CN110964260A - 一种低气味低tvoc聚丙烯复合物材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种低气味低TVOC聚丙烯复合物材料及其制备方法，低气味低TVOC聚丙烯复合物材料，其特征在于，包括以下重量份计的原料：聚丙烯：30‑99％；弹性体：0‑30％；矿物粉：0‑40％；气味吸附剂：0.5‑10％；其他助剂：0.5‑4％；其中，所述气味吸附剂，包括以下重量份计的原料：乙烯‑单烯烃共聚物10‑75％；微孔物质：10‑40％；多孔物质：10‑40％；金属氧化物：1‑5％；金属皂：1‑4％；碳酸氢盐：1‑4％；液体填充物：5‑20％；抗氧剂：0.2‑1.0％；润滑剂：0.2‑1.0％。本发明的低气味低TVOC聚丙烯复合物材料，具有较低的气味以及TVOC值。

Description

一种低气味低TVOC聚丙烯复合物材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及高分子改性技术领域，尤其涉及一种低气味低TVOC聚丙烯复合物材料及其制备方法。
背景技术
随着环保法规的日益严格，汽车行业对所用材料的气味、TVOC等散发性要求已成为必然的发展趋势，各大汽车厂家和材料厂家均投入大量的人力物力进行研究，目前已取得了较好的成果，发表了大量的专利和文献。降低气味和TVOC的主要方法包括：使用吸附剂、添加抗菌剂、添加遮盖剂、使用脱附剂、烘烤等。如专利CN108329578A使用多孔磷酸钙粉末作为吸附剂，CN109096598A使用硅藻土及其衍生物作为吸附剂，CN109651711A使用硅酸镁作为吸附剂；专利CN109666255使用表面活性剂水溶液作为脱附剂，专利CN109608809使用交联聚丙烯酸钠吸附酒精水溶液作为脱附剂等；这些方法虽然可以取得良好的效果，但是在实际生产过程中也表现出了很多缺陷，主要原因是因为聚丙烯在加工过程中产生很多种类的小分子物质，包括醛类、酮类、酸类、酯类、苯类、烷烃类、烯烃类、胺类、硫类等，这些物质均会产生气味，且产生气味的阈值很小，去除这些物质需要分别研究针对性措施，单一措施无法去除所有的气味物质，导致在生产过程中所生产材料的气味稳定性较差。以多孔物质吸附为例，多孔物质只能吸附分子直径小于孔径的物质，由于产生气味的小分子物质体积差异非常大，导致多孔物质对产生气味的小分子物质吸附时存在选择性，且多孔物质在使用之前的运输和储存过程中已经吸附了空气中的气味物质，导致多孔物质在加入挤出机后短短几十秒的加工过程中无法将之前吸附的气体物质排出，进而无法或者无法大量吸附聚丙烯中的产生气味的小分子物质，故无法起到稳定的吸附效果，有时甚至完全没有效果。同样，抗菌剂只能去除细菌分解产生的气味；气味脱附剂，通常是水、低分子醇类或低分子酮类，与聚丙烯和有机物的相容性较差，对于低分子烷烃类或烯烃类物质(包括TVOC)的脱附效果也比较差；而烘烤，则对分子量大、沸点高的气味物质没有效果。
由于气味来源的复杂性，导致针对性单一的气味去除方法的效果是有限的，因此需要开发一种针对性广泛的新型气味去除方法。另外，由于塑料加工过程只有短短的几十秒时间，如何保证材料气味的稳定性也是一个难点。为解决这两个难点，本专利着重研究一种针对性广泛、去除能力强、稳定性好的低气味低TVOC材料及其制备方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种低气味低TVOC聚丙烯复合物材料及其制备方法。该低气味低TVOC聚丙烯复合物材料对气味以及TVOC的去除能力强，稳定性好。
为达到上述目的，本发明提供了一种低气味低TVOC聚丙烯复合物材料，包括以下重量份计的原料：聚丙烯：30-99％；弹性体：0-30％；矿物粉：0-40％；气味吸附剂：0.5-10％；其他助剂：0.5-4％；其中，所述气味吸附剂，包括以下重量份计的原料：乙烯-单烯烃共聚物10-75％；微孔物质：10-40％；多孔物质：10-40％；金属氧化物：1-5％；金属皂：1-4％；碳酸氢盐：1-4％；液体填充物：5-20％；抗氧剂：0.2-1.0％；润滑剂：0.2-1.0％。
