CN114805939A - 一种多孔吸附型除味母料、制备方法及应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及除味技术领域，更具体地，本发明涉及一种多孔吸附型除味母料、制备方法及应用，多孔吸附型除味母料，其包括表面复合有碱金属硅铝酸盐的多孔吸附粉体，所述碱金属硅铝酸盐和多孔吸附粉体的重量比为(5‑7)：4。本申请通过特定的工艺在多孔吸附粉体表面复核吸附碱金属硅铝酸盐形成多孔吸附型除味母料，提高了除味母料的吸附能力和保气作用，适合多种气体分子直径，气味去除效果明显。
Description
技术领域
本发明涉及除味技术领域，更具体地，本发明涉及一种多孔吸附型除味母料、制备方法及应用。
背景技术
近年来，聚丙烯由于良好的性能得到广泛的发展。然而在聚丙烯材料的大量使用的过程中，气味问题给人体和环境带来负面影响。因此，近年来，除味材料的研究愈演愈烈。CN101817953B提供了一种低散发的改性聚丙烯复合材料，通过使用聚丙烯、矿物填料、气味吸附剂和助剂达到低散发气味的效果，但是其气味却不能完全消除，尤其是得到的改性聚丙烯复合材料放置一段时间后，挥发性有机化合物的释放量增加，实用价值较低。CN107022146A提供了一种低VOC的玻璃纤维增强PP材料，通过使用PP、玻璃纤维、接枝剂、抗氧剂和萃取剂母料达到低VOC的效果，同样存在保气性能差的问题。
发明内容
针对现有技术中存在的一些问题，本发明第一个方面提供了一种多孔吸附型除味母料，其包括表面复合有碱金属硅铝酸盐的多孔吸附粉体，所述碱金属硅铝酸盐和多孔吸附粉体的重量比为(5-7)：4。
本申请中表面复合有碱金属硅铝酸盐的多孔吸附粉体指的是多孔吸附粉体表面吸附有碱金属硅铝酸盐的母料。
在一种实施方式中，所述碱金属硅铝酸盐和多孔吸附粉体的重量比为6：4。
在一种实施方式中，所述碱金属硅铝酸盐的粒径小于70μm。
优选的，所述碱金属硅铝酸盐的粒径为1-10μm，更优选为2-6μm。
优选的，所述碱金属硅铝酸盐的孔径为3-9埃，更优选为4埃。
优选的碱金属硅铝酸盐的堆积密度大于等于0.5g/mL。
优选的，所述碱金属硅铝酸盐为钠型晶体结构的碱金属硅铝酸盐。
本申请所述碱金属硅铝酸盐购自郑州超荣纳米材料有限公司，型号为AT-3。
一般使用孔径大于10埃的碱金属硅铝酸盐可以实现更多种类的挥发性有机化合物，然而申请人在实验中发现，当多孔吸附型除味母料包括表面复合有碱金属硅铝酸盐的硅藻土时，若碱金属硅铝酸盐的孔径大于10埃，得到的聚丙烯一段时间后又会存在较大的气味，申请人经过一系列的研发，在实验中意外的发现，当碱金属硅铝酸盐的粒径小于70μm，尤其是2-6μm，且孔径为3-9埃时，此时与硅藻土复合后，与聚丙烯一同挤出造粒后，一段时间后并没有出现挥发性有机化合物重新释放的情况，申请人认为可能的原因是此时交错排列的硅氧四面体单元和铝氧四面体单元在与硅藻土复合时，排布方式相较于孔径大于10埃的碱金属硅铝酸盐更有序性，避免了碱金属硅铝酸盐过大的似晶核增长现象导致在后期熔融挤出造粒过程中与硅藻土作用力减弱的现象。
在一种实施方式中，所述多孔吸附粉体为硅藻土。
优选的，所述多孔吸附粉体的粒径为325-400目。
本申请粒径为325目的硅藻土购自巩义市浩信净水材料有限公司，粒径为400目的硅藻土购自灵寿县远博矿产品加工厂。
