一种低VOC低气味聚丙烯树脂组合物及其制备方法技术

本发明专利技术涉及塑料领域，提供一种低VOC低气味聚丙烯树脂组合物及其制备方法。该聚丙烯树脂组合物包含共混的以下组分：聚丙烯、八乙烯基倍半硅氧烷、吸酸剂和抗氧剂；相对于100重量份的所述聚丙烯，所述八乙烯基倍半硅氧烷为0.04～1.8重量份，所述吸酸剂为0.05～1重量份，所述抗氧剂为0.05～1重量份。本发明专利技术的聚丙烯树脂组合物的总挥发性有机物(TVOC)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。

A low VOC low odor polypropylene resin composition and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种低VOC低气味聚丙烯树脂组合物及其制备方法
本专利技术属于塑料领域，更具体地，涉及一种低VOC低气味聚丙烯树脂组合物，以及该低VOC低气味的聚丙烯树脂组合物的制备方法。
技术介绍
聚丙烯(PP)因其综合性能优良、来源广泛和质优价廉等优点，已广泛应用于人们生活的各个领域。但现有聚丙烯材料及制品都存在不同程度地释放挥发性有机物(VOC)和气味污染环境以及危害人们身体健康的问题，这在很大程度上限制了聚丙烯材料在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的应用。因此，研究开发环保型低VOC低气味聚丙烯树脂及材料可拓展PP的应用领域并符合绿色环保材料的要求。目前，关于低VOC和低气味聚丙烯材料研究的报道大多采用化学反应、物理吸附以及熔体脱挥技术来改善原有聚丙烯材料中VOC的散发问题。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，但组分复杂，效果也有限。CN101255252A通过添加有机物驱除剂(如异丙醇/水)来降低材料的VOC，但这种方式存在相容性和持久性问题。EP1988122A1采用茂金属聚丙烯树脂为基体树脂制备低VOC的汽车内饰材料；EP2154190A1采用特定的光稳定剂(如光稳定剂119)来制备低VOC含量的聚丙烯复合材料；CN101691435A通过使用特定的氢调法生产共聚聚丙烯来生产低VOC的聚丙烯复合材料。上述专利技术往往只针对产生VOC的某个因素进行改善，并不能同时解决各种因素产生的VOC的问题。物理吸附可对PP产生的所有小分子进行吸附，添加物理吸附剂是常用的方法。如CN1727389A和CN1727390A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有机化合物的挥发问题，CN102276921A公开了使用植物纤维作为吸附剂来降低聚丙烯材料的气味。前述采用吸附剂的方法虽然对降低聚丙烯VOC能够起到一定作用，但依然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，导致存在聚丙烯材料VOC后期再释放的隐患。此外，吸附剂的吸附效率、自身与聚丙烯的相容性以及吸附剂在聚丙烯基体中的分散等问题依然存在。因此，仍有必要研究新的具有低VOC含量低气味的聚丙烯树脂组合物。
技术实现思路
为解决现有技术中存在的上述问题，本专利技术致力于提供一种低VOC低气味聚丙烯树脂组合物及其制备方法。本专利技术的第一方面提供一种低VOC低气味聚丙烯树脂组合物，该低VOC低气味聚丙烯树脂组合物包含共混的以下组分：聚丙烯、八乙烯基倍半硅氧烷、吸酸剂和抗氧剂；相对于100重量份的所述聚丙烯，所述八乙烯基倍半硅氧烷为0.04～1.8重量份，所述吸酸剂为0.05～1重量份，所述抗氧剂为0.05～1重量份。本专利技术中，所述聚丙烯包括现有技术所公开的各种类型的聚丙烯树脂，包括均聚聚丙烯树脂和共聚聚丙烯树脂等。本专利技术中，所用八乙烯基倍半硅氧烷(八乙烯基POSS)为纳米级别，具有如下所示结构。本专利技术的专利技术人发现，使用纳米级别的八乙烯基倍半硅氧烷可对聚丙烯中VOC进行有效吸附并与醛酮类VOC发生化学反应进而将其捕获，加之充分发挥八乙烯基倍半硅氧烷对抗氧剂在聚丙烯中的良好协助分散效果，可大大抑制因降解产生的VOC，进而显著降低聚丙烯中VOC的散发。所述八乙烯基倍半硅氧烷可通过商购获得，由于现有制备方法的限制，商购的所述八乙烯基倍半硅氧烷中往往含有其它杂质，优选选自N2氛围条件下初始热降解温度高于250℃的八乙烯基倍半硅氧烷，例如美国Hybridplastic公司八乙烯基倍半硅氧烷MS0822。在本专利技术的低VOC低气味聚丙烯树脂组合物中，相对于100重量份的所述聚丙烯，所述八乙烯基倍半硅氧烷优选为0.1～1.2重量份，进一步优选为0.2～0.8重量份。为了达到提高抑制VOC的效果，所述低VOC低气味聚丙烯树脂组合物中还包含抗氧剂，所述抗氧剂和八乙烯基倍半硅氧烷具有较好的协同分散效应，能有效降低聚丙烯中VOC含量。相对于100重量份的所述聚丙烯，所述抗氧剂优选为0.1～0.8重量份，更优选为0.2～0.6重量份。所述抗氧剂可选用现有技术聚丙烯中常用的各种抗氧剂。在一种实施方式中，所述抗氧剂可选自受阻酚类抗氧剂和/或磷酸酯类抗氧剂。所述受阻酚类抗氧剂优选选自四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(抗氧剂1010)、β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯(抗氧剂1076)、N,N'-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺(抗氧剂1098)和1,3,5-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)异氰尿酸(抗氧剂3114)中的至少一种。所述磷酸酯类抗氧剂优选选自三(2,4-二叔丁基酚)亚磷酸酯(抗氧剂168)和/或双(2,4-二叔丁基苯酚)季戊四醇二亚磷酸酯(抗氧剂626)。优选情况下，所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂和磷酸酯类抗氧剂的混合物，所述受阻酚类抗氧剂和磷酸酯类抗氧剂的重量比为1︰(1～8)，优选为1︰(1～6)，更优选为1︰(1～4)。在低VOC低气味聚丙烯树脂组合物中，所述吸酸剂能与聚丙烯可能存在的稀酸催化剂残余物发生反应，起到减少或抑制因稀酸催化聚丙烯降解而产生VOC的作用。所述吸酸剂的主要性质是具有碱性，可与酸催化剂残余物发生反应起到中和作用，本专利技术所需要的吸酸剂应同时能在聚丙烯中良好分散。所述吸酸剂可选自金属氧化物、乳酸盐、苯甲酸盐、硅酸盐和含Na、Ca或Zn的硬脂酸盐中的至少一种，优选为含Na、Ca或Zn的硬脂酸盐。其中，所述金属氧化物优选选自氧化钙和/或氧化锌；所述硅酸盐可选自天然或合成的水滑石；所述含Na、Ca或Zn的硬脂酸盐优选选自硬脂酸钙、硬脂酸锌和硬脂酸钠中的至少一种。相对于100重量份的所述聚丙烯，所述吸酸剂优选为0.08～0.8重量份，更优选为0.1～0.5重量份。此外，在本专利技术所述低VOC低气味聚丙烯树脂组合物中，可根据具体加工的需要添加有常用的加工助剂，例如：润滑剂、抗静电剂、分散剂、颜料等，其用量均为常规用量，或根据实际情况的要求进行调整。本专利技术的第二方面提供所述低VOC低气味聚丙烯树脂组合物的制备方法，该制备方法包括：将包含所述聚丙烯、八乙烯基倍半硅氧烷、吸酸剂和抗氧剂在内的各组分混合，然后熔融共混，得到所述聚丙烯树脂组合物。按照一种具体的实施方式，所述制备方法包括以下步骤：(1)将所述八乙烯基倍半硅氧烷、吸酸剂和抗氧剂混合均匀，得到VOC抑制混合物；(2)将所述VOC抑制混合物和所述聚丙烯混合均匀，得到预混物；(3)将所述预混物进行熔融共混，得到所述聚丙烯树脂组合物。根据本专利技术，步骤(2)中，所述聚丙烯优选为干燥处理过的聚丙烯。步骤(1)和(2)中的混合均为干混。为了更好的脱除VOC，优选所述熔融共混时保持设备真空系统的真空度在-0.05MPa以上，更优选在-0.08MPa以上。另外，在加工过程中，根据实际应用的需要，在熔融共混后，还可进行各种成型，使所述低VOC低气味聚丙烯树脂组合物成型为粒状(如通过挤出造粒)、板材等。本专利技术的制备方法中，物料熔融共混温度即为通常聚丙烯加工中所用的共混温度，应该在既保证基体树脂完全熔融又不会使其分解的范围内选择，一般为180℃～220℃，优选的加工温度为190～220℃；熔本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低VOC低气味聚丙烯树脂组合物，其特征在于，该低VOC低气味聚丙烯树脂组合物包含共混的以下组分：聚丙烯、八乙烯基倍半硅氧烷、吸酸剂和抗氧剂；相对于100重量份的所述聚丙烯，所述八乙烯基倍半硅氧烷为0.04～1.8重量份，所述吸酸剂为0.05～1重量份，所述抗氧剂为0.05～1重量份。

