自清除甲醛的耐熱abs材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及高分子材料領(lǐng)域，尤其是涉及一種自清除甲醛的耐熱ABS材料及其制 備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物（ABS)是一種高光澤度，耐化學(xué)腐蝕、高耐 熱、易加工、優(yōu)良尺寸穩(wěn)定性等綜合性能優(yōu)良的工程塑料，在電子電氣、汽車、家用電器、辦 公等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。
[0003] 我國，汽車保有量逐年上升，車輛和人們的關(guān)系越來越緊密。每天在車內(nèi)的平均 時(shí)間為2小時(shí)以上。車內(nèi)的空氣質(zhì)量對(duì)人體的健康的影響也很重要，隨著生活水平的提 高，人們對(duì)健康問題也越來越重視。車內(nèi)主要的散發(fā)物為苯系物和醛類，甲醛對(duì)人體的傷 害又尤為嚴(yán)重，如何降低車內(nèi)環(huán)境的甲醛含量，目前是整個(gè)車輛行業(yè)鏈，尤其是上游材料供 應(yīng)商關(guān)注的問題。在這方面也有很多的專利。比如：CN104761877A這篇專利采用了一種物 理吸附劑來改善材料的散發(fā)性；CN104592729A這篇專利采用了粘土和凹凸棒作為吸附劑； CN103740039A這篇專利采用了液體萃取劑萃取擠出過程中的小分子，來改善材料的散發(fā) 性。目前很多的改善散發(fā)性的方法大多是通過物理吸附或者萃取脫除的方法來改善材料的 散發(fā)性。物理吸附，在短期室溫下，可以有很好的效果，但是由于吸附和脫除是一個(gè)可逆的 過程，在高溫或者長(zhǎng)期使用的時(shí)候，物理吸附的物質(zhì)還是會(huì)散發(fā)出來，危害人體健康；而萃 取脫除的方法，可以有效的降低材料內(nèi)的散發(fā)性物質(zhì)，但是僅僅是擠出過程中可以改善，材 料在后期加工，比如注塑后，材料由于熱氧降解的作用，又會(huì)散發(fā)出小分子物質(zhì)，從而導(dǎo)致 散發(fā)性的大幅度升高?，F(xiàn)在的大多數(shù)專利和報(bào)道都是致力于降低本身的散發(fā)性水平，通過 降低散發(fā)物基數(shù)減少最終制品的排放，很少有主動(dòng)對(duì)散發(fā)性物質(zhì)進(jìn)行控制的汽車內(nèi)飾用材 料的報(bào)道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)和應(yīng)用存在的缺陷而提供一種自清除甲醛 的耐熱ABS材料及其制備方法。
[0005] 本發(fā)明一方面采用了硅藻土和多孔蒙脫土作為物理吸附劑，由于其為多孔結(jié)構(gòu)， 因此具有很高的比表面積，對(duì)于揮發(fā)性的物質(zhì)有很好的吸附作用同時(shí)也有利于甲醛捕捉劑 的附著；另一方面，采用了甲醛捕捉劑，可以和甲醛的醛基發(fā)生反應(yīng)，從而將甲醛固定下來 減少其排放。通過密煉機(jī)的處理，利用強(qiáng)剪切力，可以將甲醛捕捉劑固定在物理吸附劑，從 而達(dá)到長(zhǎng)期降低散發(fā)性的效果。同時(shí)，通過側(cè)喂的方式還加入了甲醛去除劑，利用環(huán)境中的 紫外線，催化甲醛發(fā)生氧化反應(yīng)，從而消除其危害。
[0006] 本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：
[0007] 第一方面，本發(fā)明涉及一種自清除甲醛的耐熱ABS材料組合物，所述組合物包括 如下重量份數(shù)的各組分：
[0008] 丙烯腈-丁二烯苯乙燔（ABS)樹脂 75~95份， 耐熱劑 4~20份， 甲醛清除母粒 0.5~5份， 甲醛去除劑 0.1~1份， 助劑B 0.5~1價(jià)；
