本发明涉及一种聚丙烯复合材料。本发明还涉及该聚丙烯复合材料的制备方法。
背景技术：
聚丙烯(PP)因其综合性能优良、来源广泛和质优价廉等优点，已广泛应用于人们生活的各个领域。但现有聚丙烯材料容易受热分解和光照老化而释放挥发性有机物(VOC)污染环境和危害人们身体健康的问题，也限制了聚丙烯材料在环保要求较高的高档汽车内饰件、医用和食品包装材料等领域的应用。因此，研究开发低VOC聚丙烯材料日益受到重视。目前，关于低VOC聚丙烯材料研究的报道较多，采用的方法包括化学反应、物理吸附以及熔体脱挥技术，如中国专利CN101570612A、CN101255252A、CN 1727389A、CN1727390A、CN102276921A等。然而现有技术中对于降低VOC释放量的效果仍不理想。
技术实现要素：
本发明要解决的技术问题是提供一种操作工艺简单可靠、成本低廉的用于高分子复合材料制造的祛味剂。
为解决上述技术问题，本发明的祛味剂，包括如下质量份数的组分，
汽提剂 5～10份；
气相二氧化硅 5～15份；
基体树脂 75～90份。
优选地，所述汽提剂包括沸点不高于200℃、常温液态的溶剂。
优选地，所述汽提剂包括水、C2～C5醇中的任意一种或多种的混合物。
优选地，所述汽提剂包括电导率为5μS/cm～10μS/cm的水、纯度99.9％以上的C2～C5醇中的任意一种或多种的混合物。
优选地，所述气相二氧化硅为包括亲水性气相二氧化硅和疏水性气相二氧化硅的混合物。
优选地，所述亲水性气相二氧化硅与所述疏水性气相二氧化硅的质量比为1:(1～2)。
优选地，所述气相二氧化硅的比表面积为100m2/g～300m2/g。
优选地，所述气相二氧化硅的比表面积为200m2/g～300m2/g。
优选地，所述气相二氧化硅的平均粒径为5nm～50nm。
优选地，所述气相二氧化硅的平均粒径为5nm～20nm。
优选地，所述气相二氧化硅基于灼烧后的二氧化硅含量不小于99.5％wt。
优选地，所述基体树脂包括苯乙烯系嵌段共聚物。
优选地，所述基体树脂包括星形或线形结构的苯乙烯系嵌段共聚物。
优选地，所述基体树脂包括星形结构的苯乙烯系嵌段共聚物。
优选地，所述基体树脂包括苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)、苯乙烯-异戊二烯-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)中的任意一种或多种的混合物。
优选地，所述苯乙烯系嵌段共聚物的苯乙烯含量为10％wt～40％wt。
优选地，所述苯乙烯系嵌段共聚物的苯乙烯含量为10％wt～30％wt。
优选地，所述苯乙烯系嵌段共聚物的挥发份含量不大于0.5％wt。
优选地，所述苯乙烯系嵌段共聚物的灰分含量不小于0.3％wt。
本发明还提供一种制备上述祛味剂的方法，将5～10份汽提剂、5～15份气相二氧化硅和75～90份基体树脂在20℃～50℃条件下搅拌均匀；上述份数为质量份数。
优选地，在30℃～40℃条件下搅拌均匀。
优选地，将汽提剂、气相二氧化硅和基体树脂在恒温条件下搅拌均匀。
优选地，所述搅拌的速度为10r/min～300r/min。
优选地，所述搅拌的速度为100r/min～300r/min。
优选地，所述搅拌的时间为2min～30min。
优选地，所述搅拌的时间为10min～20min。
本发明还提供一种高分子复合材料，包括上述祛味剂。
本发明还提供一种聚丙烯复合材料，包括主料和上述祛味剂。
优选地，所述主料包括如下质量份数的组分，
优选地，所述聚丙烯包括均聚聚丙烯、共聚聚丙烯中的任意一种或两种的混合物。
优选地，所述聚丙烯在230℃×2.16kg测试条件下的熔体流动速率为30g/10min～100g/10min。
优选地，所述弹性体包括乙丙橡胶、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-异戊二烯-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种或者多种的混合物。
优选地，所述无机矿粉的平均粒径为5μm～50μm。
优选地，所述无机矿粉包括滑石粉、碳酸钙、硅灰石、硅藻土中的任意一种或多种的混合物。
优选地，所述抗氧剂包括受阻酚类抗氧剂和磷酸酯类抗氧剂。
优选地，所述抗氧剂包括质量比为1:1的受阻酚类抗氧剂和磷酸酯类抗氧剂。