进一步，所述乙烯-单烯烃共聚物为乙烯-丙烯共聚物、乙烯-辛烯共聚物、乙烯-丁烯共聚物、乙烯-己烯共聚物中的一种或几种的混合物，密度为0.85-0.91g/cm3；所述微孔物质为沸石、硅藻土、分子筛中的一种或几种的混合物，微孔物质孔径为0.8-1.2纳米；所述多孔物质为沸石、硅藻土、分子筛中的一种或几种的混合物，多孔物质孔径为9-11纳米；所述金属氧化物为氧化镁、氧化铝的一种或几种的混合物；所述金属皂为蓖麻醇酸锌；所述碳酸氢盐为碳酸氢钠、碳酸氢钾中的一种或几种的混合物；所述液体填充物为纯水、乙醇中的一种或几种的混合物。
进一步，所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂、硫酯类抗氧剂、复配类抗氧剂中的一种或几种的混合物；所述润滑剂为硬脂酸类、硬脂酸盐类、酰胺类润滑剂中的一种或几种的混合物。
进一步，所述聚丙烯为丙烯共聚物或丙烯均聚物的一种或几种的混合物，其熔体流动速率在230℃、2.16Kg的条件下为0.1-120g/10min。
进一步，所述弹性体为POE、PE、EPDM、SEBS、SBS、EVA、EEA、EBA、EMA中的一种或几种的混合物；所述矿物粉为滑石粉、碳酸钙、硅灰石、蒙脱土、硫酸钡、硫酸钙、晶须、玻璃微珠、玻纤中的一种或几种的混合物。
进一步，所述其他助剂包括主抗氧剂、辅抗氧剂、光稳定剂、润滑剂、色粉中的一种或几种的混合物。
另一方面，本发明还提供了一种低气味低TVOC聚丙烯复合物材料的制备方法，包括以下步骤：
1)制备气味吸附剂：
1.1)将微孔物质和多孔物质分别在400-600℃下加热60-240分钟，然后放置到无味无臭的环境中冷却至室温，得到冷却的微孔物质与多孔物质；
1.2)将碳酸氢盐加入到液体填充物中进行溶解，形成碳酸氢盐溶液，然后将碳酸氢盐溶液加入到步骤1.1中得到的冷却的微孔物质中进行混合，排除多余的碳酸氢盐溶液，得到碳酸氢盐、微孔物质混合物；
1.3)将金属皂加入到液体填充物中进行溶解，形成金属皂溶液，然后将金属皂溶液加入到步骤1.1中得到的冷却的多孔物质中进行混合，排除多余的金属皂溶液，得到金属皂、多孔物质混合物；
1.4)将步骤1.2的碳酸氢盐、微孔物质混合物与步骤1.3中的金属皂、多孔物质混合物进行混合，得到碳酸氢盐、微孔物质、金属皂、多孔物质混合物，再依次加入金属氧化物、乙烯-单烯烃共聚物、抗氧剂、润滑剂进行混合，得到气味吸附剂混合物。
1.5)将步骤1.4得到的气味吸附剂混合物加入到密炼机或啮合设备中进行物理混合，且物理混合温度小于液体填充物的沸点，然后常温造粒得气味吸附剂。
2)将聚丙烯、弹性体、矿物粉、步骤1)制备的气味吸附剂与其他助剂混合：具体为将质量为总量30-99％的聚丙烯、质量为总量0-30％的弹性体、质量为总量0-40％的矿物粉、质量为总量0.5-10％的气味吸附剂以及质量为总量0.5-4％的其他助剂混合依次加入高混机中混合，得到混合均匀的聚丙烯、弹性体、矿物粉、气味吸附剂以及其他助剂的混合物；
3)将步骤2中得到的混合物加入到双螺杆挤出机中，从双螺杆挤出机的主喂料口加入，经挤出、造粒、水洗、烘烤，得到低气味低TVOC聚丙烯复合物材料。
进一步，所述双螺杆挤出机的长径比为(44-56):1，所述双螺杆挤出机至少包含一个排气孔和两个真空孔，其中下料段温度≤100℃，输送段温度为100-200℃，剪切段温度为180-250℃。
本发明的气味吸附剂包含微孔物质、多孔物质、金属氧化物、金属皂以及碳酸氢盐等组分。所用微孔物质与多孔物质均为沸石、硅藻土、分子筛等物质的一种或者几种的混合物，微孔物质选择孔径为0.8-1.2纳米，多孔物质选择孔径为9-11纳米，微孔物质和多孔物质的孔径分布使得其既可以吸附分子直径小于1.2纳米的小分子物质，也可以吸附分子直径小于11纳米的大分子物质，具体地，微孔物质可以吸附醛类、酮类等小分子类物质，多孔物质可以用于吸附酯类、烷烃类、烯烃类、苯类等大分子类物质。金属氧化物和碳酸氢盐可用于吸附不同酸性的气味物质，碳酸氢盐选择碳酸氢钠、碳酸氢钾中的一种或几种的混合物，碳酸氢盐纯度≥99％，碳酸氢盐受热分解产生的二氧化碳可脱附分子量较大的气味物质；金属氧化物选择氧化镁、氧化铝的一种或几种的混合物，金属氧化物纯度≥99％。金属皂为蓖麻醇酸锌，金属皂纯度≥98％，可以与胺类和硫类物质反应消除胺类和硫类物质。液体填充物为纯水、乙醇等易挥发物质，其挥发时可脱附分子量更小的气味物质。本发明的气味吸附剂的针对聚丙烯在加工过程中产生气味的醛类、酮类、酸类、酯类、烷烃类、烯烃类、苯类、胺类、硫类等目标物质分别起作用，使得气味去除更加彻底，气味等级更低，可以达到2.5级水平，且生产过程气味水平稳定。
