一种缓释香味的聚丙烯组合物及其制备方法和应用与流程

本发明涉及高分子合金材料，具体涉及一种缓释香味的聚丙烯组合物及其制备方法和应用。

背景技术：

1、聚丙烯树脂与其他通用热塑性树脂相比，具有低密度、高韧性、易加工成型、绿色无污染、低成本、易回收等优点，被广泛应用于汽车内饰领域。为了提高聚丙烯树脂的性能，通常会在聚丙烯树脂中添加一些功能添加剂，在使用过程中，聚丙烯基体中的小分子添加剂(如偶联剂、助剂等)会分解或者迁移而释放出较为难闻的气味，影响体验感。同时，还有部分消费者追求汽车内饰制品具有一定的香气，以提高使用体验感，需要聚丙烯类汽车内饰制品具有特别的香气。因此，为了中和难闻的气味或赋予制品特殊的香气，通常还会在聚丙烯树脂中添加一些具有香味的添加剂，如目前大都是提前将精油制备成胶囊或者母粒，再添加到树脂中。同时，为了提高缓释效果，现有技术还公开了使用多孔填料对精油进行吸附，但是多孔填料在树脂中容易发生团聚，影响聚丙烯材料的综合性能。此外，目前带有香味的树脂制品，在使用过程中，香味缓释的速度不均匀，通常在前期香味释放较快，后期基本没有香味，导致香味维持的时间也较短，通常只有几个月。

2、因此，仍需要开发一种缓慢释放并实现香味持久的聚丙烯材料。

技术实现思路

1、基于现有技术存在聚丙烯材料的香味缓释及持久效果不佳的缺陷，本发明的目的在于提供了一种缓释香味的聚丙烯组合物及其制备方法和应用，该缓释香味的聚丙烯组合物，不仅缓释效果好，香味持久，且能保持良好的力学性能。

2、为了达到上述目的，本发明采取的技术方案为：

3、一种缓释香味的聚丙烯组合物，包括以下重量份的组分：

4、聚丙烯树脂99-101份、微米级滑石粉28-70份、纳米级石墨烯4-32份、偶联剂2.5-12份、芳香精油19-41份、助剂0-6份。

5、本发明的技术方案中的聚丙烯组合物包括微观结构为层状结构的微米级滑石粉和纳米级石墨烯，芳香精油分子易被微米级滑石粉和纳米级石墨烯表面的羟基基团吸附，其片层结构能够使得芳香精油分子的扩散路径增长，可以实现香味缓释效果；微米级别的滑石粉不仅不易团聚且片层结构完整，能使得材料保持良好的力学性能，而且纳米级石墨烯分散在聚丙烯树脂中的同时，部分纳米级石墨烯也会分散进入滑石粉层间，形成多级层状界面，能在保持良好的力学性能的同时，使得吸附在其表面的芳香精油分子的扩散路径大大增长，香味释放更持久，综合实现聚丙烯组合物在保持良好的力学性能的同时，缓释效果好，香味持久。

6、优选地，所述缓释香味的聚丙烯组合物包括如下重量份的组分：聚丙烯树脂100份、微米级滑石粉30-67份、纳米级石墨烯5-30份、偶联剂3-10份、芳香精油20-40份、助剂0-5份。

7、本领域常见的聚丙烯树脂均可用于本发明中，所述聚丙烯树脂包括但不限于均聚聚丙烯、共聚聚丙烯，包括但不限于按照iso1133-2011在230℃、2.16kg载荷条件下测试的熔体质量流动速率为25-30g/10min的共聚聚丙烯，包括但不限于按照iso1133-2011在230℃、2.16kg载荷条件下测试的熔体质量流动速率为25-30g/10min的均聚聚丙烯。

8、本发明所述聚丙烯树脂在缓释香味的聚丙烯组合物中的质量百分含量不少于35％。

9、优选地，所述微米级滑石粉和纳米级石墨烯的重量之比为微米级滑石粉：纳米级石墨烯＝(1～11)：1。

10、进一步优选，所述微米级滑石粉和纳米级石墨烯的重量之比为微米级滑石粉：纳米级石墨烯＝(2～7)：1。

11、所述微米级滑石粉和纳米级石墨烯的重量之比可以为(1:1)、(2:1)、(2.5:1)、(3:1)、(3.5:1)、(4:1)、(4.5:1)、(6:1)、(6.5:1)、(7:1)、(7.5:1)、(8:1)、(8.5:1)、(9.5:1)、(10:1)、(11:1)等，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。

