一种防蟑螂母粒、其聚丙烯组合物及其制备方法与流程

1.本发明涉及高分子材料技术领域，具体涉及一种防蟑螂母粒、其聚丙烯组合物及其制备方法。


背景技术：

2.蟑螂喜欢在阴暗的角落爬行，并且长期爬在电器的内部电源部件周围，导致电器的故障。防蟑螂的塑料复合物可应用于家用电器的一些内部器件，能有效驱避蟑螂，有效改善家用电器的卫生状况和安全性能。现有驱避蟑螂的技术中，一般在材料中加入防蟑螂类的驱避剂，如中国专利文献cn 20131049546.6 塑料制品用母粒及其制备方法、以及塑料制品及其制备方法，通过加入避蚊胺，环戊烯苯菊酯，四氟苯菊酯，氯腈菊酯中一种或多种实现防蟑螂的效果，但是防虫剂不耐高温剪切，热分解温度普遍在200℃以下，在制备聚丙烯组合物的过程中有效成分被分解或挥发，从而使得最终的驱避效果有限。聚丙烯复合物要发挥对蟑螂的驱避作用必然要挥发出助剂的气味，所以要达到较高的驱避率和较低的气味是一对矛盾。此外，所选驱避剂气味较大时，不适宜应用在一些对气味有要求的部件；如中国专利文献cn 20201035797.7一种耐高温低挥发防虫无卤阻燃pp材料及其制备方法，通过加入2-甲基丁醇，乙酸异龙脑酯，右旋龙脑中的一种或几种改性的处理的镁铝水滑石，解决了除虫剂高温加工过程中的易挥发分解的问题，然而，材料的驱避效果差，驱避率低，尚达不到75％，且无法保证材料防虫的长效性。
3.因此，有必要开发一种耐久性好、驱避率高、气味不大的防虫材料，以改善家用电器的内部器件长期使用的防蟑螂效果。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于克服现有技术的不足之处而提供一种防蟑螂母粒、其聚丙烯组合物及其制备方法，以期克服现有防蟑螂聚丙烯材料气味过大的问题。
5.为实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：
6.第一方面，本发明提供一种低气味防蟑螂聚丙烯母粒，其特征在于，按重量份数计，包括以下组分：
7.聚丙烯载体树脂65～85份，改性磷酸锆18～25份，抗氧剂0～0.5份，润滑剂0～0.5份；
8.所述改性磷酸锆包括多孔磷酸锆、苯醚菊酯和协效剂；
9.所述多孔磷酸锆、苯醚菊酯和协效剂的质量比为(10～15)：(8～12)：1；
10.所述聚丙烯载体树脂为超低熔点无规聚丙烯。
11.本发明的低气味防蟑螂聚丙烯母粒中，选择苯醚菊酯处理多孔磷酸锆，利用多孔磷酸锆均匀的致密的孔洞吸附苯醚菊酯达到保护作用，可以有效防止苯醚菊酯的快速挥发，多孔磷酸锆结构中致密狭长的孔洞防止了孔洞中苯醚菊酯的快速挥发，降低气味，且保证了防蟑螂效果的长效性和持久性；所添加的苯醚菊酯不含氯、胺基，且含有较大空间位阻
的苯环，与多孔磷酸锆的吸附平衡性好，可使苯醚菊酯相对稳定的发挥防蟑螂效果，且热稳定性好，使母粒气味降低。
12.作为本发明所述低气味防蟑螂聚丙烯母粒的优选实施方式，所述超低熔点无规聚丙烯的熔点为120～140℃，熔融指数为6～10g/10min，检测条件：230℃， 2.16kg。
13.选择超低熔点(120～140℃)的无规聚丙烯树脂(常规聚丙烯熔点为168℃) 作为载体，加工温度可降低30℃左右，有效降低了苯醚菊酯在挤出机加工过程中的挥发和分解。
14.作为本发明所述低气味防蟑螂聚丙烯母粒的优选实施方式，所述多孔磷酸锆的平均粒径为1～3微米。
15.作为本发明所述低气味防蟑螂聚丙烯母粒的优选实施方式，所述协效剂为芝麻素、增效醚、n-异丁基-8-十一烯酰胺中的至少一种。协效剂能够有效改善除虫菊酯的稳定性，保证了防虫效果的长效性和持久性。
16.作为本发明所述防蟑螂母粒的优选实施方式，所述抗氧剂为受阻酚、磷酸酯、硫醚类抗氧剂中的至少一种。优选的，所述所述耐候剂为抗氧剂1010和抗氧剂168，所述抗氧剂1010和抗氧剂168的质量比为1:1。
