含植物炭的填充母粒及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种含植物炭的填充母粒，该填充母粒包括以下按重量份计的组分：炭50~90份，热塑性树脂10~50份，相容剂0.5~10份，抗氧剂0.1~0.5份；其中炭为植物纤维经干馏形成的植物炭、经活化的植物炭和经光触媒改性的植物炭中的至少一种；热塑性树脂为乙烯基弹性体、聚烯烃类树脂、苯乙烯类树脂和尼龙类树脂中的至少一种。该填充母粒中采用了密度小且具有多孔性的植物炭，其与热塑性树脂及其他组分共混后制成的母粒具有轻质、吸附性好的特点，可有效吸附周围环境中的有害气体。此外为改善植物炭与树脂的结合力，一方面利用相容剂促进二者的结合，另一方面通过密炼方式进行制备，在密炼中植物炭粉碎后形成的新表面可即时与树脂原位复合，有效增强了二者的结合力。
【专利说明】含植物炭的填充母粒及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种塑料用填充母粒，尤其涉及一种含植物炭的填充母粒及其制备方法。
【背景技术】
[0002]近年来汽车轻量化已成为降低汽车排放、提高燃烧率的有效措施。其中塑料的大量使用已成为轻量化的有效手段，特别是汽车内饰已多采用塑料件代替金属件，同时塑料内饰件也在想方设法的降低自身的重量。但大量塑料的使用也给汽车内的空气质量带来二次污染的新问题。
[0003]目前车内饰件塑料为了达到一定的力学性能要求和降低成本，一般都需填充矿物无机填料来提高塑料的抗变形能力和耐热性等。但无机矿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,远远大于树脂的密度(0.89 g/cm3-l.6 g/cm3),当添加到塑料中时增加了塑料的重量。另一方面因为大量塑料及胶粘剂的使用，使得塑料和胶黏剂中微量残留的易挥发成分挥发出来，且车内为相对密封的空间不容易散发出去，这些挥发组分如甲醛、苯、甲苯、二甲苯、TVOC等会让人不知不觉慢性中毒，渐渐出现头痛、乏力等症状，严重时甚至会出现皮炎、哮喘、免疫力低下等病状。2012年3月I日，由国家环保部与质检总局联合颁布的《乘用车内空 气质量评价指南》开始正式实施，该指南对这些常见的车内挥发性有机物浓度设定了限值，这就对材料的选择提出了更高的要求。
【发明内容】
[0004]为了克服上述现有技术中存在的不足，本发明提供了一种含植物炭的填充母粒及其制备方法，该填充母粒在降低改性塑料重量的同时，可吸附周围环境中的有害气体。
[0005]本发明为了解决其技术问题所采用的技术方案是:
[0006]一种含植物炭的填充母粒包括以下按重量份计的组分:
[0007]
炭50~90 热剛性树脂IO~50 相容剂0.5~10 抗氧剂0.1~0.5;
[0008]其中所述炭为植物纤维经干馏形成的植物炭、经活化的所述植物炭和经光触媒改性的所述植物炭中的至少一种；
[0009]所述热塑性树脂为乙烯基弹性体、聚烯烃类树脂、苯乙烯类树脂和尼龙类树脂中的至少一种。
[0010]其进一步的技术方案为:[0011 ] 本发明中所述植物炭为竹炭、木炭、秸杆炭和果壳炭中的至少一种。
[0012]本发明中所述热塑性树脂为三元乙丙橡胶(EPDM)、聚乙烯辛烯共弹性体(Ρ0Ε)、聚丙烯辛烯共弹性体(POP)、丙烯基弹性体(Vistamaxx弹性体)、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)、低密度线性聚乙烯(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)、耐冲击性聚苯乙烯(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)中的至少一种。
[0013]本发明中所述相容剂为偶联剂和马来酸酐接枝物中的至少一种。其中所述偶联剂最优为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂、铝钛偶联剂和稀土偶联剂中的至少一种。所述马来酸酐接枝物最优为POE接枝马来酸酐聚合物(POE-g-MAH)、聚丙烯接枝马来酸酐聚合物(PP-g-MAH)、聚乙烯接枝马来酸酐(PE-g-MAH)和ABS接枝马来酸酐聚合物(ABS-g-MAH)中的至少一种。