本发明制备气味吸附剂时先对微孔物质和多孔物质进行加热处理，从而将微孔物质和多孔物质在运输和存储过程中吸附的低分子气味物质挥发去除干净，之后将其放置到无味无臭的环境中(防止微孔物质和多孔物质再次吸附)冷却至室温。为了防止气味吸附剂在使用、运输等过程中接触空气，其中的微孔物质和多孔物质再次吸附空气中的低分子气味物质，通过碳酸氢盐加入到液体填充物中进行溶解形成的碳酸氢盐溶液，以及金属皂加入到液体填充物中进行溶解形成金属皂溶液分别填充微孔物质和多孔物质。碳酸氢盐属于小分子物质，可以有效的填充于微孔物质中；金属皂属于大分子物质，可以有效的填充于多孔物质中。当气味吸附剂加入挤出机后，其中的液体填充物在挤出机中受热气化，形成气体挥发物，可携带分子量小的低分子气味物质通过排气孔和真空孔进行排除，起到气味脱除的作用。与此同时，为了防止在包装、存储、运输过程中液体填充物挥发和吸附空气中的低分子气味物质，加入乙烯-单烯烃共聚物的载体包覆液体填充物。本发明的气味吸附剂加入碳酸氢盐，碳酸氢盐会溶解于液体填充物中，溶解中的碳酸氢盐在高温下分解产生二氧化碳，可携带分子量较大的低分子气味物质通过排气孔和真空孔排除，起到二次气味脱除的作用。液体填充物中溶解中的金属皂可与材料剪切受热产生的胺类、硫类等产生气味的物质进行反应，消除胺类、硫类物质产生的影响。气味吸附剂中的微孔物质和多孔物质在液体高温挥发、真空脱除之后形成的真空状态，可增大对低分子气味物质的吸附能力，吸附更多的低分子气味物质，达到更好的气味水平。微孔物质和多孔物质的孔径分布，既可以吸附分子直径小于1.2纳米的小分子物质，也可以吸附分子直径小于11纳米的大分子物质。金属氧化物可以与材料剪切受热产生的酸类物质进行反应，消除羧基带来的气味影响。
本发明中挤出机、生产工艺与配方组成相配合，下料段温度低，可避免液体填充物提前挥发和碳酸氢盐提前分解，剪切段温度高，可以保证液体填充物充分挥发和碳酸氢盐充分分解；至少具有一个排气孔和两个真空孔分别对应液体填充物和碳酸氢盐分解物的脱挥，脱挥更加彻底；采用先切粒再冷却水洗、烘烤的方式，避免了切粒时受热产生的焦糊味，同时避免了碎屑的产生。
本发明具有的优点和积极效果是：
(1)本发明的气味吸附剂包含微孔物质、多孔物质、金属氧化物、金属皂以及碳酸氢盐等组分。针对聚丙烯在加工过程中产生气味的醛类、酮类、酸类、酯类、烷烃类、烯烃类、苯类、胺类、硫类等目标物质分别起作用，使得气味去除更加彻底，气味等级更低，可以达到2.5级水平，且生产过程气味水平稳定。
(2)本发明的挤出机、生产工艺与配方组成相配合，下料段温度低，可避免液体填充物提前挥发和碳酸氢盐提前分解，剪切段温度高，可以保证液体填充物充分挥发和碳酸氢盐充分分解；至少具有一个排气孔和两个真空孔分别对应液体填充物和碳酸氢盐分解物的脱挥，脱挥更加彻底；采用先切粒再冷却水洗、烘烤的方式，避免了切粒时受热产生的焦糊味，同时避免了碎屑的产生。
本发明的一种低气味低TVOC聚丙烯复合物材料的制备组分及其含量的选择、低气味低TVOC聚丙烯复合物材料的制备方法的有益效果将通过实施例给出具体实验数据进行说明。
具体实施方式
除有定义外，以下实施例中所用的技术术语具有与本发明创造所属领域技术人员普遍理解的相同含义。以下实施例中所用的试验试剂，如无特殊说明，均为常规生化试剂；所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。下面结合实施例及附表来详细说明本发明创造。
实施例1