申请人意外的发现，当多孔吸附粉体的粒径为325-400目时，与本申请特定的碱金属硅铝酸盐复合后，可以适合聚丙烯中散发的多种直径的分子吸附，有效降低挥发性有机化合物，申请人认为可能的原因是本申请中特定粒径的多孔吸附粉体在与本申请特定浓度的硫酸进行处理后，此时在该孔吸附粉体中形成了不同规格大小的微孔，经过再次与碱金属硅铝酸盐和光触媒复合后，其复合的形貌的较为均匀性，导致此时该除味母料在作用挥发性有机物时，对不同分子大小的挥发性有机物进行有序且分级吸附，避免了较多含量相对较小的小分子挥发性有机物对多孔吸附粉体的吸附，而导致较大分子的挥发性有机物的吸附缺陷。
在一种实施方式中，所述多孔吸附型除味母料包括表面复合有碱金属硅铝酸盐和光触媒的多孔吸附粉体。
优选的，所述多孔吸附粉体和光触媒的重量比为(2-4)：1，更优选为2.6：1。
本申请中所述碱金属硅铝酸盐和多孔吸附粉体的重量比以及多孔吸附粉体和光触媒的重量比均为在制备过程中加入原料的重量比。
在一种实施方式中，所述光触媒为二氧化钛。
优选的，所述光触媒的粒径为5-30nm，更优选为15nm。
本申请第二个方面提供了一种所述多孔吸附型除味母料的制备方法，包括：在80-100℃将多孔吸附粉体浸泡在酸性溶液中2-4h后加入水稀释反应，然后加入光触媒液，继续浸泡0.5-1.5h，接着于160-180℃烘干后加入碱金属硅铝酸盐和乙醇，搅拌，静置，弃上清液，烘干，即得。
申请人发现，使用将碱金属硅铝酸盐和多孔吸附粉体直接复配复合的形式，得到的除味母粒中碱金属硅铝酸盐在多孔吸附粉体表面的吸附形式极其不均匀，只是局部分布，影响了除味母料的使用效果，申请人意外的发现，当额外复合特定含量的光触媒，且光触媒的粒径为5-30nm，尤其是15nm时，此时不仅克服了复配复合的方式带来的碱金属硅铝酸盐在多孔吸附粉体表面的吸附形式不均匀的情况，同时还在一定程度上提高多孔吸附粉体的保气能力，同时还提高了去除VOC的效果，申请人认为可能的原因是经过特定粒径的光触媒液处理后，此时该粒径的光触媒颗粒在特定粒径的多孔吸附粉体表面复合，在碱金属硅酸铝盐分子加入搅拌的过程中，碱金属硅铝酸盐分子在多孔吸附粉体表面滑移，静置后较为均匀地分布在其表面。
在一种实施方式中，所述多孔吸附型除味母料的制备方法，包括：在90℃将多孔吸附粉体浸泡在75wt％硫酸溶液中3h后加入水稀释反应1h，弃上清液，然后加入光触媒液，继续浸泡1h，接着于170℃烘干3h后加入碱金属硅铝酸盐中，置于乙醇中搅拌1-3h，静置24h，弃上清液，烘干，即得。
优选的，所述水的加入量标准为：按照15：1的液固重量比加入。
本申请中所述光触媒液购自杭州九朋新材料有限责任公司，型号为CY-TA33。
本申请中75wt％硫酸溶液和乙醇的含量不作特别限定，本领域技术人员可作常规选择。
本申请第三个方面提供了一种所述多孔吸附型除味母料在聚丙烯或改性聚丙烯中的应用。
本申请第四个方面提供了一种所述多孔吸附型除味母料的使用方法，包括：将聚丙烯、滑石粉、多孔吸附型除味母料、热稳定剂加入到混合机中混合1-10min，之后置于双螺杆机中熔融挤出，造粒，即得。
本申请中所述聚丙烯、滑石粉、热稳定剂不作特别限定，本领域技术人员可作常规选择。
