專利名稱：一種消減聚合物材料中低分子有機(jī)揮發(fā)物的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種消減聚合物材料中有機(jī)揮發(fā)物的技術(shù)。
背景技術(shù)：
隨著人們生活水平的日益提高，人們對(duì)車廂、辦公與室內(nèi)空氣質(zhì)量的要求也越來 越高，綠色環(huán)境已成為關(guān)注環(huán)境與人體健康的主題。人們生活的車廂、辦公場(chǎng)所及室內(nèi)常常 是封閉或者半封閉的空間。這些場(chǎng)所常常有紡織品、皮革制品與塑料制品、各式材料的地 氈、桃木板的粘合膠、涂料以及油漆等揮發(fā)出來的游離甲醛、烷烴、苯、甲苯、二甲苯及醛類 等多種揮發(fā)性有機(jī)化合物，我們稱這些有機(jī)揮發(fā)物為voc。VOC是指常溫下的容易揮發(fā)的有 機(jī)物質(zhì)，較常見的有三氯乙烯、四氯乙烯、甲醛、甲苯、苯、二甲苯等，此外還有乙醇類和酮 類等多個(gè)種類。這類有機(jī)化合物的沸點(diǎn)一般在50Π00 。TVOC是指總揮發(fā)性有機(jī)化合 物，根據(jù)GB/T18883-2002，其定義是利用Tenax GC中或Tenax TA采樣，非極性色譜柱(極 性指數(shù)小于10)進(jìn)行分析，保留時(shí)間在正己烷和正十六烷之間的揮發(fā)性有機(jī)化合物。VOC 測(cè)試的是單個(gè)物質(zhì)，TVOC測(cè)試的是總量。這些揮發(fā)性有機(jī)化合物很容易通過血液導(dǎo)致大腦 的障礙，從而導(dǎo)致中樞神經(jīng)系統(tǒng)受到抑制，使人產(chǎn)生頭痛、乏力、昏昏欲睡和不舒服的感覺， 且很多揮發(fā)性有機(jī)化合物被證明是致癌物或可疑致癌物。對(duì)于車廂內(nèi)車窗緊閉時(shí)，大約有 65%的駕車者經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)頭暈、困倦、咳嗽、脫發(fā)、失眠等癥狀，導(dǎo)致司機(jī)感到壓抑煩躁、注意 力不集中。司、乘人員長時(shí)間在這種污濁環(huán)境中駕駛或乘坐，極易引起不適和疾病，甚至誘 發(fā)交通事故。受到了汽車消費(fèi)者越來越多的抱怨和質(zhì)疑。汽車車內(nèi)環(huán)境污染有以下幾點(diǎn)特征 (1)車內(nèi)空間狹小，污染程度大。(2)汽車的密閉性很強(qiáng)，在多數(shù)情況下門窗關(guān)閉，不利于有害氣體的擴(kuò)散。(3)汽車是移動(dòng)交通工具，與外界對(duì)流熱交換量大，外界氣候條件變化大，對(duì)溫度 等條件的控制難度加大。(4)汽車玻璃門窗所占面積大，長時(shí)間暴露在陽光下，車內(nèi)溫度變化幅度較大。在 高溫下，車內(nèi)零部件及裝飾材料中的有害物質(zhì)更易揮發(fā)出來。(5)車內(nèi)人口密度大，加重了污染。為此，針對(duì)整個(gè)車內(nèi)環(huán)境，主要是有機(jī)揮發(fā)污染物，2008年3月，國家實(shí)施了《HJ/ T 400-2007 車內(nèi)揮發(fā)性有機(jī)物和醛酮類物質(zhì)采樣測(cè)定方法》，并在2008年年底出臺(tái)《車內(nèi) 空氣污染物濃度限值》。多數(shù)汽車廠都有自己的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，國家標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施對(duì)汽車廠家將產(chǎn) 生重大的影響，汽車廠家對(duì)散裝材料的VOC檢測(cè)也越來越嚴(yán)格。因此，尋找一種消減聚合物 材料中低分子有機(jī)揮發(fā)物的方法是降低低分子有機(jī)揮發(fā)物有效途徑，并具有重要的現(xiàn)實(shí)意 義和符合綠色環(huán)保要求。其中對(duì)于汽車用材料，除了通過TVOC來控制揮發(fā)性有機(jī)物外，還 采用氣味與霧度判定。為了限定內(nèi)飾件材料氣味，世界各大汽車制造商著手進(jìn)行了這方面 的研究工作，都并分別形成了對(duì)這些揮發(fā)性有害物質(zhì)加以規(guī)范和控制的標(biāo)準(zhǔn)，如德國大眾 汽車公司W(wǎng) s PV3900E標(biāo)準(zhǔn)、福特汽車的B0131 — 03標(biāo)準(zhǔn)以及通用汽車的GMW3205等。