优选地，所述受阻酚类抗氧剂包括四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(抗氧剂1010)、β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯(抗氧剂1076)、N,N'-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺(抗氧剂1098)、1,3,5-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)异氰尿酸(抗氧剂1330)中的至少一种。
优选地，磷酸酯类抗氧剂包括三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯(抗氧剂168)、双(2,4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯(抗氧剂626)中的至少一种。
优选地，所述祛味剂质量为所述主料质量的5％～10％。
此外，在本发明的聚丙烯复合材料的加工过程中，可根据具体应用的需要，在所述主料中加入聚丙烯树脂改性技术中常用的其他的加工助剂，例如润滑剂、抗静电剂、光稳定剂、分散剂、颜料等，其用量均为常规用量，或根据实际情况的要求进行调整。
本发明还提供一种制备上述聚丙烯复合材料的方法，包括预先干态制成所述祛味剂。
优选地，使用同向双螺杆挤出机熔融共混制造所述聚丙烯复合材料。
优选地，所述主料使用主喂料器计量喂料，所述祛味剂使用侧向喂料器计量喂料。
本发明能够达到如下技术效果。
本发明使用的祛味剂，是由高纯度溶剂、气相二氧化硅和苯乙烯系嵌段共聚物组成的预混物。利用气相二氧化硅较大的比表面积可以有效吸附较高量的高纯度溶剂，吸附强度较高；较高含量的溶剂，有效地降低聚丙烯熔体表面张力，去除VOC更加干净；吸附强度较高，受热溶剂解吸均匀缓慢释放，降低分压，可以避免了常规的方法出现的溶剂受热即快速挥发释放导致的汽提效率下降、对挤出机排气能力要求高、影响挤出机加工效率等问题。
本发明使用的祛味剂中含有两种表面结构的气相二氧化硅，一方面在祛味剂中充当吸附高纯度溶剂的吸附剂，可以吸收更多的溶剂；另一方面在熔融过程中释放吸附的溶剂后又可以有效吸附产生的VOC；同时利用其表面的活性基团硅羟基官能团和醛酮类的小分子化合物形成氢键相互作用，有效吸附醛酮类，有效抑制醛酮类VOC。因此降低聚丙烯树脂组合物VOC的释放速率，延缓或阻止聚丙烯中VOC的排放。
本发明使用的祛味剂中含有的苯乙烯系嵌段共聚物，与聚丙烯树脂的相容性极佳，能有效的提高气相二氧化硅在聚丙烯复合材料中的分散效果，提高气相二氧化硅的吸附效率，显著降低聚丙烯中VOC释放含量。
本发明的聚丙烯复合材料的总挥发性有机物(TVOC)可显著降低，更优地，TVOC可以低于40μgC/g，很好地解决了现有技术的不足，操作工艺简单可靠，投入成本较低，适用于较高的高档汽车内饰件、医用和食品包装材料等领域。
具体实施方式
在本实施方式中使用具有主喂料器和侧向喂料器的同向双螺杆挤出机、采用熔融造粒的方法制备聚丙烯复合材料。
按照表1的比例使用恒温搅拌混合机预先干制祛味剂，得到祛味剂1～36和对比祛味剂1～8。在本实施方式中，搅拌速度为200r/min，混合时间为20min，混合温度为35±2℃。
将75质量份的聚丙烯、10重量份的弹性体、15重量份的无机矿粉和2重量份的抗氧剂用主喂料器喂料，分别将祛味剂1～36和对比祛味剂1～8使用侧向喂料器喂料，祛味剂的喂入量为主喂料器喂入量的10％wt，通过熔融造粒得到聚丙烯复合材料1～36和对比聚丙烯复合材料1～8。
将得到的聚丙烯复合材料1～36和对比聚丙烯复合材料1～8干燥后进行有机化合物排放量(TVOC)测定和气味等级评定。其中TVOC测定依照TS-INT-002标准进行，气味等级评定依照采用大众汽车公司的PV3900-2000测试标准进行，级别越高，气味越大。测试结果记录在表1中。
表1
从以上表中数据可以看出，在聚丙烯树脂组合物中添加了含有气相二氧化硅的去味剂后，TVOC含量可以明显降低，气味改善。尤其是聚丙烯复合材料实施例25～32，通过使用两种表面特性的气相二氧化硅，使组合物的TVOC降低到25μgC/g以内，气味等级达到2级以下。
本实施方式中采用的物料信息如下。
应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。