本发明涉及一种低气味耐刮擦聚丙烯复合材料的制备方法，属于橡胶材料技术领域。
背景技术：
近年来，由于聚丙烯材料工程化改性技术的快速发展，因此，其在汽车领域的应用越来越广泛。然而，作为工程化聚丙烯材料在汽车领域中的一个重要组成部分，由工程化聚丙烯材料制成的各种汽车内饰制件，虽然其在各方面的使用性能上均能符合相应要求，但是由于这些材料在不同程度上都会释放出某些难闻的气味，因而受到消费者越来越多的质疑。而且，随着人们环保健康意识不断地增强，聚丙烯材料在这一方面所受到的挑战将会越来越严重。高结晶聚丙烯(hcpp)是一种高性能化专用树脂，表面硬度高，密度小，0.9‐0.91克/立方厘米，等规度98％一99％，结晶度达70％以上，具有高强度、高耐热、高刚性、优良的光泽度、耐磨性、抗弯曲疲劳性好的特点，性能接近工程塑料。由于hcpp结晶温度高于普通聚丙烯产品，因此制品成型周期可大大缩短，加之极低的密度，因而易于使制造的产品达到薄壁化、轻量化。缺点是收缩率大，相对不耐刮擦。由于以上诸多优势，聚丙烯在汽车配件制造应用方面越来越受到青睐。
通常，人们认为，聚丙烯材料的气味是由于以下几个方面造成的。首先，在聚丙烯树脂基体合成过程中使用的催化剂体系含有一些带有刺激性异味的化合物，如酯类化合物或烷烃类化合物，这类化合物在树脂聚合完成之后不可能完全去除，它们残留在聚丙烯树脂当中，从而使得聚丙烯材料带有刺激性异味。其次，在聚丙烯树脂基体进行改性加工的过程当中，聚丙烯树脂在熔融的状态下或多或少会产生某些降解的低分子化合物，如酮类、醛类化合物。这些物质部分停留在改性后的材料当中，在制件的使用过程中逐步散发出刺激性的气味。再次，改性聚丙烯材料中所添加的一些填料组分，如滑石粉，它们同样会带有某些刺激性气味。最后，改性聚丙烯材料中所添加的某些稳定剂也带有一定的刺激性异味。
聚丙烯复合材料一般含有一定的气味，气味来源主要是来自聚合过程中催化剂残留、单体化合物生产过程中添加的溶剂残留和加工过程中的热氧降解产生的小分子化合物。这样导致车内空气质量下降，严重影响人体身体健康。为此国家环保部与质检总局在2012年3月联合发布了gb/t27630《乘用车内空气质量评价指南》，该指南对车内8种主要空气污染物的浓度作出了严格的规定。所以必须改善聚丙烯的气味性能才能使其成为一款更优异的应用材料。
现有的解决方法有用气体吸附剂、纳米光触媒吸附分解低voc有害气体，并具有杀菌作用，但纳米材料共同特点是易于团聚，加入量受到限制。为此，为了进一步拓展聚丙烯材料在相关领域的应用，必须寻找到一个有效途径以制备出低气味、甚至无气味的聚丙烯材料。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题：针对针对常见的聚丙烯材料有气味、不耐刮擦的问题，提出了一种低气味耐刮擦聚丙烯复合材料的制备方法。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
（1）将聚苯乙烯、四氢呋喃和纳米二氧化硅搅拌均匀，放入静电纺丝装置进行纺丝，得到静电纺纤维，于80℃干燥24h得到纤维材料；
（2）取木粉和氢氧化钠溶液混合搅拌15min；
（3）过滤，并用去离子水对滤渣进行冲洗，冲洗3~5次，将滤渣静置干燥，得到改性木粉；
