本发明属于高分子复合材料技术领域，具体涉及一种低气味改性聚丙烯复合材料及其制备方法。
技术背景
随着人们的健康、环保意识的提高，对乘用车内异味和醛类、苯类、脂肪烃类低熔点挥发性有害物质(简称VOC)的抱怨越来越大，今年“3.15”前夕，国家质检总局发布了过去一年里消费者有关汽车产品质量的投诉，新车车内空气质量已成为投诉的四大焦点问题之首。
聚丙烯改性技术的快速发展，使得在汽车内外饰中的应用越来越广泛，然而由于聚丙烯在合成过程中受单体、催化剂、聚合工艺以及降解等影响，聚丙烯树脂及其制品仍存在不同程度地释放挥发性有机物(VOC)污染环境和危害人们身体健康，在实际使用中受到很多限制。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种低气味改性聚丙烯复合材料的制备方法。
为了达到上述目的，本发明是通过下列技术方案来实现的：
一种低气味改性聚丙烯复合材料，其组成原料的重量份为：
所述聚丙烯为均聚聚丙稀、共聚聚丙烯中的至少一种，其在温度230℃和载荷2.16kg条件下的熔融指数为3-100g/10min。
所述吸水树脂为羧甲基化纤维素、羟丙基化纤维素、壳聚糖、羟甲基化淀粉中的一种或两种以上的混合物。
所述无机矿粉为滑石粉、碳酸钙、玻纤、晶须、硅灰石中至少一种。
所述增韧剂为乙烯类弹性体或苯乙烯类弹性体。
所述加工助剂选自低分子烃类、金属皂类、硬脂酸复合酯类和酰胺类加工助剂中的至少一种。
所述热稳定剂母粒选自受阻酚类、受阻胺类、亚磷酸酯类热稳定剂中的至少一种母粒。
所述臭氧水为臭氧的0.1-10mg/kg水溶液。
制备上述的一种低气味改性聚丙烯复合材料的方法，包括以下步骤：
(1)制备气味吸附材料：
将配方中吸水树脂和臭氧水放入低混机中，在20-30℃下混合搅拌5-10min，制得气味吸附材料；
(2)复合材料的制备：
按配方中重量份比例将聚丙烯、气味吸附材料、无机矿粉、增韧剂、加工助剂进行混合均匀后，在长径比为35-50：1的双螺杆挤出机中进行熔融、混合、分散，再将热稳定剂母粒从双螺杆挤出机的侧喂料加入，在170-210℃温度下进行塑化，再通过双螺杆挤出造粒，就得到低气味改性聚丙烯复合材料。
本发明的有益效果在于：
1)本发明引入臭氧，在高温下氧化低分子醛、酮、胺类和苯类等低分子活性气味物质，可改善聚丙烯复合材料气味，降低VOC含量；
2)本发明引入臭氧，在高温下分解产生氧气，可经自然排气口逸出；
3)本发明引入臭氧水溶液，在高温下水溶液汽化产生大量水蒸气，在熔体压力下形成超临界，可进一步萃取聚丙烯复合材料中低分子，改善聚丙烯复合材料气味，降低VOC含量。
具体实施方式：
下面给出实施例以对本发明进行具体的描述，有必要在此指出的是以下实施例只用于对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的技术熟练人员根据本发明内容对本发明做出的一些非本质的改进和调整仍属于本发明的保护范围。
本发明的所有组成均为现有的市售产品，其中：
增韧剂为乙烯类弹性体或苯乙烯类弹性体，如聚乙烯(PE)、乙烯-辛烯聚合物(POE)、乙烯-丙烯-丁二烯三元共聚物(EPDM)等。
加工助剂选自低分子烃类、金属皂类、硬脂酸复合酯类和酰胺类加工助剂中的至少一种。主要指硬脂酸钙(Ca-St2)、乙撑双硬脂酰胺(EBS)、改性乙撑双硬脂酰胺(TAF)等。
热稳定剂选自受阻酚类、受阻胺类、亚磷酸酯类中的至少一种，其中受阻酚类热稳定剂有2，6-三级丁基-4-甲基苯酚、双(3，5-三级丁基-4-羟基苯基)硫醚或四〔β-(3，5-三级丁基-4-羟基苯基)丙酸〕季戊四醇酯(1010)等母粒；亚磷酸脂类热稳定剂有三(2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯(168)、三辛酯、三癸酯或三(十二碳醇)酯和三(十六碳醇)酯；受阻胺类热稳定剂有萘胺、二苯胺、对苯二胺等母粒。
在本发明中，低气味改性聚丙烯复合材料的制备采用下述方法：
(1)制备气味吸附材料：
将配方中吸水树脂和臭氧水放入低混机中，在20-30℃下混合搅拌5-10min，制得气味吸附材料；
