本发明属于新材料技术领域，具体涉及一种低甲醛散发浓度的聚丙烯材料。
背景技术：
聚丙烯是世界上使用量最广的几种塑料之一。由于聚丙烯本身具有无毒、安全等特点，被广泛应用于与室内、车内等环境中，是汽车内饰中用量最大的塑料。甚至在餐盒领域也发展迅猛，2015年快餐盒用聚丙烯料表观消费量达15万t。
但聚丙烯产品在生产过程中会因热氧降解或过氧化物氧化而产生大量甲醛、乙醛，在使用过程中会逐渐释放到环境中污染环境空气，危害人体健康。近年来，由于人们环保意识的提高，聚丙烯中的甲醛散发逐渐受到重视。国家在新标准gb/t27630—2011中明确将车内甲醛、乙醛浓度分别限制在100、200μg/m3以内。因此，对聚丙烯中甲醛散发性控制对聚丙烯发展有一定现实意义。
沸石粉是多孔的碱金属或碱土金属的铝硅酸盐矿物，也是常用的聚烯烃材料除味剂，具有使用方便，价格低廉等特点。但是现有技术中对沸石粉的处理对聚丙烯材料降低甲醛散发浓度的效果一般，无法满足市场的需求。
技术实现要素：
本发明的目的是针对现有的问题，提供了一种低甲醛散发浓度的聚丙烯材料。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种低甲醛散发浓度的聚丙烯材料，所述聚丙烯材料中包括其质量8-15%的氮掺杂改性沸石粉。
进一步的，所述氮掺杂改性沸石粉制备方法为：
（1）将沸石粉经过550℃温度煅烧30min，得到煅烧沸石粉；
（2）将上述煅烧沸石粉、过氧化苯甲酰、过氧乙酸混合后经过振动球磨充分反应，得到预处理沸石粉；
（2）称取125mg上述预处理沸石粉，加入50ml去离子水，超声分散3min，得到沸石粉分散液，调节沸石粉分散液ph至10.5，然后向沸石粉分散液中分别加入六次甲基四胺和三氯化钛溶液，混合均匀，再超声搅拌，然后在215℃的温度下，水热反应10小时，然后将沉淀物依次用去离子水和乙醇分别离心洗涤后，真空干燥至恒重，得到氮掺杂沸石粉。
进一步的，所述沸石粉粒度为1500目。
进一步的，所述煅烧沸石粉、过氧化苯甲酰、过氧乙酸混合质量比为4:6:5。
进一步的，所述震动球磨为在不锈钢材质球磨罐和不锈钢材质磨球条件下进行振动球磨。
进一步的，所述振动球磨时间为2.5小时。
进一步的，所述向沸石粉分散液中分别加入六次甲基四胺和三氯化钛溶液，沸石粉分散液与六次甲基四胺和三氯化钛溶液的质量比为10:3:1。
进一步的，所述三氯化钛溶液浓度为0.28mol/l。
进一步的，所述聚丙烯材料还包括以下重量份组分：聚丙烯树脂90-100、添加剂3-5。
进一步的，所述添加剂为增塑剂，所述增塑剂为环氧大豆油。
本发明相比现有技术具有以下优点：本发明制备的聚丙烯材料不仅具有良好的机械性能，同时能够大幅度的降低聚丙烯材料甲醛散发浓度，能够有效的契合环保要求，降低甲醛对人体和自然环境的不利之处，经过试验，可以看出，本发明通过向聚丙烯材料中添加一定量的氮掺杂改性沸石粉，能够大幅度的降低聚丙烯材料甲醛散发浓度，从而能够有效的保护环境，同时可以看出，相较于未处理的沸石粉，本发明采用的氮掺杂改性沸石粉效果更佳显著，同时，采用现有技术公开的沸石粉改性方法制备的改性沸石粉替换本申请中采用的氮掺杂改性沸石粉，虽然具有一定程度的降低甲醛散发浓度的效果，但是其效果相较于本发明的氮掺杂改性沸石粉明显要低，因此，本发明公开的沸石粉改性方法得到的氮掺杂改性沸石粉能够有效的降低聚丙烯材料甲醛散发浓度；随着氮掺杂改性沸石粉添加量的增加，聚丙烯材料甲醛散发浓度逐渐降低，当氮掺杂改性沸石粉添加量增加到一定量时，聚丙烯材料甲醛散发浓度不再继续降低；随着氮掺杂改性沸石粉添加量的增加，聚丙烯材料拉伸强度以小幅度速率逐渐增加，当氮掺杂改性沸石粉添加量增加到一定量时，聚丙烯材料拉伸强度开始大幅度降低，因此，本发明针对聚丙烯材料甲醛散发浓度与其机械性能保障的结合，确定氮掺杂改性沸石粉最佳添加量。