3這些標(biāo)準(zhǔn)的評(píng)價(jià)測(cè)試方法基本相同，只是評(píng)價(jià)級(jí)別有所不同。PV3900與B0131 — 03采用 Γ6級(jí)評(píng)價(jià)，級(jí)別越高，氣味越大，小于等于3. 5級(jí)才能滿足要求。而GMW3205采用1 一 10 級(jí)評(píng)價(jià)，級(jí)別越高，氣味越低，氣味等級(jí)大于等于6級(jí)才能判定為合格。本專利采用PV3900 對(duì)氣味進(jìn)行評(píng)級(jí)。霧度的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)較多，本專利采用IS06452-2007測(cè)試。車內(nèi)材料的霧度 高，有機(jī)揮發(fā)物會(huì)冷凝玻璃上，嚴(yán)重影響司機(jī)的視野，影響行車安全。對(duì)于室內(nèi)或者辦公場(chǎng)所的有機(jī)揮發(fā)物主要來自于聚合物類的建筑材料、家具、家 用電器、辦公用品。室內(nèi)的空氣質(zhì)量直接影響人體的健康。據(jù)加拿大衛(wèi)生組織的調(diào)查顯示， 當(dāng)前人們68%的疾病與室內(nèi)污染有關(guān)。針對(duì)室內(nèi)空氣質(zhì)量問題，國家制定了《民用建筑室內(nèi) 環(huán)境污染控制規(guī)范》，限制TVOC為0. 08mg/m3。其中使用聚合物復(fù)合材料是有機(jī)揮發(fā)物的主 要來源。為降低材料中的有機(jī)揮發(fā)物的含量，人們從原材料來源、加工設(shè)備、添加劑等方面 進(jìn)行控制，或添加能與這些小分子揮發(fā)性物質(zhì)起反應(yīng)的物質(zhì)，生成分子量較大，不易揮發(fā)能 穩(wěn)定存在材料中而不易揮發(fā)出來的化合物，從而達(dá)到降低有機(jī)揮發(fā)物的目的。然而，這種化 學(xué)反應(yīng)來降低有機(jī)揮發(fā)物的方法往往只針對(duì)一個(gè)產(chǎn)生有機(jī)揮發(fā)物的因素，不能同時(shí)解決各 種因素產(chǎn)生的有機(jī)揮發(fā)物的問題。也有采用添加多孔材料通過物理吸附的方法消減有機(jī)揮 發(fā)物。近年來，用分子篩吸附體系中低分子易揮發(fā)性化合物的研究越來越引起人們的 重視。專利JP2008049287-A發(fā)明了一種具有良好耐熱性的雙層結(jié)構(gòu)的去除有機(jī)揮發(fā)物 的過濾纖維，通過無機(jī)纖維夾層間的沸石層吸附有機(jī)揮發(fā)物氣體達(dá)到消減的目的。專利 EP1808420-A2公開了一種可吸收有害氣體的室內(nèi)建筑用涂料，發(fā)明通過在涂料中加入沸石 來吸附室內(nèi)中的有機(jī)揮發(fā)物氣體、氮氧化物、甲醛等。專利W02007052074-A2公開了一種 鈀摻雜分子篩來吸附有機(jī)揮發(fā)物氣體。這種分子篩能長期有效地吸附揮發(fā)性氣體，特別是 在潮濕環(huán)境中，是一種經(jīng)濟(jì)有效的有機(jī)揮發(fā)物去除劑。專利CN 1727389A公開了一種低氣 味、低揮發(fā)份聚丙烯復(fù)合材料，通過添加細(xì)孔硅膠抑制聚丙烯復(fù)合材料中的難聞氣味、降低 聚丙烯復(fù)合材料中的揮發(fā)份。專利CN 1727390A公布了一種低氣味的聚丙烯復(fù)合材料及其 制備方法。