CN114410015B - 一种防蟑螂母粒、其聚丙烯组合物及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于高分子材料技术领域，公开了一种防蟑螂母粒、其聚丙烯组合物及其制备方法，以期克服现有防蟑螂聚丙烯材料中驱避剂高温加工过程中易挥发和易分解，材料驱避率不够高效、耐久性差的技术问题。本发明的防蟑螂母粒按重量份数计，包括以下组分：聚丙烯载体树脂79～89份，改性磷酸锆10～20份，抗氧剂0～0.5份，润滑剂0～0.5份；所述改性磷酸锆包括多孔磷酸锆、除虫菊酯和协效剂。本发明的防蟑螂母粒可有效降低除虫菊酯在挤出机加工过程中的有效驱避成分的挥发和分解，提高蟑螂驱避效果，驱避的持久性好，可以广泛应用家电领域。

Description

一种防蟑螂母粒、其聚丙烯组合物及其制备方法
技术领域
本发明涉及高分子材料技术领域，具体涉及一种防蟑螂母粒、其聚丙烯组合物及其制备方法。
背景技术
蟑螂喜欢在阴暗的角落，并且长期爬在电器的内部电源部件周围，导致电器的故障。防蟑螂的塑料复合物可应用于家用电器的一些内部器件，能有效驱避蟑螂，有效改善家用电器的卫生状况和安全性能。现有驱避蟑螂的技术中，一般在材料中加入防蟑螂类的驱避剂，如中国专利文献CN 20131049546.6塑料制品用母粒及其制备方法、以及塑料制品及其制备方法，通过加入避蚊胺，环戊烯苯菊酯，四氟苯菊酯，氯腈菊酯中一种或多种实现防蟑螂的效果，但是防虫剂不耐高温剪切，热分解温度普遍在200℃以下，在制备聚丙烯组合物的过程中有效成分被分解或挥发，从而使得最终的驱避效果有限；如中国专利文献CN20201035797.7一种耐高温低挥发防虫无卤阻燃PP材料及其制备方法，通过加入2-甲基丁醇，乙酸异龙脑酯，右旋龙脑中的一种或几种改性处理的镁铝水滑石，解决了除虫剂高温加工过程中的易挥发分解的问题，然而，材料的驱避效果差，驱避率低，尚达不到75％，且无法保证材料防虫的长效性。
因此，有必要开发一种耐久性好、驱避率高的防虫材料，以改善家用电器的内部器件长期使用的防蟑螂效果。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足之处而提供一种防蟑螂母粒、其聚丙烯组合物及其制备方法，以期克服现有防蟑螂聚丙烯材料中驱避剂高温加工过程中易挥发和易分解，材料驱避率不够高效、耐久性差的技术问题。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：
第一方面，本发明提供一种防蟑螂母粒，按重量份数计，包括以下组分：
聚丙烯载体树脂79～89份，改性磷酸锆10～20份，抗氧剂0～0.5份，润滑剂0～0.5份；
所述改性磷酸锆包括多孔磷酸锆、除虫菊酯和协效剂；
所述多孔磷酸锆、除虫菊酯和协效剂的质量比为(5～15)：(3～7)：1；
所述聚丙烯载体树脂为超低熔点无规聚丙烯。
本发明的防蟑螂母粒中，选择除虫菊酯处理多孔磷酸锆，利用多孔磷酸锆均匀的致密的孔洞吸附液体的除虫菊酯达到保护作用，可以有效防止除虫菊酯的快速挥发，多孔磷酸锆结构中致密狭长的孔洞防止了孔洞中除虫菊酯的快速挥发，从而保证了防虫效果的长效性和持久性。
作为本发明所述防蟑螂母粒的优选实施方式，所述多孔磷酸锆的平均粒径为1～3微米。
作为本发明所述防蟑螂母粒的优选实施方式，所述超低熔点无规聚丙烯的熔点为120～140℃，熔融指数为6～10g/10min，检测条件：230℃，2.16kg。
选择超低熔点(120～140℃)的无规聚丙烯(常规聚丙烯熔点为168℃)作为载体树脂，加工温度可降低30℃左右，有效降低了驱避剂在挤出机加工过程中的挥发和分解，进一步保证了防虫效果的长效性和持久性。
作为本发明所述防蟑螂母粒的优选实施方式，所述除虫菊酯为氯菊酯、胺菊酯、氯氰菊酯的至少一种；所述协效剂为芝麻素、增效醚、N-异丁基-8-十一烯酰胺中的至少一种。
协效剂能够有效改善除虫菊酯的稳定性，保证了防虫效果的长效性和持久性。
作为本发明所述防蟑螂母粒的优选实施方式，所述抗氧剂为受阻酚、磷酸酯、硫醚类抗氧剂中的至少一种。
作为本发明所述防蟑螂母粒的优选实施方式，所述润滑剂为聚乙烯蜡、EBS、硬脂酸锌、硬脂酸钙中的至少一种。
第二方面，本发明提供一种所述防蟑螂母粒的制备方法，包括以下步骤：
