本发明涉及一种聚丙烯复合材料，具体地说涉及一种低VOC、软触感玻璃纤维增强聚丙烯复合材料及其制备方法。
背景技术：
随着汽车工业的迅猛发展和民众环保意识的加强，车内空气质量的好坏目前已经成为社会关注的焦点问题。车内空气质量一般是车内VOC和车内气味的统称，而车内VOC又是造成车内气味的主要原因。车内VOC是汽车驾驶舱和乘客舱内非金属材料释放出来的挥发性有机物的总称，超过一定阈值(引起不良反应的浓度最低值)，就会对人体造成伤害。大多汽车企业都在进行整车环境舱采样以及对内饰材料零部件的VOC进行管控，如通用汽车按照“TS.INT-002内饰材料总碳挥发量测试标准”检测内饰材料的VOC。大众汽车按照VW-50180标准要求汽车PP内饰材料的VOC总值小于50μgC/g。聚丙烯材料在挤出造粒过程时，由于高温及剪切导致材料部分分解而产生小分子有机物，此外在挤出造粒过程中添加的各种助剂也会有一定程度的分解而产生小分子有机物，这些小分子有机物是导致材料VOC超标的主要原因，因此采用吸附剂吸附这部分小分子有机物对降低材料VOC具有显著的意义。
汽车内饰在视觉和触觉上给人以“柔软”的感觉是目前汽车内饰设计的主流。传统方法是在硬质聚丙烯注塑件表面覆真皮或皮革的方式来达到达到视觉和触觉的“柔软”感觉，但这种方法工艺复杂、价格高昂，目前仅在在一些高端车型中使用。因此通过改性，将普通的硬质聚丙烯塑料赋予皮质材料的柔软感觉，同时又能通过一次注塑成型成为塑料改性的焦点。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种低VOC、软触感玻璃纤维增强聚丙烯复合材料及其制备方法，以解决现有技术的上述问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种低VOC、软触感玻璃纤维增强聚丙烯复合材料，其由以下按质量百分数计的原料组成：聚丙烯20％～70％，线性低密度聚乙烯5-20％，增韧剂10-30％，玻璃纤维10～30％，相容剂0～10％，润滑剂0.1～1％，VOC吸附剂0.5-2％，光稳定剂0.2-1％，抗氧剂0.2％～1％。
其中，
所述的聚丙烯树脂为共聚聚丙烯，熔融指数MFR≥10g/10min。
所述的线性低密度聚乙烯熔融指数MFR≥2g/10min。
所述的增韧剂为乙烯-辛烯共聚物、三元乙丙橡胶和乙烯-丁烯共聚物。
所述的玻璃纤维为无碱短切玻纤，短切长度为3mm～4.5mm，直径为7um～14um，所述的玻璃纤维表面经过硅烷偶联剂处理。
所述的相容剂为聚丙烯接枝马来酸酐、乙烯-醋酸乙烯接枝马来酸酐或乙烯-辛烯共聚物接枝物马来酸酐。
所述的润滑剂为亚乙基双硬脂酰胺或硅酮母粒。
所述的VOC吸附剂为沸石和麦羟硅钠石以质量比1:1的混合物，沸石和麦羟硅钠石具有不同的孔径，可以吸收不同分子量的小分子物质，这些小分子物质是造成材料VOC偏高的主要原因。
所述的沸石为亲水性沸石，孔径为0.1-2nm，所述的麦羟硅钠石摩尔比为14:1，本发明利用沸石和麦羟硅钠石作为VOC吸附剂，其能够发挥VOC吸附作用的条件是其孔径和聚丙烯加工过程中产出的小分子物质体积相匹配，本发明采用的沸石和麦羟硅钠石具有优异的小分子吸附性能。
所述的光稳定剂为UV-3808PP5、5590中的一种，所述的抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1010与抗氧剂168复配物中的一种。
