含植物炭的填充母粒及其制備方法
【專利摘要】本發明公開了一種含植物炭的填充母粒，該填充母粒包括以下按重量份計的組分：炭50~90份，熱塑性樹脂10~50份，相容劑0.5~10份，抗氧劑0.1~0.5份；其中炭為植物纖維經干餾形成的植物炭、經活化的植物炭和經光觸媒改性的植物炭中的至少一種；熱塑性樹脂為乙烯基彈性體、聚烯烴類樹脂、苯乙烯類樹脂和尼龍類樹脂中的至少一種。該填充母粒中采用了密度小且具有多孔性的植物炭，其與熱塑性樹脂及其他組分共混后制成的母粒具有輕質、吸附性好的特點，可有效吸附周圍環境中的有害氣體。此外為改善植物炭與樹脂的結合力，一方面利用相容劑促進二者的結合，另一方面通過密煉方式進行制備，在密煉中植物炭粉碎后形成的新表面可即時與樹脂原位復合，有效增強了二者的結合力。
【專利說明】含植物炭的填充母粒及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種塑料用填充母粒，尤其涉及一種含植物炭的填充母粒及其制備方法。
【背景技術】
[0002]近年來汽車輕量化已成為降低汽車排放、提高燃燒率的有效措施。其中塑料的大量使用已成為輕量化的有效手段，特別是汽車內飾已多采用塑料件代替金屬件，同時塑料內飾件也在想方設法的降低自身的重量。但大量塑料的使用也給汽車內的空氣質量帶來二次污染的新問題。
[0003]目前車內飾件塑料為了達到一定的力學性能要求和降低成本，一般都需填充礦物無機填料來提高塑料的抗變形能力和耐熱性等。但無機礦物填料一般采用二氧化娃、三氧化二招等，其密度均在2.5g/cm3,遠遠大于樹脂的密度(0.89 g/cm3-l.6 g/cm3),當添加到塑料中時增加了塑料的重量。另一方面因為大量塑料及膠粘劑的使用，使得塑料和膠黏劑中微量殘留的易揮發成分揮發出來，且車內為相對密封的空間不容易散發出去，這些揮發組分如甲醛、苯、甲苯、二甲苯、TVOC等會讓人不知不覺慢性中毒，漸漸出現頭痛、乏力等癥狀，嚴重時甚至會出現皮炎、哮喘、免疫力低下等病狀。2012年3月I日，由國家環保部與質檢總局聯合頒布的《乘用車內空 氣質量評價指南》開始正式實施，該指南對這些常見的車內揮發性有機物濃度設定了限值，這就對材料的選擇提出了更高的要求。
【發明內容】
[0004]為了克服上述現有技術中存在的不足，本發明提供了一種含植物炭的填充母粒及其制備方法，該填充母粒在降低改性塑料重量的同時，可吸附周圍環境中的有害氣體。
[0005]本發明為了解決其技術問題所采用的技術方案是:
[0006]一種含植物炭的填充母粒包括以下按重量份計的組分:
[0007]
炭50~90 熱剛性樹脂IO~50 相容劑0.5~10 抗氧劑0.1~0.5;
[0008]其中所述炭為植物纖維經干餾形成的植物炭、經活化的所述植物炭和經光觸媒改性的所述植物炭中的至少一種；
[0009]所述熱塑性樹脂為乙烯基彈性體、聚烯烴類樹脂、苯乙烯類樹脂和尼龍類樹脂中的至少一種。
[0010]其進一步的技術方案為:[0011 ] 本發明中所述植物炭為竹炭、木炭、秸桿炭和果殼炭中的至少一種。
[0012]本發明中所述熱塑性樹脂為三元乙丙橡膠(EPDM)、聚乙烯辛烯共彈性體(Ρ0Ε)、聚丙烯辛烯共彈性體(POP)、丙烯基彈性體(Vistamaxx彈性體)、乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)、乙烯-丙烯酸共聚物(EAA)、乙烯-丙烯酸丁酯共聚物(EBA)、低密度線性聚乙烯(LLDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)、丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物(ABS)、耐沖擊性聚苯乙烯(HIPS)、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物(MBS)、聚酰胺6 (PA6)、聚酰胺66 (PA66)和聚癸二酰癸二胺(PA1010)中的至少一種。
[0013]本發明中所述相容劑為偶聯劑和馬來酸酐接枝物中的至少一種。其中所述偶聯劑最優為硅烷偶聯劑、鈦酸酯偶聯劑、鋁酸酯偶聯劑、鋁鈦偶聯劑和稀土偶聯劑中的至少一種。所述馬來酸酐接枝物最優為POE接枝馬來酸酐聚合物(POE-g-MAH)、聚丙烯接枝馬來酸酐聚合物(PP-g-MAH)、聚乙烯接枝馬來酸酐(PE-g-MAH)和ABS接枝馬來酸酐聚合物(ABS-g-MAH)中的至少一種。