本申请中熔融挤出的工艺不作特别限定，本领域技术人员可作常规选择，例如：工艺为：一区200-210℃，二区210-220℃，三区210-220℃，四区205-215℃；停留时间为1-5分钟，压力为12-18Mpa。
本发明与现有技术相比具有以下有益效果：
本申请通过特定的工艺在多孔吸附粉体表面复核吸附碱金属硅铝酸盐形成多孔吸附型除味母料，提高了除味母料的吸附能力和保气作用，适合多种气体分子直径，气味去除效果明显。使用特定的碱金属硅铝酸盐，避免了碱金属硅铝酸盐在多孔吸附粉体表面堆积增长的情况；在制备的过程中，通过添加特定含量的光触媒液，改变了碱金属硅铝酸盐在多孔吸附粉体表面的分布情况，不仅克服了碱金属硅铝酸盐和多孔吸附粉体复配复合的方式带来的碱金属硅铝酸盐在多孔吸附粉体表面的吸附形式不均匀的情况，同时还在一定程度上提高多孔吸附粉体的保气能力，此外还提高了去除VOC的效果。
具体实施方式
以下通过具体实施方式说明本发明，但不局限于以下给出的具体实施例。
实施例
实施例1
本发明的实施例1提供了一种多孔吸附型除味母料，为表面复合有钠型晶体结构的碱金属硅铝酸盐和光触媒的硅藻土。
所述钠型晶体结构的碱金属硅铝酸盐和硅藻土的重量比为5：4；所述硅藻土和光触媒的重量比为2：1。
所述钠型晶体结构的碱金属硅铝酸盐的粒径为2-6μm，孔径为4埃，堆积密度大于等于0.5g/mL，购自郑州超荣纳米材料有限公司，型号为AT-3。
所述硅藻土的粒径为325目，购自巩义市浩信净水材料有限公司。
所述光触媒为二氧化钛，粒径为5nm。
所述多孔吸附型除味母料的制备方法为：在90℃将多孔吸附粉体浸泡在75wt％硫酸溶液中3h后加入水稀释反应1h，弃上清液，然后加入光触媒液，继续浸泡1h，接着于170℃烘干3h后加入碱金属硅铝酸盐中，置于乙醇中搅拌2h，静置24h，弃上清液，烘干，即得。
所述光触媒液购自杭州九朋新材料有限责任公司。
所述多孔吸附型除味母料的使用方法为：将聚丙烯、滑石粉、多孔吸附型除味母料、热稳定剂加入到混合机中混合5min，之后置于双螺杆机中熔融挤出，造粒，工艺为：一区200-205℃，二区210-215℃，三区210-220℃，四区205-210℃；停留时间为3分钟，压力为16Mpa。
所述聚丙烯购自上海富辰塑胶原料有限公司，牌号为MF65；所述滑石粉购自营口镁联矿业有限公司；所述热稳定剂为3-芳基-苯并呋喃酮。
实施例2
本发明的实施例2提供了一种多孔吸附型除味母料，为表面复合有钠型晶体结构的碱金属硅铝酸盐和光触媒的硅藻土。
所述钠型晶体结构的碱金属硅铝酸盐和硅藻土的重量比为7：4；所述硅藻土和光触媒的重量比为4：1。
所述钠型晶体结构的碱金属硅铝酸盐的粒径为2-6μm，孔径为4埃，堆积密度大于等于0.5g/mL，购自郑州超荣纳米材料有限公司，型号为AT-3。
所述硅藻土的粒径为400目，购自灵寿县远博矿产品加工厂。
所述光触媒为二氧化钛，粒径为30nm。
所述多孔吸附型除味母料的制备方法为：在90℃将多孔吸附粉体浸泡在75wt％硫酸溶液中3h后加入水稀释反应1h，弃上清液，然后加入光触媒液，继续浸泡1h，接着于170℃烘干3h后加入碱金属硅铝酸盐中，置于乙醇中搅拌2h，静置24h，弃上清液，烘干，即得。
所述光触媒液购自杭州九朋新材料有限责任公司。