（4）取纳米二氧化钛、改性木粉、碳酸钙、乙丙橡胶、乙烯基三乙氧基硅烷和聚硅氧烷混合均匀得到物料a；
（5）取聚丙烯、聚二甲基硅氧烷、马来酸酐接枝聚丙烯混合得到物料b；
（6）取物料b从双螺杆挤出机主喂料口喂入，取物料a从侧喂料口喂入，双螺杆挤出母粒；
（7）将母粒投入60℃温水中搅拌30min，再将母粒滤出并放入80℃真空烘箱中干燥2~4小时，将干燥后的母粒通过注塑机，得到低气味耐刮擦聚丙烯复合材料。
步骤（1）所述聚苯乙烯、四氢呋喃和纳米二氧化硅的质量比为3:6:1。
步骤（2）所述氢氧化钠溶液浓度为3mol/l。
步骤（4）所述纳米二氧化钛、改性木粉、碳酸钙、乙丙橡胶、乙烯基三乙氧基硅烷和聚硅氧烷的质量比为20:20:20:15:1:10。
步骤（5）所述聚丙烯、聚二甲基硅氧烷、马来酸酐接枝聚丙烯的质量比为100:20:1。
步骤（6）所述物料a和物料b的质量比为7:3。
本发明与其他方法相比，有益技术效果是：
（1）在材料中添加了纤维材料，为复合材料提供了基本骨架，减少了复合材料的流塑性，提高了耐刮擦性能；将木粉用氢氧化钠浸泡过后，使得木粉分散性更好，增量了复合材料的韧性；纳米二氧化钛、改性木粉和碳酸钙相混合，三种分子间形成一种啮合互锁结构，提高了复合材料的抗冲击性能；
（2）纳米二氧化钛作为光触媒能够在日光或者紫外线照射下将有毒有害气体分解，减少复合材料的异味；
（3）本发明利用弹性纤维提供基本骨架，用纳米二氧化钛、改性木粉和碳酸钙三种无机物构成啮合互锁结构，并使其均匀分散在聚丙烯中，减少了材料的塑性流动，并且能够提升刚性，提高了耐刮擦能力；用硅烷偶联剂和马来酸酸酐接枝聚丙烯提高各组分界面结合能力，最后通过注塑机之后再用温水浸泡能够减少后期收缩率，制成的低气味耐刮擦聚丙烯复合材料具有良好的抗压抗冲击性、收缩率小、气味低、耐刮擦的特点。
具体实施方式
将30~45g聚苯乙烯、60~90g四氢呋喃和10~15g纳米二氧化钛搅拌均匀，放入静电纺丝装置进行纺丝，得到静电纺纤维，于80℃干燥24h得到纤维材料；取40~60g木粉和200g3mol/l氢氧化钠溶液混合搅拌15min；过滤，并用去离子水对滤渣进行冲洗，冲洗3~5次，将滤渣静置干燥，得到改性木粉；取20~30g纳米二氧化钛、20~30g改性木粉、20~30g碳酸钙、15~20g乙丙橡胶、1~2g乙烯基三乙氧基硅烷和10~15g聚硅氧烷混合均匀得到物料a；取100~150g聚丙烯、20~30g聚二甲基硅氧烷、1~2g马来酸酐接枝聚丙烯混合得到物料b；取70~110g物料b从双螺杆挤出机主喂料口喂入，取30~45g物料a从侧喂料口喂入，双螺杆挤出母粒；将母粒投入60℃温水中搅拌15min，再将母粒滤出并放入80℃真空烘箱中干燥2~4小时，将干燥后的母粒通过注塑机，得到低气味耐刮擦聚丙烯复合材料。
将30g聚苯乙烯、60g四氢呋喃和10g纳米二氧化钛搅拌均匀，放入静电纺丝装置进行纺丝，得到静电纺纤维，于80℃干燥24h得到纤维材料；取40g木粉和200g3mol/l氢氧化钠溶液混合搅拌15min；过滤，并用去离子水对滤渣进行冲洗，冲洗3次，将滤渣静置干燥，得到改性木粉；取20g纳米二氧化钛、20g改性木粉、20g碳酸钙、15g乙丙橡胶、1g乙烯基三乙氧基硅烷和10g聚硅氧烷混合均匀得到物料a；取100g聚丙烯、20g聚二甲基硅氧烷、1g马来酸酐接枝聚丙烯混合得到物料b；取70g物料b从双螺杆挤出机主喂料口喂入，取30g物料a从侧喂料口喂入，双螺杆挤出母粒；将母粒投入60℃温水中搅拌15min，再将母粒滤出并放入80℃真空烘箱中干燥2小时，将干燥后的母粒通过注塑机，得到低气味耐刮擦聚丙烯复合材料。
