[发明专利]一种新型低气味聚丙烯复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种低气味的聚丙烯复合材料的制备，更具体是涉及通过添加一种新型的不影响材料成型加工的疏水型气味吸附母粒，来制备低气味、低散发的聚丙烯复合材料。可用于对气味和总碳散发性能有较高要求的车用制件、家电制件等，属于高分子材料技术领域。 

背景技术

聚丙烯因其具有良好的加工性能和物理、力学、化学性能而获得广泛应用，是目前增长速度最快的通用型热塑性塑料。近年来将聚丙烯经过填充、增强、共混改性后得到的聚丙烯复合材料作为原料制作汽车，电器，仪表等工业配套零部件已成为其主要的应用领域之一。例如，使用经过改性的聚丙烯制作汽车保险杠、仪表台板、方向盘、门内板、杂物箱、空调罩壳等。 

然而，由聚丙烯材料制成的各种汽车内饰制件，虽然在各方面的使用性能上均能符合相应要求，但是这些材料无论是经过改性的聚丙烯塑料合金还是未经改性的纯聚丙烯基料，都会不同程度地释放出某些刺激性的气味，因此受到了消费者越来越多的质疑。随着人们环保健康意识不断地增强，车内空气污染问题已经越来越引起重视。聚丙烯材料在这一方面所受到的挑战将会越来越严重。 

因此，要进一步拓展聚丙烯材料在汽车内饰件领域的应用，就必须寻找到一种能够有效降低聚丙烯材料气味散发的方法。 

通常，人们认为，聚丙烯材料的气味是由于以下几个方面造成的。首先，在聚丙烯树脂基体合成过程中使用的催化剂体系含有一些带有刺激性异味的有机化合物，如酯类化合物或烷烃类化合物。这类化合物在树脂聚合完成之后不可能完全去除，它们残留在聚丙烯树脂当中，从而使得聚丙烯材料带有刺激性异味。其次，在聚丙烯树脂基体进行改性加工的过程当中，聚丙烯树脂在熔融的状态下或多或少会产生某些降解的低分子有机化合物，如酮类、醛类化合物。这些物质部分停留在改性后的材料当中，在制件的使用过程中逐步散发出刺激性的气味。再次，改性聚丙烯材料中所添加的一些填料组分，如滑石粉，它们同样会带有某些 刺激性气味。最后，改性聚丙烯材料中所添加的某些稳定剂也带有一定的刺激性异味。 

围绕着上述几方面的因素，人们做了不少工作。 

Rifi等在美国专利USP.4,851,499中指出了，在等规聚丙烯树脂聚合过程当中会有催化剂体系中酯类化合物，如苯甲酸乙酯，的残留物，这类残留物本身是一些带有刺激性异味的有机化合物。对于去除聚丙烯树脂基体所含有的这些物质，他提出的方法是：采用一种酯化甘油酯类化合物、一种环氧类化合物、一种一元醇或是多元醇类化合物、一种脂肪酸酯类化合物或是上述几种化合物的混合物，通过将上述化合物和聚丙烯树脂熔融挤出，在挤出的过程当中使这些化合物和带有异味的酯类残留物进行酯交换反应形成另一些大分子的化合物固定在树脂当中，从而达到去除这种气味的目的。 

Fukui等在美国专利USP.5,109,056中提到了在聚丙烯树脂聚合过程当中有关催化剂体系里存在的另一种媒介，烷烃类化合物，这类化合物的残留物也会对聚丙烯材料的气味产生影响。他提出的解决方案是采用高温挤出造粒的方法，并且在挤出的过程当中采用抽真空的方式，最后再对造好的粒子进行高温烘燥，以此对这些残留物进行物理脱除。 

Burch等在美国专利USP.5,041,483中提到了使用一种松香酯的方法来解决聚丙烯材料在改性受热过程当中裂解出的带刺激性异味的有机小分子。 

Abe等在美国专利USP5,023,286中提出了使用一种氧化锌、二氧化钛和水的混合物来解决改性聚丙烯材料中添加的滑石粉的气味问题。 

Yui等在美国专利USP4,080,359中采用一种烷基3，5-二-特-丁基-4-羟基-羧化肉桂酸和二烷基硫代二丙酸盐醋酸盐混合物的方法来解决改性聚丙烯材料当中所添加的一些稳定剂所带来的气味问题。 

上述这些方法，从某些角度上来说，对聚丙烯材料的气味问题均具有不同程度的解决。然而，作为汽车内饰制件使用的聚丙烯材料而言，其在改性过程所要考虑的有关气味因素不仅仅是其中某个别的因素。首先，解决这类改性聚丙烯材料气味的根本出发点当然必须考虑到聚丙烯树脂基体自身在聚合过程当中的一些带有刺激性异味的残留物问题；其次，这类改性聚丙烯材料都必须经过熔融挤出造粒，因此要考虑到挤出造粒过程中的热裂解有机小分子问题；最后，这类聚丙烯材料的热氧老化要求通常也很高，因此必须添加相应的稳定剂体系，而此又必须考虑到稳定剂组分中所可能带来的某些气味问题。 

上述的各种方法都是侧重对其中某个方面进行改进，因此并不能解决所有各个方面产生气味或其他对人体有害的挥发份物质的问题。