所述多孔吸附型除味母料的使用方法为：将聚丙烯、滑石粉、多孔吸附型除味母料、热稳定剂加入到混合机中混合5min，之后置于双螺杆机中熔融挤出，造粒，工艺为：一区200-205℃，二区210-215℃，三区210-220℃，四区205-210℃；停留时间为3分钟，压力为16Mpa。
所述聚丙烯购自上海富辰塑胶原料有限公司，牌号为MF65；所述滑石粉购自营口镁联矿业有限公司；所述热稳定剂为3-芳基-苯并呋喃酮。
实施例3
本发明的实施例3提供了一种多孔吸附型除味母料，为表面复合有钠型晶体结构的碱金属硅铝酸盐和光触媒的硅藻土。
所述钠型晶体结构的碱金属硅铝酸盐和硅藻土的重量比为6：4；所述硅藻土和光触媒的重量比为2.6：1。
所述钠型晶体结构的碱金属硅铝酸盐的粒径为2-6μm，孔径为4埃，堆积密度大于等于0.5g/mL，购自郑州超荣纳米材料有限公司，型号为AT-3。
所述硅藻土的粒径为325目，购自巩义市浩信净水材料有限公司。
所述光触媒为二氧化钛，粒径为15nm。
所述多孔吸附型除味母料的制备方法为：在90℃将多孔吸附粉体浸泡在75wt％硫酸溶液中3h后加入水稀释反应1h，弃上清液，然后加入光触媒液，继续浸泡1h，接着于170℃烘干3h后加入碱金属硅铝酸盐中，置于乙醇中搅拌2h，静置24h，弃上清液，烘干，即得。
所述光触媒液购自杭州九朋新材料有限责任公司，型号为CY-TA33。
所述多孔吸附型除味母料的使用方法为：将聚丙烯、滑石粉、多孔吸附型除味母料、热稳定剂加入到混合机中混合5min，之后置于双螺杆机中熔融挤出，造粒，工艺为：一区200-205℃，二区210-215℃，三区210-220℃，四区205-210℃；停留时间为3分钟，压力为16Mpa。
所述聚丙烯购自上海富辰塑胶原料有限公司，牌号为MF65；所述滑石粉购自营口镁联矿业有限公司；所述热稳定剂为3-芳基-苯并呋喃酮。
实施例4
本发明的实施例4提供了一种多孔吸附型除味母料，为表面复合有钠型晶体结构的碱金属硅铝酸盐的硅藻土。
所述钠型晶体结构的碱金属硅铝酸盐和硅藻土的重量比为6：4。
所述钠型晶体结构的碱金属硅铝酸盐的粒径为2-6μm，孔径为4埃，堆积密度大于等于0.5g/mL，购自郑州超荣纳米材料有限公司，型号为AT-3。
所述硅藻土的粒径为325目，购自巩义市浩信净水材料有限公司。
所述多孔吸附型除味母料的制备方法为：在90℃将多孔吸附粉体浸泡在75wt％硫酸溶液中3h后加入水稀释反应1h，弃上清液于170℃烘干3h后加入碱金属硅铝酸盐中，加入乙醇，搅拌2h，静置24h，弃上清液，烘干，即得。
所述多孔吸附型除味母料的使用方法为：将聚丙烯、滑石粉、多孔吸附型除味母料、热稳定剂加入到混合机中混合5min，之后置于双螺杆机中熔融挤出，造粒，工艺为：一区200-205℃，二区210-215℃，三区210-220℃，四区205-210℃；停留时间为3分钟，压力为16Mpa。
所述聚丙烯购自上海富辰塑胶原料有限公司，牌号为MF65；所述滑石粉购自营口镁联矿业有限公司；所述热稳定剂为3-芳基-苯并呋喃酮。
实施例5
本发明的实施例5提供了一种多孔吸附型除味母料，为表面复合有钠型晶体结构的碱金属硅铝酸盐和光触媒的硅藻土。
所述钠型晶体结构的碱金属硅铝酸盐和硅藻土的重量比为6：4；所述硅藻土和光触媒的重量比为2.6：1。
所述钠型晶体结构的碱金属硅铝酸盐孔径为10埃，堆积密度为0.66g/mL，购自青岛恒鑫添新材料科技有限公司，型号为13X原粉。
