CN115044131A - 低气味散发的聚丙烯塑料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种低气味散发的聚丙烯塑料及其制备方法，属于塑料改性领域。在聚丙烯塑料改性过程中，以重量份计，在1000份的聚丙烯塑料中，加入气味吸附剂2‑10份和水母粒2‑20份。优点是：解决了聚丙烯塑料气味难闻、VOC散发量大的问题。减少了用户在使用此类塑料材料过程中的身体危害，更好的体现了材料本身优异的环保性能，满足人们对于健康的美好生活向往。本发明在聚丙烯塑料的生产过程中，将小分子物质通过吸附的方法永久去除，从根本上解决聚丙烯塑料中残留的小分子物质，在不增加设备投入和工艺大变的前提下完成，并可以直接减少后工序的除味装置，为企业节约大量成本，节能减排。

Description

低气味散发的聚丙烯塑料及其制备方法
技术领域
本发明涉及塑料改性领域，尤其涉及一种低气味散发的聚丙烯塑料及其制备方法。
背景技术
聚丙烯塑料因其密度小、价格低、无毒、耐腐蚀性优越、易加工成型等优点，并且具有良好的机械性能，在很多领域都得到了广泛的应用。在汽车上的应用非常多，尤其是作为汽车内饰件使用的越来越多。受制备工艺条件限制，聚丙烯在聚合反应过程中，会产生大量的小分子挥发性物质。同时，在聚丙烯塑料的改性过程中，为了得到优异的性能往往需要添加多种助剂，在塑料改性加工过程中也会有很多小分子物质残留在塑料中，导致聚丙烯塑料本身的气味性变差，影响最终成品的整体气味以及VOC散发性能。
汽车用户对于车内气味一直有非常大的抱怨，在每年的市场调查评价中，用户对于车内气味的负面反馈也是最多的。为了满足消费者的要求，降低车内的异味，从根本上改善用于汽车内饰使用的改性聚丙烯材料的产品气味，是非常有必要的。
目前，人们已做了不少降低塑料气味的工作，所涉及的基本方法为物理吸附及化学反应两大类。
化学反应法是指在配方中加入能和挥发性小分子反应的添加剂，这些添加剂和小分子通过化学反应产生的物质，通常分子量较大，且不易挥发，因此可降低被人体感知到的气味性。①一种方法是在改性聚丙烯塑料的配方中添加酯化甘油酯、环氧化合物及醇类化合物，这些化合物能与小分子酯类发生酯交换反应，从而消除气味。②对于聚丙烯树脂自身裂解产生的气味解决方法是:使用松香酯与聚丙烯裂解出的小分子发生反应。③在聚丙烯塑料制备过程中，会加入稳定剂，用来改善塑料的各项性能，而稳定剂本身的气味也是非常大的，通常这种气味解决方法为:使用烷基3.5一二异丁基一4羟基一羧化肉桂酸和二烷基硫代二丙酸盐醋酸盐混合物与稳定剂的分解产物发生反应从而消除气味。
物理吸附是指利用大量的结晶空洞，对产生气味或其他挥发份的小分子进行不发生反应的物理吸附，从而降低气味。①对于聚丙烯塑料中的滑石粉填料气味，气味解决方法:用氧化锌、二氧化钛、水的混合物降低滑石粉气味。②目前常规聚丙烯塑料制备方法都是添加气味吸附剂来降低气味，但是仅仅针对某一物质的吸收，而气味是多种物质的混合，单一成分的吸附对整体的气味性改善效果有限。气体吸附分离成功与否，极大程度上依赖于吸附剂的性能，因此科学的选择吸附剂是确定吸附效果的首要课题。
现有技术通常使用后工序处理(烘烤、抽真空等)以获得低气味的聚丙烯塑料，但由于处理工序的技术限制和成本，不能从根本上解决聚丙烯塑料中残留的各种小分子物质，在特定的环境条件下，这些小分子物质依旧可以不断的挥发出来，影响用户身心健康。因此急需一种具备自身气味低、不会长时间散发有毒气味的聚丙烯塑料。
发明内容
本发明提供一种低气味散发的聚丙烯塑料及其制备方法，以解决聚丙烯塑料制品气味差的问题。
本发明采取的技术方案是，一种低气味散发的聚丙烯塑料，在聚丙烯塑料改性过程中，以重量份计，在1000份的聚丙烯塑料中，加入气味吸附剂2-10份和水母粒2-20份。
