一种改性紫外光稳定剂、制备方法及其应用
阅读说明：本技术 一种改性紫外光稳定剂、制备方法及其应用 (Modified ultraviolet light stabilizer, preparation method and application thereof ) 是由 丁鹏 宋玉婷 于 2020-12-07 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种改性紫外光稳定剂,其是以HALS为基体,接枝反应性官能团构成活性基团的改性组合物功能母粒；其中的基体部分用于对废旧塑料进行光稳定作用,活性基团用于脱除或固着废旧塑料高分子发散的刺激性气味。本发明还公开该改性紫外光稳定剂的制备方法,包括以下步骤：(1)将HALS基体以摩尔比1：1溶于碱性化合物；(2)接枝含活性基团的有机溶剂；(3)将混合溶液真空过滤再进行重结晶。本发明还公开了改性紫外光稳定剂用于废旧塑料处理的应用。本发明一方面可起到光稳定作用,同时可以与废旧塑料中残存的、难以去除的挥发性小分子反应,从而降低废旧塑料的气味和VOC散发。本发明可降低废旧塑料处理成本,有利于大面积推广。(The invention discloses a modified ultraviolet light stabilizer, which is a modified composition functional master batch taking HALS as a matrix and grafting reactive functional groups to form active groups; the matrix part is used for carrying out light stabilization on the waste plastic, and the active group is used for removing or fixing pungent odor emitted by the waste plastic macromolecules. The invention also discloses a preparation method of the modified ultraviolet stabilizer, which comprises the following steps: (1) mixing a HALS matrix in a molar ratio of 1: 1 dissolving in an alkaline compound; (2) grafting an organic solvent containing active groups; (3) the mixed solution was vacuum filtered and recrystallized. The invention also discloses application of the modified ultraviolet stabilizer in waste plastic treatment. On one hand, the invention can play a role in light stabilization and can react with volatile micromolecules which are remained in the waste plastics and are difficult to remove, thereby reducing the odor and VOC emission of the waste plastics. The invention can reduce the treatment cost of waste plastics and is beneficial to large-area popularization.)
技术领域
本发明涉及废旧塑料处理技术领域，具体涉及一种兼具气味脱除功能和光稳定性的母粒制备方式。
背景技术
现有技术在的垃圾，也是放错位置的资源。把垃圾资源化，化腐朽为神奇，既是科学，也是艺术。废旧塑料如聚烯烃(聚丙烯、聚乙烯等)等在汽车、家电、医疗、建筑、物流、日常消费品等领域应用广泛，这也造成了大量废旧塑料垃圾的产生。近年来，我国塑料回收和再生市场发展迅速，产能和产出持续快速增长。同时，随着垃圾分类回收成为新时尚，很大程度上解决了城市垃圾成分复杂、后处理困难的问题，为废旧塑料回收再利用提供了一定的有利条件。
