本發明屬于高分子材料領域，具體涉及一種低VOC、生物抗菌玻纖增強聚丙烯復合材料的制備方法。
背景技術：
聚丙烯(PP)是一種重要的塑料，其原料豐富、價格低廉、工藝簡便、應用廣泛。然而，聚丙烯的沖擊韌性較低，收縮率較大，因而在一定程度上限制了它應用的廣泛性。近年來，隨著高分子材料的進步和技術的發展，人們在改善PP的強度和韌性方面做了大量研究。一般采用在聚丙烯中添加彈性體、剛性粒子共混或彈性體與HDPE、LDPE等共混在提高拉伸強度、彎曲強度的同時提高韌性。為了提高其強度，現有技術中制備了微纖維/超細粉末/聚丙烯復合材料(CN1328084A)，或通過玻璃纖維增強材料的強度、韌性(CN103937110A)。
特別對于汽車內飾件而言，過去汽車內飾件多使用金屬等材料，外觀和質感都不理想。熱塑性塑料具有易成型、韌性好、強度高、隔熱好、質地輕、耐腐蝕、手感好及成本低等一系列優點，己經取代了傳統鋼鐵材料在汽車內飾件上的應用。然而隨著人們生活水平的提高，除了材料的強度、韌性之外，塑料的環保抗菌性也得到了越來越多的重視。此外，塑料汽車內飾件所帶來的揮發性有機物(Volatile organic compounds,VOC)也是主要的有害性氣體成分，對人們的健康產生了嚴重的威脅。上述專利文獻中并未關注這一性質。
具有低VOC毒性和生物抗菌功能的聚丙烯內飾件材料不僅可以提高外觀和質感，所具有的性質還將極大地保護使用者的健康。目前，中國對塑料制品的抗菌已經有一個工業標準。抗菌標準為：抗細菌率符合I≥99％的抗菌塑料可以作為強抗菌塑料，抗細菌率符合I≥90％的抗菌塑料可以作為有抗菌作用塑料。目前對抗菌材料的報道集中在聚丙烯材料，如專利CN1017255771A采用添加載銀離子抗菌劑來達到抗菌作用。專利CN105462140A和CN105504567A分別添加了四季銨鹽和光觸媒抗菌劑進行改善，但是然而上述專利大多采用無機納米材料實現抗菌目的，工藝較為復雜并且可能帶有一定的毒性，同時也未解決材料的VOC釋放量問題。
技術實現要素：
發明目的：為了克服現有技術中的不足，本發明的目的是提供一種低VOC、生物抗菌玻纖增強聚丙烯復合材料的制備方法，在提高材料強度、韌性的基礎上減少其毒性、改善其抗菌性。
技術方案：為實現上述目的，本發明采用以下技術方案：
本發明的低VOC、生物抗菌玻纖增強聚丙烯復合材料的制備方法，包括如下步驟：
(1)將聚丙烯、中空玻璃微球、相容劑、滑石粉、VOC抑制劑、抗菌劑、輔助抗菌劑在80℃干燥2-5h；然后放入球磨機內球磨；
(2)將步驟(1)干燥后的聚丙烯、抗菌劑、輔助抗菌劑、相容劑、滑石粉混合均勻后，得到預混料，將所述預混料加入雙螺桿擠出機的主喂料口，將VOC抑制劑、中空玻璃微球加入側喂料口，熔融共混，經擠出機擠出、冷卻切粒，既得。
進一步地，所述VOC抑制劑包括凹凸棒土、海泡石和硅藻土。
進一步地，所述中空玻璃微球的粒徑為3-5mm。
進一步地，所述聚丙烯為環氧改性聚丙烯，所述環氧改性聚丙烯是由乙烯基環氧環己烷和均聚聚丙烯在月硅酸二丁基錫的催化作用下反應制備得到的。
進一步地，所述抗菌劑選自葡萄糖酸氯己定、醋酸氯己定、聚六亞甲基雙胍鹽酸鹽、聚六亞甲基胍丙酸鹽或聚胺丙基雙胍，所述輔助抗菌劑選自烷基二甲基芐基銨鹽、辛基癸二甲基氯化銨或二辛二甲基氯化銨中的一種或幾種。
進一步地，所述相容劑選自聚丙烯接枝馬來酸酐、聚乙烯接枝馬來酸酐、乙烯-醋酸乙烯接枝馬來酸酐中的一種或幾種。
進一步地，所述聚丙烯、中空玻璃微球、相容劑、滑石粉、VOC抑制劑、抗菌劑、輔助抗菌劑的質量比分別為：100：4.5～6：2～4：15～25：2～5：1～3：0.5～1。
