聚丙烯用低VOC低气味母粒及其制备方法和应用技术

本发明专利技术属于塑料领域，提供了一种聚丙烯用低VOC低气味母粒及其制备方法和应用。该聚丙烯用低VOC低气味母粒包含共混的以下组分：聚丙烯树脂、八苯基倍半硅氧烷和抗氧剂；其中，所述聚丙烯树脂为50～90重量份，八苯基倍半硅氧烷为10～50重量份；所述八苯基倍半硅氧烷为经水萃取处理的八苯基倍半硅氧烷。使用本发明专利技术制备的低VOC低气味母粒可有效抑制聚丙烯材料中VOC和气味的产生，将其应用到聚丙烯材料中，可使聚丙烯材料中的总挥发性有机物(TVOC)和气味显著降低，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，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。

【技术实现步骤摘要】
聚丙烯用低VOC低气味母粒及其制备方法和应用
本专利技术涉及塑料领域，具体地，涉及一种聚丙烯用低VOC低气味母粒，该聚丙烯用低VOC低气味母粒的制备方法，以及所述聚丙烯用低VOC低气味母粒的应用。
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
为了解决现有技术存在的上述技术问题，本专利技术提供了一种聚丙烯用低VOC低气味母粒，该聚丙烯用低VOC低气味母粒的制备方法，以及所述聚丙烯用低VOC低气味母粒的应用。根据本专利技术的第一方面，本专利技术提供了一种聚丙烯用低VOC低气味母粒，该聚丙烯用低VOC低气味母粒包含共混的以下组分：聚丙烯树脂、八苯基倍半硅氧烷和抗氧剂；其中，所述聚丙烯树脂为50～90重量份，八苯基倍半硅氧烷为10～50重量份，且所述聚丙烯树脂和八苯基倍半硅氧烷的总量为100重量份；所述八苯基倍半硅氧烷为经水萃取处理的八苯基倍半硅氧烷。本专利技术中，所述八苯基倍半硅氧烷具有如下的笼形结构：所述八苯基倍半硅氧烷(也称为“八苯基笼形倍半硅氧烷”、“八苯基POSS”)具有较高的热稳定性，专利技术人经研究发现，该化合物在加工、使用和存储过程中不会额外产生VOC，其笼型结构的八个顶端具有的非极性的苯环和聚丙烯有较好的相容性，纳米笼型结构可有效吸附小分子烃类VOC；且所述八苯基倍半硅氧烷能纳米分散在聚丙烯树脂基体中，可高效抑制或减缓聚丙烯中VOC的散发，降低聚丙烯中VOC总量。并且，经过水萃取处理脱除八苯基倍半硅氧烷的微量催化剂残留，从源头上阻止了该催化剂残留进一步降解导致的额外气味，更加有效地降低聚合物中VOC总量和气味。根据本专利技术，所述水萃取处理可包括：使八苯基倍半硅氧烷与去离子水接触，然后进行过滤、干燥。根据一种具体实施方式，将八苯基倍半硅氧烷在20～90℃用去离子水萃取1-8h，然后过滤脱除痕量的催化剂残留并在真空烘箱中烘干。所述八苯基倍半硅氧烷可通过商购获得，由于现有制备方法的限制，商购的所述八苯基倍半硅氧烷中往往含有其它杂质，优选选自N2氛围条件下热降解温度(5wt％重量损失)高于440℃的八苯基倍半硅氧烷，例如美国Hybridplastic公司的八苯基倍半硅氧烷MS0840。在所述聚丙烯用低VOC低气味母粒中，所述聚丙烯树脂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/或共聚聚丙烯树脂；进一步优选所述聚丙烯树脂在230℃、2.16kg载荷下的熔融指数为3-30g/10min，更优选为3-10g/10min。在所述聚丙烯用低VOC低气味母粒中，所述抗氧剂的用量为制备聚丙烯母粒时的常规选择。以所述聚丙烯树脂和八苯基倍半硅氧烷的总量为100重量份计，所述抗氧剂可以为0.01～1重量份，优选为0.1～0.5重量份。另外，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)。根据本专利技术的第二方面，本专利技术提供了所述聚丙烯低VOC低气味母粒的制备方法，包括：将所述聚丙烯树脂、八苯基倍半硅氧烷和抗氧剂熔融共混并挤出造粒，制得所述聚丙烯用低VOC低气味母粒。按照一种实施方式，制备所述聚丙烯用低VOC低气味母粒的方法包括以下步骤：(1)使八苯基倍半硅氧烷与去离子水接触，然后进行过滤、真空干燥；(2)将包含干燥的聚丙烯树脂、步骤(1)得到的干燥的八苯基倍半硅氧烷、抗氧剂在内的各组分混合均匀，获得混合物；(3)将所述混合物进行熔融共混、挤出造粒，制得所述聚丙烯用低VOC低气味母粒。根据本专利技术一种优选实施方式，步骤(1)中所述接触的条件包括：温度为20-90℃，时间为1-8h。所述制备方法中，物料的混合设备可采用现有技术中所用的各种混料设备，如搅拌机、捏合机等。所述制备方法中，物料的熔融共混设备可以选自橡塑加工业中的通用共混设备，可以是双螺杆挤出机、BUSS混炼机组等。在所述聚丙烯用低VOC低气味母粒的加工过程中，物料熔融共混温度为聚丙烯加工中常用的共混温度，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190℃～230℃，优选的加工温度为200～220℃；螺杆转速一般为300～450rpm。根据本专利技术的第三方面，本专利技术提供了所述聚丙烯用低VOC低气味母粒在降低聚丙烯VOC中的应用(属于一种降低聚丙烯中VOC的方法)，该应用包括：将包含聚丙烯、吸酸剂、抗氧剂和所述聚丙烯用低VOC低气味母粒在内的各组分进行熔融共混，得到低VOC聚丙烯组合物；相对于100重量份的所述聚丙烯，所述聚丙烯用低VOC低气味母粒的用量为0.1～12本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种聚丙烯用低VOC低气味母粒，其特征在于，该聚丙烯用低VOC低气味母粒包含共混的以下组分：聚丙烯树脂、八苯基倍半硅氧烷和抗氧剂；其中，所述聚丙烯树脂为50～90重量份，八苯基倍半硅氧烷为10～50重量份，且所述聚丙烯树脂和八苯基倍半硅氧烷的总量为100重量份；所述八苯基倍半硅氧烷为经水萃取处理的八苯基倍半硅氧烷。

