[发明专利]一种低VOC聚丙烯材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种低VOC聚丙烯材料的制备方法，聚丙烯材料的原料包括聚丙烯1000份；聚苯醚20份~50份；相容剂10份~50份；润滑剂3份~10份；抗氧化剂1份~10份；辅助抗氧化剂1份~2份；成核剂0.1份~2份；稳定剂0.5份~1份；原料按照配比置于混合容器中混合均匀得到混合料，然后将混合料送入挤出机中进行挤出、冷却、切粒和干燥工序，得到聚丙烯成品。本发明的聚丙烯材料属于合金材料，在基体材料中加入聚苯醚，提高了聚丙烯合金材料的适用性能，同时在众多的抗氧化剂和辅助抗氧剂中选择了最优化的抗氧化剂组合，获得了更好的抗氧化效果。

技术领域

本发明涉及塑料材料制备技术领域，具体涉及到一种低挥发性的聚丙烯材料的制备方法。

背景技术

聚丙烯是丙烯加聚反应而成的聚合物。系白色蜡状材料，外观透明而轻。密度为0.89~0.91g/cm3，易燃，熔点165℃，在155℃左右软化，使用温度范围为-30~140℃。在80℃以下能耐酸、碱、盐液及多种有机溶剂的腐蚀，能在高温和氧化作用下分解。聚丙烯广泛应用于服装、毛毯等纤维制品、医疗器械、汽车、自行车、零件、输送管道、化工容器等生产，也用于食品、药品包装。

聚丙烯是一种常见的单体聚合物，由于其良好的性质被广泛使用于多个领域。聚丙烯在制备过程中需要加入辅助试剂，辅助试剂的选择根据设计要求进行筛选。聚丙烯在受热、存储或者加工过程中会产生一定量的挥发性气体，VOC是挥发性有机化合物(volatile organic compounds）的英文缩写。普通意义上的VOC就是指挥发性有机物。

文献1：康鹏、金滟等；《聚丙烯中挥发性成分和产生机理研究》。

文献1中公开了通过气相液谱-色谱仪器检测鉴定聚丙烯的主要挥发性成分，得知聚丙烯的挥发性成分包括烷烃、丙酮和苯酚。从文献1的挥发性成分产生机理分析中可以得知，烷烃类化合物主要是挤塑过程中的氧化降解和热降解。因此，本专利需要解决的问题之一是：如何在不影响聚丙烯材料的其他特性的情况下，提高聚丙烯材料的抗氧化性能。

聚丙烯(PP)可生成α、β、γ、δ和准晶态五种晶型，每种晶型表征的性能差异较大；并且一般的加工条件下基本上生成α晶。

文献2：王东亮；《聚丙烯的晶型及常用成核剂》；

文献3：朱胜杰、刘赞等；《聚丙烯结晶细化及其研究进展》；

文献2和文献3公开了以下技术常识：聚丙烯属于半结晶树脂，可以生成五中形态的晶型；其中α晶型PP是单斜晶系，β晶型PP属于六方晶系。α晶型PP更容易生成，具有更好的表面硬度、弹性模量、抗拉伸强度、抗断裂伸长率由于β晶型PP。β晶型PP抗拉伸强度和表面硬度显著低于α晶型PP，但是β晶型PP的韧性和抗冲击强度显著优于β晶型PP。β晶型PP属于热力学上稳定，但是动力学上不易生成的晶型，因此在一般情况下或者不进行干预的情况下，聚丙烯更容易生成α晶型PP。

同时，文献3还公开了可以通过加入β型成核剂来诱导聚丙烯树脂在结晶过程中生成更多的β晶型。

文献4：程雷、郑玉因婴等；《β成核剂对等规聚丙烯结晶性能的影响》；

文献4公开了硬脂酸盐能够诱导聚丙烯生成β晶型，在添加量为0.3%时，β晶型的相对含量达到76.64%。硬脂酸盐改性的聚丙烯在152℃出现β晶型的熔融吸收峰，其结晶温度和结晶峰温度均向高温移动；表面硬脂酸盐可诱导PP中α晶型转变为β晶型，具有显著的β晶型成核作用。

文献5：杨战军、王海等；《聚丙烯β-晶型成核剂进展》；

文献6：孙婷婷、周蓉等；《几种常用β成核剂改性聚丙烯的研究进展》；

文献5公开了β晶型成核剂的主要种类，包括无机粉体，如滑石粉、硅灰粉、碳酸钙、粉煤灰等；无机类成核剂的成核效率低。有机成核剂包括稠环化合物、有机羧酸及其盐（庚二酸和硬脂酸钙）、芳香酰胺类（TMB系列）、稀土配合物类（WBG系列）。