本发明涉及高分子材料及其成型加工领域，特别涉及一种低气味低散发聚丙烯复合材料及其制备方法。
背景技术：
汽车空调壳体是汽车发动机罩盖下极为重要的功能件，其工作环境温度变化大、循环气体直通车内空间，对力学强度有较高要求，尤其是耐热性、气味性和散发特性有很高要求。
当前中国汽车工业正以大跨步姿态蓬勃发展，消费者对汽车舒适性和健康性的需求日渐提高。国家出台的gb/t27630-2011《乘用车内空气质量评价指南》明确规定了苯类和醛酮类有机挥发物的上限值，而车内空气的气味性则直观反映有机挥发物的浓度。各合资品牌及自主品牌主机厂制定了相应的乘用车内气味评价标准，旨在响应政策和提升行业竞争力。
提升车内空气质量是一个综合性系统工程，车内纺织物、皮革、人造革、仪表板、门护板、立柱、座椅护板、空调壳体等部件对车内空气有机挥发物和气味性都有不同程度的贡献，因此每一个零部件材料都必须符合要求才能保证整车室内空气质量符合要求。空调壳体材料是提高车内空气质量的一个重要环节，各主机厂对空调壳体材料提出严格要求，既要满足高强度高模量及成型加工性，还要具有优良的抗热氧老化性、低散发和低气味特性。传统空调壳体材料采用聚丙烯、滑石粉、热塑性弹性体、抗氧剂的复合材料注塑成型，容易达到基本的力学强度和注塑成型要求，但是上述复合材料会散发浓烈的有机挥发物的气味，即使上述空调壳体的原材料中添加多孔矿物作为吸附剂，仍然效果不佳，车内空气质量由于塑料散发的有机物仍然达不到gb/t27630-2011《乘用车内空气质量评价指南》的标准。
因此，如何开发出一种低气味低散发聚丙烯复合材料成为当今亟待解决的问题。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种低气味低散发聚丙烯复合材料，所述聚丙烯复合材料具有明显改善的散发特性。
本发明的另一目的在于提供上述聚丙烯复合材料的制备方法。
为了实现该目的，采用以下技术方案：
一种低气味低散发聚丙烯复合材料，按重量份计，包括如下组分：
a聚丙烯60-80份；
b无机填料17-23份；
c.乙醇0.1-3份。
其中，基于低气味低散发聚丙烯复合材料的总重量，铁元素的重量含量为10ppm-200ppm。
本发明所述低气味低散发聚丙烯复合材料中铁元素的重量含量采用微波消解-icp-oes法测试：称取0.1g粉碎后的样品，放入微波消解罐中，加入硝酸5ml使其完全浸没样品，再慢慢滴入1.0ml过氧化氢，反应2min后，盖上盖子，密封消解罐，放入微波消解炉中进行消解，冷却至室温后，将消解罐中的溶液用0.45μm滤膜过滤后转移至容量瓶中，用蒸馏水稀释至50ml，使用icp-oes测试。
基于低气味低散发聚丙烯复合材料的总重量，铁元素的重量含量优选为20ppm-160ppm，更优选为30ppm-80ppm。
本发明所述铁元素来源于含铁化合物，所述含铁化合物选自氧化亚铁、硫酸亚铁、硫酸铁、硫酸铁铵、硫酸亚铁铵、硝酸亚铁、硝酸铁、氯化亚铁、氯化铁、三氧化二铁或四氧化三铁中的一种或几种。
本发明所述聚丙烯的熔体流动速率按照iso1133标准，在温度为230℃、负荷为2.16kg条件下为0.3～100g/10min。
本发明所述无机填料选自滑石粉、硅灰石、云母粉、碳酸钙或高岭土中的一种或者几种。
本发明所述一种低气味低散发聚丙烯复合材料还包括2-10份增韧剂，所述增韧剂聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、氢化乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物、氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物、乙烯-辛烯共聚物、三元乙丙橡胶或聚氨酯中的一种或几种，增韧剂熔体流动速率在190℃、2.16kg条件下为0.3～50g/10min。
本发明所述一种低气味低散发聚丙烯复合材料还包括润滑剂0.2-1份、抗氧剂0.2-0.8份和吸附剂1-2份，所述润滑剂选自低分子酯类、金属皂类、硬脂酸复合酯类或酰胺类中的一种或几种；所述的抗氧剂选自酚类、胺类、亚磷酸酯类或半受阻酚类中的一种或几种；所述的吸附剂选自沸石或硅藻土中的一种或两种。
润滑剂能够有效降低熔体内部分子之间、熔体与螺杆、熔体与挤出机内壁之间的摩擦，从源头上减少聚丙烯的断链降解、降低小分子有机挥发物残留物含量。
吸附剂的引入在熔融挤出阶段就发挥吸附有机物的作用，但是因为双真空脱挥过程抽离了绝大部分残留小分子，吸附剂还未达到饱和吸附状态，在材料使用过程中能够抑制小分子残留物的挥发，起到保持长效低散发和低气味的效果。
一种低气味低散发聚丙烯复合材料的制备方法，包括以下步骤：
a)将聚丙烯、增韧剂和乙醇加入高速混合机中混合3～5分钟，高速混合机的转速控制在250r/min～350r/min；
