CN115895104A - 一种车用环保生物香型聚烯烃功能母粒及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种车用环保生物香型聚烯烃功能母粒及其制备方法，包括聚丙烯树脂、环保生物香型植物纤维、分散剂、热稳定助剂和加工助剂。本发明通过对环保生物香型植物纤维进行分散处理，并制备成以聚丙烯为载体的功能母粒，使其在其生产过程中通过添加该种环保香型气味母粒，得到持续的环保生物香，从而改善制品的气味效果，并且环保无任何污染，可以广泛应用于有气味需求的汽车饰件的挤出或注塑过程，并且可适用于不同的加工工艺，如注塑、吹塑、挤出、纺丝等。
Description
技术领域
本发明属于改性塑料领域，特别涉及一种车用环保生物香型聚烯烃功能母粒及其制备方法。
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，影响比较大的有汽车仪表板总成、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及改性塑料工厂通过配方调节和工艺调节使聚丙烯及改性聚丙烯自身的散发特性有了很大的提升，但是在密闭环境中仍不可避免散发出聚丙烯在高温加工环境下因降解产生的塑料味和焦糊味。
CN112724504A公开了一种具有长效香味的聚丙烯复合材料及其制备方法和应用，以β-环状糊精作为香味缓释剂，使得复合材料制备的制件气味具有较长的香味保质期，拥有长效香味的特点，并且可以使得车内制件的VOC水平始终保持在相对低的位置，不会出现加速释放导致的VOC含量骤升的情况，符合相关标准要求，但是其选用香精味化学香精，不利于环保；专利CN112552603A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，可以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，和专利CN112724504A相似，采用的香精液体多为化学方法萃取，环保功能不够，此外需要借助多孔二氧化硅吸附，无法直接添加。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种车用环保生物香型聚烯烃功能母粒及其制备方法，在改善制品的气味效果的同时还可以提升材料的刚性。
本发明提供了一种车用环保生物香型聚烯烃功能母粒，按重量份数，包括如下组分：
其中，所述分散剂为含有长链烷基的羰基、羧基和/或羟基官能团的分散剂。
所述环保生物香型植物纤维为咖啡纤维、谷物纤维、茶纤维中的至少一种，目数为80-300目。目数过高或者过低均对分散效果不利，容易团聚或者迁移至表面，影响气味香型和外观，同时不利于刚性的提升。
所述含有长链烷基的羰基官能团的分散剂的结构式为式(I)所示；所述长链烷基的碳数为≥16；
其中，式(I)中n＝45，R1＝C20-C22的烷基，R2＝C16-C18的烷基。
所述热稳定助剂为酚类、胺类、亚磷酸酯类、半受阻酚类、丙烯酰基官能团与硫代酯的复合物类、杯芳烃类热稳定助剂中的至少一种，如抗氧剂1010四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、抗氧剂168亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯。
所述加工助剂为低分子酯类、金属皂类、硬脂酸复合酯类、酰胺类加工助剂中的至少一种，如硬脂酸锌、芥酸酰胺。
优选的，按重量份数，包括如下组分：
本发明还提供了一种车用环保生物香型聚烯烃功能母粒的制备方法，包括如下步骤：
将组分加入到混合机中混合均匀，得到混合均匀的物料；将混合均匀的物料通过双螺杆挤出机挤出造粒，得到车用环保生物香型聚烯烃功能母粒。
本发明还提供了一种车用环保生物香型聚烯烃功能母粒在有气味需求的汽车饰件中的应用，如汽车门板，仪表板，立柱等内部饰件。所述功能母粒所占重量百分比为2-6％。
本发明的功能母粒添加少量即可应用于挤出或注塑等不同场合，对材料或者零件形成生物香型，添加少量的环保生物香型植物纤维，再通过特殊的分散剂(结构为长链烷基+ 羧基/羟基官能团)，官能团一端和具有极性的生物纤维结合，长链烷基一端和聚丙烯基材结合，形成锚链结构，保证了少量香型纤维既能均匀的分散于树脂中，又不会快速迁移至表层形成不良外观或导致香味快速消散；少量添加的环保生物香型植物纤维也不会对其他性能产生不良影响。
有益效果
本发明通过对环保生物香型植物纤维进行分散处理，并制备成以聚丙烯为载体的功能母粒，使其在其生产过程中通过添加该种环保香型气味母粒，得到持续的环保生物香，可维持60天以上，覆盖一般零件焦糊味的散发周期，提升用户的感官效果，并且环保无任何污染，可以广泛应用于有气味需求的汽车饰件的挤出或注塑过程，并且可适用于不同的加工工艺，如注塑、吹塑、挤出、纺丝等。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
本发明所采用的试剂、方法和设备，如无特殊说明，均为本技术领域常规试剂、方法和设备。
以下实施例及对比例中采用的原料如下：
聚丙烯树脂：EP300M；中海壳牌。
环保生物香型植物纤维：广东力美新材料科技有限公司：力美咖啡纤维80目LMCF-80，力美茶纤维100目LMCF-100，力美谷物纤维40目LMGF-40，力美谷物纤维 80目LMGF-80；江苏万纳普新材料科技有限公司：万纳普咖啡纤维300目OPCF-300，万纳普茶纤维200目OPTF-200。