具体实施方式
实施例1
一种低甲醛散发浓度的聚丙烯材料，所述聚丙烯材料中包括其质量8%的氮掺杂改性沸石粉。
进一步的，所述氮掺杂改性沸石粉制备方法为：
（1）将沸石粉经过550℃温度煅烧30min，得到煅烧沸石粉；
（2）将上述煅烧沸石粉、过氧化苯甲酰、过氧乙酸混合后经过振动球磨充分反应，得到预处理沸石粉；
（2）称取125mg上述预处理沸石粉，加入50ml去离子水，超声分散3min，得到沸石粉分散液，调节沸石粉分散液ph至10.5，然后向沸石粉分散液中分别加入六次甲基四胺和三氯化钛溶液，混合均匀，再超声搅拌，然后在215℃的温度下，水热反应10小时，然后将沉淀物依次用去离子水和乙醇分别离心洗涤后，真空干燥至恒重，得到氮掺杂沸石粉。
进一步的，所述沸石粉粒度为1500目。
进一步的，所述煅烧沸石粉、过氧化苯甲酰、过氧乙酸混合质量比为4:6:5。
进一步的，所述震动球磨为在不锈钢材质球磨罐和不锈钢材质磨球条件下进行振动球磨。
进一步的，所述振动球磨时间为2.5小时。
进一步的，所述向沸石粉分散液中分别加入六次甲基四胺和三氯化钛溶液，沸石粉分散液与六次甲基四胺和三氯化钛溶液的质量比为10:3:1。
进一步的，所述三氯化钛溶液浓度为0.28mol/l。
进一步的，所述聚丙烯材料还包括以下重量份组分：聚丙烯树脂90-100、添加剂3-5。
进一步的，所述添加剂为增塑剂，所述增塑剂为环氧大豆油。
实施例2
一种低甲醛散发浓度的聚丙烯材料，所述聚丙烯材料中包括其质量15%的氮掺杂改性沸石粉。
进一步的，所述氮掺杂改性沸石粉制备方法为：
（1）将沸石粉经过550℃温度煅烧30min，得到煅烧沸石粉；
（2）将上述煅烧沸石粉、过氧化苯甲酰、过氧乙酸混合后经过振动球磨充分反应，得到预处理沸石粉；
（2）称取125mg上述预处理沸石粉，加入50ml去离子水，超声分散3min，得到沸石粉分散液，调节沸石粉分散液ph至10.5，然后向沸石粉分散液中分别加入六次甲基四胺和三氯化钛溶液，混合均匀，再超声搅拌，然后在215℃的温度下，水热反应10小时，然后将沉淀物依次用去离子水和乙醇分别离心洗涤后，真空干燥至恒重，得到氮掺杂沸石粉。
进一步的，所述沸石粉粒度为1500目。
进一步的，所述煅烧沸石粉、过氧化苯甲酰、过氧乙酸混合质量比为4:6:5。
进一步的，所述震动球磨为在不锈钢材质球磨罐和不锈钢材质磨球条件下进行振动球磨。
进一步的，所述振动球磨时间为2.5小时。
进一步的，所述向沸石粉分散液中分别加入六次甲基四胺和三氯化钛溶液，沸石粉分散液与六次甲基四胺和三氯化钛溶液的质量比为10:3:1。
进一步的，所述三氯化钛溶液浓度为0.28mol/l。
进一步的，所述聚丙烯材料还包括以下重量份组分：聚丙烯树脂90-100、添加剂3-5。
进一步的，所述添加剂为增塑剂，所述增塑剂为环氧大豆油。
实施例3
一种低甲醛散发浓度的聚丙烯材料，所述聚丙烯材料中包括其质量12%的氮掺杂改性沸石粉。
进一步的，所述氮掺杂改性沸石粉制备方法为：
（1）将沸石粉经过550℃温度煅烧30min，得到煅烧沸石粉；
（2）将上述煅烧沸石粉、过氧化苯甲酰、过氧乙酸混合后经过振动球磨充分反应，得到预处理沸石粉；
（2）称取125mg上述预处理沸石粉，加入50ml去离子水，超声分散3min，得到沸石粉分散液，调节沸石粉分散液ph至10.5，然后向沸石粉分散液中分别加入六次甲基四胺和三氯化钛溶液，混合均匀，再超声搅拌，然后在215℃的温度下，水热反应10小时，然后将沉淀物依次用去离子水和乙醇分别离心洗涤后，真空干燥至恒重，得到氮掺杂沸石粉。