上述的低VOC、软触感玻璃纤维增强聚丙烯复合材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将聚丙烯、线性低密度聚乙烯、增韧剂、相容剂，润滑剂、VOC吸附剂、光稳定剂及抗氧剂按比例称取后放入高速混合机中，常温下搅拌10～30分钟。
(2)将步骤(1)混合后的物料加入到双螺杆挤出机的主喂料口，将按重量配比称取的玻璃纤维加入到双螺杆挤出机的侧喂料口，在190℃～230℃充分塑化混合后挤出、冷却造粒，即得本发明的一种低VOC、软触感璃纤维增强聚丙烯复合材料。
本发明的机理是：
本发明通过选用线性低密度聚乙烯和增韧剂共同对聚丙烯进行改性，实现了在视觉和触觉均聚有软触感的复合材料，同时通过加入沸石和麦羟硅钠石混合制备的VOC吸附剂，有效吸附原材料加工过程中产生的小分子物质，达到低VOC的目标，从而得到了低VOC、软触感玻璃纤维增强聚丙烯复合材料。该材料可广泛应用于汽车仪表板、副仪表板、门板等汽车内饰件。
本发明与现有技术相比，具有如下的有的及有益效果：
(1)本发明通过选用线性低密度聚乙烯和增韧剂共同对聚丙烯进行改性，实现了在视觉和触觉均聚有软触感的复合材料。
(2)本发明的改性聚丙烯在制备过程中加入沸石和麦羟硅钠石混合制备的VOC吸附剂，有效吸附原材料加工过程中产生的小分子物质，达到低VOC的目标。
(3)本发明的软触感璃纤维增强聚丙烯复合材料可广泛应用于汽车仪表板、副仪表板、门板等汽车内饰件。
具体实施方式
下面通过优选的实施例进一步说明本发明的技术方案，在不违反本发明的宗旨下，本发明应不限于以下实验例具体明示的内容。
产品性能测试方法：
密度：按ISO 1183-1方法。
拉伸性能：按ISO 527方法，拉伸速度50毫米/分钟。
弯曲性能：按ISO 178方法，试验速度2毫米/分钟。
缺口冲击强度：按ISO 179方法，4毫米厚试样。
总碳VOC测试：根据PV3341标准用GC-MS进行测试，测试值≤50μgC/g为合格。
软触感测试：注塑长150mm，宽100mm，厚度为3mm的样板，常温放置24h后，用手触摸判断。
实施例1
一种低VOC、软触感璃纤维增强聚丙烯复合材料，其组成按质量百分数配比为：共聚聚丙烯68％、线性低密度聚乙烯5％、乙烯-丁烯共聚物10％、表面经过硅烷偶联剂处理过的无碱短切玻璃纤维10％、聚丙烯接枝马来酸酐5％、硅酮母粒0.3％、沸石0.15％、麦羟硅钠石0.15％、光稳定剂5590 0.2％、抗氧剂1010 0.5％。其中，所述的聚丙烯为共聚聚丙烯，熔融指数MFR≥10g/10min。所述的线性低密度聚乙烯熔融指数MFR≥2g/10min。
制备方法：(1)将共聚聚丙烯、线性低密度聚乙烯、乙烯-丁烯共聚物、聚丙烯接枝马来酸酐、硅酮母粒、沸石、麦羟硅钠石、光稳定剂、抗氧剂1010按比例称取后放入高速混合机中，常温下搅拌10～30分钟。(2)将步骤(1)混合后的物料加入到双螺杆挤出机的主喂料口，将按重量配比称取的表面经过硅烷偶联剂处理过的无碱短切玻璃纤维加入到双螺杆挤出机的侧喂料口，在190℃～230℃充分塑化混合后挤出、冷却造粒，即得本发明的一种低VOC、软触感璃纤维增强聚丙烯复合材料，采用注塑机制备标准测试试样，测试结果见表1。
实施例2
一种低VOC、软触感璃纤维增强聚丙烯复合材料，其组成按质量百分数配比为：共聚聚丙烯53％、线性低密度聚乙烯10％、乙烯-丁烯共聚物15％、表面经过硅烷偶联剂处理过的无碱短切玻璃纤维15％、聚丙烯接枝马来酸酐5％、硅酮母粒0.3％、沸石0.15％、麦羟硅钠石0.15％、光稳定剂UV-3808PP5 0.2％、抗氧剂1010 0.5％。其中，所述的聚丙烯为共聚聚丙烯，熔融指数MFR≥10g/10min。所述的线性低密度聚乙烯熔融指数MFR≥2g/10min。
