本發明涉及一種聚丙烯復合材料。本發明還涉及該聚丙烯復合材料的制備方法。
背景技術：
聚丙烯(PP)因其綜合性能優良、來源廣泛和質優價廉等優點，已廣泛應用于人們生活的各個領域。但現有聚丙烯材料容易受熱分解和光照老化而釋放揮發性有機物(VOC)污染環境和危害人們身體健康的問題，也限制了聚丙烯材料在環保要求較高的高檔汽車內飾件、醫用和食品包裝材料等領域的應用。因此，研究開發低VOC聚丙烯材料日益受到重視。目前，關于低VOC聚丙烯材料研究的報道較多，采用的方法包括化學反應、物理吸附以及熔體脫揮技術，如中國專利CN101570612A、CN101255252A、CN 1727389A、CN1727390A、CN102276921A等。然而現有技術中對于降低VOC釋放量的效果仍不理想。
技術實現要素：
本發明要解決的技術問題是提供一種操作工藝簡單可靠、成本低廉的用于高分子復合材料制造的祛味劑。
為解決上述技術問題，本發明的祛味劑，包括如下質量份數的組分，
汽提劑 5～10份；
氣相二氧化硅 5～15份；
基體樹脂 75～90份。
優選地，所述汽提劑包括沸點不高于200℃、常溫液態的溶劑。
優選地，所述汽提劑包括水、C2～C5醇中的任意一種或多種的混合物。
優選地，所述汽提劑包括電導率為5μS/cm～10μS/cm的水、純度99.9％以上的C2～C5醇中的任意一種或多種的混合物。
優選地，所述氣相二氧化硅為包括親水性氣相二氧化硅和疏水性氣相二氧化硅的混合物。
優選地，所述親水性氣相二氧化硅與所述疏水性氣相二氧化硅的質量比為1:(1～2)。
優選地，所述氣相二氧化硅的比表面積為100m2/g～300m2/g。
優選地，所述氣相二氧化硅的比表面積為200m2/g～300m2/g。
優選地，所述氣相二氧化硅的平均粒徑為5nm～50nm。
優選地，所述氣相二氧化硅的平均粒徑為5nm～20nm。
優選地，所述氣相二氧化硅基于灼燒后的二氧化硅含量不小于99.5％wt。
優選地，所述基體樹脂包括苯乙烯系嵌段共聚物。
優選地，所述基體樹脂包括星形或線形結構的苯乙烯系嵌段共聚物。
優選地，所述基體樹脂包括星形結構的苯乙烯系嵌段共聚物。
優選地，所述基體樹脂包括苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)、苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SIS)或苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEBS)中的任意一種或多種的混合物。
優選地，所述苯乙烯系嵌段共聚物的苯乙烯含量為10％wt～40％wt。
優選地，所述苯乙烯系嵌段共聚物的苯乙烯含量為10％wt～30％wt。
優選地，所述苯乙烯系嵌段共聚物的揮發份含量不大于0.5％wt。
優選地，所述苯乙烯系嵌段共聚物的灰分含量不小于0.3％wt。
本發明還提供一種制備上述祛味劑的方法，將5～10份汽提劑、5～15份氣相二氧化硅和75～90份基體樹脂在20℃～50℃條件下攪拌均勻；上述份數為質量份數。
優選地，在30℃～40℃條件下攪拌均勻。
優選地，將汽提劑、氣相二氧化硅和基體樹脂在恒溫條件下攪拌均勻。
優選地，所述攪拌的速度為10r/min～300r/min。
優選地，所述攪拌的速度為100r/min～300r/min。
優選地，所述攪拌的時間為2min～30min。
優選地，所述攪拌的時間為10min～20min。
本發明還提供一種高分子復合材料，包括上述祛味劑。
本發明還提供一種聚丙烯復合材料，包括主料和上述祛味劑。
優選地，所述主料包括如下質量份數的組分，
優選地，所述聚丙烯包括均聚聚丙烯、共聚聚丙烯中的任意一種或兩種的混合物。
優選地，所述聚丙烯在230℃×2.16kg測試條件下的熔體流動速率為30g/10min～100g/10min。
優選地，所述彈性體包括乙丙橡膠、乙烯-丁烯共聚物、乙烯-辛烯共聚物、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物等中的任意一種或者多種的混合物。
優選地，所述無機礦粉的平均粒徑為5μm～50μm。
優選地，所述無機礦粉包括滑石粉、碳酸鈣、硅灰石、硅藻土中的任意一種或多種的混合物。
優選地，所述抗氧劑包括受阻酚類抗氧劑和磷酸酯類抗氧劑。
優選地，所述抗氧劑包括質量比為1:1的受阻酚類抗氧劑和磷酸酯類抗氧劑。