17.作为本发明所述防蟑螂母粒的优选实施方式，所述润滑剂为聚乙烯蜡、ebs、硬脂酸锌、硬脂酸钙中的至少一种。
18.第二方面，本发明提供一种所述防蟑螂母粒的制备方法，包括以下步骤：
19.按比例取各组分混合，挤出，造粒，即成；所述挤成型温度为130～150℃。
20.作为本发明所述防蟑螂母粒的制备方法的优选实施方式，所述改性磷酸锆的制备方法为：
21.将所述多孔磷酸锆、苯醚菊酯和协效剂置于70～80℃搅拌，过滤，洗涤，干燥，即成。
22.第三方面，本发明提供一种防蟑螂聚丙烯组合物，按百分比计，包括以下组分：聚丙烯基体树脂92％～98％，所述的防蟑螂母粒2％～8％。
23.优选的，所述聚丙烯基体树脂为均聚聚丙烯和/或共聚聚丙烯，熔融指数≥0.7 g/10min；进一步的，熔融指数为0.7～30g/10min；优选熔融指数为0.7～15 g/10min，检测条件：230℃，2.16kg。
24.第四方面，本发明提供所述的防蟑螂聚丙烯组合物的制备方法，包括以下步骤：按配比取所述组分混合，挤出并造粒，即得。
25.第五方面，将所述的防蟑螂母粒或所述的防蟑螂聚丙烯组合物在照明或发光家电设备中的应用。
26.与现有技术相比，本发明的有益效果为：
27.本发明的防蟑螂聚丙烯组合物中包括多孔性磷酸锆作为苯醚菊酯的吸附剂，有效降低了苯醚菊酯在挤出机加工过程中的挥发和分解；通过采用苯醚菊酯添加入母粒，降低了复合物的气味；多孔磷酸锆粉体的狭长多孔可以防止苯醚菊酯的快速挥发，驱避的持久性好，气味低，兼顾了高驱避率和低气味，可以广泛应用于照明或发光家电设备领域。
具体实施方式
28.为更好地说明本发明的目的、技术方案和优点，下面将结合具体实施例对本发明
作进一步说明。本领域技术人员应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
29.下述实施例和对比例中，如无特别说明，抗氧剂、润滑剂均通过市售获得，且平行实验中使用的是相同的抗氧剂、润滑剂。
30.下述实施例中，性能检测方法为：
31.(1)驱避率
32.将防蟑螂聚丙烯组合物制备成100
×
100
×
2mm规格的方板，然后放在透明的200
×
100
×
100mm盒子的左边，右边放置不含防蟑螂助剂的空白方板。然后将20 只蟑螂放置在透明盒子中，1h后观察试验样与空白样板上蟑螂的数量；
33.蟑螂驱避率的计算公式：(空白样的蟑螂数量-试验样的蟑螂数量)/空白样的蟑螂数量
×
100％。
34.热老化处理：
35.将上述100
×
100
×
2mm规格的方板置于80℃烘箱2000h进行老化，老化后取出进行上述驱避率测试。
36.(2)气味等级
37.采用pv3900《汽车车厢内零部件气味实验》标准实验方法：
38.1)将表面积为60
±
6g重量的材料放入3l的容器内；
39.2)在80
±
2℃下放置2h
±
10min；
40.3)气味评定：1级无气味；2级有气味，但无干扰、刺激性气味；3级有明显气味，但无干扰、刺激性气味；4级有干扰、刺激性气味；5级有强烈干扰、刺激性气味；6级有不能忍受的气味。
41.下述实施例及对比例所用的原材料说明如下，但不限于这些材料：
42.聚丙烯a：均聚聚丙烯粒料，熔融指数为12g/10min，熔点为168℃，牌号为hp500n，中海壳牌。
43.聚丙烯b：无规共聚聚丙烯粒料，熔融指数为8g/10min，熔点为130℃，牌号为pp 4908，燕山石化。
44.聚丙烯c：均聚聚丙烯粒料，熔融指数为0.7g/10min，熔点为168℃，牌号为hp500d，利安德巴塞尔。
45.聚丙烯d:共聚聚丙烯粒料，熔融指数为30g/10min，熔点为168℃，牌号为ep548r，中海壳牌。
46.上述聚丙烯的熔融指数依据标准iso 1133：2005，在230℃/2.16kg条件下检测。
47.多孔磷酸锆1：粒径为1微米，牌号为l-110，晋大。