本发明所述气味吸附剂以重量份计，包括：黏土25-35份，多孔二氧化硅20-25份，壳聚糖25-35份。
本发明所述水母粒以重量份计，包括：树脂50-60份，气味抑制剂20-25份。
一种低气味散发的聚丙烯塑料的制备方法，包括下列步骤：
(1)聚丙烯塑料改性：在聚丙烯塑料中加入滑石粉，云母粉，氢氧化铝置于高速混合机中，高速混合3～4min进行改性；
(2)改性后的聚丙烯塑料静止到改性稳定；
(3)聚丙烯塑料改性稳定后加入气味吸附剂，低速混合10～12min，再加入水母粒，高速混合3～5min，得到预混料；
(4)双螺杆挤出机内持续通入惰性气体或氮气，并将预混料加入双螺杆挤出机的加料斗内，经熔融挤出造粒，其中双螺杆挤出机的加工温度为220～230℃，预混料在螺杆中的停留时间为1～2min，挤出压力为8～15MPa，且当双螺杆挤出机开始出料时，开启抽真空机，控制双螺杆挤出机机筒内的真空度为-0.02～-0.05MPa；
(5)预混料经步骤(4)中的双螺杆挤出机挤出后水环切粒，然后经振动筛分选、沸腾床加温干燥，即可得到目标产物。
本发明所述气味吸附剂制备是将黏土25-35份，多孔二氧化硅20-25份和壳聚糖25-35份在高速混合中混合6-10分钟。
本发明所述水母粒制备是将树脂50-60份和气味抑制剂20-25份在高速混合器中干混3-5分钟。
本发明的优点是：解决了聚丙烯塑料气味难闻、VOC散发量大的问题。减少了用户在使用此类塑料材料过程中的身体危害，更好的体现了材料本身优异的环保性能，满足人们对于健康的美好生活向往。本发明在聚丙烯塑料的生产过程中，将小分子物质通过吸附的方法永久去除，从根本上解决聚丙烯塑料中残留的小分子物质，在不增加设备投入和工艺大变的前提下完成，并可以直接减少后工序的除味装置，为企业节约大量成本，节能减排。
具体实施方式
实施例1
1)聚丙烯塑料改性：在聚丙烯塑料中加入滑石粉，云母粉，氢氧化铝置于高速混合机中，高速混合3min进行改性；
(2)改性后的聚丙烯塑料静止到改性稳定；
(3)1000份聚丙烯塑料改性稳定后加入气味吸附剂10份，低速混合10min，再加入2份水母粒，高速混合5min，得到预混料；
(4)双螺杆挤出机内持续通入惰性气体或氮气，并将预混料加入双螺杆挤出机的加料斗内，经熔融挤出造粒，其中双螺杆挤出机的加工温度为220℃，预混料在螺杆中的停留时间为1min，挤出压力为8MPa，且当双螺杆挤出机开始出料时，开启抽真空机，控制双螺杆挤出机机筒内的真空度为-0.02MPa；
(5)预混料经步骤(4)中的双螺杆挤出机挤出后水环切粒，然后经振动筛分选、沸腾床加温干燥，即可得到目标产物；
所述气味吸附剂制备是将黏土25份，多孔二氧化硅20份，壳聚糖25份在高速混合中混合6分钟；
所述水母粒制备是将树脂50份和气味抑制剂20份在高速混合器中干混3分钟。
实施例2
(1)聚丙烯塑料改性：在聚丙烯塑料中加入滑石粉，云母粉，氢氧化铝置于高速混合机中，高速混合4min进行改性；
(2)改性后的聚丙烯塑料静止到改性稳定；
(3)1000份聚丙烯塑料改性稳定后加入气味吸附剂2份，低速混合12min，再加入20份水母粒，高速混合3min，得到预混料；
(4)双螺杆挤出机内持续通入惰性气体或氮气，并将预混料加入双螺杆挤出机的加料斗内，经熔融挤出造粒，其中双螺杆挤出机的加工温度为230℃，预混料在螺杆中的停留时间为2min，挤出压力为15MPa，且当双螺杆挤出机开始出料时，开启抽真空机，控制双螺杆挤出机机筒内的真空度为-0.05MPa；
(5)预混料经步骤(4)中的双螺杆挤出机挤出后水环切粒，然后经振动筛分选、沸腾床加温干燥，即可得到目标产物。
所述气味吸附剂的制备是将黏土35份，多孔二氧化硅25份，壳聚糖35份在高速混合中混合10分钟。
所述水母粒制备是将树脂60份和气味抑制剂25份在高速混合器中干混5分钟。
