[发明专利]轻质页岩在降低聚丙烯复合材料VOC散发量中的应用及聚丙烯复合材料

说明书

本发明涉及轻质页岩在降低聚丙烯复合材料VOC散发量中的应用及聚丙烯复合材料。上述聚丙烯复合材料的原料组成包括聚丙烯30‑70％、聚烯烃弹性体14‑20％、填料2‑20％；其中，填料包括占原料总重量2‑16％的轻质页岩。轻质页岩主要由SiO₂复合而成，具有较大的比表面积和孔容，轻质页岩的孔径分布较宽，除了中孔外，孔隙中还富含微孔，这些一定含量的微孔的尺寸恰好能对尺寸相当的甲基环己烷有吸附约束作用，从而使得轻质页岩可以显着降低聚丙烯复合材料制备过程中所产生的小分子烷烃的含量。通过在原料中添加轻质页岩能够显著降低聚丙烯复合材料中的甲基环己烷和2,4‑二甲基庚烷等VOCs的产生。

技术领域

本发明涉及轻质页岩在降低聚丙烯复合材料VOC散发量中的应用及聚丙烯复合材料，属于复合材料制备技术领域。

背景技术

人们越来越关注汽车内的空气质量。由于新车甚至一段时间内购买的车辆都会散发出刺鼻，令人作呕的气味，因此车内的空气质量严重威胁着乘客的健康。这种可怕的气味是由极易挥发的挥发性有机化合物(VOCs)引起的。世界卫生组织将VOCs定义为沸点在50-260℃之间的挥发性有机物。根据化学结构，VOCs可分为五类：烷烃，烯烃，芳烃，卤代烃和含氧有机物。挥发性有机化合物很容易通过呼吸道，消化道和皮肤进入人体，引起毒性。如果它作用于内脏器官和中枢神经系统，它会产生记忆丧失或其他并发症。主要汽车制造商已制定相应的标准来规范汽车材料中的VOC含量。中国也实施了GB/T 27630-2011“VOC法规乘用车空气质量评估指南”。吴洁珊(车内装饰材料释放有机污染物采样/分析方法及应用研究[D].中山大学，2008)研究了32辆汽车的地毯毡和座垫泡沫，14种主要汽车零件和车厢内饰材料等原材料的污染状况。通过实验，可以得出结论，汽车中的仪表板和门板等塑料部件是车厢内VOCs的主要排放物。然而，PP合金通常被用作汽车工业中仪表板的骨架材料。在挤出造粒和注塑成型的混合和改性过程中，PP材料通过加热和熔化经受一定程度的降解，并释放出小分子有机气体。随着VOC标准的引入，在汽车环境材料领域PP材料的气味要求变得越来越强烈。因此，找到一种有效的方法来制备用于汽车的低VOCs聚丙烯改性材料具有重要意义。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的在于在聚丙烯复合材料中引入轻质页岩，通过采用轻质页岩来降低聚丙烯复合材料的VOC散发量。

为达到上述目的，本发明提供了轻质页岩在降低聚丙烯复合材料的VOC散发量中的应用。

轻质页岩(LWS)的是一种天然无机材料，这种多孔页岩可以吸附PP复合材料中的小分子并减少其排放。此外，这种轻质页岩价格低廉，储量丰富。以轻质页岩代替滑石等作为PP复合材料的机械性能增强填料，这种应用可以解决由于滑石逐渐短缺而生产PP复合材料的经济负担。

根据本发明的具体实施方案，所述轻质页岩是作为填料与聚丙烯复合制成所述聚丙烯复合材料。其中，以聚丙烯复合材料的总重量计，轻质页岩的添加量优选为2-16％。

本发明还提供了一种聚丙烯复合材料，以重量百分比计，该聚丙烯复合材料的原料组成包括聚丙烯30-70％、聚烯烃弹性体14-20％、填料2-20％，各原料的百分比之和为100％；其中，所述填料包括占所述原料总重量2-16％的轻质页岩。

根据本发明的具体实施方案，本发明所采用的轻质页岩的微孔集中分布在0.4-0.7nm。优选地，所述轻质页岩具有在1.478nm、4.678nm的最可几孔径，以及10nm和12nm附近的两个峰。

根据本发明的具体实施方案，本发明所采用的轻质页岩的粒径可以控制为20-100微米，优选30μm以下。

根据本发明的具体实施方案，所述VOC包括烷烃、酮类化合物、烯烃和含硅化合物等中的一种或两种以上的组合。

根据本发明的具体实施方案，本发明所采用的轻质页岩是经过煅烧的轻质页岩；优选地，煅烧温度为600℃-800℃；更优选为700℃。