【技术特征摘要】
1.一种聚丙烯用低VOC低气味母粒，其特征在于，该聚丙烯用低VOC低气味母粒包含共混的以下组分：聚丙烯树脂、八苯基倍半硅氧烷和抗氧剂；其中，所述聚丙烯树脂为50～90重量份，八苯基倍半硅氧烷为10～50重量份，且所述聚丙烯树脂和八苯基倍半硅氧烷的总量为100重量份；所述八苯基倍半硅氧烷为经水萃取处理的八苯基倍半硅氧烷。2.根据权利要求1所述的聚丙烯用低VOC低气味母粒，其中，所述水萃取处理包括：使八苯基倍半硅氧烷与去离子水接触，然后进行过滤、真空干燥。3.根据权利要求1所述的聚丙烯用低VOC低气味母粒，其中，所述聚丙烯树脂选自均聚聚丙烯树脂和/或共聚聚丙烯树脂，所述聚丙烯树脂在230℃、2.16kg载荷下的熔融指数为3～30g/10min，优选为3～10g/10min。4.根据权利要求1所述的聚丙烯用低VOC低气味母粒，其中，以所述聚丙烯树脂和八苯基倍半硅氧烷的总量为100重量份计，所述抗氧剂为0.01～1重量份。5.根据权利要求1所述的聚丙烯用低VOC低气味母粒，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。6.根据权利要求...

【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