所述硅藻土的粒径为325目，购自巩义市浩信净水材料有限公司。
所述光触媒为二氧化钛，粒径为15nm。
所述多孔吸附型除味母料的制备方法为：在90℃将多孔吸附粉体浸泡在75wt％硫酸溶液中3h后加入水稀释反应1h，弃上清液，然后加入光触媒液，继续浸泡1h，接着于170℃烘干3h后加入碱金属硅铝酸盐中，置于乙醇中搅拌2h，静置24h，弃上清液，烘干，即得。
所述光触媒液购自杭州九朋新材料有限责任公司，型号为CY-TA33。
所述多孔吸附型除味母料的使用方法为：将聚丙烯、滑石粉、多孔吸附型除味母料、热稳定剂加入到混合机中混合5min，之后置于双螺杆机中熔融挤出，造粒，工艺为：一区200-205℃，二区210-215℃，三区210-220℃，四区205-210℃；停留时间为3分钟，压力为16Mpa。
所述聚丙烯购自上海富辰塑胶原料有限公司，牌号为MF65；所述滑石粉购自营口镁联矿业有限公司；所述热稳定剂为3-芳基-苯并呋喃酮。
性能评估
气味测试：分别将实施例1-5得到的聚丙烯放置一个月后，记录是否出现气味，其中，0级表示无明显气味；1级表示有稍微的气味；2级表示有明显的气味。等级越高，表示气味越明显。
形貌观察：分别使用扫描电镜观察实施例1-5得到的多孔吸附型除味母料的形貌，观察硅藻土与其表面物质的复合相貌，根据观察到的复合形貌均匀性分为三等，一等为形貌较为均匀，二等为形貌中等均匀，三等为形貌较为不均匀。
表1
| 气味测试 | 形貌观察 | |
| 实施例1 | 0级 | 一等 |
| 实施例2 | 0级 | 一等 |
| 实施例3 | 0级 | 一等 |
| 实施例4 | 2级 | 三等 |
| 实施例5 | 1级 | 二等 |
Claims (10)
1.一种多孔吸附型除味母料，其特征在于，包括表面复合有碱金属硅铝酸盐的多孔吸附粉体，所述碱金属硅铝酸盐和多孔吸附粉体的重量比为(5-7)：4。
2.根据权利要求1所述多孔吸附型除味母料，其特征在于，所述碱金属硅铝酸盐的粒径小于70μm。
3.根据权利要求2所述多孔吸附型除味母料，其特征在于，所述碱金属硅铝酸盐的粒径为1-10μm。
4.根据权利要求3所述多孔吸附型除味母料，其特征在于，所述碱金属硅铝酸盐的堆积密度大于等于0.5g/mL。
5.根据权利要求4所述多孔吸附型除味母料，其特征在于，所述多孔吸附粉体的粒径为325-400目。
6.根据权利要求1-5任一项所述多孔吸附型除味母料，其特征在于，所述多孔吸附型除味母料包括表面复合有碱金属硅铝酸盐和光触媒的多孔吸附粉体。
7.根据权利要求6所述多孔吸附型除味母料，其特征在于，所述多孔吸附粉体和光触媒的重量比为(2-4)：1。
8.根据权利要求7所述多孔吸附型除味母料，其特征在于，所述光触媒的粒径为5-30nm。
9.一种根据权利要求6-8任一项所述多孔吸附型除味母料的制备方法，其特征在于，包括：在80-100℃将多孔吸附粉体浸泡在酸性溶液中2-4h后加入水稀释反应，然后加入光触媒液，继续浸泡0.5-1.5h，接着于160-180℃烘干后加入碱金属硅铝酸盐和乙醇，搅拌，静置，弃上清液，烘干，即得。
10.一种根据权利要求1-8任一项所述多孔吸附型除味母料在聚丙烯或改性聚丙烯中的应用。
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