[0014]本發明中所述抗氧劑為四[β _(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯(抗氧劑1010)和三[2，4-二叔丁基苯基]亞磷酸酯(抗氧劑168)中的至少一種。
[0015]本發明還提出了一種所述含植物炭的填充母粒的制備方法:稱取所述50-90份炭、10-50份熱塑性樹脂、0.5^10份相容劑和0.1-0.5份抗氧劑后一起放入密煉機中，在常溫~20(TC下進行4-30π?η密煉，經密煉均勻后，由擠出機擠出并經風冷磨面切制成母粒顆粒，其中擠出溫度為7(T280°C。
[0016]本發明的有益技術效果是:本發明所述填充母粒中采用了密度小且具有多孔性的植物炭作為母粒的填充組分，其與熱塑性樹脂及其他組分共混后制成的母粒具有輕質、吸附性好的特點，可有效吸附周圍環境中的有害氣體，如甲醛、氨、苯、苯酚和其他有機揮發物(TV0C)，尤其是采用經光觸媒改性后的炭，可有效分解上述有害氣體；此外該填充母粒中植物炭含量可達50wt.%以上，有效降低了母粒的重量，從而降低了塑料成品的重量。制備該填充母粒時，為了改善植物炭與樹脂的結合力，一方面利用相容劑促進二者的結合，另一方面通過密煉方式進行制備，在密煉中植物炭粉碎后形成的新表面可即時與與樹脂原位復合，增強二者的結合力。
【具體實施方式】
[0017]下面結合具體實施例對本發明做進一步的詳細說明，但本發明并不限于下述實施例。
[0018]實施例一:
[0019]稱取竹炭80kg，POE 20Kg, POE-g-MAH IKg 和 200g 抗氧劑 1010 ;將所述竹炭、POE、P0E-g-MAH和抗氧劑依次加入到密煉機中，常溫密煉10分鐘，混合混勻后，在單螺桿擠出機擠出造粒，造粒溫度為70°C，然后經風冷磨面切切成顆粒。
[0020]實施例二:
[0021]稱取竹炭85kg，EVA 25Kg，硅烷偶聯劑500g，200g抗氧劑168 ;將所述竹炭、EVA、硅烷偶聯劑和抗氧劑依次加入到密煉機中，常溫密煉10分鐘混合混勻后，在單螺桿擠出機擠出造粒，造粒溫度為120°c，然后經風冷磨面切切成顆粒。
[0022]實施例三:[0023]稱取木炭55kg，POE 45Kg，POE-g-MAH lKg，抗氧劑1010和抗氧劑168的混合物200g ;將所述竹炭、POE、POE-g-MAH和抗氧劑依次加入到密煉機中，常溫密煉10分鐘，混合混勻后，在單螺桿擠出機擠出造粒，造粒溫度為80°C，然后經風冷磨面切切成顆粒。
[0024]實施例四:
[0025]稱取果殼炭90kg，EPDM IOKg，POE-g-MAH 1kg，200g 抗氧劑 1010 ;將所述果殼炭、EPDM、POE-g-MAH和抗氧劑依次加入到密煉機中，90°C密煉4分鐘混合混勻后，在單螺桿擠出機擠出造粒，造粒溫度為100°C，然后經風冷磨面切切成顆粒。
[0026]實施例五:
[0027]稱取活性炭70kg，PP 30Kg, PP-g-MAH 10kg，抗氧劑1010和抗氧劑168的混合物200g ;將所述活性炭、PP、PP-g-MAH和抗氧劑依次加入到密煉機中，密煉10分鐘，密煉溫度170°C，混合混勻后，在單螺桿擠出機擠出造粒，造粒溫度為160°C，然后風冷經磨面切切成顆粒。
[0028]實施例六:
[0029]稱取活性炭80kg，ABS 20Kg, ABS-g-MAH 1kg，抗氧劑200g ;將所述活性碳、ABS、ABS-g-MAH、抗氧劑依次加入到密煉機中，密煉10分鐘，密煉溫度200°C，混合混勻后，在單螺桿擠出機擠出造粒，造粒溫度為，180°C，然后經風冷磨面切切成顆粒。
[0030]實施例七:
[0031]稱取木炭80kg，EVA 20Kg，PP-g-MAH 1.5kg，抗氧劑 200g ;將所述木炭、EVA、抗氧劑依次加入到密煉機中，150°C密煉15分鐘混合混勻后，在單螺桿擠出機擠出造粒，造粒溫度為120°C，然后經磨面切切成顆粒，風冷冷切成顆粒。
`[0032]實施例八:
[0033]稱取光觸媒改性竹炭50kg，POE 50Kg，POE-g-MAH 1kg，抗氧劑1010和抗氧劑168的混合物500g ;將所述光觸媒改性竹炭、POE、POE-g-MAH和抗氧劑依次加入到密煉機中，120°C密煉30分鐘混合混勻后，在單螺桿擠出機擠出造粒，造粒溫度為280°C，然后經風冷磨面切切成顆粒。
[0034]實施例九:
[0035]稱取木炭80kg，PA6 20Kg, P0E-g-MAH 1kg，抗氧劑1010和抗氧劑168的混合物200g ;將所述木炭、PA6、POE-g-MAH和抗氧劑依次加入到密煉機中，密煉20分鐘，溫度200°C，混合混勻后，在單螺桿擠出機擠出造粒，造粒溫度為260°C，然后經風冷磨面切切成顆粒。
[0036]實施例十:
[0037]稱取納米氧化鋅改性木炭80kg，LLDPE 20Kg，鋁酸酯偶聯劑500g，抗氧劑1010和抗氧劑168的混合物100g ;將所述納米氧化鋅改性木炭、LLDPE、鋁酸酯偶聯劑和抗氧劑依次加入到密煉機中，在160°C下密煉10分鐘混合混勻后，在單螺桿擠出機擠出造粒，造粒溫度為180°C，然后經風冷磨面切切成顆粒。
[0038]實施例^^一:
[0039]取滑石粉母粒2500g (滑石粉含量80wt.%)，聚丙烯7500g經雙螺桿擠出，再注塑成樣品作為對比例，記錄為A0;
[0040]取實施例一制備的母粒2500g，聚丙烯7500g，經雙螺桿擠出，再注塑成樣品，記錄為Al ；
[0041]取實施例三制備的母粒2500g，聚丙烯7500g，經雙螺桿擠出，再注塑成樣品，記錄為A2 ；
[0042]取實施例四制備的母粒2500g，聚丙烯7500g，經雙螺桿擠出，再注塑成樣品，記錄為A3 ；
[0043]取實施例五制備的母粒2500g，聚丙烯7500g，經雙螺桿擠出，再注塑成樣品，記錄為A4。將上述樣品進行相關檢驗和檢測，并將相關數據記錄在下表1。
[0044]表1
【權利要求】
1.一種含植物炭的填充母粒，其特征在于:所述填充母粒包括以下按重量份計的組分: 炭50~90 熱剛性樹脂IO~50 相容劑0.5~10 抗氧劑0.1~0.5; 其中所述炭為植物纖維經干餾形成的植物炭、經活化的所述植物炭和經光觸媒改性的所述植物炭中的至少一種； 所述熱塑性樹脂為乙烯基彈性體、聚烯烴類樹脂、苯乙烯類樹脂和尼龍類樹脂中的至少一種。
2.根據權利要求1所述的含植物炭的填充母粒，其特征在于:所述植物炭為竹炭、木炭、秸桿炭和果殼炭中的至少一種。
3.根據權利要求1所述的含植物炭的填充母粒，其特征在于:所述熱塑性樹脂為EPDM、POE、POP、Vistamaxx 彈性體、EVA、EAA、EBA、LLDPE、LDPE、PP、PVC、ABS、HIPS、MBS、PA6、PA66和PA1010中的至少一種。
4.根據權利要求1所述的含植物炭的填充母粒，其特征在于:所述相容劑為偶聯劑和馬來酸酐接枝物中的至少一種。
5.根據權利要求4所述的含植物炭的填充母粒，其特征在于:所述偶聯劑為硅烷偶聯劑、鈦酸酯偶聯劑、鋁酸酯偶聯劑、鋁鈦偶聯劑和稀土偶聯劑中的至少一種。
6.根據權利要求4所述的含植物炭的填充母粒，其特征在于:所述馬來酸酐接枝物為POE-g-MAH、PP-g-MAH、PE-g-MAH 和 ABS-g-MAH 中的至少一種。
7.根據權利要求1所述的含植物炭的填充母粒，其特征在于:所述抗氧劑為四[β -(3，5- 二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯和三[2，4- 二叔丁基苯基]亞磷酸酯中的至少一種。
8.—種權利要求1~7中所述含植物炭的填充母粒的制備方法，其特征在于:稱取所述50^90份炭、10-50份熱塑性樹脂、0.5~10份相容劑和0.1~θ.5份抗氧劑后一起放入密煉機中，在常溫~200°C下進行4~30π?η密煉，經密煉均勻后，由擠出機擠出并經風冷磨面切制成母粒顆粒，其中擠出溫度為7(T280°C。
【文檔編號】C08L51/04GK103788503SQ201210428926
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2012年10月31日 優先權日:2012年10月31日
【發明者】廖宇濤, 張海, 邢宇, 何寶坤, 禤文權 申請人:博富科技股份有限公司