發(fā)明在體系中加入堿金屬硅鋁酸鹽粉體氣味去除劑，吸附體系中的難聞氣味，制 備出低氣味的聚丙烯復(fù)合材料。專利CN 1727391A公開了一種低氣味、低揮發(fā)份聚丙烯復(fù) 合材料及其制備方法。該方法通過加入一定量的疏水性分子篩，吸收聚丙烯材料的氣味和 揮發(fā)份。專利USP. 4，851，499中指出，在等規(guī)聚丙烯樹脂聚合過程中會(huì)有催化劑體系中酯 類化合物苯甲酸乙酯的殘留物，帶有刺激氣味。去處該氣味提出采用酯化甘油酯了化合 物、環(huán)氧類化合物、一元醇化合物、脂肪酸類化合物中的一種或幾種，通過將上述化合物與 聚丙烯樹脂熔融擠出，在擠出過程中這些化合物和帶有異味的酯類殘留物進(jìn)行酯交換反應(yīng) 形成大分子化合物，不易揮發(fā)，從而達(dá)到去除該類氣味的作用。專利USP. 5，106，056中提到 在聚丙烯聚合過程中催化體系存在烷烴化合物，這些物質(zhì)的殘留也會(huì)對(duì)聚丙烯樹脂氣味造 成負(fù)面影響。他提出的解決方法是采用高溫?cái)D出造粒過程中抽真空，并把生產(chǎn)出的造粒料 高溫烘燥，從而烘除殘留的小分子物質(zhì)。專利USP. 5，041，483提出用松香酯解決聚丙烯受 熱裂解產(chǎn)生的帶刺激氣味的小分子化合物。專利USP5，023，286中提出用氧化鋅、二氧化鈦 及水存在下，解決填充改性聚丙烯中添加的滑石粉的氣味問題。專利USP4，080，359采用烷 基3，5- 二特丁基-4-羥基-羧化肉桂酸和二烷基硫代二丙烯酸鹽，醋酸鹽混合物來解決改
4性聚丙烯中穩(wěn)定劑的氣味。專利200510026760. 0提到氣味為樹脂原材料、穩(wěn)定劑、礦物填 料以及加工裂解產(chǎn)生的，氣味解決方法納米氧化鋅納米二氧化鈦。專利200610064232. 9 提出了一種吸收氣味的超吸收組合物，包括氣味固著劑(氨基酸，蓖麻油酸鋅混合物)專利 USP6, 376，741描述了具有氣味控制組合物的基材，該基材包括硅石和沸石，然而，已證明常 規(guī)的氣味控制組合物對(duì)全面氣味控制方面不太有效。EPO 348978公開了一種帶有氣味抑 制劑的用品，其中的氣味控制劑選自碳、粘土、硅石、沸石和分子篩。CN1167772A采用具有 內(nèi)置加熱分布器、攪拌槳與分布板的脫灰槽，聚合物經(jīng)逐級(jí)膨脹的多級(jí)加熱器后，進(jìn)入脫揮 槽，再經(jīng)分離器脫去殘留揮發(fā)。此方法的加熱方式效率低，通過加熱器不斷提高聚合物的溫 度，需要消耗大量能量，并且需要控制容器內(nèi)的壓力，除去揮發(fā)物的設(shè)備復(fù)雜，過程復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種效率高、操作簡單和成本低的消減聚合物材料中低分 子有機(jī)揮發(fā)物的方法。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案
一種消減聚合物材料中低分子有機(jī)揮發(fā)物的方法，包括如下步驟將聚合物材料或者 用聚合物材料制備的制件在熱空氣流中加熱，所述熱空氣流的溫度不能高于聚合物材料熔 點(diǎn)或軟化點(diǎn)的溫度。具體工作時(shí)，根據(jù)聚合物的熔點(diǎn)或軟化點(diǎn)來選擇空氣流的溫度，一般優(yōu) 選在5(T180°C之間。空氣流加熱的時(shí)間優(yōu)選為H4小時(shí)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案雖然現(xiàn)有技術(shù)有采用加熱的方式來 去除低分子有機(jī)揮發(fā)物的報(bào)道，但是現(xiàn)有技術(shù)的加熱方式是在容器中進(jìn)行，需要逐級(jí)提高 溫度和控制壓力，這樣效率不高而且比較復(fù)雜；對(duì)加熱場(chǎng)所要求較高，不利于制件的消除有 機(jī)揮發(fā)物。本發(fā)明采用熱空氣流來加熱的方式，有機(jī)揮發(fā)物能隨著熱空氣流被不斷帶走，不 斷消減有機(jī)揮發(fā)物，從而保持環(huán)境的壓力，無需控制容器內(nèi)的壓力；本發(fā)明由于不依賴于加 熱容器，因此方便對(duì)制件進(jìn)行加熱消除有機(jī)揮發(fā)物，可以隨時(shí)隨地進(jìn)行。另外，本發(fā)明還限 定了空氣流的加熱溫度不能高于聚合物材料熔點(diǎn)或軟化點(diǎn)的溫度，在該溫度下有機(jī)揮發(fā)物 的去除效率最高。因此，本發(fā)明具有加熱效率高，設(shè)備簡單、成本低和操作方便等特點(diǎn)。