废旧塑料处理目前存在多种技术路线，其中的塑料清洁再生利用是较佳的途径之一，其也促进了国家产业政策支持聚丙烯再生料产业向高技术制品和重要民生领域方向发展。因此，塑料清洁再生利用是一个“看似传统、实则朝阳”的产业。
申请号为CN03136938.3的中国发明专利，公开了一种塑木金属复合结构材料及其生产方法，该塑木金属复合结构材料，包括基体材料、增强粉粒、金属构件和改性剂，其中基体材料与增强粉粒的重量比例在90∶10～40∶60之间。本发明的方法实现了热塑性废塑料与增强粉粒和金属材料的多元复合，生产出了具有高抗压、高抗弯曲强度的塑木金属复合结构材料，并且提高了热塑性废旧塑料的利用程度，有助于解决废旧塑料造成的白色污染，具有显著的环保效益。
但是，现有技术对于聚烯烃等废旧塑料的回收和再改性生产过程中，有两大技术难题尚未解决，即：针对废旧塑料的耐老化技术、气味脱除技术，目前尚未合适的解决方案。
发明内容
本发明的目的在于，针对上述现有技术中存在的问题，研发一种改性紫外光稳定剂、制备方法，并将其应用于废旧塑料处理，通过材料接枝改性技术及制备工艺设计，以解决上述两大技术难题，以有效降低废旧塑料处理成本，促进其大面积推广应用。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种改性紫外光稳定剂，其特征在于，其是以HALS(Hindered Amine LightStabilizer)为基体，接枝反应性官能团构成活性基团的改性组合物功能母粒；其中的基体部分用于对废旧塑料进行光稳定作用，活性基团用于脱除或固着废旧塑料高分子发散的刺激性气味。
一种前述改性紫外光稳定剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将HALS基体以摩尔比1：1溶于碱性化合物，提供碱性条件；
(2)向混合溶液中以摩尔比1：1加入定量含活性基团的有机溶剂，室温下搅拌1h；
(3)将混合溶液真空过滤再进行重结晶，即可得到可脱除刺激性气味的改性紫外光稳定剂。
所述步骤(1)中的HALS基体材料是HALS-944、HALS-770中的一种或两种组合。
所述步骤(1)中的碱性化合物包括NaOH、Ca(OH)2、NH3.H2O、Fe(OH)3。
所述步骤(2)中含活性基团的有机试剂包括乙酸和甲胺。
一种前述改性紫外光稳定剂的应用，其特征在于，将其用于废旧塑料处理，其一方面可起到光稳定作用，同时可以与废旧塑料中残存的、难以去除的挥发性小分子反应，从而降低废旧塑料的气味和VOC(Volatile Organic Compounds)散发。
本发明的有益效果为：
(1)本发明提供的改性紫外光稳定剂功能母粒材料及其制备方法，通过在基体材料上接枝活性基团，使该材料在具备光稳定性能的同时具备气味脱除功能，为废旧高分子的回收再利用加工，提供了低成本、简便易实施的材料。
(2)本发明提供的改性紫外光稳定剂功能母粒材料及其制备方法，其所采用的材料价格低廉，制备工艺简洁，大大节约了废旧高分子回收再利用的成本，有利于大规模推广应用。
上述是发明技术方案的概述，以下结合
具体实施方式
，对本发明做进一步说明。
具体实施方式
实施例1
本发明实施例提供的改性紫外光稳定剂，其是以HALS(Hindered Amine LightStabilizer)为基体，接枝反应性官能团构成活性基团的改性组合物功能母粒；其中的基体部分用于对废旧塑料进行光稳定作用，活性基团用于脱除或固着废旧塑料高分子发散的刺激性气味。
一种前述改性紫外光稳定剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)将HALS基体HALS-770以摩尔比1：1溶于碱性化合物NaOH，提供碱性条件；
(2)向混合溶液中以摩尔比1：1加入定量含活性基团的有机溶剂(乙酸)，室温下搅拌1h；
(3)将混合溶液真空过滤再进行重结晶，即可得到可脱除刺激性气味的改性紫外光稳定剂，即羧基改性HALS-770。
所述步骤(1)中的HALS基体材料是HALS-944、HALS-770中的一种或两种组合；本实施例中是HALS-770。
