体质量流动速率为10～30g/10min。
4.如权利要求1所述的聚丙烯用吸附型低气味母粒，其特征在于，所述硅胶粉的平均孔径为5000～10000A°。
5.如权利要求1所述的聚丙烯用吸附型低气味母粒，其特征在于，所述相容剂为聚丙烯载体的高分子酯类化合物。
6.如权利要求1所述的聚丙烯用吸附型低气味母粒，其特征在于，所述热稳定剂包括酚类稳定剂、胺类稳定剂、亚磷酸酯类稳定剂、半受阻酚类稳定剂、丙烯酰基官能团与硫代酯的复合物类稳定剂、杯芳烃类热稳定剂中的至少一种。
7.如权利要求1所述的聚丙烯用吸附型低气味母粒，其特征在于，所述聚丙烯用吸附型低气味母粒的组分还包括0.5～5份加工助剂，所述加工助剂包括低分子酯类加工助剂、金属皂类加工助剂、硬脂酸复合酯类加工助剂、酰胺类加工助剂中的至少一种。
8.如权利要求1～7任一项所述聚丙烯用吸附型低气味母粒的制备方法，其特征在于，所述制备方法为：将聚丙烯、硅胶粉、相容剂、热稳定剂和加工助剂混合并搅拌均匀，加入双螺杆挤出机中在180～240℃下熔融挤出造粒，即得所述聚丙烯用吸附型低气味母粒。
9.如权利要求8所述聚丙烯用吸附型低气味母粒的制备方法，其特征在于，所述双螺杆挤出机从加料口到机头的温度分别为加料段180～190℃、输送段180～190℃、熔融混合I段200～240℃、熔融混合II段220～240℃、自然排气段230～240℃、混炼I段230～240℃、混炼II段230～240℃、真空排气段190～180℃、挤出计量段190～180℃。
10.如权利要求1～7任一项所述聚丙烯用吸附型低气味母粒在汽车用聚丙烯产品制备和加工中的应用。
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