[0009] 所述甲醛清除母粒包括物理吸附劑和甲醛捕捉劑。所述甲醛清除母粒是將物理吸 附劑、甲醛捕捉劑和助劑A置于密煉機(jī)中在150~260°C、10~60rpm轉(zhuǎn)速的條件下進(jìn)行剪 切共混、造粒而得的。
[0010] 優(yōu)選的，所述甲醛清除母粒包括以下重量份數(shù)的各組分：
[0011] 物理吸附劑 75~95份，
[0012] 甲醛捕捉劑 5~25份，
[0013] 助劑A 0.5~1份。
[0014] 優(yōu)選的，所述物理吸附劑為硅藻土、多孔蒙脫土中的一種或者兩種。
[0015] 優(yōu)選的，所述物理吸附劑的粒徑為2000~10000目。
[0016] 優(yōu)選的，所述甲醛捕捉劑為三聚氰胺、2-咪唑烷酮、碳酸肼中的一種或者幾種。
[0017] 優(yōu)選的，所述助劑A選自受阻酚類抗氧劑、亞磷酸酯類抗氧劑、潤滑劑中的一種或 多種。所述潤滑劑選自乙撐雙硬脂酸酰胺、季戊四醇硬脂酸酯、硬脂酸鎂、硬脂酸鈣中的一 種或多種。
[0018] 優(yōu)選的，所述甲醛去除劑選自納米銀、二氧化鈦、氧化鋅和氧化錫中的一種或者幾 種·
[0019] 優(yōu)選的，所述納米銀的顆粒粒徑為20~70nm。
[0020] 優(yōu)選的，所述ABS樹脂中丁二稀的質(zhì)量百分比含量為10%~17%，重均分子量為 80000~150000,包括5~30%的橡膠，10~30%的丙烯腈，40~70%的苯乙烯。
[0021] 優(yōu)選的，所述耐熱劑選自N-苯基馬來酰亞胺-苯乙烯-馬來酸酐共聚物或α -甲 基苯乙烯-丙烯腈共聚物。
[0022] 優(yōu)選的，所述助劑B選自受阻酚類抗氧劑、亞磷酸酯類抗氧劑、乙撐雙硬脂酸酰 胺、季戊四醇硬脂酸酯、硬脂酸鎂、硬脂酸鈣中的一種或多種。
[0023] 第二方面，本發(fā)明還涉及一種根據(jù)自清除甲醛的耐熱ABS材料組合物的制備方 法，所述方法包括如下步驟：
[0024] S1、將物理吸附劑、甲醛捕捉劑和助劑A混合，得到混合物料A ;
[0025] S2、將所述混合物料A投置于密煉機(jī)中，剪切共混，造粒，得所述甲醛清除母粒；
[0026] S3、將所述丙烯腈-丁二烯-苯乙烯樹脂、耐熱劑和助劑B混合，得到混合物料B ;
[0027] S4、將所述混合物料B投置于雙螺桿擠出機(jī)中，機(jī)筒溫度為180~260°C，螺桿轉(zhuǎn)速 為200~600rpm，將所述甲醛去除劑和甲醛清除母粒從后段側(cè)喂加入，造粒，得所述自清除 甲醛的耐熱ABS材料組合物。
[0028] 優(yōu)選的，步驟S1中，混合的時(shí)間為5~30min。
[0029] 優(yōu)選的，步驟S2中，所述密煉機(jī)的溫度為150~260°C，轉(zhuǎn)速為10~60rpm，混煉 時(shí)間為〇· 5~IOmin。
[0030] 優(yōu)選的，步驟S3中，混合的時(shí)間為5~30min。
[0031] 優(yōu)選的，步驟S4中，所述后段為擠出機(jī)第7區(qū)~第10區(qū)中的任意一區(qū)。
[0032] 優(yōu)選的，所述雙螺桿擠出機(jī)包括10個(gè)溫控區(qū)，溫控1~2區(qū)的溫度為180~260°C， 溫控3~4區(qū)的溫度為180~260°C，溫控5~6區(qū)的溫度為180~260°C，溫控7~8區(qū) 的溫度為180~260°C，溫控9~10的溫度為180~260°C。
[0033] 優(yōu)選的，所述雙螺桿擠出機(jī)設(shè)有兩個(gè)抽真空處，一處位于輸送料段的末端，熔融段 的開始，另一處抽真空設(shè)備位于計(jì)量段。
[0034] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果：
[0035] (1)通過本發(fā)明的方法可以使粒子的甲醛含量降低40%，同時(shí)可以使封閉空間內(nèi) 的甲醛含量降低50%以上，同時(shí)其它揮發(fā)性有機(jī)物含量降低10%~20%，從而達(dá)到長(zhǎng)期控 制和降低材料的甲醛散發(fā)性，并且抑制空間內(nèi)部的甲醛含量的效果。