12、因微米级别的滑石粉不易团聚，在聚丙烯基体中分散较好，当该滑石粉的含量高于纳米级石墨烯的含量时，可以更好的保持聚丙烯组合物的力学性能。

13、优选地，所述微米级滑石粉的中位粒径d50为3-11μm，进一步优选4-8μm。

14、所述微米级滑石粉的中位粒径d50可以为3、4、5、6、7、8、9、10、11μm等，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。

15、微米级滑石粉的中位粒径与其在聚丙烯树脂中的分散性和其自身的片层完整性有关，当微米级滑石粉的中位粒径小于3μm时，滑石粉的层状结构完整性降低，会降低芳香精油的缓释效果；当微米级滑石粉的中位粒径大于11μm时，其在聚丙烯树脂基体中的均匀分散性降低，导致聚丙烯树脂组合物的力学性能下降，而本发明的发明人发现，微米级滑石粉的粒径在上述粒径的范围内，更有利于兼顾聚丙烯组合物的香气缓释效果和力学性能。

16、中位粒径d50使用本领域常规的方法测量得到，具体可以通过激光衍射法测量滑石粉粉体颗粒的中位粒径d50，常用设备如激光粒度分析仪。

17、优选地，所述微米级滑石粉的片层指数为1.5～4，所述微米级滑石粉的片层指数可以为1.5、2、2.5、3、3.5、4等，以及上述点值之间的具体点值，且进一步优选所述微米级滑石粉的片层指数为3-4。片层指数定义为：片层指数＝(d50激光-d50沉降)/d50沉降，其中，d50激光为激光粒度仪法测得的d50直径，d50沉降为沉降法测得的d50直径。

18、优选地，所述纳米级石墨烯的中位粒径d50为50-300nm。

19、进一步优选地，所述纳米级石墨烯的中位粒径d50为100-200nm。

20、所述纳米级石墨烯的中位粒径d50可以为50、75、100、125、150、175、200、225、250、275、300nm等，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。

21、石墨烯的粒径在上述的中位粒径范围内，进一步提升聚丙烯组合物的力学性能。

22、优选地，所述芳香精油为植物精油，包括但不限于玫瑰精油、绿茶精油、竹精油、百合精油、茉莉精油中的至少一种。

23、本领域常用的有机-无机偶联剂均可用于本发明的体系中，所述偶联剂包括但不限于硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂中的至少一种。

24、所述助剂为本领域常用的功能助剂或加工助剂，可根据需要选择性添加。所述加工助剂包括但不限于润滑剂、脱模剂等加工助剂中的一种或几种的组合；所述功能助剂包括但不限于抗氧剂、光稳定剂、抗静电剂等功能助剂中的一种或几种的组合。

25、更优选地，所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂中的至少一种。

26、更优选地，所述润滑剂包括硅酮类、酯类、酰胺类、聚乙烯类、硬脂酸类、脂肪酸类润滑剂中的至少一种。

27、本发明还提供一种所述缓释香味的聚丙烯组合物的制备方法，包括以下步骤：

28、将聚丙烯树脂、微米级滑石粉、纳米级石墨烯、偶联剂、可选的助剂混合均匀，加入芳香精油，经熔融、挤出、造粒，得到所述缓释香味的聚丙烯组合物。

29、以直接添加的方式加入芳香精油，无需被包覆到母粒或者胶囊中，不仅简化了制备工艺，而且可以使得香味释放速度平缓、均匀，香味释放更持久。

30、本发明所述产品的制备方法操作步骤简单，可实现工业化规模生产。

31、优选地，所述熔融挤出的温度为180～220℃，所述熔融挤出转速为200～600rpm。

32、本发明的另一目的在于提供所述缓释香味的聚丙烯组合物在制备汽车内饰制品、家具制品中的应用。

33、本发明所述缓释香味的聚丙烯组合物缓释效果好，香味持续时间长，可直接应用在制备汽车内饰制品、家具制品中，可以使汽车内饰制品、家具制品具有香味，增加人们的体验感。

34、本发明的有益效果在于，本发明的缓释香味的聚丙烯组合物，具有良好的力学性能，香气释放平缓、均匀、持久，具有良好的缓释效果，非常适合应用在制备一些汽车内饰制品、家具制品中。