制备方法：(1)将共聚聚丙烯、线性低密度聚乙烯、乙烯-丁烯共聚物、聚丙烯接枝马来酸酐、硅酮母粒、沸石、麦羟硅钠石、光稳定剂、抗氧剂1010按比例称取后放入高速混合机中，常温下搅拌10～30分钟。(2)将步骤(1)混合后的物料加入到双螺杆挤出机的主喂料口，将按重量配比称取的表面经过硅烷偶联剂处理过的无碱短切玻璃纤维加入到双螺杆挤出机的侧喂料口，在190℃～230℃充分塑化混合后挤出、冷却造粒，即得本发明的一种低VOC、软触感璃纤维增强聚丙烯复合材料，采用注塑机制备标准测试试样，测试结果见表1。
实施例3
一种低VOC、软触感璃纤维增强聚丙烯复合材料，其组成按质量百分数配比为：共聚聚丙烯43％、线性低密度聚乙烯15％、乙烯-辛烯共聚物15％、表面经过硅烷偶联剂处理过的无碱短切玻璃纤维20％、乙烯-辛烯共聚物接枝物马来酸酐5％、硅酮母粒0.3％、沸石0.15％、麦羟硅钠石0.15％、光稳定剂UV-3808PP5 0.2％、抗氧剂1010 0.5％。其中，所述的聚丙烯为共聚聚丙烯，熔融指数MFR≥10g/10min。所述的线性低密度聚乙烯熔融指数MFR≥2g/10min。
制备方法：(1)将共聚聚丙烯、线性低密度聚乙烯、乙烯-辛烯共聚物、乙烯-辛烯共聚物接枝物马来酸酐、硅酮母粒、沸石、麦羟硅钠石、光稳定剂、抗氧剂1010按比例称取后放入高速混合机中，常温下搅拌10～30分钟。(2)将步骤(1)混合后的物料加入到双螺杆挤出机的主喂料口，将按重量配比称取的表面经过硅烷偶联剂处理过的无碱短切玻璃纤维加入到双螺杆挤出机的侧喂料口，在190℃～230℃充分塑化混合后挤出、冷却造粒，即得本发明的一种低VOC、软触感璃纤维增强聚丙烯复合材料，采用注塑机制备标准测试试样，测试结果见表1。
实施例4
一种低VOC、软触感璃纤维增强聚丙烯复合材料，其组成按质量百分数配比为：共聚聚丙烯33％、线性低密度聚乙烯15％、乙烯-辛烯共聚物20％、表面经过硅烷偶联剂处理过的无碱短切玻璃纤维25％、乙烯-辛烯共聚物接枝物马来酸酐5％、亚乙基双硬脂酰胺0.3％、沸石0.15％、麦羟硅钠石0.15％、光稳定剂5590 0.2％、抗氧剂1010 0.25％、抗氧剂168 0.25％。其中，所述的聚丙烯为共聚聚丙烯，熔融指数MFR≥10g/10min。所述的线性低密度聚乙烯熔融指数MFR≥2g/10min。
制备方法：(1)将共聚聚丙烯、线性低密度聚乙烯、乙烯-辛烯共聚物、乙烯-辛烯共聚物接枝物马来酸酐、亚乙基双硬脂酰胺、沸石、麦羟硅钠石、光稳定剂、抗氧剂1010和抗氧剂168按比例称取后放入高速混合机中，常温下搅拌10～30分钟。(2)将步骤(1)混合后的物料加入到双螺杆挤出机的主喂料口，将按重量配比称取的表面经过硅烷偶联剂处理过的无碱短切玻璃纤维加入到双螺杆挤出机的侧喂料口，在190℃～230℃充分塑化混合后挤出、冷却造粒，即得本发明的一种低VOC、软触感璃纤维增强聚丙烯复合材料，采用注塑机制备标准测试试样，测试结果见表1。
实施例5