按比例取各组分混合，挤出，造粒，即成；所述挤成型温度为130～150℃。
作为本发明所述防蟑螂母粒的制备方法的优选实施方式，所述改性磷酸锆的制备方法为：
将所述多孔磷酸锆、除虫菊酯和协效剂置于70～80℃搅拌，过滤，洗涤，干燥，即成。
第三方面，本发明提供一种防蟑螂聚丙烯组合物，按百分比计，包括以下组分：聚丙烯基体树脂90％～97％，所述的防蟑螂母粒3％～10％；
优选的，所述聚丙烯基体树脂为均聚聚丙烯和/或共聚聚丙烯，熔融指数≥0.5g/10min；进一步的，熔融指数为0.5～30g/10min；优选熔融指数为0.5～15g/10min，检测条件：230℃，2.16kg。
第四方面，本发明提供所述的防蟑螂聚丙烯组合物的制备方法，包括以下步骤：按配比取所述组分混合，挤出并造粒，即得。
第五方面，将所述的防蟑螂母粒或所述的防蟑螂聚丙烯组合物在家电设备中的应用。优选的，用于照明或发光的家电设备中。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明的防蟑螂母粒中采用超低熔点的聚丙烯作为载体树脂，有效降低了除虫菊酯在挤出机加工过程中的有效驱避成分的挥发和分解；采用多孔磷酸锆作为除虫菊酯的吸附剂，多孔磷酸锆粉体的狭长多孔可以防止除虫菊酯的快速挥发，驱避的持久性好，可以广泛应用家电领域。
具体实施方式
为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。本领域技术人员应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例中所用的试验方法如无特殊说明，均为常规方法；所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
下述实施例中，检测和计算方法为：
(1)驱避率
将防蟑螂聚丙烯组合物制备成100×100×2mm规格的方板，然后放在透明的200×100×100mm盒子的左边，右边放置不含防蟑螂助剂的空白方板。然后将20只蟑螂放置在透明盒子中，1h后观察试验样与空白样板上蟑螂的数量；
蟑螂驱避率的计算公式：(空白样的蟑螂数量-试验样的蟑螂数量)/空白样的蟑螂数量×100％。
(2)热老化
将上述100×100×2mm规格的方板置于80℃烘箱2000h进行老化，老化后取出进行上述驱避率测试。
下述实施例及对比例所用的原材料说明如下，但不限于这些材料：
聚丙烯A：均聚聚丙烯粒料，熔融指数为12g/10min，熔点为168℃，牌号为HP500N，中海壳牌。
聚丙烯B：无规共聚聚丙烯粒料，熔融指数为8g/10min，熔点为130℃，牌号为PP4908，燕山石化。
聚丙烯C：共聚聚丙烯粒料，熔融指数为0.5g/10min，熔点为168℃，牌号为B1600，广州石化。
聚丙烯D:共聚聚丙烯粒料，熔融指数为30g/10min，熔点为168℃，牌号为EP548R，中海壳牌。
上述聚丙烯的熔融指数依据标准《ISO 1133：2005塑料.测定热塑塑料的熔体质量流动速率(MFR)和熔体容积流量速率(MVR)》，在230℃/2.16kg条件下检测。
多孔磷酸锆1：平均粒径为1微米，牌号为L-110，晋大。
多孔磷酸锆2：平均粒径为3微米，牌号为L-103，晋大。
多孔磷酸锆3：平均粒径为0.3微米，牌号为L-120，晋大。
除虫菊酯1：氯菊酯，含量>99％，牌号为C-620，江苏扬农。
除虫菊酯2：胺菊酯，含量>99％，牌号为N-510，江苏扬农。
除虫菊酯3：氯氰菊酯，含量>99％，牌号为CN-310，江苏扬农。
协效剂1：芝麻素：含量>98％，牌号为HD7180，陕西东硕。
协效剂2：增效醚：含量>98％，市售。
协效剂3：N-异丁基-8-十一烯酰胺：含量>98％，市售。
抗氧剂1：IRGAFO S1010，市售。
抗氧剂2：IRGAFO S 168，市售。
润滑剂：EBS，市售。
防蟑螂母粒1～18的组成组分如表1所示。
防蟑螂母粒1～18的制备方法为：
按比例取改性磷酸锆、聚丙烯树脂、改性磷酸锆、抗氧剂、润滑剂混合均匀，然后加入到双螺杆挤出机中挤出并造粒得到；其中，挤出机成型温度设定在130～150℃、转速范围设定200～400转/分。
其中，改性磷酸锆的制备方法为：