優選地，所述受阻酚類抗氧劑包括四[β-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯(抗氧劑1010)、β-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸正十八碳醇酯(抗氧劑1076)、N,N'-雙-(3-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酰基)己二胺(抗氧劑1098)、1,3,5-三(3,5-二叔丁基-4-羥基芐基)異氰尿酸(抗氧劑1330)中的至少一種。
優選地，磷酸酯類抗氧劑包括三(2,4-二叔丁基苯基)亞磷酸酯(抗氧劑168)、雙(2,4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亞磷酸酯(抗氧劑626)中的至少一種。
優選地，所述祛味劑質量為所述主料質量的5％～10％。
此外，在本發明的聚丙烯復合材料的加工過程中，可根據具體應用的需要，在所述主料中加入聚丙烯樹脂改性技術中常用的其他的加工助劑，例如潤滑劑、抗靜電劑、光穩定劑、分散劑、顏料等，其用量均為常規用量，或根據實際情況的要求進行調整。
本發明還提供一種制備上述聚丙烯復合材料的方法，包括預先干態制成所述祛味劑。
優選地，使用同向雙螺桿擠出機熔融共混制造所述聚丙烯復合材料。
優選地，所述主料使用主喂料器計量喂料，所述祛味劑使用側向喂料器計量喂料。
本發明能夠達到如下技術效果。
本發明使用的祛味劑，是由高純度溶劑、氣相二氧化硅和苯乙烯系嵌段共聚物組成的預混物。利用氣相二氧化硅較大的比表面積可以有效吸附較高量的高純度溶劑，吸附強度較高；較高含量的溶劑，有效地降低聚丙烯熔體表面張力，去除VOC更加干凈；吸附強度較高，受熱溶劑解吸均勻緩慢釋放，降低分壓，可以避免了常規的方法出現的溶劑受熱即快速揮發釋放導致的汽提效率下降、對擠出機排氣能力要求高、影響擠出機加工效率等問題。
本發明使用的祛味劑中含有兩種表面結構的氣相二氧化硅，一方面在祛味劑中充當吸附高純度溶劑的吸附劑，可以吸收更多的溶劑；另一方面在熔融過程中釋放吸附的溶劑后又可以有效吸附產生的VOC；同時利用其表面的活性基團硅羥基官能團和醛酮類的小分子化合物形成氫鍵相互作用，有效吸附醛酮類，有效抑制醛酮類VOC。因此降低聚丙烯樹脂組合物VOC的釋放速率，延緩或阻止聚丙烯中VOC的排放。
本發明使用的祛味劑中含有的苯乙烯系嵌段共聚物，與聚丙烯樹脂的相容性極佳，能有效的提高氣相二氧化硅在聚丙烯復合材料中的分散效果，提高氣相二氧化硅的吸附效率，顯著降低聚丙烯中VOC釋放含量。
本發明的聚丙烯復合材料的總揮發性有機物(TVOC)可顯著降低，更優地，TVOC可以低于40μgC/g，很好地解決了現有技術的不足，操作工藝簡單可靠，投入成本較低，適用于較高的高檔汽車內飾件、醫用和食品包裝材料等領域。
具體實施方式
在本實施方式中使用具有主喂料器和側向喂料器的同向雙螺桿擠出機、采用熔融造粒的方法制備聚丙烯復合材料。
按照表1的比例使用恒溫攪拌混合機預先干制祛味劑，得到祛味劑1～36和對比祛味劑1～8。在本實施方式中，攪拌速度為200r/min，混合時間為20min，混合溫度為35±2℃。
將75質量份的聚丙烯、10重量份的彈性體、15重量份的無機礦粉和2重量份的抗氧劑用主喂料器喂料，分別將祛味劑1～36和對比祛味劑1～8使用側向喂料器喂料，祛味劑的喂入量為主喂料器喂入量的10％wt，通過熔融造粒得到聚丙烯復合材料1～36和對比聚丙烯復合材料1～8。
將得到的聚丙烯復合材料1～36和對比聚丙烯復合材料1～8干燥后進行有機化合物排放量(TVOC)測定和氣味等級評定。其中TVOC測定依照TS-INT-002標準進行，氣味等級評定依照采用大眾汽車公司的PV3900-2000測試標準進行，級別越高，氣味越大。測試結果記錄在表1中。
表1
從以上表中數據可以看出，在聚丙烯樹脂組合物中添加了含有氣相二氧化硅的去味劑后，TVOC含量可以明顯降低，氣味改善。尤其是聚丙烯復合材料實施例25～32，通過使用兩種表面特性的氣相二氧化硅，使組合物的TVOC降低到25μgC/g以內，氣味等級達到2級以下。
本實施方式中采用的物料信息如下。
應當理解，雖然本說明書按照實施方式加以描述，但并非每個實施方式僅包含一個獨立的技術方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領域技術人員應當將說明書作為一個整體，各實施方式中的技術方案也可以經適當組合，形成本領域技術人員可以理解的其他實施方式。
上文所列出的一系列的詳細說明僅僅是針對本發明的可行性實施方式的具體說明，它們并非用以限制本發明的保護范圍，凡未脫離本發明技藝精神所作的等效實施方式或變更均應包含在本發明的保護范圍之內。