将微孔物质和多孔物质分别在400℃下加热60分钟，然后放置到无味的环境中冷却至室温；将碳酸氢盐加入到液体填充物1中进行溶解，形成碳酸氢盐溶液，然后将碳酸氢盐溶液加入到冷却的微孔物质中进行混合均匀，排除多余的碳酸氢盐溶液，得到碳酸氢盐、微孔物质混合物；将金属皂加入到液体填充物2中进行溶解，形成金属皂溶液，然后将金属皂溶液加入到冷却的多孔物质中进行混合均匀，排除多余的金属皂溶液，得到金属皂、多孔物质混合物；然后将上述制备的碳酸氢盐、微孔物质混合物与金属皂、多孔物质混合物混合均匀，再依次加入金属氧化物、乙烯-单烯烃共聚物、抗氧剂、润滑剂进行混合均匀，最后将上述混合物加入到密炼机或啮合设备中进行物理混合，然后常温造粒得到气味吸附剂。控制物理混合温度小于70℃。所述的微孔物质为分子筛；所述的多孔物质为硅藻土；所述的碳酸氢盐为碳酸氢钠；所述的液体填充物1为纯水，所述的液体填充物2为乙醇；所述的金属皂为蓖麻醇酸锌；所述的金属氧化物为氧化镁；乙烯-单烯烃共聚物为乙烯-丁烯共聚物，密度为0.86g/cm3；所述的抗氧剂为受阻酚类抗氧剂1010；所述的润滑剂为硬脂酸；原料配方和使用比例如表1所示。
将聚丙烯、弹性体、矿物粉、气味吸附剂与其他助剂混合：具体为将质量为总量68％的聚丙烯、质量为总量5％的弹性体、质量为总量20％的矿物粉、质量为总量5％的气味吸附剂以及质量为总量2％的其他助剂混合依次加入高混机中混合，得到混合均匀的聚丙烯、弹性体、矿物粉、气味吸附剂以及其他助剂的混合物。将混合均匀的聚丙烯、弹性体、矿物粉、气味吸附剂以及其他助剂的混合物加入到双螺杆挤出机中，从双螺杆挤出机的主喂料口加入，经挤出、造粒、水洗、烘烤，得到低气味低TVOC聚丙烯复合物材料。
所述的聚丙烯为丙烯共聚物，其熔体流动速率在230℃、2.16Kg的条件下为30g/10min；所述的弹性体为POE；所述的矿物粉为滑石粉；所述的其他助剂为主抗氧剂1010、辅抗氧剂168、光稳定剂3808PP5、润滑剂芥酸酰胺、色粉炭黑400R以1:1:1:1:1的比例的混合物；原料配方和使用的比例如表2所示。
所述双螺杆挤出机的长径比为48:1，具有一个排气孔和两个真空孔，下料段温度80℃，输送段温度为180℃，剪切段温度为200℃。所述造粒机为水环切粒机，切粒后经水洗、烘烤，得到聚丙烯复合物材料，其水分含量为0.04％。
实施例2
将微孔物质和多孔物质分别在500℃下加热120分钟，然后放置到无味的环境中冷却至室温；将碳酸氢盐加入到液体填充物1中进行溶解，形成碳酸氢盐溶液，然后将碳酸氢盐溶液加入到冷却的微孔物质中进行混合均匀，排除多余的碳酸氢盐溶液，得到碳酸氢盐、微孔物质混合物；将金属皂加入到液体填充物2中进行溶解，形成金属皂溶液，然后将金属皂溶液加入到冷却的多孔物质中进行混合均匀，排除多余的金属皂溶液，得到金属皂、多孔物质混合物；然后将上述制备的碳酸氢盐、微孔物质混合物与金属皂、多孔物质混合物混合均匀，再依次加入金属氧化物、乙烯-单烯烃共聚物、抗氧剂、润滑剂进行混合均匀，最后将上述混合物加入到密炼机或啮合设备中进行物理混合，然后常温造粒得到气味吸附剂。物理混合温度小于70℃。所述的微孔物质为沸石；所述的多孔物质为分子筛；所述的碳酸氢盐为碳酸氢钾；所述的液体填充物1为纯水，所述的液体填充物2为乙醇；所述的金属皂为蓖麻醇酸锌；所述的金属氧化物为氧化铝；乙烯-单烯烃共聚物为乙烯-丁烯共聚物，密度为0.87g/cm3；所述的抗氧剂为亚磷酸酯类抗氧剂168；所述的润滑剂为硬脂酸锌；原料配方和使用比例如表1所示。
将聚丙烯、弹性体、矿物粉、气味吸附剂与其他助剂混合：具体为将质量为总量31％的聚丙烯、质量为总量15％的弹性体、质量为总量40％的矿物粉、质量为总量10％的气味吸附剂以及质量为总量4％的其他助剂混合依次加入高混机中混合，得到混合均匀的聚丙烯、弹性体、矿物粉、气味吸附剂以及其他助剂的混合物。将混合均匀的聚丙烯、弹性体、矿物粉、气味吸附剂以及其他助剂的混合物加入到双螺杆挤出机中，从双螺杆挤出机的主喂料口加入，经挤出、造粒、水洗、烘烤，得到低气味低TVOC聚丙烯复合物材料。
所述的聚丙烯为丙烯均聚物，其熔体流动速率在230℃、2.16Kg的条件下为10g/10min；所述的弹性体为EPDM；所述的矿物粉为碳酸钙；所述的其他助剂为主抗氧剂1010、辅抗氧剂168、光稳定剂3808PP5、润滑剂芥酸酰胺、色粉炭黑400R以1:1:1:1:1的比例的混合物；原料配方和使用的比例如表2所示。
所述双螺杆挤出机的长径比为44:1，具有一个排气孔和两个真空孔，下料段温度60℃，输送段温度为160℃，剪切段温度为220℃。所述造粒机为水环切粒机，切粒后经水洗、烘烤，得到聚丙烯复合物材料，其水分含量为0.03％。
