一種低voc聚甲醛（pom）材料及其制備方法
【專利摘要】一種低VOC聚甲醛(POM)材料及其制備方法，屬于聚甲醛材料【技術(shù)領(lǐng)域】。按質(zhì)量百分含量計包括如下組分：POM樹脂或其粉料87～99％，抗氧劑0.1～1％，甲醛吸收劑0.1～1％，甲酸吸收劑0.1～1％，脫揮劑0.6～10％。本發(fā)明制備的低VOC聚甲醛材料具有通用POM的機械性能，又具有極低的VOC散發(fā)特性。
【專利說明】—種低VOC聚甲醛(POM)材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種低VOC聚甲醛(POM)材料及其制備方法，屬于聚甲醛材料【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著汽車作為一種主要的交通工具普及開來，人們在車內(nèi)停留的時間越來越長，狹小且空氣流通差的車內(nèi)環(huán)境好壞直接影響著人們的身體健康。材料科技的進步以及汽車輕量化的趨勢，越來越多有機高分子材料應(yīng)用到汽車制造業(yè)，這使得人們越發(fā)關(guān)注汽車內(nèi)的揮發(fā)性有機化合物(VOC)含量。
[0003]根據(jù)世界衛(wèi)生組織(WHO)的定義，VOC是指在常壓下沸點范圍在50~260°C、室溫下飽和蒸氣壓超過133.32kPa的一系列易揮發(fā)性化合物。目前己鑒定出300多種，包括碳氫化合物、有機鹵化物、有機硫化物、碳基化合物、有機酸和有機過氧化物等。其中危害性較大的主要有苯、甲苯、二甲苯、游離甲醛、丙酮等。短期暴露在高濃度VOC環(huán)境中會引起眼睛和呼吸道刺激、頭痛和惡心等癥狀。長期接觸VOC環(huán)境，會對人體產(chǎn)生致畸形、致突變和致癌等作用，可能導(dǎo)致肝、腎及神經(jīng)系統(tǒng)損傷和血液疾病等疾病。
[0004]汽車內(nèi)飾件中VOC的檢測主要包括整車級別、零部件級別和材料級別，各大汽車廠商均制定了相應(yīng)的檢測標準。目前，汽車行業(yè)內(nèi)針對材料級別的主流測試方法是由德國汽車工業(yè)協(xié)會和德國工業(yè)協(xié)會制定的系列方法，包含四個指標:VDA270、VDA275、VDA277、DIN75201。其中VDA275主要針對汽車內(nèi)飾材料的甲醛散發(fā)量。
[0005]POM材料的低VOC化，是指通過一定的技術(shù)處理降低普通POM材料中的VOC組分含量。低VOC化的POM材料與普通的POM材料相比，具有相同或類似的機械性能、耐摩擦性能等，但同時具有更低的VOC含量。
[0006]作為汽車內(nèi)飾件的Ρ0Μ，產(chǎn)生VOC的途徑主要有以下幾個方面:首先是聚合反應(yīng)過程中單體、溶劑、催化劑及過氧化物的殘留；其次是在POM加工過程中材料降解及析出；此外還有POM內(nèi)飾件材料在使用過程中受光、熱影響造成的分子鏈斷裂，析出小分子的有害物質(zhì)。對于POM材料來說，主要的VOC來源于游離甲醛，因此降低這部分物質(zhì)的含量對降低材料中整體的VOC含量有著顯著的效果。但由于POM材料受熱易降解的特性，加大了 POM低VOC化處理的難度。
[0007]工業(yè)上，POM材料被合成出來之后，在抗氧劑保護下通過高溫熔融的方法使得穩(wěn)定性差的分子鏈斷裂，從而提高材料耐熱穩(wěn)定性。但這種處理方案只是單純提高了 POM材料的熱穩(wěn)定性和使用溫度，對于POM材料中的游離甲醛難以有效的去除，從而造成POM材料中的VOC含量偏高且有刺激性的甲醛氣味存在。
[0008]傳統(tǒng)降低POM材料VOC的方法是在POM材料中添加沸石類或者炭類的吸附性物質(zhì)，以此吸附POM 材料釋放出來的甲醛，從而達到降低材料VOC的目的。但是，沸石類或炭類物質(zhì)的引入不但降低了 POM材料的純度和品相，而且劣化了 POM材料的機械性能、缺口沖擊性能及斷裂伸長率等主要性能。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的目的是提供一種制備工藝簡單且各項機械性優(yōu)異的低VOC聚甲醛材料，以克服降低POM材料中VOC含量的同時造成材料原有性能損失的缺陷，制備了原有性能保持不變的低VOC聚甲醛材料，可滿足作為汽車內(nèi)飾件材料使用的技術(shù)要求。
[0010]本發(fā)明的另一個目的是提供上述低VOC聚甲醛材料的制備方法。
[0011]本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的:
[0012]一種低VOC聚甲醛材料，其特征在于，按質(zhì)量百分含量記計包括如下組分:Ρ0Μ樹脂或其粉料87~99% ，抗氧劑0.1~1%，甲醛吸收劑0.1~1%，甲酸吸收劑0.1~1%，脫揮劑0.6~10%。
[0013]所述的脫揮劑是小分子的氨類、胺類或醇類中的一種或幾種。這些小分子脫揮劑可以是氨水、三乙胺、三乙醇胺、甲醇、乙醇、正丙醇、正丁醇、正戊醇、異丙醇、仲丁醇、叔丁醇中的一種或幾種。
