技术领域
本发明属于聚丙烯材料技术领域，具体涉及一种高刚韧低气味聚丙烯组合物及其制备方 法。
背景技术
聚丙烯由于具有密度小、耐热性好、强度高、具有优良的抗吸湿性、抗酸碱腐蚀性、 抗溶解性等优点，目前已发展为除聚乙烯以外的第二大通用塑料。改性聚丙烯就是通过 添加各种改性剂进一步提高和扩展聚丙烯性能，使其获得更广泛的应用，可用于汽车、家电、 日用品等各大领域。但是聚丙烯本身及各种添加剂通常会使制备的复合材料带有较大的气味 性，使其环保性达不到使用要求。随着各工业领域的快速发展以及人们生活水平的日益提高， 对聚丙烯改性材料提出更多、更高的要求，除了要提高机械性能、熔体流动性外，对材料的 气味性要求也越来越高。而且聚丙烯的刚性和韧性是相互制约的，刚性提高会造成韧性某种 程度的下降，反之亦然，因此如何获得刚韧平衡性是人们研究的热点。
就如何获得高性能又同时具有低气味的改性聚丙烯材料，也有一些专利及文献的研究报 道。
翁永华等人在专利CN 1727389A中提出了一种低气味、低挥发份聚丙烯复合材料，是通 过采用细孔硅胶的办法来实现其低气味、低挥发份的性能，所使用的聚丙烯为高结晶均聚丙 烯或嵌段共聚聚丙烯中的一种或其组合，其中嵌段共聚聚丙烯的共聚单体常见为乙烯，其含量 在4-10mol％的范围内。
顾在春等人在专利CN 101817953A中提出了一种低散发的改性聚丙烯复合材料及其制备 方法，是通过粘土、膨润土、多孔二氧化硅、活性氧化铝、或分子筛中的三种混合物共用作 为气味吸附剂来减少复合材料气味性。
Kim，Hee-Soo等人(发表于Journal of Applied Polymer Science(2008)，110(5)： 3247-3255)研究了沸石类型和含量对天然粉填充聚丙烯复合材料机械性能、热性能、气味和 挥发性有机物VOC排放的影响。结果表明，沸石能够有效减少自然粉填充热塑性聚合物复合 材料的气味和VOC排放量，同时不影响材料的机械性能和热性能。
周英辉等人在专利CN 1840576A中提出了一种高性能低气味汽车仪表板专用聚丙烯及其 制备方法，其实用的气味改性剂为无机粉状分子筛，材料在23℃下的弯曲模量达2400MPa 时，悬臂梁缺口冲击强度仍可达42kJ/m2以上；气味级别能够达到GM标准的6级以上。
上述研究有的体系机械性能有缺陷，如虽然刚性高但抗冲击强度低；有的采用的原料本 身气味性大，将其带入复合材料体系，使体系气味无法达到更低的水平。
发明内容
本发明的目的是提供一种高刚韧低气味聚丙烯组合物及其制备方法，通过采用一种低气 味、高抗冲击的聚丙烯基础树脂，两种高熔点、低挥发份的复合抗氧剂，以及一种能有效降 低组合材料气味的气味抑制剂，制备出一种低成本的低气味、高抗冲击性的聚丙烯组合物。
本发明所述的高刚韧低气味聚丙烯组合物，由如下重量份数的原料制成：
所述的低气味抗冲聚丙烯为低气味高抗冲共聚聚丙烯树脂，其制备方法如下：将共聚聚 丙烯粉100份；复合抗氧剂3114/330 0.4份；吸酸剂Cast 0.1份；润滑剂GMS 0.1份，充分 混合后，经双螺杆挤出机挤出造粒制成。挤出机各区温度为170℃、180℃、200℃、220℃、 230℃、210℃，螺杆转速为200～300rpm，造粒螺杆采用抽真空，真空度0.3MPa。共聚聚丙 烯粉等规度95％以上，每千克聚丙烯中催化剂残留小于0.02g，其共聚单体乙烯含量 6～13mol％，优选11～13mol％；复合抗氧剂3114/330，3114与330两者的复配质量比为1.0。 制备出的低气味高抗冲共聚聚丙烯树脂熔体质量流动速率为7～30g/10min，优选 8～11g/10min，之所以选择低气味高抗冲共聚聚丙烯是为组合物提供好的刚性及抗冲击性、并 尽可能减少带入气味。
所述的滑石粉用量为18～25份，粒径为1000～5000目，优选1000～2000目。
所述的增韧剂为乙烯-辛烯共聚物(简称POE)，用量为7～10份，密度为0.88～0.90g/cm3。
所述的白炭黑为3～5份，平均粒径为1000～5000目，优选3000-5000目，BET法比表面 积为50～500m2/g。作为组合物中的气味抑制剂，有效吸附各组分所具有的和在加工、使用中 产生的气味，而且白炭黑自身色泽与聚丙烯相近，可使组合物颜色保持较好，并有利于调配 成其它颜色。