实施例3
(1)聚丙烯塑料改性：在聚丙烯塑料中加入滑石粉，云母粉，氢氧化铝置于高速混合机中，高速混合3.5min进行改性；
(2)改性后的聚丙烯塑料静止到改性稳定；
(3)1000份聚丙烯塑料改性稳定后加入气味吸附剂6份，低速混合11min，再加入11水母粒，高速混合4min，得到预混料；
(4)双螺杆挤出机内持续通入惰性气体或氮气，并将预混料加入双螺杆挤出机的加料斗内，经熔融挤出造粒，其中双螺杆挤出机的加工温度为225℃，预混料在螺杆中的停留时间为1.5min，挤出压力为12MPa，且当双螺杆挤出机开始出料时，开启抽真空机，控制双螺杆挤出机机筒内的真空度为-0.04MPa；
(5)预混料经(步骤4)中的双螺杆挤出机挤出后水环切粒，然后经振动筛分选、沸腾床加温干燥，即可得到目标产物；
所述气味吸附剂的制备是将黏土30份，多孔二氧化硅22份，壳聚糖30份在高速混合中混合6分钟；
所述水母粒制备是将树脂55份和气味抑制剂23份在高速混合器中干混3分钟。
本发明性能评价：
根据终端产品的特性要求，使用不同的添加量配比，对相同聚丙烯塑料原料，分别使用本方法和常规方法进行改性生产，在其他生产参数均相同的条件下，得到两组聚丙烯塑料产品，使用人工气味评价实施效果判定。具体评价方法为，将两组塑料产品注塑成20×20×3.2mm的样块，放入4L标准气味测试瓶后，放入干净的烘箱中，在80℃环境下烘烤1小时后取出，放置在恒温恒湿环境(23±2℃，50±5％RH)中冷却，再由专业嗅辨员进行嗅觉判定。在同等条件下，本方法制备的聚丙烯塑料气味强度为2.3级愉悦度为-1.3，未使用本方法制备的聚丙烯塑料气味强度为2.6级愉悦度为-1.5，气味强度级别越低代表气味性越佳，愉悦度数值越高证明材料散发出的气味对人的刺激性越小，越容易被人接受。

Claims (6)

1.一种低气味散发的聚丙烯塑料，其特征在于：在聚丙烯塑料改性过程中，以重量份计，在1000份的聚丙烯塑料中，加入气味吸附剂2-10份和水母粒2-20份。
2.根据权利要求1所述的低气味散发的聚丙烯塑料，其特征在于：所述气味吸附剂以重量份计，包括：黏土25-35份，多孔二氧化硅20-25份，壳聚糖25-35份。
3.根据权利要求1所述的低气味散发的聚丙烯塑料，其特征在于：所述水母粒以重量份计，包括：树脂50-60份，气味抑制剂20-25份。
4.如权利要求1～3任一项所述的低气味散发的聚丙烯塑料的制备方法，包括下列步骤：
(1)聚丙烯塑料改性：在聚丙烯塑料中加入滑石粉，云母粉，氢氧化铝置于高速混合机中，高速混合3～4min进行改性；
其特征在于：
(2)改性后的聚丙烯塑料静止到改性稳定；
(3)聚丙烯塑料改性稳定后加入气味吸附剂，低速混合10～12min，再加入水母粒，高速混合3～5min，得到预混料；
(4)双螺杆挤出机内持续通入惰性气体或氮气，并将预混料加入双螺杆挤出机的加料斗内，经熔融挤出造粒，其中双螺杆挤出机的加工温度为220～230℃，预混料在螺杆中的停留时间为1～2min，挤出压力为8～15MPa，且当双螺杆挤出机开始出料时，开启抽真空机，控制双螺杆挤出机机筒内的真空度为-0.02～-0.05MPa；
(5)预混料经步骤(4)中的双螺杆挤出机挤出后水环切粒，然后经振动筛分选、沸腾床加温干燥，即可得到目标产物。
5.根据权利要求4所述的低气味散发的聚丙烯塑料的制备方法，其特征在于：所述气味吸附剂制备是将黏土25-35份，多孔二氧化硅20-25份和壳聚糖25-35份在高速混合中混合6-10分钟。
6.根据权利要求4所述的低气味散发的聚丙烯塑料的制备方法，其特征在于：所述水母粒制备是将树脂50-60份和气味抑制剂20-25份在高速混合器中干混3-5分钟。
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