将多孔磷酸锆、除虫菊酯、协效剂、无水酒精置于70～80℃水浴锅中搅拌、过滤、洗涤、干燥制得。
表1：防蟑螂母粒的配方组成
实施例1～12和对比例1～8的防蟑螂聚丙烯组合物的组成组分如表2所示。
实施例1～12和对比例1～8的防蟑螂聚丙烯组合物的制备方法为：
按比例将聚丙烯、防蟑螂母粒混合均匀，然后加入到双螺杆挤出机中挤出并造粒得到；其中，挤出机成型温度设定在130～180℃、转速范围设定200～400转/分。
表2：实施例和对比例防蟑螂聚丙烯组合物测试结果
续表2：实施例和对比例防蟑螂聚丙烯组合物测试结果
可知，实施例1～12的防蟑螂聚丙烯组合物驱避率高，80℃烘箱2000h进行老化的驱避率仍保持良好，有能够效防止除虫菊酯在高温老化过程中的挥发导致的驱避失效。
与实施例2对比，对比例1的防蟑螂聚丙烯组合物中，防蟑螂母粒未添加协效剂，驱避率大幅度衰减；且将组合物置于80℃烘箱2000h进行老化处理后，驱避率仅为51％。
对比例2的防蟑螂聚丙烯组合物中，防蟑螂母粒采用平均粒径为0.3微米的多孔磷酸锆，粒径过小，存在粒子团聚现象，驱避率不高；且将组合物置于80℃烘箱2000h进行老化处理后，驱避率仅为61％。
对比例3的防蟑螂聚丙烯组合物中，防蟑螂母粒采用熔融指数为12g/10min、熔点为168℃的均聚聚丙烯粒料作为载体树脂，由于载体树脂的熔点过高，使挤出加工过程中的温度较高，导致在加工过程中除虫菊酯和协效剂部分分解和/或挥发，最终使组合物的驱避率较低；且将组合物置于80℃烘箱2000h进行老化处理后，驱避率仅为45％。
对比例4的防蟑螂聚丙烯组合物中，防蟑螂母粒采用熔融指数为0.5g/10min、熔点为168℃的共聚聚丙烯粒料作为载体树脂，载体树脂的熔指过低且熔点较高，母粒制备时挤出过程中剪切热过大，除虫菊酯挥发失效，使组合物驱避率较低；且将组合物置于80℃烘箱2000h进行老化处理后，驱避率仅为52％。
对比例5～8的防蟑螂聚丙烯组合物中，防蟑螂母粒中改性磷酸锆的多孔磷酸锆、除虫菊酯和协效剂的质量份数比不满足(5～15)：(3～7)：1，组合物均不能很好的发挥驱避效果，导致老化前后的驱避率不高。
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 (7)

1.一种防蟑螂母粒，其特征在于，按重量份数计，包括以下组分：
聚丙烯载体树脂79～89份，改性磷酸锆10～20份，抗氧剂0～0.5份，润滑剂0～0.5份；
所述改性磷酸锆包括多孔磷酸锆、除虫菊酯和协效剂；
所述多孔磷酸锆、除虫菊酯和协效剂的质量比为(5～15)：(3～7)：1；
所述聚丙烯载体树脂为超低熔点无规聚丙烯；
所述超低熔点无规聚丙烯的熔点为120～140℃，熔融指数为6～10g/10min，检测条件：230℃，2.16kg；
所述多孔磷酸锆的平均粒径为1～3微米；
所述除虫菊酯为氯菊酯、胺菊酯、氯氰菊酯中的至少一种；所述协效剂为芝麻素、增效醚、N-异丁基-8-十一烯酰胺中的至少一种。
2.一种权利要求1所述防蟑螂母粒的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
按比例取各组分混合，挤出，造粒，即成；所述挤出成型温度为130～150℃。
3.根据权利要求2所述的防蟑螂母粒的制备方法，其特征在于，所述改性磷酸锆的制备方法为：
将所述多孔磷酸锆、除虫菊酯和协效剂置于70～80℃搅拌，过滤，洗涤，干燥，即成。
4.一种防蟑螂聚丙烯组合物，其特征在于，按百分比计，包括以下组分：聚丙烯基体树脂90％～97％，权利要求1所述的防蟑螂母粒3％～10％。
5.根据权利要求4所述的防蟑螂聚丙烯组合物，其特征在于，所述聚丙烯基体树脂为均聚聚丙烯和/或共聚聚丙烯，熔融指数≥0.5g/10min，检测条件：230℃，2.16kg。
6.一种权利要求4或5所述的防蟑螂聚丙烯组合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
按配比取所述组分混合，挤出并造粒，即得。
7.权利要求1所述的防蟑螂母粒或权利要求4或5所述的防蟑螂聚丙烯组合物在家电设备中的应用。
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