[0036] (2)通過對(duì)物理吸附劑的處理，可以很好的將在后期生成的醛類物質(zhì)固定在物理 吸附劑上，同時(shí)長(zhǎng)效的吸收和猝滅環(huán)境中的甲醛，幫助車內(nèi)甲醛含量的降低。
【具體實(shí)施方式】
[0037] 下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。以下實(shí)施例將有助于本領(lǐng)域的技術(shù)人員 進(jìn)一步理解本發(fā)明，但不以任何形式限制本發(fā)明。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員 來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干調(diào)整和改進(jìn)。這些都屬于本發(fā)明的保 護(hù)范圍。
[0038] 以下實(shí)施例及對(duì)比例中選用：
[0039] ABS樹脂的重均分子量為80000~150000g/mol，其包括質(zhì)量百分比含量為5~ 30%的橡膠、10~30%的丙烯腈、40~70%的苯乙烯，具體是用韓國錦湖石油化學(xué)株式會(huì) 社的 ABS P/D150、ABS P/D190,高橋石化的 ABS 839UABS 8434;耐熱劑 α-SAN 為 BASF 的 KR2556 ;物理吸附劑為市售硅藻土和多孔蒙脫土，其粒徑為2000~10000目；甲醛去除劑 為：納米銀、二氧化鈦、氧化鋅和氧化錫，其中納米銀的顆粒粒徑為20~70nm，二氧化鈦、氧 化鋅和氧化錫為市售產(chǎn)品；甲醛捕捉劑選用市售三聚氰胺，2-咪唑烷酮和碳酸肼；抗氧劑 為CIBA公司生產(chǎn)的抗氧劑245、抗氧劑1010、抗氧劑168。
[0040] 甲醛清除母粒制備步驟：
[0041] 將物理吸附劑、甲醛捕捉劑、以及其他助劑，置于混合器中，混合5~30min得到混 合物料；將混合物料投置于密煉機(jī)中，在150~260°C，轉(zhuǎn)速為10~60rpm，混煉時(shí)間30S~ lOmin，通過剪切力剪切共混，造粒即得到母粒。
[0042] 自清除甲醛的耐熱ABS材料組合物的制備步驟：
[0043] S1、將物理吸附劑、甲醛捕捉劑和助劑A混合，得到混合物料A ;
[0044] S2、將所述混合物料A投置于密煉機(jī)中，剪切共混，造粒，得所述甲醛清除母粒；
[0045] S3、將所述丙烯腈-丁二烯-苯乙烯樹脂、耐熱劑和助劑B混合，得到混合物料B ;
[0046] S4、將所述混合物料B投置于雙螺桿擠出機(jī)中，機(jī)筒溫度為180~260°C，螺桿轉(zhuǎn)速 為200~600rpm，將所述甲醛去除劑和甲醛清除母粒從后段側(cè)喂加入，造粒，得所述自清除 甲醛的耐熱ABS材料組合物。
[0047] 所述后段為擠出機(jī)第7區(qū)~第10區(qū)中的任意一區(qū)。
[0048] 所述雙螺桿擠出機(jī)包括十個(gè)溫控區(qū)，溫控1-2區(qū)的溫度為180~260°C，溫控3-4 區(qū)的溫度為180~260°C，溫控5-6區(qū)的溫度為180~260 °C，溫控7-8區(qū)的溫度為180~ 260°C，溫控9-10區(qū)的溫度為180~260°C。雙螺桿擠出機(jī)上還有兩個(gè)抽真空處，一處位于 輸送料段的末端、熔融段的開始端，另一處抽真空設(shè)備處于計(jì)量段。
[0049] 甲醛測(cè)試方法：將粒子稱取50g放置于IOL的Tedlar薄膜制作的采樣袋中，充入 向采樣袋中充入其體積40%左右高純氮?dú)?，再將氣體抽出；再向采樣袋中準(zhǔn)確加入袋體積 40 %的高純氮?dú)?，記錄所充入氣體的量。另取一空白采樣袋，不放樣品，執(zhí)行以上的步驟，將 兩個(gè)采樣袋放入采樣倉中，65°C存放2h±10min。存放結(jié)束后，用lOOOmL/min的采集流量， 采集2min，采集體積為2L，用DNPH吸附管吸附醛類物質(zhì)，再用HPLC測(cè)試甲醛含量