实施例3
将微孔物质和多孔物质分别在600℃下加热180分钟，然后放置到无味的环境中冷却至室温；将碳酸氢盐加入到液体填充物1中进行溶解，形成碳酸氢盐溶液，然后将碳酸氢盐溶液加入到冷却的微孔物质中进行混合均匀，排除多余的碳酸氢盐溶液，得到碳酸氢盐、微孔物质混合物；将金属皂加入到液体填充物2中进行溶解，形成金属皂溶液，然后将金属皂溶液加入到冷却的多孔物质中进行混合均匀，排除多余的金属皂溶液，得到金属皂、多孔物质混合物；然后将上述制备的碳酸氢盐、微孔物质混合物与金属皂、多孔物质混合物混合均匀，再依次加入金属氧化物、乙烯-单烯烃共聚物、抗氧剂、润滑剂进行混合均匀，最后将上述混合物加入到密炼机或啮合设备中进行物理混合，然后常温造粒得到气味吸附剂。物理混合温度小于等于70℃。所述的微孔物质为硅藻土；所述的多孔物质为沸石；所述的碳酸氢盐为碳酸氢钠；所述的液体填充物1为纯水，所述的液体填充物2为乙醇；所述的金属皂为蓖麻醇酸锌；所述的金属氧化物为氧化铝；乙烯-单烯烃共聚物为乙烯-辛烯共聚物，密度为0.88g/cm3；所述的抗氧剂为硫酯类抗氧剂DLTDP；所述的润滑剂为芥酸酰胺；原料配方和使用比例如表1所示。
将聚丙烯、弹性体、矿物粉、气味吸附剂与其他助剂混合：具体为将质量为总量57％的聚丙烯、质量为总量30％的弹性体、质量为总量10％的矿物粉、质量为总量2％的气味吸附剂以及质量为总量1％的其他助剂混合依次加入高混机中混合，得到混合均匀的聚丙烯、弹性体、矿物粉、气味吸附剂以及其他助剂的混合物。将混合均匀的聚丙烯、弹性体、矿物粉、气味吸附剂以及其他助剂的混合物加入到双螺杆挤出机中，从双螺杆挤出机的主喂料口加入，经挤出、造粒、水洗、烘烤，得到低气味低TVOC聚丙烯复合物材料。
所述的聚丙烯为丙烯共聚物，其熔体流动速率在230℃、2.16Kg的条件下为100g/10min；所述的弹性体为SEBS；所述的矿物粉为玻纤；所述的其他助剂为主抗氧剂1010、辅抗氧剂168、光稳定剂3808PP5、润滑剂芥酸酰胺、色粉炭黑400R以1:1:1:1:1的比例的混合物；原料配方和使用的比例如表2所示。
所述双螺杆挤出机的长径比为52:1，具有一个排气孔和两个真空孔，下料段温度50℃，输送段温度为100℃，剪切段温度为180℃。所述造粒机为水下切粒机，切粒后经水洗、烘烤，得到聚丙烯复合物材料，其水分含量为0.05％。
实施例4
将微孔物质和多孔物质分别在550℃下加热240分钟，然后放置到无味的环境中冷却至室温；将碳酸氢盐加入到液体填充物1中进行溶解，形成碳酸氢盐溶液，然后将碳酸氢盐溶液加入到冷却的微孔物质中进行混合均匀，排除多余的碳酸氢盐溶液，得到碳酸氢盐、微孔物质混合物；将金属皂加入到液体填充物2中进行溶解，形成金属皂溶液，然后将金属皂溶液加入到冷却的多孔物质中进行混合均匀，排除多余的金属皂溶液，得到金属皂、多孔物质混合物；然后将上述制备的碳酸氢盐、微孔物质混合物与金属皂、多孔物质混合物混合均匀，再依次加入金属氧化物、乙烯-单烯烃共聚物、抗氧剂、润滑剂进行混合均匀，最后将上述混合物加入到密炼机或啮合设备中进行物理混合，然后常温造粒得到气味吸附剂。物理混合温度小于等于70℃。所述的微孔物质为分子筛；所述的多孔物质为沸石；所述的碳酸氢盐为碳酸氢钠；所述的液体填充物1为纯水，所述的液体填充物2为乙醇；所述的金属皂为蓖麻醇酸锌；所述的金属氧化物为氧化镁和氧化铝以1:1比例的混合物；乙烯-单烯烃共聚物为乙烯-丙烯共聚物，密度为0.86g/cm3；所述的抗氧剂为受阻酚类抗氧剂1010和亚磷酸酯类抗氧剂168以1:1比例的混合物；所述的润滑剂为EBS；原料配方和使用比例如表1所示。
将聚丙烯、气味吸附剂与其他助剂混合：具体为将质量为总量99％的聚丙烯、质量为总量0.5％的气味吸附剂以及质量为总量0.5％的其他助剂混合依次加入高混机中混合，得到混合均匀的聚丙烯、气味吸附剂以及其他助剂的混合物。将混合均匀的聚丙烯、气味吸附剂以及其他助剂的混合物加入到双螺杆挤出机中，从双螺杆挤出机的主喂料口加入，经挤出、造粒、水洗、烘烤，得到低气味低TVOC聚丙烯复合物材料。
