[發(fā)明專利]基于水蒸汽蒸餾的聚合物雜質(zhì)脫除方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010432661.7
• 申請日: 2020-05-20
• 公開（公告）號: CN112454726A
• 公開（公告）日: 2021-03-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 不公告發(fā)明人
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院上海有機化學(xué)研究所
• 主分類號: B29B13/00
• 分類號: B29B13/00;C08F6/00
• 代理公司: 上海一平知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31266
• 代理人: 馬思敏;徐迅

本發(fā)明提供了一種通過水蒸氣蒸餾方法及其裝置深度脫除聚合物樹脂及其制品中的VOC，并顯著降低聚合物樹脂及其制品的氣味的方法。本發(fā)明提供的方法還能夠脫除聚合物樹脂中殘留的無機灰分。所述的方法是利用一定溫度下的飽和水蒸氣與物料加熱在100～200攝氏度持續(xù)接觸一定時間，促進(jìn)吸附在聚合物表面和包裹在聚合物內(nèi)部的揮發(fā)性有機物(VOC)和無機小分子(灰分)富集于氣相或者液相并排出，從而降低聚合物物料中VOC和灰分，并將聚合物樹脂或物料的氣味降低到更優(yōu)的水平。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于聚合物生產(chǎn)領(lǐng)域，具體地，本發(fā)明提供了一種高效的脫除聚合物中雜質(zhì)分子，特別是VOC，氣味分子以及灰分的工藝。

背景技術(shù)

近年來，汽車產(chǎn)品輕量化、家電家居產(chǎn)品、塑料玩具、食品接觸材料、醫(yī)用材料等生產(chǎn)生活領(lǐng)域塑料用品環(huán)保化等要求日益提高。由于高分子樹脂具有無毒，密度小，易加工，沖擊強度高、耐腐蝕耐熱性好，性價比高等優(yōu)異的綜合性能，因此被廣泛應(yīng)用于汽車內(nèi)外飾件、家電家居產(chǎn)品、玩具制品、食品包裝材料、醫(yī)用材料中。

受聚合單體純度、催化劑殘留、聚合工藝、助劑分解、樹脂本身降解等多重因素影響，市售樹脂中仍普遍存在著不同程度地釋放揮發(fā)性有機物(VOC)，據(jù)美國國際技術(shù)評估中心報道，VOC是現(xiàn)代社會中人體健康的最主要的威脅之一，空氣質(zhì)量的好壞直接關(guān)系到人們的身體健康，VOC污染對人們身體健康的危害已引起國家、生產(chǎn)企業(yè)和消費者的重視。

隨著社會的環(huán)保意識不斷增強，環(huán)保相關(guān)的法律法規(guī)要求提高，塑料中的VOC和氣味問題也越來越受到消費者、生產(chǎn)企業(yè)和管理部門的重視。大多數(shù)制品廠商開始入廠原料和出廠制品的VOC指標(biāo)，其中，汽車行業(yè)，要求內(nèi)飾材料的總碳揮發(fā)量＜80μg C/g。新修訂的國標(biāo)GB 4806.1-2016《食品接觸材料及制品通用安全要求》中明確要求食品接觸材料及制品無氣味觸感。另外，由于現(xiàn)有的樹脂VOC含量高，生產(chǎn)出來的樹脂進(jìn)入到包裝料倉后，需要反復(fù)置換多次，一方面增加包裝工序的難度，另一方面隨著新的大氣排放法律法規(guī)的出臺，經(jīng)常出現(xiàn)置換氣超標(biāo)排放的現(xiàn)象。2017年7月1日，新版《合成樹脂工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》開始強制執(zhí)行，其中規(guī)定一般企業(yè)非甲烷總烴排放限值為100mg/m3。對于在開發(fā)密度已經(jīng)較高、環(huán)境承載能力開始減弱，或大氣環(huán)境容量較小、生態(tài)環(huán)境脆弱，容易發(fā)生嚴(yán)重大氣環(huán)境污染問題而需要采取保護(hù)措施的地區(qū)，應(yīng)嚴(yán)格控制企業(yè)的污染物排放行為，執(zhí)行更為嚴(yán)格的排放限值(60mg/m³)，因此降低塑料生產(chǎn)和加工過程中VOC問題，已經(jīng)成為一項非常迫切的問題。

針對此現(xiàn)狀，國外一些知名企業(yè)和研究機構(gòu)對低VOC的塑料做了不同程度的研究，取得了一些進(jìn)展。在加工領(lǐng)域，降低塑料制品VOC和氣味的措施主要有：(1)篩選與使用效果更好的、相容性更強、更加穩(wěn)定的助劑。或者本身具有協(xié)同作用的助劑體系，由于較低的添加量就能實現(xiàn)穩(wěn)定性，因而可以有效降低樹脂中的VOC和氣味。(2)優(yōu)化加工工藝。采用高溫擠出造粒，在擠出的過程中使用抽真空的方式，以及對造好的粒子進(jìn)行高溫烘烤干燥，均能對聚丙烯中的殘留物進(jìn)行一定程度的脫除。(3)添加對低分子殘留物良好吸附效果的組分。研究發(fā)現(xiàn)添加一定量的火山灰、沸石分子篩等無機多孔材料也能消除聚丙烯中的VOC，盡管效果受這類物質(zhì)的比表面、孔結(jié)構(gòu)、表面結(jié)構(gòu)、孔徑大小、孔徑分布影響很大。