[发明专利]一种低VOC聚丙烯组合物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种聚丙烯组合物，进一步地说，是涉及一种低VOC的聚丙烯组合物及其制备方法。

背景技术

聚丙烯（PP）因其综合性能优良、来源广泛、质优价廉的特点，已广泛应用各个领域。但聚丙烯受催化剂和聚合工艺及氧化物残留和短链低聚物等因素影响，以及在后续改性过程中所添加的各种添加剂的作用，现有聚丙烯材料及制品都存在不同程度地释放挥发性有机物（VOC）污染环境和危害人们身体健康的问题。这在很大程度上限制了聚丙烯材料在环保要求较高的高档汽车内饰件、医用和食品包装材料等领域的应用。因此，研究开发环保型低VOC聚丙烯树脂及材料才能拓展聚丙烯的应用领域并符合绿色环保材料的要求。

目前，国内外降低聚丙烯材料中VOC的方法主要有如下三种：

1、添加吸附剂。该方法主要在聚丙烯中添加活性炭、多孔二氧化硅、活性氧化铝、粘土、膨润土、多孔分子筛等物理吸附剂，并通过螺杆挤出机在一定的工艺条件下挤出造粒。如中国专利CN 1727389A、CN 1727390A、CN101817953A、CN101928429A、CN102020809A等。但这种方法制得的产品存在吸附平衡的问题，在较高的温度下平衡向解吸附的方向移动，造成可挥发有机物的挥发问题，仍存在聚丙烯材料中VOC后期再释放的隐患。

2、添加光催化剂。如中国专利CN 101570612A通过添加一种无机光催化剂来分解有机小分子来降低VOC含量，但存在光催化效率的问题，而且其效果有限。

3、脱挥。主要利用专业的脱挥设备和工艺在聚合过程和加工过程中进行脱挥。其中在聚合过程中脱挥，效率较高，但由于其生产工艺及设备的局限，成本较高，不易广泛应用；加工过程中脱挥主要利用排气挤出机进行熔体脱挥。如中国专利（CN101255252B）通过添加驱除剂如碳酸氢钠、碳酸氢镁、碳酸氢钙、水、低沸点脂肪醇等，来降低材料的VOC。但该方法添加的驱除剂较难稳定分散在PP熔体内；且三级抽真空使驱除剂存在体系的有效时间减少，脱挥效率不高；另外，通过与其他物料一起混合后从挤出机同一加料口下料，会导致驱除剂在加料段或固体输送段提前加热挥发，从而进一步消减其VOC驱除功效。

发明内容：

针对现有技术中存在的问题，本发明提供了一种低可挥发有机物含量的聚丙烯组合物及其制备方法。利用汽提剂和全硫化粉末硅橡胶的复配作用，能够迅速有效地降低聚丙烯组合物的VOC总量，很好地解决了现有技术的问题。

本发明的一个目的是提供一种低VOC聚丙烯组合物。

本发明所述的低VOC聚丙烯组合物，由包括以下物质在内的组分熔融共混而得：聚丙烯、全硫化粉末硅橡胶、抗氧剂、汽提剂；

其中，以聚丙烯100为重量份数计，全硫化粉末硅橡胶0.05~2重量份数，优选0.1~0.5重量份数；汽提剂0.2~2.0重量份数，优选0.4~1.5重量份；抗氧剂0.1~0.5重量份数，优选0.2~0.4重量份。

本发明组合物中的聚丙烯包括现有技术所公开的各种类型的聚丙烯，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胶的平均粒径0.05~1μm，优选0.05~0.2μm；其凝胶含量为60wt%或更高，优选为75wt%或更高，更优选为90wt%或更高。所述全硫化粉末硅橡胶颗粒优选具有均相结构的全硫化粉末硅橡胶，即该全硫化粉末硅橡胶中的每一个微粒都是均相的，单个微粒在组成上都是均质的。在现有显微技术的观察下微粒内没有发现分层、分相等不均相的现象。该粉末橡胶是通过将相应的橡胶胶乳辐照交联而将橡胶粒子粒径固定的。本发明所述的全硫化粉末硅橡胶的详细内容及其制备方法，可参见中国专利CN 1383439A，其全部内容在此引入本发明作为参考。

本发明的聚丙烯组合物中，加入全硫化粉末硅橡胶对降低VOC含量所起的作用包括以下三个方面：一是粉末硅橡胶作为纳米尺寸的橡胶粒子，比表面积大，在螺杆熔融混合过程中，该粉末硅橡胶与聚丙烯之间的接触面积更可以大幅增加，从而可挥发有机物便更容易从该大面积的接触面中挥发出来，再经过螺杆挤出过程中的抽提，便极易从聚丙烯组合物中抽走；第二，粉末硅橡胶同时又具有硅孔结构，可以吸附可挥发有机物，在挤出造粒后对于那些未在加工过程中通过脱挥的过程抽提出去的小部分可挥发有机物，则可以被该硅孔所吸附，且其又不易再从聚丙烯组合物中挥发出来，从而降低了聚丙烯组合物的VOC。第三，粉末硅橡胶和汽提剂两者协同作用促使聚丙烯熔体中挥发性小分子极易挥发并被大量高效脱除。