[發(fā)明專利]一種低VOC聚丙烯組合物及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210371251.1
• 申請日: 2012-09-28
• 公開（公告）號: CN103709496A
• 公開（公告）日: 2014-04-09
• 發(fā)明（設計）人: 康鵬;金滟;蔡濤;丁樹巖;孫姝琦;石勝鵬;劉善元;張靜
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司北京化工研究院
• 主分類號: C08L23/12
• 分類號: C08L23/12;C08L23/14;C08L83/04;C08K5/05;C08K5/5419;C08K5/5425
• 代理公司: 北京思創(chuàng)畢升專利事務所 11218
• 代理人: 趙宇

技術領域

本發(fā)明涉及一種聚丙烯組合物，進一步地說，是涉及一種低VOC的聚丙烯組合物及其制備方法。

背景技術

聚丙烯（PP）因其綜合性能優(yōu)良、來源廣泛、質優(yōu)價廉的特點，已廣泛應用各個領域。但聚丙烯受催化劑和聚合工藝及氧化物殘留和短鏈低聚物等因素影響，以及在后續(xù)改性過程中所添加的各種添加劑的作用，現有聚丙烯材料及制品都存在不同程度地釋放揮發(fā)性有機物（VOC）污染環(huán)境和危害人們身體健康的問題。這在很大程度上限制了聚丙烯材料在環(huán)保要求較高的高檔汽車內飾件、醫(yī)用和食品包裝材料等領域的應用。因此，研究開發(fā)環(huán)保型低VOC聚丙烯樹脂及材料才能拓展聚丙烯的應用領域并符合綠色環(huán)保材料的要求。

目前，國內外降低聚丙烯材料中VOC的方法主要有如下三種：

1、添加吸附劑。該方法主要在聚丙烯中添加活性炭、多孔二氧化硅、活性氧化鋁、粘土、膨潤土、多孔分子篩等物理吸附劑，并通過螺桿擠出機在一定的工藝條件下擠出造粒。如中國專利CN?1727389A、CN?1727390A、CN101817953A、CN101928429A、CN102020809A等。但這種方法制得的產品存在吸附平衡的問題，在較高的溫度下平衡向解吸附的方向移動，造成可揮發(fā)有機物的揮發(fā)問題，仍存在聚丙烯材料中VOC后期再釋放的隱患。

2、添加光催化劑。如中國專利CN?101570612A通過添加一種無機光催化劑來分解有機小分子來降低VOC含量，但存在光催化效率的問題，而且其效果有限。

3、脫揮。主要利用專業(yè)的脫揮設備和工藝在聚合過程和加工過程中進行脫揮。其中在聚合過程中脫揮，效率較高，但由于其生產工藝及設備的局限，成本較高，不易廣泛應用；加工過程中脫揮主要利用排氣擠出機進行熔體脫揮。如中國專利（CN101255252B）通過添加驅除劑如碳酸氫鈉、碳酸氫鎂、碳酸氫鈣、水、低沸點脂肪醇等，來降低材料的VOC。但該方法添加的驅除劑較難穩(wěn)定分散在PP熔體內；且三級抽真空使驅除劑存在體系的有效時間減少，脫揮效率不高；另外，通過與其他物料一起混合后從擠出機同一加料口下料，會導致驅除劑在加料段或固體輸送段提前加熱揮發(fā)，從而進一步消減其VOC驅除功效。

發(fā)明內容：

針對現有技術中存在的問題，本發(fā)明提供了一種低可揮發(fā)有機物含量的聚丙烯組合物及其制備方法。利用汽提劑和全硫化粉末硅橡膠的復配作用，能夠迅速有效地降低聚丙烯組合物的VOC總量，很好地解決了現有技術的問題。

本發(fā)明的一個目的是提供一種低VOC聚丙烯組合物。

本發(fā)明所述的低VOC聚丙烯組合物，由包括以下物質在內的組分熔融共混而得：聚丙烯、全硫化粉末硅橡膠、抗氧劑、汽提劑；

其中，以聚丙烯100為重量份數計，全硫化粉末硅橡膠0.05~2重量份數，優(yōu)選0.1~0.5重量份數；汽提劑0.2~2.0重量份數，優(yōu)選0.4~1.5重量份；抗氧劑0.1~0.5重量份數，優(yōu)選0.2~0.4重量份。

本發(fā)明組合物中的聚丙烯包括現有技術所公開的各種類型的聚丙烯，包括均聚聚丙烯和共聚聚丙烯等。

以上所述的全硫化粉末硅橡膠的平均粒徑0.05~1μm，優(yōu)選0.05~0.2μm；其凝膠含量為60wt%或更高，優(yōu)選為75wt%或更高，更優(yōu)選為90wt%或更高。所述全硫化粉末硅橡膠顆粒優(yōu)選具有均相結構的全硫化粉末硅橡膠，即該全硫化粉末硅橡膠中的每一個微粒都是均相的，單個微粒在組成上都是均質的。在現有顯微技術的觀察下微粒內沒有發(fā)現分層、分相等不均相的現象。該粉末橡膠是通過將相應的橡膠膠乳輻照交聯而將橡膠粒子粒徑固定的。本發(fā)明所述的全硫化粉末硅橡膠的詳細內容及其制備方法，可參見中國專利CN?1383439A，其全部內容在此引入本發(fā)明作為參考。

本發(fā)明的聚丙烯組合物中，加入全硫化粉末硅橡膠對降低VOC含量所起的作用包括以下三個方面：一是粉末硅橡膠作為納米尺寸的橡膠粒子，比表面積大，在螺桿熔融混合過程中，該粉末硅橡膠與聚丙烯之間的接觸面積更可以大幅增加，從而可揮發(fā)有機物便更容易從該大面積的接觸面中揮發(fā)出來，再經過螺桿擠出過程中的抽提，便極易從聚丙烯組合物中抽走；第二，粉末硅橡膠同時又具有硅孔結構，可以吸附可揮發(fā)有機物，在擠出造粒后對于那些未在加工過程中通過脫揮的過程抽提出去的小部分可揮發(fā)有機物，則可以被該硅孔所吸附，且其又不易再從聚丙烯組合物中揮發(fā)出來，從而降低了聚丙烯組合物的VOC。第三，粉末硅橡膠和汽提劑兩者協同作用促使聚丙烯熔體中揮發(fā)性小分子極易揮發(fā)并被大量高效脫除。