(2)复合材料的制备：
按配方中重量份比例将聚丙烯、气味吸附材料、无机矿粉、增韧剂、加工助剂进行混合均匀后，在长径比为35-50：1的双螺杆挤出机中进行熔融、混合、分散，再将热稳定剂母粒从双螺杆挤出机的侧喂料加入，在170-210℃温度下进行塑化，再通过双螺杆挤出造粒，就得到低气味改性聚丙烯复合材料。
一、实施例和对比例的配方及制备参数
下面的具体实施例1－5均是采用上述制备方法进行制备低气味改性聚丙烯复合材料，不作累述。
实施例1：
本实施例先将配方中吸水树脂和臭氧水放入低混机中，在20-30℃下混合搅拌5-10min，制得气味吸附材料；再采用长径比为50:1双螺杆挤出机，将聚丙烯、气味吸附材料、无机矿粉、增韧剂、加工助剂在此挤出机中进行熔融、混合、分散，最后将热稳定剂母粒从双螺杆挤出机的侧喂料加入，在170-210℃温度下进行塑化并挤出造粒即得产品。
实施例2：
本实施例先将配方中吸水树脂和臭氧水放入低混机中，在20-30℃下混合搅拌5-10min，制得气味吸附材料；再采用长径比为35:1双螺杆挤出机，将聚丙烯、气味吸附材料、无机矿粉、增韧剂、加工助剂在此挤出机中进行熔融、混合、分散，最后将热稳定母粒从双螺杆挤出机的侧喂料加入，在170-210℃温度下进行塑化并挤出造粒即得产品。
实施例3：
本实施例先将配方中吸水树脂和臭氧水放入低混机中，在20-30℃下混合搅拌5-10min，制得气味吸附材料；再采用长径比为40:1双螺杆挤出机，将聚丙烯、气味吸附材料、无机矿粉、增韧剂、加工助剂在此挤出机中进行熔融、混合、分散，最后将热稳定剂母粒从双螺杆挤出机的侧喂料加入，在170-210℃温度下进行塑化并挤出造粒即得产品。
实施例4：
本实施例先将配方中吸水树脂和臭氧水放入低混机中，在20-30℃下混合搅拌5-10min，制得气味吸附材料；再采用长径比为40:1双螺杆挤出机，将聚丙烯、气味吸附材料、无机矿粉、增韧剂、加工助剂在此挤出机中进行熔融、混合、分散，最后将热稳定剂母粒从双螺杆挤出机的侧喂料加入，在170-210℃温度下进行塑化并挤出造粒即得产品。
实施例5：
本实施例先将配方中吸水树脂和臭氧水放入低混机中，在20-30℃下混合搅拌5-10min，制得气味吸附材料；再采用长径比为40:1双螺杆挤出机，将聚丙烯、气味吸附材料、无机矿粉、增韧剂、加工助剂在此挤出机中进行熔融、混合、分散，最后将热稳定剂母粒从双螺杆挤出机的侧喂料加入，在170-210℃温度下进行塑化并挤出造粒即得产品。
对比例1：
本对比例采用长径比为40:1双螺杆挤出机，将聚丙烯、吸水树脂、无机矿粉、增韧剂、加工助剂在此挤出机中进行熔融、混合、分散，再将热稳定剂母粒从双螺杆挤出机的侧喂料加入，在170-210℃温度下进行塑化并挤出造粒即得产品。
对比例2：
本对比例采用长径比为40:1双螺杆挤出机，将聚丙烯、吸水树脂、无机矿粉、增韧剂、加工助剂在此挤出机中进行熔融、混合、分散，再将热稳定剂母粒从双螺杆挤出机的侧喂料加入，在170-210℃温度下进行塑化并挤出造粒即得产品。
二、实施例和对比例的测试结果
将上述实施例1-5和对比例1-2制得的样品按照统一工艺注塑成标准样条后进行测试，其中拉伸强度的测试标准是ISO527/2-93，单位MPa；弯曲模量测试标准是ISO178/2-93，单位MPa；23℃缺口冲击强度测试标准是ISO179/2-93，单位kJ/m2。气味评判标准分为：1级：无气味，2级：有气味，但无干扰性气味，3级：有明显气味，但无干扰性气味，4级：有干扰性气味，5级：有强烈干扰性气味，6级：有不能忍受的气味。VOC测试标准TS-BD-003-2012,测试采用2000L袋子法。其具体物性指标如下表所示：
表1：实施例和对比例物性数据
从实施例1-5和对比例1-2的数据可以看出，改性聚丙烯复合材料满足汽车主机厂对气味≤3.5级别的要求，同时，也大大降低了TVOC和苯类、醛类低分子挥发物的含量。
以上所述实施方式仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。