将37g聚苯乙烯、75g四氢呋喃和13g纳米二氧化钛搅拌均匀，放入静电纺丝装置进行纺丝，得到静电纺纤维，于80℃干燥24h得到纤维材料；取50g木粉和200g3mol/l氢氧化钠溶液混合搅拌15min；过滤，并用去离子水对滤渣进行冲洗，冲洗4次，将滤渣静置干燥，得到改性木粉；取25g纳米二氧化钛、25g改性木粉、25g碳酸钙、17g乙丙橡胶、1.5g乙烯基三乙氧基硅烷和13g聚硅氧烷混合均匀得到物料a；取125g聚丙烯、25g聚二甲基硅氧烷、1.5g马来酸酐接枝聚丙烯混合得到物料b；取90g物料b从双螺杆挤出机主喂料口喂入，取37g物料a从侧喂料口喂入，双螺杆挤出母粒；将母粒投入60℃温水中搅拌15min，再将母粒滤出并放入80℃真空烘箱中干燥3小时，将干燥后的母粒通过注塑机，得到低气味耐刮擦聚丙烯复合材料。
将45g聚苯乙烯、90g四氢呋喃和15g纳米二氧化钛搅拌均匀，放入静电纺丝装置进行纺丝，得到静电纺纤维，于80℃干燥24h得到纤维材料；取60g木粉和200g3mol/l氢氧化钠溶液混合搅拌15min；过滤，并用去离子水对滤渣进行冲洗，冲洗5次，将滤渣静置干燥，得到改性木粉；取30g纳米二氧化钛、30g改性木粉、30g碳酸钙、20g乙丙橡胶、2g乙烯基三乙氧基硅烷和15g聚硅氧烷混合均匀得到物料a；取150g聚丙烯、30g聚二甲基硅氧烷、2g马来酸酐接枝聚丙烯混合得到物料b；取110g物料b从双螺杆挤出机主喂料口喂入，取45g物料a从侧喂料口喂入，双螺杆挤出母粒；将母粒投入60℃温水中搅拌15min，再将母粒滤出并放入80℃真空烘箱中干燥4小时，将干燥后的母粒通过注塑机，得到低气味耐刮擦聚丙烯复合材料。
将本发明制备的低气味耐刮擦聚丙烯复合材料及山东某公司生产的聚丙烯复合材料进行检测，具体检测结果如下表表1：
检测方法：
随机选取上述实施例中得到的低气味耐刮擦聚丙烯材料进行性能测试。
其中，以下测试项中的耐刮擦性能按照美国通用汽车公司对汽车内饰件耐划伤标准gmw14688进行测试，即将样料注塑成型60mm×60mm×3mm的样板，采用五指刮擦磨耗仪以10n或15n的力进行划格刮伤试验，以亮度变化值δl来判定划痕的严重程度，δl越小，则表明材料的耐刮擦性能越好。其中，美国通用和福特等汽车厂商对δl≤2认可为符合要求；
其中，对气味测试标准参照gmw3205标准，根据该标准，将气味等级为1～10级别；其中，级别1表示为不能忍受的气味，级别10表示为基本没有气味，以气味等级级别≥6为符合要求；
其中的拉伸强度测试标准参照国标gb/t1040，弯曲强度测试参照国标gb/t9341，悬臂梁缺口冲击强度测试参照国标gb/t1843；下表1是各项性能测试结果。
表1低气味耐刮擦型聚丙烯复合材料性能表征
由表1可知，本发明制备的低气味耐刮擦型聚丙烯复合材料，拉伸强度高，抗刮擦性能好，气味低，本发明具有很好的市场前景和应用前景。