48.多孔磷酸锆2：粒径为3微米，牌号为l-103，晋大。
49.多孔磷酸锆3：粒径为0.3微米，牌号为l-120，晋大。
50.苯醚菊酯，含量》99％,牌号为p-050s，百灵威。
51.胺菊酯，含量》99％，牌号为，p-406n,百灵威。
52.氯氰菊酯，含量》99％，牌号为p-225s-10x，百灵威。。
53.协效剂1：芝麻素：含量》98％，市售。
54.协效剂2：增效醚：含量》98％，市售。
55.协效剂3：n-异丁基-8-十一烯酰胺：含量》98％，市售。
56.抗氧剂1：抗氧剂1010，市售。
57.抗氧剂2：抗氧剂168，市售。
58.润滑剂：ebs，市售。
59.防蟑螂母粒1～18的组成组分如表1所示。
60.防蟑螂母粒1～18的制备方法为：
61.按比例取改性磷酸锆、聚丙烯树脂、改性磷酸锆、抗氧剂、润滑剂混合均匀，然后加入到双螺杆挤出机中挤出并造粒得到；其中，挤出机成型温度设定在130～150℃、转速范围设定200～400转/分。
62.其中，改性磷酸锆的制备方法为：
63.将多孔磷酸锆、菊酯、协效剂、无水酒精置于70～80℃水浴锅中搅拌、过滤、洗涤、干燥制得。
64.表1：不同防蟑螂母粒的配方组成
65.[0066][0067]
实施例1～12和对比例1～8的防蟑螂聚丙烯组合物的组成组分如表2所示。
[0068]
实施例1～12和对比例1～8的防蟑螂聚丙烯组合物的制备方法为：
[0069]
按比例将聚丙烯、防蟑螂母粒混合均匀，然后加入到双螺杆挤出机中挤出并造粒得到；其中，挤出机成型温度设定在130～180℃、转速范围设定200～400 转/分。
[0070]
表2：实施例和对比例防蟑螂聚丙烯组合物测试结果：
[0071][0072]
续表2：实施例和对比例防蟑螂聚丙烯组合物测试结果：
[0073][0074]
可知，实施例1～12的防蟑螂聚丙烯组合物气味等级低，且驱避率高，80℃烘箱2000h进行老化的驱避率仍保持良好，有能够效防止苯醚菊酯在高温老化过程中的挥发导致的驱避失效。
[0075]
与实施例1相比，对比例1的防蟑螂聚丙烯组合物中，母粒中未添加协效剂，没有产生协效性，组合物的驱避率较低；对比例2的防蟑螂聚丙烯组合物中，母粒中采用平均粒径为0.3微米的多孔磷酸锆，多孔磷酸锆的粒径较小导致在树脂中不易分散，驱避率低；对比例3和对比例4的防蟑螂聚丙烯组合物中，母粒中分别采用熔融指数12g/10min、熔点为168℃和熔融指数为0.7g/10min、熔点为168℃的聚丙烯，由于聚丙烯熔点较高造成母粒加工温度较高，菊酯和协效剂容易挥发和降解失效，进而造成组合物的驱避率低；对比例5-8的防蟑螂聚丙烯组合物中，母粒中改性磷酸锆的多孔磷酸锆、苯醚菊酯和协效剂的质量份数比不满足(10～15)：(8～12)：1，组合物的驱避率不高；对比例9和对比例10的防蟑螂聚丙烯组合物中，母粒中分别添加胺菊酯和氯氰菊酯，组合物的气味明显高于苯醚菊酯的组合物。
[0076]
另设置对比例11，与实施例1的组分相同，但未预制母粒，直接将各组分按比例将聚丙烯a、聚丙烯b、多孔磷酸锆、苯醚菊酯、协效剂、抗氧剂、润滑剂混合均匀，然后加入到双螺杆挤出机中挤出并造粒得到；其中，挤出机成型温度设定在130～150℃、转速范围设定200～400转/分，所得防虫聚丙烯组合物的气味等级为3.9级，驱避率为65％，80℃，2000h热老化后驱避率为51％，说明未将聚丙烯a、多孔磷酸锆、苯醚菊酯、协效剂、抗氧剂、润滑剂制成母粒，导致组合物中菊酯和协效剂的部分挥发和降解失效，使组合物驱避率低。
[0077]
最后所应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当
理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。