所述的复合抗氧剂用量优选0.7～0.8份，复合抗氧剂为高熔点、低挥发份的主抗氧剂和辅 抗氧剂的复合物，主抗氧剂和辅抗氧剂的熔点要求为218-224℃、挥发份≤0.1％。本发明优选 主抗氧剂3114，化学名称为1，3，5-三(3，5-二叔丁基-4-羟基苄基)异氰尿酸，本发明优选辅抗 氧剂330，化学名称为1，3，5-三甲基-2，4，6-三(3，5-二叔丁基-4-羟基苄基)苯。两者复配比 例为1∶1～2，优选1∶1～1.5。
本发明所述的高刚韧低气味聚丙烯组合物的制备方法如下：先将配方量的物料在高速混 合器中干混均匀，混合机转速为400～500转/分钟，干混时间为5～10min，再经挤出机在 170～220℃下挤出造粒制成。
本发明的有益效果如下：
(1)本发明使用低气味高抗冲聚丙烯树脂为基本原料，使用高熔点、低挥发份、低气 味的高效复合抗氧剂，又同时采用高效的气味抑制剂，所制得的组合物可达到更低的气味等 级；
(2)本发明采用高抗冲的聚丙烯树脂为原料，即使添加较高含量的无机填料如滑石粉等， 可依然保持较高的抗冲击强度；
(3)本发明成本低，制备工艺简单易行；
(4)本发明制备的组合物可用于对机械性能以及环保性要求较高的汽车、家电等领域， 推动该领域技术进步，具有巨大的经济效益和社会效益。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明做进一步描述。
本发明产品采用国家标准及德国大众企业标准进行检测。具体测试方法如下：
1、熔体质量流动速率(MFR)按GB/T 3682-2000进行，负荷2.16kg；
2、拉伸屈服应力、断裂标称应变按GB/T 1040-2006进行，I型样条，拉伸速度为50mm/min；
3、悬臂梁缺口冲击强度按GB/T 1843-2008进行，其中低温处理过程为-20℃放置2小时， 常温处理过程为23℃放置24小时；
4、弯曲弹性模量、弯曲强度按GB/T 9341-2008进行；
5、气味性测试按照德国大众标准PV3900的方法进行，其气味等级的评判标准是：不易 感觉到为等级1、可感觉到但不刺鼻为等级2、可明显感觉到但不刺鼻为等级3、刺鼻为等级 4、非常刺鼻为等级5、不可忍受为等级6。
实施例1～6
低气味抗冲聚丙烯的制备方法如下：将共聚聚丙烯粉100份；复合抗氧剂3114/3300.4 份；吸酸剂Cast 0.1份；润滑剂GMS 0.1份，充分混合后，经双螺杆挤出机挤出造粒制成。 挤出机各区温度为170℃、180℃、200℃、220℃、230℃、210℃，螺杆转速为250±50rpm， 造粒螺杆采用抽真空，真空度0.3 MPa。共聚聚丙烯粉等规度95％，每千克聚丙烯中催化剂 残留小于0.02g，复合抗氧剂3114/330，3114与330两者的复配质量比为1.0。
实施例1～6中所述的高刚韧低气味聚丙烯组合物的组分、配比及性能指标如表1所示。
实施例1～6中所述的高刚韧低气味聚丙烯组合物制备方法如下：按配方量称取各原料， 在高速混合机中搅拌混合7±1分钟，混合机转速为450±50转/分钟，出料后在双螺杆挤出机 中挤出造粒，挤出机各区温度为170℃、180℃、190℃、200℃、220℃、210℃，螺杆转速为 200～300rpm。
表1实施例1～6组分、配比及性能指标表
对比例1～2
对比例1～2中所述的聚丙烯组合物的组分、配比及性能指标如表2所示。
对比例1～2的制备方法如实施例1～6。
表2对比例组分、配比及性能指标表
组成及性能 对比例1 对比例2 普通聚丙烯 70.8 67.8 滑石粉 20 20 POE 9 9 普通市售抗氧剂1 0.1 0.1 普通市售抗氧剂2 0.1 0.1 白炭黑 0 4 熔体质量流动速率，g/10min 8.7 8.8 拉伸屈服应力，MPa 18.7 19.2 断裂标称应变，％ 65 83 弯曲应力 30.6 29.8 弯曲弹性模量，MPa 1950 1877 悬臂梁缺口冲击强度23℃，kJ/m2 12.3 13.9 悬臂梁缺口冲击强度-20℃，kJ/m2 3.4 3.7 负荷变形温度，℃ 113 110 气味等级 4.0 3.5
从实施例和对比例性能检测结果来看，采用普通聚丙烯、普通抗氧剂的情况下，在 相同POE用量时，对比例的韧性较低、气味较大，刚性相当；在采用普通聚丙烯、普通 抗氧剂的情况下，采用相同用量的白炭黑时，对比例的气味等级有所降低，但依然高于 实施例。