b)将步骤a中得到的物料从主喂料口投入双螺杆挤出机，双螺杆挤出机为三真空设计，真空度控制在≤-0.05bar，长径比为40～60，各段温度均为190～230℃，螺杆转速控制在300～1000rpm，总喂料控制在100～1000kg/h，双螺杆挤出机机头位置设置过滤网除去大颗粒杂质，每隔6～12h更换过滤网；
c)将无机填料、润滑剂、抗氧剂、吸附剂和含铁化合物从侧喂料口加入双螺杆挤出机，经熔融挤出、拉条、水冷、造粒、干燥和装包后置于烘干罐中干燥，温度设置为100～130℃，每隔2～4h翻倒物料，即得。
过滤网避免大颗粒杂质引入，确保材料的力学强度不降低，能有效避免杂质引起的热氧老化失效；三段抽真空装置大幅提升有机挥发物脱挥效果；物料干燥阶段能够进一步脱除残留小分子挥发物，降低材料的散发特性和气味等级。
相比现有技术，本发明具有以下有益效果：
本发明发现，通过向60-80份聚丙烯、17-23份无机填料中加入0.1-3份的乙醇以及基于聚丙烯复合材料总重量10-200ppm的铁元素得到一种低气味低散发聚丙烯复合材料，上述聚丙烯复合材料的散发特性有了明显的改善，并且能够保持其优秀的力学性能和受热性能。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明，以下实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受下述实施例的限制。
聚丙烯牌号：pph-z30s，厂家：荆门石化，按照iso1133标准，在温度为230℃、负荷为2.16kg条件下为30.3g/10min；
增韧剂，乙烯-辛烯共聚物，牌号：df610，厂家：三井化学；
无机填料，滑石粉，牌号：tyt-777a，厂家：北海；
抗氧剂：
酚类抗氧剂，受阻酚类抗氧剂，牌号：1010，厂家：宜兴市天使合成化学；
亚磷酸酯类抗氧剂，牌号：168，厂家：宜兴市天使合成化学；
润滑剂，酰胺类，牌号：ebsp400，厂家：润锋；
吸附剂，硅藻土，牌号：535，厂家：celite；
乙醇和含铁化合物均采自商购。
实施例1-16和对比例1-3聚丙烯复合材料的制备：
按表1配比称取聚丙烯、增韧剂和乙醇加入高速混合机中混合3～5分钟，高速混合机的转速控制在250r/min～350r/min；从主喂料口投入双螺杆挤出机，将无机填料、含铁化合物、润滑剂、抗氧剂和吸附剂从侧喂料加入双螺杆挤出机，经熔融挤出、拉条、水冷、造粒后置于烘干罐中干燥，温度设置为100～130℃，每隔2～4h翻倒物料，即得本发明所述的低气味低散发聚丙烯复合材料；其中，上述双螺杆挤出机为三真空设计，真空度控制在≤-0.05bar，长径比为40～60，各段温度均为190～230℃，螺杆转速控制在300～1000rpm，总喂料控制在100～1000kg/h，双螺杆挤出机机头位置设置过滤网除去大颗粒杂质，每隔6～12h更换过滤网；通过改变含铁化合物的加入量，从而控制铁元素的重量含量。
性能测试：
（1）密度：按照iso1183测试；
（2）熔体流动速率：按iso1133测试，温度230℃、砝码重量2.16kg；
（3）拉伸强度：按iso527/2测试，温度23℃，拉伸速率50mm/min；
（4）弯曲强度：按iso178测试，温度23℃，弯曲速率2mm/min；
（5）弯曲模量：按iso178测试，温度23℃，弯曲速率2mm/min；
（6）23℃缺口冲击强度：按iso180测试；
（7）23℃无缺口冲击强度：按iso180测试；
（8）热变形温度：按iso75/2测试，负荷为0.45mpa；
（9）铁元素的含量：微波消解-icp-oes法测试：称取0.1g粉碎后的样品，放入微波消解罐中，加入硝酸5ml使其完全浸没样品，再慢慢滴入1.0ml过氧化氢，反应2min后，盖上盖子，密封消解罐，放入微波消解炉中进行消解，冷却至室温后，将消解罐中的溶液用0.45μm滤膜过滤后转移至容量瓶中，用蒸馏水稀释至50ml，使用icp-oes测试；（10）气味等级：按pv3900测试，50g粒子，80℃烘2h，65℃测评；
（11）voc：按sj-nw-39，sj-nw-42，sj-nw-43。
表1实施例1-16及对比例1-2的各组分配比（重量份）及各性能测试结果
续表1
表2实施例1-16及对比例1-2的voc测试结果（μg/m3）
由表2的数据可知，向60-80份聚丙烯和17-23份无机填料加入0.1-3份乙醇和基于低气味低散发聚丙烯复合材料的总重量10ppm-200ppm的铁元素得到一种低气味低散发聚丙烯复合材料，其挥发性有机化合物voc含量明显降低，室内有机气态物质称为tvoc小于5700μg/m3，又由表1测试数据得到聚丙烯复合材料散发特性性有了明显的改善，并且能够保持其优秀的力学性能和受热性能。而对比例1铁元素重量含量小于10ppm，乙醇的重量份数小于0.1份及对比例2铁元素重量含量大于200ppm，乙醇的重量份数大于3份，挥发性有机化合物voc含量明显降低明显升高，室内有机气态物质称为tvoc大于7000μg/m3，散发特性较差。