[0014]本发明中所述抗氧剂为四[β _(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯(抗氧剂1010)和三[2，4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯(抗氧剂168)中的至少一种。
[0015]本发明还提出了一种所述含植物炭的填充母粒的制备方法:称取所述50-90份炭、10-50份热塑性树脂、0.5^10份相容剂和0.1-0.5份抗氧剂后一起放入密炼机中，在常温~20(TC下进行4-30π?η密炼，经密炼均匀后，由挤出机挤出并经风冷磨面切制成母粒颗粒，其中挤出温度为7(T280°C。
[0016]本发明的有益技术效果是:本发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为母粒的填充组分，其与热塑性树脂及其他组分共混后制成的母粒具有轻质、吸附性好的特点，可有效吸附周围环境中的有害气体，如甲醛、氨、苯、苯酚和其他有机挥发物(TV0C)，尤其是采用经光触媒改性后的炭，可有效分解上述有害气体；此外该填充母粒中植物炭含量可达50wt.%以上，有效降低了母粒的重量，从而降低了塑料成品的重量。制备该填充母粒时，为了改善植物炭与树脂的结合力，一方面利用相容剂促进二者的结合，另一方面通过密炼方式进行制备，在密炼中植物炭粉碎后形成的新表面可即时与与树脂原位复合，增强二者的结合力。
【具体实施方式】
[0017]下面结合具体实施例对本发明做进一步的详细说明，但本发明并不限于下述实施例。
[0018]实施例一:
[0019]称取竹炭80kg，POE 20Kg, POE-g-MAH IKg 和 200g 抗氧剂 1010 ;将所述竹炭、POE、P0E-g-MAH和抗氧剂依次加入到密炼机中，常温密炼10分钟，混合混匀后，在单螺杆挤出机挤出造粒，造粒温度为70°C，然后经风冷磨面切切成颗粒。
[0020]实施例二:
[0021]称取竹炭85kg，EVA 25Kg，硅烷偶联剂500g，200g抗氧剂168 ;将所述竹炭、EVA、硅烷偶联剂和抗氧剂依次加入到密炼机中，常温密炼10分钟混合混匀后，在单螺杆挤出机挤出造粒，造粒温度为120°c，然后经风冷磨面切切成颗粒。
[0022]实施例三:[0023]称取木炭55kg，POE 45Kg，POE-g-MAH lKg，抗氧剂1010和抗氧剂168的混合物200g ;将所述竹炭、POE、POE-g-MAH和抗氧剂依次加入到密炼机中，常温密炼10分钟，混合混匀后，在单螺杆挤出机挤出造粒，造粒温度为80°C，然后经风冷磨面切切成颗粒。
[0024]实施例四:
[0025]称取果壳炭90kg，EPDM IOKg，POE-g-MAH 1kg，200g 抗氧剂 1010 ;将所述果壳炭、EPDM、POE-g-MAH和抗氧剂依次加入到密炼机中，90°C密炼4分钟混合混匀后，在单螺杆挤出机挤出造粒，造粒温度为100°C，然后经风冷磨面切切成颗粒。
[0026]实施例五:
[0027]称取活性炭70kg，PP 30Kg, PP-g-MAH 10kg，抗氧剂1010和抗氧剂168的混合物200g ;将所述活性炭、PP、PP-g-MAH和抗氧剂依次加入到密炼机中，密炼10分钟，密炼温度170°C，混合混匀后，在单螺杆挤出机挤出造粒，造粒温度为160°C，然后风冷经磨面切切成颗粒。
[0028]实施例六:
[0029]称取活性炭80kg，ABS 20Kg, ABS-g-MAH 1kg，抗氧剂200g ;将所述活性碳、ABS、ABS-g-MAH、抗氧剂依次加入到密炼机中，密炼10分钟，密炼温度200°C，混合混匀后，在单螺杆挤出机挤出造粒，造粒温度为，180°C，然后经风冷磨面切切成颗粒。
[0030]实施例七:
[0031]称取木炭80kg，EVA 20Kg，PP-g-MAH 1.5kg，抗氧剂 200g ;将所述木炭、EVA、抗氧剂依次加入到密炼机中，150°C密炼15分钟混合混匀后，在单螺杆挤出机挤出造粒，造粒温度为120°C，然后经磨面切切成颗粒，风冷冷切成颗粒。
`[0032]实施例八:
[0033]称取光触媒改性竹炭50kg，POE 50Kg，POE-g-MAH 1kg，抗氧剂1010和抗氧剂168的混合物500g ;将所述光触媒改性竹炭、POE、POE-g-MAH和抗氧剂依次加入到密炼机中，120°C密炼30分钟混合混匀后，在单螺杆挤出机挤出造粒，造粒温度为280°C，然后经风冷磨面切切成颗粒。