進一步地，所述步驟(2)熔融共混的加工條件為：一區溫度195-230℃，二區溫度210-230℃，三區溫度220-240℃，四區溫度230-250℃，五區溫度210-230℃，六區溫度200-210℃，熔融共混的時間為40-90min。
有益效果：與現有技術相比，本發明具有以下優點：
1、本發明的聚丙烯復合材料中VOC抑制劑能夠吸附降解有機揮發氣體，采用抗菌劑提高了材料的抗菌性能，解決了在使用聚丙烯復合材料時可能對人體產生的健康問題；
2、本發明添加了中空玻璃微球，提升了材料的韌性和強度，減輕了復合材料的質量，具有廣泛的應用價值；
3、本發明提供的制備方法簡單、可靠。
具體實施方式
下面結合實施例對本發明進一步解釋說明。
實施例1
以甲苯為溶劑，加入乙烯基環氧環己烷和均聚聚丙烯，在90℃下月硅酸二丁基錫催化反應10小時合成環氧改性聚丙烯樹脂。
稱取環氧改性聚丙烯100份、中空玻璃微球4.5份、聚乙烯接枝馬來酸酐2份、滑石粉15份、VOC抑制劑2份、聚六亞甲基雙胍鹽酸鹽3份、輔助抗菌劑二辛二甲基氯化銨0.5份在80℃干燥2-5h；然后放入球磨機內球磨至200目；
將干燥后的聚丙烯、聚六亞甲基雙胍鹽酸鹽、輔助抗菌劑二辛二甲基氯化銨、聚乙烯接枝馬來酸酐劑、滑石粉混合均勻后，得到預混料，將所述預混料加入雙螺桿擠出機的主喂料口，將VOC抑制劑、中空玻璃微球加入側喂料口，設置擠出機一區溫度195-230℃，二區溫度210-230℃，三區溫度220-240℃，四區溫度230-250℃，五區溫度210-230℃，六區溫度200-210℃，熔融共混80min，經擠出機真空擠出造粒、冷卻、干燥，得到所述產品。
實施例2
采用與實施例1相同的方法制備低VOC、生物抗菌玻纖增強聚丙烯復合材料，不同之處在于原料的重量份數。
環氧改性聚丙烯100份、中空玻璃微球6份、聚丙烯接枝馬來酸酐2份、滑石粉20份、VOC抑制劑5份、聚六亞甲基雙胍鹽酸鹽2份、烷基二甲基芐基銨鹽0.5份。
實施例3
采用與實施例1制備低VOC、生物抗菌玻纖增強聚丙烯復合材料，不同之處在于不同之處在于原料的組成、熔融共混的時間為50min。
環氧改性聚丙烯100份、中空玻璃微球6份、聚乙烯接枝馬來酸酐4份、滑石粉25份、VOC抑制劑3份、葡萄糖酸氯己定3份、二辛二甲基氯化銨1份。
將實施例1-3所制得的產品進行注塑成型制備測試樣條，其中：
(1)拉伸強度：按ISO527測試，速度50mm/min；
(2)懸臂梁缺口沖擊強度：ISO180測試；
(3)彎曲模量：按ISO178測試，速度為2mm/min；
(4)彎曲強度：按ISO178測試；
(5)斷裂伸長率：按ISO 527-2測試；
(6)低溫缺口沖擊強度(-40℃，24h)：ISO180測試；
(7)熔體流動速率MFR：按照ISO 1133-1-2012進行測試；
(8)總有機化合物排放(TVOC)測定按照德國汽車工業聯合會的標準VDA277測試進行測定；
(9)抗菌率測定，采用中國輕工行業標準QB/T2591-2003《抗菌塑料——抗菌性能評價及其測試方法》標準。實驗菌種為大腸桿菌，金黃色葡萄球菌，性能測試結果見表1。
表1 由實施例1-3制得的產品注塑成型制備的測試樣條的性能結果
從表1可以看出，添加VOC抑制劑后，材料中的TVOC遠遠低于行業內對TVOC的限值要求，不存在高溫條件下多孔材料中有機揮發氣體重新解吸附造成二次污染的問題。生物抗菌劑的添加使得復合材料抗菌率優異，空心玻璃微球降低了復合材料的質量，實現了汽車領域所提倡的輕量化。且該方法簡單可靠，所制備出的復合材料同時擁有良好的綜合力學性能。
以上描述是用于實施本發明的一些最佳模式和其他實施方式，只是對本發明的技術構思起到說明示例作用，并不能以此限制本發明的保護范圍，本領域技術人員在不脫離本發明技術方案的精神和范圍內，進行修改和等同替換，均應落在本發明的保護范圍之內。