所述步骤(1)中的碱性化合物为NaOH、Ca(OH)2、NH3.H2O、Fe(OH)3之一，本实施例中采用的是NaOH。
所述步骤(2)中含活性基团的有机试剂包括乙酸和甲胺，本实施例采用的是乙酸。
一种前述改性紫外光稳定剂的应用，将其用于废旧塑料处理，其一方面可起到光稳定作用，同时可以与废旧塑料中残存的、难以去除的挥发性小分子反应，从而降低废旧塑料的气味和VOC(Volatile Organic Compounds)散发。
本发明首先了研究聚烯烃材料老化特性和机理，包括聚烯烃长期使用过程中的微观结构、热力学性能、流变特性、降解行为等的变化，深入理解再生塑料与原生树脂性能差异的根源、以及挥发份的种类和来源，为高品质再生塑料的制备提供支持。
本发明针对再生塑料机械性能低、热稳定性差、挥发份高等不足，研究再生塑料专用光热稳定剂、气味脱除剂等的添加对材料性能的影响，制备具有抗紫外、降低气味的再生塑料专用功能母粒。
本发明还根据前述研究结果，进一步开发出接枝反应性官能团的紫外光稳定剂。其中的反应性官能团可以是羟基、羧基、氨基等等，紫外光老化剂以HALS(Hindered AmineLight Stabilizer)为基体。所开发的新型紫外光老化剂既可以起到光稳定作用，同时可以与废旧塑料中残存的、难以去除的挥发性小分子反应，从而降低废旧塑料的气味和VOC(Volatile Organic Compounds)散发。本发明相较现有技术，可以在起到相同作用的同时，减少助剂添加、降低成本，对于成本敏感型的废旧塑料回收行业的发展具有促进作用。
实施例2
本实施例提供的改性紫外光稳定剂、制备方法及其应用，基本上与实施例1相同，其不同之处在于：
该改性紫外光稳定剂的基体材料为HALS-944，碱性条件为NH3·H2O，包括以下步骤：
(1)将HALS-944以摩尔比1：1溶于NH3·H2O，提供碱性条件；
(2)向混合溶液中以摩尔比1：1加入定量乙酸，室温下搅拌1h；
(3)将混合溶液真空过滤再进行重结晶，即可得到改性紫外光稳定剂，即改性后可脱除刺激性气味的羧基改性HALS-944。
实施例3
本实施例提供的改性紫外光稳定剂、制备方法及其应用，基本上与实施例1、2均相同，其不同之处在于：
改性紫外光稳定剂的基体材料为HALS-770，有机试剂为甲胺。
前述具有刺激性气味脱除功能的光稳定剂制备方法，包括以下步骤：
(1)将HALS-770以摩尔比1：1溶于NaOH，提供碱性条件；
(2)向混合溶液中以摩尔比1：1加入定量甲胺，室温下搅拌1h；
(3)将混合溶液真空过滤再进行重结晶，即可得到改性后可脱除刺激性气味的氨基改性HALS-770。
实施例4
本实施例提供的改性紫外光稳定剂、制备方法及其应用，基本上与实施例1、2、3均相同，其不同之处在于：
改性紫外光稳定剂的基体材料为HALS-944，有机试剂为甲胺。
前述具有刺激性气味脱除功能的光稳定剂制备方法，包括以下步骤：
(1)将HALS-944以摩尔比1：1溶于NH3.H2O，提供碱性条件；
(2)向混合溶液中以摩尔比1：1加入定量甲胺，室温下搅拌1h；
(3)将混合溶液真空过滤再进行重结晶，即可得到改性紫外光稳定剂，即改性后可脱除刺激性气味的氨基改性HALS-944。
应用实施例1
将实例1～4分别制得的改性紫外光稳定剂功能母粒，投入等体积的废旧聚烯烃中，同时将实施例1与实施例3，实例1与实施例4，实施例2与实施例3，实施例2与实施例4也分别投入相同体积的四份废旧聚烯烃中，对其进行气体检测与气味评估。检测数据见下表1：
由表1可以看出，分别使用各实施例制得的改性紫外光稳定剂功能母粒，相比现有技术，均可显著减少VOC及其他有害气体的释放量；而组合使用两个实施例所制得的改性紫外光稳定剂功能母粒，可进一步降低减少VOC及其他有害气体的释放量。
本发明重点针对废旧高分子回收利用时常出现的光老化及释放刺激性气味的问题，提供一种既可以脱除刺激性气味又可以防止高分子光老化降解的功能母粒材料及其制备方法，利用向紫外光稳定剂一端接枝活性官能团，使得紫外光稳定剂一端具有光稳定作用，另一端与刺激性气味的物质相互反应，从而脱除气味作用。
本发明上述实施例并未将各具体组分及搭配一一列出，其他实施例中，可以根据本发明记载的范围和实际需要进行具体选择，均可以达到本发明记载的技术效果。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。