[发明专利]一种低VOC含量聚己内酯树脂及其制备方法

说明书

本发明属于聚己内酯树脂领域，涉及一种低VOC含量聚己内酯树脂及其制备方法。该制备方法包括以下步骤：将聚己内酯经微波真空两级脱挥器预处理，然后将预处理过的聚己内酯制为粒料并与加工助剂进行共混、挤出造粒；其中，所述微波真空两级脱挥器预处理的步骤包括：首先进行真空热处理，真空度在‑0.05MPa以上，处理温度为30～55℃，处理时间为10min～120min；然后进行微波加热，加热时间为4～10min，微波功率密度为10～50W/L，物料气固比≥4。本发明的聚己内酯树脂的总挥发性有机物和气味可显著降低，很好地解决了现有技术的不足，并且操作工艺简单可靠，投入成本较低，适用于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。

技术领域

本发明属于聚己内酯树脂领域，具体地，涉及一种低VOC含量聚己内酯树脂的制备方法，以及由该方法制得的低VOC含量聚己内酯树脂。

背景技术

聚己内酯(Polycaprolactone，PCL)又称聚ε-己内酯，是通过ε-己内酯单体在金属阴离子络合催化剂催化下开环聚合而成的高分子有机聚合物，通过控制聚合条件，可以获得不同的分子量。其外观为白色固体粉末，无毒，不溶于水。PCL具有良好的生物相容性、良好的有机高聚物相容性，以及良好的生物降解性，可用作细胞生长支持材料，可与多种常规塑料互相兼容，自然环境下6-12个月即可完全降解。此外，PCL还具有良好的形状记忆温控性质，被广泛应用于医用材料。但现有聚己内酯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己内酯材料在安全要求较高的医用材料等领域的应用。因此，研究开发环保型低VOC聚己内酯树脂及材料才能拓展PCL的应用领域。

目前，关于低VOC聚己内酯材料研究的报道较少。大多采用在聚合物材料中添加吸附剂、利用脱挥技术和与聚合物材料进行化学反应等技术来改善原有聚合物材料中VOC的释放问题。

1、添加吸附剂。该方法主要在聚合物中添加活性炭、多孔二氧化硅、活性氧化铝、粘土、膨润土、多空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CN1727389A、CN1727390A、CN101817953A、CN101928429A、CN102020809A等。但该类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继续挥发。因此，这类方法仍存在聚己内酯材料VOC后期再释放的隐患。

2、化学反应。如CN101570612A，通过添加一种无机光催化剂分解有机小分子来降低VOC含量。该方法存在光催化效率低的问题，并且其效果有限。

3、脱挥法。该方法主要利用专业的脱挥设备和工艺在聚合和加工过程中脱挥。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；在加工过程中脱挥主要利用排气挤出机进行熔体脱挥。如CN101255252B通过添加低分子有机物驱除剂如异丙醇/水等来降低材料的VOC，低分子有机物驱除剂与其他物料一起混合后从挤出机同一加料口下料，这会导致低分子有机物驱除剂在加料段或输送段提前加热挥发，从而达不到最大的VOC驱除功效，而且这种方式存在相容性和持久性的问题。此外，该方法在高温下使得聚己内酯与水易发生降解反应，并不适用于聚己内酯脱挥。

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VOC含量聚己内酯树脂及其制备方法。本发明采用微波真空两级处理聚己内酯，显著降低了聚己内酯材料中的总挥发性有机物含量，解决了聚己内酯树脂中可挥发有机物的残留问题。

本发明的第一方面提供一种低VOC含量聚己内酯树脂的制备方法，该制备方法包括以下步骤：将聚己内酯经微波真空两级脱挥器预处理，然后将预处理过的聚己内酯制为粒料并与加工助剂进行共混、挤出造粒；其中，所述微波真空两级脱挥器预处理的步骤包括：首先进行真空热处理，真空度在-0.05MPa以上，处理温度为30～55℃，处理时间为10min～120min；然后进行微波加热，加热时间为4～10min，微波功率密度为10～50W/L，物料气固比≥4。