[发明专利]一种降低聚丙烯复合塑料中VOC含量的方法

说明书

本发明涉及复合塑料领域，公开了一种降低聚丙烯复合塑料中VOC含量的方法。包括如下制备过程：（1）将原料按照以下重量份混合得到混合物：聚丙烯树脂63~76份、无机填料20~30份、增韧剂3~5份、抗氧剂0.5~1份、偶联剂0.5~1份；（2）将混合物加入双螺杆挤出机中熔融混炼，在挤出机末端以一定流速通入水蒸气调湿，并在排气口处加入固态氧；（3）熔融物料经挤出和真空脱挥，即得低VOC聚丙烯复合塑料。本发明制备低VOC含量聚丙烯复合塑料的方法与传统方法相比，工艺简单，能耗低，成本低，能脱附活性较低的烷基自由基，脱除VOC效率更高，更环保，可规模化推广应用。

技术领域

本发明涉及复合塑料领域，公开了一种降低聚丙烯复合塑料中VOC含量的方法。

背景技术

聚丙烯是一种常见的塑料，无毒、无味，密度小，强度、刚度、硬度耐热性均优于低压聚乙烯，有较高的抗弯曲疲劳强度，可在100℃左右使用。具有良好的电性能和高频绝缘性不受湿度影响，但低温时变脆、不耐磨、易老化。适于制作一般机械零件,耐腐蚀零件和绝缘零件。常见的酸、碱有机溶剂对它几乎不起作用，可用于食具。因此适用范围越来越广。

近年来，随着人们的环保意识越来越强，对聚丙烯在汽车内饰材料等方面提出了越来越高的要求。其中，低 VOC 材料成为最为关注的领域之一。VOC即为挥发性有机化合物，当环境中的VOC达到一定浓度时，短时间内人们会感到头痛、恶心、呕吐、乏力等，严重时会出现抽搐、昏迷，并会伤害到人的肝脏、肾脏、大脑和神经系统，造成记忆力减退等严重后果。因此，降低聚丙烯材料中VOC含量成为迫切需要。

目前，制备低 VOC 聚丙烯组合物主要通过两种方法 ：一是在合成端进行控制，减少聚丙烯树脂中残存的溶剂、单体和催化剂等。通过优化聚合工艺，增加纯化步骤，降低丙烯聚合过程中残余的低分子挥发物。第二种方法是在共混改性过程中，通过优化加工工艺、加工助剂以及添加 VOC 去除剂、吸附剂等来制备低 VOC 聚丙烯。但均存在工艺复杂，能耗高，加工条件要求苛刻，不利于大规模生产等问题。因此研究降低聚丙烯塑料中VOC的新方法成为研究重点。

中国发明专利申请号201610590108.X公开了一种低VOC的聚丙烯树脂的制备方法及其制备的聚丙烯树脂。方法包括：聚丙烯粉料与加工助剂共混造粒之前，先将聚丙烯粉料经溶剂浸泡萃取，然后干燥至粉料无失重为止；溶剂为C6-C8的烷烃，浸泡萃取温度为30～60℃；处理时间为8～72h；干燥温度为70～80℃，干燥时间为4～6h。此发明的聚丙烯树脂的总挥发性有机物(TVOC)低于40μg·C/g，可广泛应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。并且制备过程中操作工艺简单可靠，投入成本较低，很好地解决了现有技术的不足。

中国发明专利申请号201710347689.9公开了一种汽车内饰用低VOC聚丙烯复合材料及其制备方法，制备方法包括以下步骤：（1）将聚丙烯树脂、玻璃纤维、VOC吸附剂、滑石粉、抗氧剂、增韧剂放入高速搅拌机中混合均匀，得到混合料；（2）将混合料投入双螺杆挤出机中熔融，挤出造粒，得到粒料；（3）将步骤（2）中粒料烘干，得汽车内饰用低VOC聚丙烯复合材料。此发明汽车内饰用低VOC聚丙烯复合材料，制备过程使用超临界流体技术和紫外灯照射，并使用了改性蛭石作为VOC吸附剂，大大降低了材料自身的气味和VOC含量。制备的汽车内饰用低VOC聚丙烯复合材料成本合理，力学性能好，综合性能优异，可通过注塑工艺轻易加工成各种形状的零件，特别适合于注塑和模压成型各种汽车内饰件。

根据上述，现有方案中在合成端降低聚丙烯 VOC 含量的方法，难以控制后续加工过程中 VOC 的产生，而在加工环节制备低 VOC 聚丙烯组合物主要是利用各种手段去除已经产生的 VOC，并不涉及到 VOC 的产生过程，也不能从根本上解决问题；利用自由基捕获剂降低加工过程中烷基自由基的浓度可以制备低 VOC 聚丙烯组合物，然而，往往只能捕获活性较高的过氧或者烷氧自由基，与烷基自由基的反应活性很低，无法有效降低聚丙烯中的 VOC，并且过程复杂，能耗高，环保性差，本发明提出了一种降低聚丙烯复合塑料中VOC含量的方法，可有效解决上述技术问题。