[发明专利]一种低VOC低气味聚丙烯树脂及其制备方法和应用

说明书

本发明属于聚烯烃领域，涉及一种低VOC低气味聚丙烯树脂及其制备方法和应用。该聚丙烯树脂具有以下特征：VOC组分含量低于50μg·C/g；气味4.0级以下；所述聚丙烯树脂的分子量分布≤4.0，优选≤3.5。本发明的聚丙烯树脂具有较窄的分子量分布、低VOC含量以及低气味。

技术领域

本发明属于聚烯烃领域，具体地，涉及一种低VOC低气味聚丙烯树脂，一种低VOC低气味聚丙烯树脂的制备方法，由该制备方法制得的聚丙烯树脂，以及所述聚丙烯树脂在制备纤维或无纺布中的应用。

背景技术

聚丙烯材料因具有相对密度小、良好的力学性能及加工性能、较高的耐热性和耐化学腐蚀，非常适合于满足多种不同应用中的需求。近年来，聚丙烯已经成为非织造布中使用最广泛的聚合物之一，主要用于卫生和医用制品、建筑业和农业、地毯和纺织品等。

用于非织造布的聚丙烯需要具有较高的熔体流动指数和较窄的分子量分布指数。同时，随着人们健康意识的提高，聚丙烯及其非织造布制品的VOC和气味都期待得到更加有效的控制和降低。

最常见的生产高熔体流动指数聚丙烯的方法是向聚丙烯树脂中添加有机过氧化物控制降解，从而提高树脂的流动性，又称为可控流变技术。该技术采用有机过氧化物将聚丙烯树脂中高分子链断裂，使树脂分子量分布变窄，流动性大大改善，而不明显影响材料的其他性能。但是传统的过氧化物法在调节分子量的过程中会产生部分断链小分子副产物，从而导致聚丙烯粒料VOC含量的提高。

近年来，新发展起来的高熔体流动指数聚丙烯的制备方法是借助高氢调敏感性外给电子体在聚合过程中使用氢气调节聚丙烯分子量及其分布，并在聚合釜中直接合成树脂产品。如专利文献CN101993599A中使用异丁基三乙氧基硅烷等外给电子体、专利文献CN102532381B和CN102532380B中利用非对称外给电子体技术直接聚合得到的聚丙烯熔指可达50-300g/10min。然而，使用氢调敏感性好的外给电子体固然可以提高聚丙烯的流动性，但通常也会造成聚丙烯模量较低。这是因为现有的Ziegler-Natta催化剂很难同时满足高氢调敏感性和高立构规整度。另外，现有高氢调性能Ziegler-Natta催化剂和/或外给电子体所制备的聚丙烯还存在分子量分布较宽的问题，导致含有较多的低分子量部分，进而提高了聚丙烯粒料及其制品的VOC。

为改善原有聚丙烯材料中VOC的散发问题，常用的方法有化学反应、物理吸附以及物理-化学方法。专利文献CN101570612B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，但组分复杂，效果也有限。CN101255252B通过添加有机物驱除剂(如异丙醇/水)来降低材料的VOC，但该方法存在相容性和持久性方面的问题。CN1727389A公开了使用细孔硅胶和分子筛作为吸附剂来降低材料的气味和VOC，但高温下吸附平衡会向解吸附方向移动，致使聚丙烯材料存在VOC再释放的隐患。CN102276921B公开了加入植物纤维并通过物理吸附和化学键共同作用来降低聚丙烯材料的VOC含量，但该方法会影响材料的性能。

综上，氢调法得到的聚丙烯模量较低，难以满足应用需求，且较宽的分子量分布会导致VOC含量的升高；而物理方法、化学方法或物理-化学方法来降低VOC含量也具有各自的局限性。

近十年来，非织造布行业展现出较大的市场前景。而丙纶，即聚丙烯纤维非织造布则占据了50％以上的产能。而且，随着医疗、卫生、汽车内饰、家居用品、过滤材料等应用市场的扩大，对聚丙烯纺粘非织造布的需求还将进一步增加。生产聚丙烯非织造布需要聚合物树脂具有较窄的分子量分布、较大的熔体流动指数以及较高的等规度；同时为满足制品在环保和安全性方面的要求，产品应当不含塑化剂同时具有较低的VOC含量。因此，利用不含邻苯二甲酸酯(塑化剂)的催化剂体系，通过过氧化物可控流变技术得到高熔体流动指数的低VOC、低气味纺粘纤维用聚丙烯树脂是目前亟需解决的一个问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种低VOC低气味聚丙烯树脂及其制备方法和应用，该聚丙烯树脂通过可控流变技术制得，并且同时具有低VOC和低气味。