一种低VOC、软触感璃纤维增强聚丙烯复合材料，其组成按质量百分数配比为：共聚聚丙烯23％、线性低密度聚乙烯10％、三元乙丙橡胶30％、表面经过硅烷偶联剂处理过的无碱短切玻璃纤维30％、乙烯-醋酸乙烯接枝马来酸酐5％、亚乙基双硬脂酰胺0.3％、沸石0.15％、麦羟硅钠石0.15％、光稳定剂5590 0.2％、抗氧剂1010 0.25％、抗氧剂168 0.25％。其中，所述的聚丙烯为共聚聚丙烯，熔融指数MFR≥10g/10min。所述的线性低密度聚乙烯熔融指数MFR≥2g/10min。
制备方法：(1)将共聚聚丙烯、线性低密度聚乙烯、三元乙丙橡胶、乙烯-醋酸乙烯接枝马来酸酐、亚乙基双硬脂酰胺、沸石、麦羟硅钠石、光稳定剂、抗氧剂1010和抗氧剂168按比例称取后放入高速混合机中，常温下搅拌10～30分钟。(2)将步骤(1)混合后的物料加入到双螺杆挤出机的主喂料口，将按重量配比称取的表面经过硅烷偶联剂处理过的无碱短切玻璃纤维加入到双螺杆挤出机的侧喂料口，在190℃～230℃充分塑化混合后挤出、冷却造粒，即得本发明的一种低VOC、软触感璃纤维增强聚丙烯复合材料，采用注塑机制备标准测试试样，测试结果见表1。
比较例1
只采用共聚聚丙烯制备玻璃纤维复合材料，其组成按质量百分数配比为：共聚聚丙烯73％、表面经过硅烷偶联剂处理过的无碱短切玻璃纤维20％、乙烯-辛烯共聚物接枝物马来酸酐5％、硅酮母粒0.3％、沸石0.15％、麦羟硅钠石0.15％、光稳定剂UV-3808PP5 0.2％、抗氧剂1010 0.5％。其中，所述的聚丙烯为共聚聚丙烯，熔融指数MFR≥10g/10min。
制备方法：(1)将共聚聚丙烯、乙烯-辛烯共聚物接枝物马来酸酐、硅酮母粒、沸石、麦羟硅钠石、光稳定剂、抗氧剂1010按比例称取后放入高速混合机中，常温下搅拌10～30分钟。(2)将步骤(1)混合后的物料加入到双螺杆挤出机的主喂料口，将按重量配比称取的表面经过硅烷偶联剂处理过的无碱短切玻璃纤维加入到双螺杆挤出机的侧喂料口，在190℃～230℃充分塑化混合后挤出、冷却造粒，采用注塑机制备标准测试试样，测试结果见表1。
比较例2
不采用VOC吸附剂制备软触感玻璃纤维增强聚丙烯复合材料，其组成按质量百分数配比为：共聚聚丙烯44％、线性低密度聚乙烯15％、乙烯-辛烯共聚物15％、表面经过硅烷偶联剂处理过的无碱短切玻璃纤维20％、乙烯-辛烯共聚物接枝物马来酸酐5％、硅酮母粒0.3％、光稳定剂UV-3808PP5 0.2％、抗氧剂1010 0.5％。其中，所述的聚丙烯为共聚聚丙烯，熔融指数MFR≥10g/10min。所述的线性低密度聚乙烯熔融指数MFR≥2g/10min。
制备方法：(1)将共聚聚丙烯、线性低密度聚乙烯、乙烯-辛烯共聚物、乙烯-辛烯共聚物接枝物马来酸酐、硅酮母粒、光稳定剂、抗氧剂1010按比例称取后放入高速混合机中，常温下搅拌10～30分钟。(2)将步骤(1)混合后的物料加入到双螺杆挤出机的主喂料口，将按重量配比称取的表面经过硅烷偶联剂处理过的无碱短切玻璃纤维加入到双螺杆挤出机的侧喂料口，在190℃～230℃充分塑化混合后挤出、冷却造粒，采用注塑机制备标准测试试样，测试结果见表1。
表1：性能测试结果。
由表1中可以看出，不采用低密度聚乙烯和增韧剂同时对共聚聚丙烯增韧时(对比例1)，材料不具有软触感，不添加VOC吸附剂时(比较例2)，材料的VOC的很差。
本发明通过选用线性低密度聚乙烯和增韧剂共同对聚丙烯进行改性，实现了在视觉和触觉均聚有软触感的复合材料，同时通过加入沸石和麦羟硅钠石混合制备的VOC吸附剂，有效吸附原材料加工过程中产生的小分子物质，达到低VOC的目标，从而得到了低VOC、软触感玻璃纤维增强聚丙烯复合材料。该材料可广泛应用于汽车仪表板、副仪表板、门板等汽车内饰件。