所述的聚丙烯为丙烯均聚物，其熔体流动速率在230℃、2.16Kg的条件下为0.5g/10min；所述的其他助剂为主抗氧剂1010、辅抗氧剂168、光稳定剂3808PP5、润滑剂芥酸酰胺、色粉炭黑400R以1:1:1:1:1的比例的混合物；原料配方和使用的比例如表2所示。
所述双螺杆挤出机的长径比为56:1，具有一个排气孔和两个真空孔，下料段温度80℃，熔融段温度为200℃，剪切段温度为250℃。所述造粒机为水环切粒机，切粒后经水洗、烘烤，得到聚丙烯复合物材料，其水分含量为0.02％。
对比例1
将微孔物质和多孔物质分别在400℃下加热60分钟，然后放置到无味的环境中冷却至室温；将碳酸氢盐加入到液体填充物1中进行溶解，形成碳酸氢盐溶液，然后将碳酸氢盐溶液加入到冷却的微孔物质中进行混合均匀，排除多余的碳酸氢盐溶液，得到碳酸氢盐、微孔物质混合物；将金属皂加入到液体填充物2中进行溶解，形成金属皂溶液，然后将金属皂溶液加入到冷却的多孔物质中进行混合均匀，排除多余的金属皂溶液，得到金属皂、多孔物质混合物；然后将上述制备的碳酸氢盐、微孔物质混合物与金属皂、多孔物质混合物混合均匀，再依次加入金属氧化物、乙烯-单烯烃共聚物、抗氧剂、润滑剂进行混合均匀，最后将上述混合物加入到密炼机或啮合设备中进行物理混合，然后常温造粒得到气味吸附剂。物理混合温度小于70℃。
所述的微孔物质为分子筛；所述的多孔物质为硅藻土；所述的碳酸氢盐为碳酸氢钠；所述的液体填充物1为纯水，所述的液体填充物2为乙醇；所述的金属皂为蓖麻醇酸锌；所述的金属氧化物为氧化镁；所述的乙烯-单烯烃共聚物为乙烯-丁烯共聚物，密度为0.86g/cm3；所述的抗氧剂为受阻酚类抗氧剂1010；所述的润滑剂为硬脂酸；原料配方和使用比例如表1所示。
将聚丙烯、弹性体、矿物粉、气味吸附剂与其他助剂混合：具体为将质量为总量68％的聚丙烯、质量为总量5％的弹性体、质量为总量20％的矿物粉、质量为总量5％的气味吸附剂以及质量为总量2％的其他助剂混合依次加入高混机中混合，得到混合均匀的聚丙烯、弹性体、矿物粉、气味吸附剂以及其他助剂的混合物。将混合均匀的聚丙烯、弹性体、矿物粉、气味吸附剂以及其他助剂的混合物加入到双螺杆挤出机中，从双螺杆挤出机的主喂料口加入，经挤出、水冷、干燥、造粒，得到聚丙烯复合物材料。
所述的聚丙烯为丙烯共聚物，其熔体流动速率在230℃、2.16Kg的条件下为30g/10min；所述的弹性体为POE；所述的矿物粉为滑石粉；所述的其他助剂为主抗氧剂1010、辅抗氧剂168、光稳定剂3808PP5、润滑剂芥酸酰胺、色粉炭黑400R以1:1:1:1:1的比例的混合物；原料配方和使用的比例如表2所示。
所述双螺杆挤出机的长径比为48:1，没有真空孔，只有一个排气孔，下料段温度180℃，输送段温度为200℃，剪切段温度为200℃。
对比例2
将微孔物质、多孔物质、金属氧化物混合均匀，作为气味吸附剂。所述的微孔物质为分子筛；所述的多孔物质为硅藻土；所述的金属氧化物为氧化镁；原料配方和使用比例如表1所示。
将聚丙烯、弹性体、矿物粉、气味吸附剂与其他助剂混合：具体为将质量为总量68％的聚丙烯、质量为总量5％的弹性体、质量为总量20％的矿物粉、质量为总量5％的气味吸附剂以及质量为总量2％的其他助剂混合依次加入高混机中混合，得到混合均匀的聚丙烯、弹性体、矿物粉、气味吸附剂以及其他助剂的混合物。将混合均匀的聚丙烯、弹性体、矿物粉、气味吸附剂以及其他助剂的混合物加入到双螺杆挤出机中，从双螺杆挤出机的主喂料口加入，经挤出、造粒、水洗、烘烤，得到低气味低TVOC聚丙烯复合物材料。
所述的聚丙烯为丙烯共聚物，其熔体流动速率在230℃、2.16Kg的条件下为30g/10min；所述的弹性体为POE；所述的矿物粉为滑石粉；所述的其他助剂为主抗氧剂1010、辅抗氧剂168、光稳定剂3808PP5、润滑剂芥酸酰胺、色粉炭黑400R以1:1:1:1:1的比例的混合物；使用的比例如表2所示。
所述双螺杆挤出机的长径比为48:1，具有一个排气孔和两个真空孔，下料段温度80℃，输送段温度为180℃，剪切段温度为200℃。所述造粒机为水环切粒机，切粒后经水洗、烘烤，得到聚丙烯复合物材料，其水分含量为0.04％。
对比例3
将碳酸氢盐加入到液体填充物1中进行溶解，形成碳酸氢盐溶液；将金属皂加入到液体填充物2中进行溶解，形成金属皂溶液；然后将上述两种溶液进行混合，得到气味吸附剂。所述的碳酸氢盐为碳酸氢钠；所述的液体填充物1为纯水，所述的液体填充物2为乙醇；所述的金属皂为蓖麻醇酸锌；原料配方和使用比例如表1所示。