[0034]实施例九:
[0035]称取木炭80kg，PA6 20Kg, P0E-g-MAH 1kg，抗氧剂1010和抗氧剂168的混合物200g ;将所述木炭、PA6、POE-g-MAH和抗氧剂依次加入到密炼机中，密炼20分钟，温度200°C，混合混匀后，在单螺杆挤出机挤出造粒，造粒温度为260°C，然后经风冷磨面切切成颗粒。
[0036]实施例十:
[0037]称取纳米氧化锌改性木炭80kg，LLDPE 20Kg，铝酸酯偶联剂500g，抗氧剂1010和抗氧剂168的混合物100g ;将所述纳米氧化锌改性木炭、LLDPE、铝酸酯偶联剂和抗氧剂依次加入到密炼机中，在160°C下密炼10分钟混合混匀后，在单螺杆挤出机挤出造粒，造粒温度为180°C，然后经风冷磨面切切成颗粒。
[0038]实施例^^一:
[0039]取滑石粉母粒2500g (滑石粉含量80wt.%)，聚丙烯7500g经双螺杆挤出，再注塑成样品作为对比例，记录为A0;
[0040]取实施例一制备的母粒2500g，聚丙烯7500g，经双螺杆挤出，再注塑成样品，记录为Al ；
[0041]取实施例三制备的母粒2500g，聚丙烯7500g，经双螺杆挤出，再注塑成样品，记录为A2 ；
[0042]取实施例四制备的母粒2500g，聚丙烯7500g，经双螺杆挤出，再注塑成样品，记录为A3 ；
[0043]取实施例五制备的母粒2500g，聚丙烯7500g，经双螺杆挤出，再注塑成样品，记录为A4。将上述样品进行相关检验和检测，并将相关数据记录在下表1。
[0044]表1
【权利要求】
1.一种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计的组分: 炭50~90 热剛性树脂IO~50 相容剂0.5~10 抗氧剂0.1~0.5; 其中所述炭为植物纤维经干馏形成的植物炭、经活化的所述植物炭和经光触媒改性的所述植物炭中的至少一种； 所述热塑性树脂为乙烯基弹性体、聚烯烃类树脂、苯乙烯类树脂和尼龙类树脂中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的含植物炭的填充母粒，其特征在于:所述植物炭为竹炭、木炭、秸杆炭和果壳炭中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的含植物炭的填充母粒，其特征在于:所述热塑性树脂为EPDM、POE、POP、Vistamaxx 弹性体、EVA、EAA、EBA、LLDPE、LDPE、PP、PVC、ABS、HIPS、MBS、PA6、PA66和PA1010中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的含植物炭的填充母粒，其特征在于:所述相容剂为偶联剂和马来酸酐接枝物中的至少一种。
5.根据权利要求4所述的含植物炭的填充母粒，其特征在于:所述偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂、铝钛偶联剂和稀土偶联剂中的至少一种。
6.根据权利要求4所述的含植物炭的填充母粒，其特征在于:所述马来酸酐接枝物为POE-g-MAH、PP-g-MAH、PE-g-MAH 和 ABS-g-MAH 中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的含植物炭的填充母粒，其特征在于:所述抗氧剂为四[β -(3，5- 二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯和三[2，4- 二叔丁基苯基]亚磷酸酯中的至少一种。
8.—种权利要求1~7中所述含植物炭的填充母粒的制备方法，其特征在于:称取所述50^90份炭、10-50份热塑性树脂、0.5~10份相容剂和0.1~θ.5份抗氧剂后一起放入密炼机中，在常温~200°C下进行4~30π?η密炼，经密炼均匀后，由挤出机挤出并经风冷磨面切制成母粒颗粒，其中挤出温度为7(T280°C。
【文档编号】C08L51/04GK103788503SQ201210428926
【公开日】2014年5月14日 申请日期:2012年10月31日 优先权日:2012年10月31日
【发明者】廖宇涛, 张海, 邢宇, 何宝坤, 禤文权 申请人:博富科技股份有限公司