【技术特征摘要】
1.一种低VOC低气味聚丙烯树脂组合物，其特征在于，该低VOC低气味聚丙烯树脂组合物包含共混的以下组分：聚丙烯、八乙烯基倍半硅氧烷、吸酸剂和抗氧剂；相对于100重量份的所述聚丙烯，所述八乙烯基倍半硅氧烷为0.04～1.8重量份，所述吸酸剂为0.05～1重量份，所述抗氧剂为0.05～1重量份。2.根据权利要求1所述的低VOC低气味聚丙烯树脂组合物，其中，相对于100重量份的所述聚丙烯，所述八乙烯基倍半硅氧烷为0.1～1.2重量份，优选为0.2～0.8重量份。3.根据权利要求1所述的低VOC低气味聚丙烯树脂组合物，其中，所述抗氧剂选自受阻酚类抗氧剂和/或磷酸酯类抗氧剂；所述受阻酚类抗氧剂选自四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯、N,N'-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺和1,3,5-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)异氰尿酸中的至少一种；所述磷酸酯类抗氧剂选自三(2,4-二叔丁基酚)亚磷酸酯和/或双(2,4-二叔丁基苯酚)季戊四醇二亚磷酸酯。4.根据权利要求3所述的低VOC低气味聚丙烯树脂组合物，其中，所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂和磷酸酯类抗氧剂的混合物，所述受阻酚类抗氧剂和磷酸酯类抗氧剂的重...

【专利技术属性】
技术研发人员：康鹏，金滟，石胜鹏，蔡涛，丁树岩，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司北京化工研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11