分散剂1：牌号Armowax W-440，厂家AKZO NOBEL，结构式如式(I)所示。
分散剂2：含有聚酯分子链的高分子分散剂，牌号Solplus DP310，厂家英国路博润。
分散剂3：含有聚酯分子链的高分子分散剂，牌号Solplus D540，厂家英国路博润。
分散剂4：氧化聚乙烯蜡分散剂，牌号A-C 617A，厂家美国霍尼韦尔。
热稳定助剂：由抗氧剂1和抗氧剂2构成(质量比为1:1)，抗氧剂1为受阻酚类抗氧剂1010(四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯)；抗氧剂2为亚磷酸酯类抗氧剂168(三[2,4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯)，平行实验使用的是同种。
加工助剂：硬脂酸锌类，市售，平行实验使用的是同种。
本发明各实施例及对比例的聚烯烃功能母粒通过如下过程制备得到：
将组分加入到混合机中混合均匀，得到混合均匀的物料；将混合均匀的物料通过双螺杆挤出机挤出造粒，得到车用环保生物香型聚烯烃功能母粒。
在混合机中的混合时间为1-3min；熔融挤出的条件为：一区温度120-180℃，二区温度180-200℃，三区温度200-220℃，四区温度200-220℃，五区温度200-220℃，六区温度200-220℃，七区温度200-230℃，八区温度200-220℃，九区温度200-220℃，主机转速 250-600r/min；双螺杆挤出机的长径比为(30-48)：1。
实施例和对比例经过以下测试方法或测试标准：
弯曲模量：ISO 178-2000，测试条件23℃，速度2mm/min；
气味等级：大众PV3900，评判标准如下：
评分 评定
1 无气味；
2 有气味，但无干扰性气味；
3 有明显气味，但无干扰性气味；
4 有干扰性气味；
5 有强烈性干扰性气味；
6 有不能忍受的气味。
表1实施例配方
表2对比例配方
使用该产品加入聚丙烯挤出造粒过程：以96份聚丙烯和4份表1的功能母粒在200-220℃下进行挤出造粒，作为实施应用例1-3。同时，以98份聚丙烯和2份功能母粒1#在相同条件下挤出造粒，作为实施应用例1-4。以94份聚丙烯和6份功能母粒1#在相同条件下挤出造粒，作为实施应用例1-5。
使用该产品加入聚丙烯挤出造粒过程：以96份聚丙烯原料和4份表2的功能母粒200-220℃下进行挤出造粒，作为对比应用例1-6。
由以上实验结果可知，功能母粒1#-3#以聚丙烯为载体的功能母粒，得到持续的环保生物香。由功能母粒14#和功能母粒15#的实验结果可知，当聚丙烯树脂和环保生物香型植物纤维的比例不在范围内时，生物香会出现香味不均匀的情况。由功能母粒13#的实验结果可知，当植物纤维目数太小，会出现植物纤维裸露的情况，影响其外观，弯曲模量会降低。由功能母粒16#、17#、19#的实验结果可知，当分散剂用量过多或使用一般分散剂时，植物纤维分散时效果不佳，并且同样会出现裸露，更进一步导致材料刚性提升效果较低。母粒加太少生物香型不够充分，无法提升气味效果，比例过高香氛太浓也会影响判定效果。由应用例4和对比应用例7-9可知，功能母粒太少生物香型不够充分，无法提升气味效果，功能母粒比例过高香氛太浓也会影响判定效果。
Claims (9)
1.一种车用环保生物香型聚烯烃功能母粒，其特征在于：按重量份数，包括如下组分：
其中，所述分散剂为含有长链烷基的羰基、羧基和/或羟基官能团的分散剂。
2.根据权利要求1所述的聚烯烃功能母粒，其特征在于：所述环保生物香型植物纤维为咖啡纤维、谷物纤维、茶纤维中的至少一种，目数为80-300目。
3.根据权利要求1所述的聚烯烃功能母粒，其特征在于：所述含有长链烷基的羰基、羧基和/或羟基官能团的分散剂的结构式为式(I)所示，所述长链烷基的碳数为≥16；
其中，式(I)中n＝45，R1＝C20-C22的烷基，R2＝C16-C18的烷基。
4.根据权利要求1所述的聚烯烃功能母粒，其特征在于：所述热稳定助剂为酚类、胺类、亚磷酸酯类、半受阻酚类、丙烯酰基官能团与硫代酯的复合物类、杯芳烃类热稳定助剂中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的聚烯烃功能母粒，其特征在于：所述加工助剂为低分子酯类、金属皂类、硬脂酸复合酯类、酰胺类加工助剂中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的聚烯烃功能母粒，其特征在于：按重量份数，包括如下组分：
7.一种如权利要求1-6任一所述的车用环保生物香型聚烯烃功能母粒的制备方法，包括如下步骤：
将组分加入到混合机中混合均匀，得到混合均匀的物料；将混合均匀的物料通过双螺杆挤出机挤出造粒，得到车用环保生物香型聚烯烃功能母粒。
8.一种如权利要求1-6任一所述的车用环保生物香型聚烯烃功能母粒在有气味需求的汽车饰件中的应用。
9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于：所述功能母粒所占重量百分比为2-6％。
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