[发明专利]通过曝气降低聚丙烯等级物的VOC和FOG值

说明书

一种用于将聚丙烯组合物的挥发性和半挥发性有机物质的量降低至低于150μg/g(VOC，VDA 278，2011年10月)和低于350μg/g(FOG，VDA 278，2011年10月)的方法。

技术领域

本发明涉及一种用于获得具有根据VDA 278，2011年10月(VDA＝汽车工业协会)测定作为VOC含量和FOG含量的低挥发性有机化合物和低半挥发性可冷凝物质含量的聚丙烯组合物的方法。

背景技术

由溶液聚合得到的聚烯烃聚合物通常含有痕量的在其中进行了聚合反应的介质。从聚烯烃聚合物中除去挥发性(VOC，VDA 278，2011年10月)和半挥发性有机可冷凝物质(FOG，VDA 278，2011年10月)的多种选项是已知的。这些选项包括在称为曝气或吹扫的过程中使用溶剂如水、使用蒸气以及使用高温气流。曝气的一般方法的实例可以在GB 1272778、WO 02/088194、WO2004/039848和US 6,218,504中找到。这些文献特别地涉及聚乙烯组合物的曝气或吹扫。

由于聚烯烃聚合物具有固有粘着性和在相对较低温度以上发生聚结的趋势，所以曝气工艺的开发具有挑战性。这导致可以在其中可以进行曝气的受限温度窗口。从溶液聚合过程中获得的聚烯烃聚合物通常具有高含量的挥发物(VOC，VDA 278)。在其中除去半挥发性有机化合物(FOG，VDA 278)也很重要的情况下，通常需要更长的曝气时间，因为这些分子根据定义的挥发性较小且较难除去。然而，为了确保聚烯烃组合物保持其期望的性能，诸如例如机械性能和抗划伤性，重要的是不除去或剔除生产具有这些性能的材料所需的添加剂。

在标准实验如VDA 277和VDA 278中展现出低排放水平的聚烯烃组合物，诸如例如聚丙烯组合物，可以大致分为两类：

-聚烯烃，其低排放水平源于聚合过程，主要源于催化剂的性质，但也源于所应用单体的纯度并且也可能源于添加剂的选择；

-聚烯烃和聚烯烃组合物，其在复配期间或之后经过了后纯化步骤，可能涉及使用特定物质如载体液体或吸收剂。

如在用于汽车应用的WO 2017/079246中所讨论的，工业界倾向于通过减少塑料车辆部件的质量来减轻车辆重量。减少塑料车辆部件的质量通常通过减小塑料部件的壁厚度来实现。使用例如注射成型来生产薄壁塑料部件要求组成聚合物树脂具有足够低的粘度，以使得在没有过大注射压力的情况下熔融的树脂可以容易地流动并均匀地填充模腔。降低聚合物树脂的熔体粘度需要降低形成该树脂的组成聚合物分子的分子量。然而，生产含有较低分子量分子的聚合物树脂会增加该树脂中的挥发性有机化合物(VOC，VDA 278，2011年10月)和半挥发性有机可冷凝物(FOG，VDA 278，2011年10月)含量。

EP 2154190指出，聚丙烯是用于许多应用的材料选择。例如，聚丙烯材料越来越多地应用于汽车内饰，特别是由于它们的良好可加工性以及它们可以单个定制的事实。要求这些材料具有低水平的气味，特别是在HVAC(加热、通风和空调)应用中使用时，并且另外具有低水平的挥发物，以使它们不会在挡风玻璃上起雾。该文献涉及将1,3,5-三嗪衍生物稳定剂用于聚丙烯组合物，这导致降低水平的FOG和VOC含量。从再循环的观点来看，这样的稳定剂当然不是期望的。

US 4372758描述了一种用于从固体烯烃聚合物，特别是颗粒形式的固体聚合物中除去未聚合的气态单体的脱气方法。该文献特别涉及聚乙烯共聚物，并使用氮气作为吹扫气体，或者可选地使用氧气浓度低的气体。

WO 2017/079246描述了基于聚丙烯的树脂，其特征在于VOC含量小于125ppm并且FOG含量不大于500ppm(根据VDA 278，2011年10月)，其是在没有对树脂进行聚合后处理的情况下对于反应内基于聚丙烯的聚合物树脂实现的。