将聚丙烯、弹性体、矿物粉、气味吸附剂与其他助剂混合：具体为将质量为总量68％的聚丙烯、质量为总量5％的弹性体、质量为总量20％的矿物粉、质量为总量5％的气味吸附剂以及质量为总量2％的其他助剂混合依次加入高混机中混合，得到混合均匀的聚丙烯、弹性体、矿物粉、气味吸附剂以及其他助剂的混合物。将混合均匀的聚丙烯、弹性体、矿物粉、气味吸附剂以及其他助剂的混合物加入到双螺杆挤出机中，从双螺杆挤出机的主喂料口加入，气味吸附剂以液体计量称的方式单独加入挤出机，然后经挤出、造粒、水洗、烘烤，得到低气味低TVOC聚丙烯复合物材料。
所述的聚丙烯为丙烯共聚物，其熔体流动速率在230℃、2.16Kg的条件下为30g/10min；所述的弹性体为POE；所述的矿物粉为滑石粉；所述的其他助剂为主抗氧剂1010、辅抗氧剂168、光稳定剂3808PP5、润滑剂芥酸酰胺、色粉炭黑400R以1:1:1:1:1的比例的混合物；使用的比例如表2所示。
所述双螺杆挤出机的长径比为48:1，具有一个排气孔和两个真空孔，下料段温度80℃，输送段温度为180℃，剪切段温度为200℃。所述造粒机为水环切粒机，切粒后经水洗、烘烤，得到聚丙烯复合物材料，其水分含量为0.04％。
将上述实施例和对比例制备的材料进行注塑成型制备测试样条，其中：(1)拉伸强度：按ISO 527测试，速度为50mm/min；(2)悬臂梁缺口冲击强度：按ISO 180测试，23℃；(3)弯曲模量：按ISO 178测试，速度为2mm/min；(4)有机化合物排放测定(TVOC)按照TS-INT-002进行测定；(5)气味等级：采用PV3900测试，加热温度80℃，加热时间2h，取样量为20g。每个案例连续取样5次，每次平行测试5个样，统计气味等级最大值、最小值、平均值。
表1实施例和对比例的气味吸附剂的原料配方
Figure BDA0002317459870000161
表2实施例和对比例的聚丙烯复合物材料的原料配方和性能测试结果
Figure BDA0002317459870000162
表3实施例和对比例的聚丙烯材料的性能测试结果
Figure BDA0002317459870000171
由表3中各个实施例和对比例的产品测试结果可以看出，实施例1～4中的TVOC含量远低于对比例1～3，气味等级的平均值也都远低于对比例1～3，即本发明中的低气味低TVOC聚丙烯复合物材料对气味以及TVOC的去除能力强，稳定性好。例如与实施例1相比，对比例1采用的配方和原料完全相同，但是采用普通机台生产，只有一个排气孔，没有真空孔进行抽提排气，机台温度较高，挤出过程产生较多的小分子物质，且产生的小分子物质无法脱附，气味波动非常大，且雾度很高；对比例2直接使用多孔物质和金属氧化物作为气味吸附剂，气味和TVOC虽然可以减少，但是无法达到2.5级的标准，且在生产过程中出现不稳定现象；对比例3直接使用液体物质作为气味脱附剂，虽然也可以减少气味，但是对于烷烃类物质组成的TVOC效果则不明显，使得雾度数据较高。
而本发明的气味吸附剂复合使用微孔物质、多孔物质、液体填充物、碳酸氢盐、金属皂、金属氧化物等，针对聚丙烯在加工过程中产生气味的醛类、酮类、酸类、酯类、烷烃类、烯烃类、苯类、胺类、硫类等目标物质分别起作用，使得气味去除更加彻底，气味等级更低，可以达到2.5级水平，且在实际生产过程中可制备气味稳定性好的材料，适用于制备汽车内饰件、汽车空调、车灯等具有气味和TVOC要求的制件。
以上所述仅为本发明创造的较佳实施例而已，并不用以限制本发明创造，凡在本发明创造的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明创造的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种低气味低TVOC聚丙烯复合物材料，其特征在于，包括以下重量份计的原料：聚丙烯：30-99％；弹性体：0-30％；矿物粉：0-40％；气味吸附剂：0.5-10％；其他助剂：0.5-4％；其中，所述气味吸附剂，包括以下重量份计的原料：乙烯-单烯烃共聚物10-75％；微孔物质：10-40％；多孔物质：10-40％；金属氧化物：1-5％；金属皂：1-4％；碳酸氢盐：1-4％；液体填充物：5-20％；抗氧剂：0.2-1.0％；润滑剂：0.2-1.0％。