进一步的，所述沸石粉粒度为1500目。
进一步的，所述煅烧沸石粉、过氧化苯甲酰、过氧乙酸混合质量比为4:6:5。
进一步的，所述震动球磨为在不锈钢材质球磨罐和不锈钢材质磨球条件下进行振动球磨。
进一步的，所述振动球磨时间为2.5小时。
进一步的，所述向沸石粉分散液中分别加入六次甲基四胺和三氯化钛溶液，沸石粉分散液与六次甲基四胺和三氯化钛溶液的质量比为10:3:1。
进一步的，所述三氯化钛溶液浓度为0.28mol/l。
进一步的，所述聚丙烯材料还包括以下重量份组分：聚丙烯树脂90-100、添加剂3-5。
进一步的，所述添加剂为增塑剂，所述增塑剂为环氧大豆油。
对比例1：与实施例1区别仅在于将氮掺杂改性沸石粉替换为未改性处理的沸石粉。
对比例2：与实施例1区别仅在于将氮掺杂改性沸石粉替换为采用申请号：201711217985.3中公开的方法得到的改性沸石粉。
对比例3：与实施例1区别仅在于将氮掺杂改性沸石粉替换为采用申请号：200910039791.8中公开的方法得到的改性沸石粉。
对比例4：与实施例1区别仅在于不添加氮掺杂改性沸石粉。
voc的检测方法
①气体采样袋及配管前处理:将聚四氟乙烯袋用高纯氮气冲洗3次，并充入一定量高纯氮气，放在85℃鼓风烘箱中烘烤3d，每天换洗2次气体，早晚各一次，以减少由采样袋引起的误差。
②样品存放及制取:挤出、切粒的颗粒样品用金属容器转移至铝箔或锡箔纸包裹保存，样品必须在3d内测试。
③放置样品与充气:打开处理好的采样袋，放入(100±1)g样品后，密封好，确保不漏气。用氮气冲洗三次并抽空气体，用皂膜流量计校正气体流量，充入5l氮气。
④样品中voc散发:预先将恒温箱加热到65℃，将装有样品的采样袋放入恒温箱，恒温加热2h。
⑤采集气体:恒温加热结束后，晃动袋子使气体分布均匀，以500ml/min速度采集2l气体，用dnph管吸附醛酮类物质。
高效液相色谱(hplc)可以定量测定空气中醛酮类物质，用约5ml色谱级乙腈将dnph管吸附的醛酮类物质，洗脱至5ml容量瓶中，并定容。取1.5ml左右用hplc检测。
将实施例与对比例按相同工艺参数（挤出、注塑工艺）加工制成相同规格的塑料样条进行检测试验，对比：
表1
由表1可以看出，本发明通过向聚丙烯材料中添加一定量的氮掺杂改性沸石粉，能够大幅度的降低聚丙烯材料甲醛散发浓度，从而能够有效的保护环境，同时可以看出，相较于未处理的沸石粉，本发明采用的氮掺杂改性沸石粉效果更佳显著，同时，采用现有技术公开的沸石粉改性方法制备的改性沸石粉替换本申请中采用的氮掺杂改性沸石粉，虽然具有一定程度的降低甲醛散发浓度的效果，但是其效果相较于本发明的氮掺杂改性沸石粉明显要低，因此，本发明公开的沸石粉改性方法得到的氮掺杂改性沸石粉能够有效的降低聚丙烯材料甲醛散发浓度。
以实施例1为例，对比不同氮掺杂改性沸石粉添加量对聚丙烯材料甲醛散发浓度的影响以及进行机械性能测试，使用仪器为instron5969，量程为5kn，参考标准为gb/t3923.1-1997，规格为20cm×1cm×0.2mm，测试：
表2
由表2可以看出，随着氮掺杂改性沸石粉添加量的增加，聚丙烯材料甲醛散发浓度逐渐降低，当氮掺杂改性沸石粉添加量增加到一定量时，聚丙烯材料甲醛散发浓度不再继续降低；随着氮掺杂改性沸石粉添加量的增加，聚丙烯材料拉伸强度以小幅度速率逐渐增加，当氮掺杂改性沸石粉添加量增加到一定量时，聚丙烯材料拉伸强度开始大幅度降低，因此，本发明针对聚丙烯材料甲醛散发浓度与其机械性能保障的结合，确定氮掺杂改性沸石粉最佳添加量。