[0014]所述的小分子脫揮劑可以直接加入使用，也可以附載到載體聚合物中后再使用。用于附載小分子脫揮劑的聚合物載體可以是聚甲醛、聚氨酯、尼龍、聚乙烯、芳綸、聚四氟乙烯，或這些聚合物的改性物中的一種或幾種。小分子脫揮劑附載到聚合物中的形式可以是吸附在聚合物表面，也可以是被聚合物包覆，如形成核殼結(jié)構(gòu)，上述的負載均可根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)進行。
[0015]所述的甲酸吸收劑是鈉、鎂或鋁的氧化物或氫氧化物中的一種或幾種。這些甲酸吸收劑是氧化鈉、氧化鋁、氧化鎂、氫氧化鋁、氫氧化鎂中的一種或幾種。
[0016]上述低VOC聚甲醛材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟:將POM樹脂、抗氧劑、甲醛吸收劑、甲酸吸收劑，通過高速混合機混合均勻，得到預(yù)混料；在雙螺桿擠出機的主喂料口加入預(yù)混料，在第三段自然排氣口加入脫揮劑，物料經(jīng)擠出機混煉完成后，經(jīng)過拉條造粒系統(tǒng)或水環(huán)造粒系統(tǒng)制成長度為I~IOmm或粒徑為2~3_的粒料，其中擠出機加工溫度為165~210°C，主機轉(zhuǎn)速是50~200rpm，真空度≤-0.05MPa。
[0017]本發(fā)明的優(yōu)點:在不改變POM材料原有特性的前提下，降低POM材料中的VOC含量。對于POM材料容易降解析出甲醛的特性，需要提高POM材料的熱穩(wěn)定性來改善。POM材料降解過程中產(chǎn)生的微量甲酸會加劇POM材料的降解行為，產(chǎn)生不可控制的“拉鏈式”的降解反應(yīng)。因此，本發(fā)明引入甲酸吸收劑復(fù)配抗氧劑來除去體系中的微量甲酸，有助于提高POM材料的熱穩(wěn)定性。對于大量游離態(tài)的甲醒，通過引入小分子的脫揮劑來加快熔體表面更新速率，使得熔體在排氣段表面更新速度加快且更充分，能夠快速有效的脫除游離甲醛。同時，在高真空度下，小分子的脫揮劑能夠隨游離甲醛氣體一同被抽出，不在體系中殘留造成污染。
[0018]本發(fā)明制備的低VOC聚甲醛材料具有通用POM的機械性能，又具有極低的VOC散發(fā)特性，加工方便、成本低，可以廣泛的應(yīng)用于汽車、食品、醫(yī)藥、玩具及電子電器等領(lǐng)域。
【具體實施方式】
[0019]下面通過具體實施例和對比例進一步說明本發(fā)明，但本發(fā)明不僅限于以下實施例具體明示的內(nèi)容。[0020]實驗例和對比例所用原材料如下:
[0021]
【權(quán)利要求】
1.一種低VOC聚甲醛材料，其特征在于，按質(zhì)量百分含量計包括如下組分:Ρ0Μ樹脂或其粉料87~99 %，抗氧劑0.1~I %，甲醛吸收劑0.1~I %，甲酸吸收劑0.1~I %，脫揮劑 0.6 ~10%。
2.按照權(quán)利要求1的一種低VOC聚甲醛材料，其特征在于，所述的脫揮劑是小分子的氨類、胺類或醇類中的一種或幾種。
3.按照權(quán)利要求1的一種低VOC聚甲醛材料，其特征在于，脫揮劑是氨水、三乙胺、三乙醇胺、甲醇、乙醇、正丙醇、正丁醇、正戊醇、異丙醇、仲丁醇、叔丁醇中的一種或幾種。
4.按照權(quán)利要求1的一種低VOC聚甲醛材料，其特征在于，脫揮劑為直接加入使用或附載到載體聚合物中后再使用。
5.按照權(quán)利要求4的一種低VOC聚甲醛材料，其特征在于，用于附載脫揮劑的聚合物載體是聚甲醛、聚氨酯、尼龍、聚乙烯、芳綸、聚四氟乙烯，或這些聚合物的改性物中的一種或幾種。
6.按照權(quán)利要求4的一種低VOC聚甲醛材料，其特征在于，脫揮劑附載到聚合物中的形式是吸附在聚合物表面，或被聚合物包覆。
7.按照權(quán)利要求1的一種低VOC聚甲醛材料，其特征在于，甲酸吸收劑是鈉、鎂或鋁的氧化物或氫氧化物中的一種或幾種。
8.按照權(quán)利要求1的一種低VOC聚甲醛材料，其特征在于，甲酸吸收劑是氧化鈉、氧化鋁、氧化鎂、氫氧化鋁、氫氧化鎂中的一種或幾種。
9.制備權(quán)利要求1所述的一種低VOC聚甲醛材料的方法，其特征在于，包括以下步驟:將POM樹脂、抗氧劑、甲醛吸收劑、甲酸吸收劑，通過高速混合機混合均勻，得到預(yù)混料；在雙螺桿擠出機的主喂料口加入預(yù)混料，在第三段自然排氣口加入脫揮劑，物料經(jīng)擠出機混煉完成后，經(jīng)過拉條造粒系統(tǒng)或水環(huán)造粒系統(tǒng)制成長度為I~IOmm或粒徑為2~3mm的粒料，其中擠出機加工溫度為165~210°C，主機轉(zhuǎn)速是50~200rpm，真空度≤-0.05MPa。
【文檔編號】C08K5/05GK104004317SQ201410252301
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2014年6月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月9日
【發(fā)明者】李建華, 郭學(xué)華, 金旺, 王亞濤, 楊大志, 馬小豐, 劉莉莉 申請人:開灤能源化工股份有限公司