2.如权利要求1所述低气味低TVOC聚丙烯复合物材料，其特征在于，所述乙烯-单烯烃共聚物为乙烯-丙烯共聚物、乙烯-辛烯共聚物、乙烯-丁烯共聚物、乙烯-己烯共聚物中的一种或几种的混合物，密度为0.85-0.91g/cm3；所述微孔物质为沸石、硅藻土、分子筛中的一种或几种的混合物，所述微孔物质孔径为0.8-1.2纳米；所述多孔物质为沸石、硅藻土、分子筛中的一种或几种的混合物，所述多孔物质孔径为9-11纳米；所述金属氧化物为氧化镁、氧化铝的一种或几种的混合物；所述金属皂为蓖麻醇酸锌；所述碳酸氢盐为碳酸氢钠、碳酸氢钾中的一种或几种的混合物；所述液体填充物为纯水、乙醇中的一种或几种的混合物。
3.如权利要求2所述低气味低TVOC聚丙烯复合物材料，其特征在于，所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂、硫酯类抗氧剂、复配类抗氧剂中的一种或几种的混合物；所述润滑剂为硬脂酸类、硬脂酸盐类、酰胺类润滑剂中的一种或几种的混合物。
4.如权利要求3所述低气味低TVOC聚丙烯复合物材料，其特征在于，所述聚丙烯为丙烯共聚物或丙烯均聚物的一种或几种的混合物，所述聚丙烯熔体流动速率在230℃、2.16Kg的条件下为0.1-120g/10min。
5.如权利要求4所述低气味低TVOC聚丙烯复合物材料，其特征在于，所述弹性体为POE、PE、EPDM、EB、B、EVA、EEA、EBA、EMA中的一种或几种的混合物；所述矿物粉为滑石粉、碳酸钙、硅灰石、蒙脱土、硫酸钡、硫酸钙、晶须、玻璃微珠、玻纤中的一种或几种的混合物。
6.如权利要求5所述低气味低TVOC聚丙烯复合物材料，其特征在于，所述其他助剂包括主抗氧剂、辅抗氧剂、光稳定剂、润滑剂、色粉中的一种或几种的混合物。
7.一种如权利要求1-6任一所述的低气味低TVOC聚丙烯复合物材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
1)制备气味吸附剂：
1.1)将微孔物质和多孔物质分别在400-600℃下加热60-240分钟，然后放置到无味无臭的环境中冷却至室温，得到冷却的微孔物质与多孔物质；
1.2)将碳酸氢盐加入到液体填充物中进行溶解，形成碳酸氢盐溶液，然后将碳酸氢盐溶液加入到步骤1.1中得到的冷却的微孔物质中进行混合，排除多余的碳酸氢盐溶液，得到碳酸氢盐、微孔物质混合物；
1.3)将金属皂加入到液体填充物中进行溶解，形成金属皂溶液，然后将金属皂溶液加入到步骤1.1中得到的冷却的多孔物质中进行混合，排除多余的金属皂溶液，得到金属皂、多孔物质混合物；
1.4)将步骤1.2的碳酸氢盐、微孔物质混合物与步骤1.3中的金属皂、多孔物质混合物进行混合，得到碳酸氢盐、微孔物质、金属皂、多孔物质混合物，再依次加入金属氧化物、载体、抗氧剂、润滑剂进行混合，得到气味吸附剂混合物。
1.5)将步骤1.4得到的气味吸附剂混合物加入到密炼机或啮合设备中进行物理混合，且物理混合温度小于液体填充物的沸点，然后常温造粒得气味吸附剂。
2)将聚丙烯、弹性体、矿物粉、步骤1)制备的气味吸附剂与其他助剂混合：具体为将质量为总量30-99％的聚丙烯、质量为总量0-30％的弹性体、质量为总量0-40％的矿物粉、质量为总量0.5-10％的气味吸附剂以及质量为总量0.5-4％的其他助剂混合依次加入高混机中混合，得到混合均匀的聚丙烯、弹性体、矿物粉、气味吸附剂以及其他助剂的混合液；
3)将步骤2中得到的混合液加入到双螺杆挤出机中，从双螺杆挤出机的主喂料口加入，经挤出、造粒、水洗、烘烤，得到低气味低TVOC聚丙烯复合物材料。
8.如权利要求7所述的低气味低TVOC聚丙烯复合物材料的制备方法，其特征在于：所述双螺杆挤出机的长径比为(44-56):1，所述双螺杆挤出机至少包含一个排气孔和两个真空孔，其中下料段温度≤100℃，输送段温度为100-200℃，剪切段温度为180-250℃。
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