具體實(shí)施例方式下面給出實(shí)施例以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行具體的描述，有必要在此指出的是以下實(shí)施例只 用于對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步說明，不能理解為對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，該領(lǐng)域的技術(shù)熟練 人員根據(jù)本發(fā)明內(nèi)容對(duì)本發(fā)明作出的一些非本質(zhì)的改進(jìn)和調(diào)整仍屬本發(fā)明的保護(hù)范圍。本發(fā)明測(cè)試有機(jī)揮發(fā)物方法是
有機(jī)化合物排放測(cè)定(TVOC)按照TS-INT-002進(jìn)行測(cè)定。氣味的測(cè)試方法按照PV3900-2000標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。霧度按照ISO 6452-2007冷凝重量法測(cè)試。樣品的重量為IOg士2g，制件取樣為直 徑 80mm 士 lmm,厚度為 2mm士 1mm。對(duì)比例1采用普通加熱方式消減TV0C。實(shí)施例廣15采用熱空氣流干燥器消減低 分子有機(jī)揮發(fā)物。聚合物材料選擇聚丙烯改性材料，改性材料用于注塑成型汽車部件，如表 1所示。
表 權(quán)利要求
1.一種消減聚合物材料中低分子有機(jī)揮發(fā)物的方法，其特征在于包括如下步驟將聚 合物材料或者用聚合物材料制備的制件在熱空氣流中加熱，所述熱空氣流的溫度不能高于 聚合物材料熔點(diǎn)或軟化點(diǎn)的溫度。
2.如權(quán)利要求1所述消減聚合物材料中低分子有機(jī)揮發(fā)物的方法，其特征在于所述熱 空氣流的溫度為5(T180°C。
3.如權(quán)利要求1所述消減聚合物材料中低分子有機(jī)揮發(fā)物的方法，其特征在于所述加 熱的時(shí)間為H4小時(shí)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種消減聚合物材料中低分子有機(jī)揮發(fā)物的方法。將聚合物材料或者用聚合物材料制備的制件在熱空氣流中加熱，所述熱空氣流的溫度不能高于聚合物材料熔點(diǎn)或軟化點(diǎn)的溫度。本發(fā)明采用熱空氣流來加熱的方式，有機(jī)揮發(fā)物能隨著熱空氣流被不斷帶走，不斷消減有機(jī)揮發(fā)物，從而保持環(huán)境的壓力，無需控制容器內(nèi)的壓力；本發(fā)明由于不依賴于加熱容器，因此方便對(duì)制件進(jìn)行加熱消除有機(jī)揮發(fā)物，可以隨時(shí)隨地進(jìn)行。另外，本發(fā)明還限定了空氣流的加熱溫度不能高于聚合物材料熔點(diǎn)或軟化點(diǎn)的溫度，在該溫度下有機(jī)揮發(fā)物的去除效率最高。因此，本發(fā)明具有加熱效率高，設(shè)備簡單、成本低和操作方便等特點(diǎn)。
文檔編號(hào)B29B13/02GK102092108SQ20111000173
公開日2011年6月15日 申請(qǐng)日期2011年1月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月6日
發(fā)明者李永華, 楊波, 楊燕, 羅忠富, 陳廣強(qiáng), 黃達(dá) 申請(qǐng)人:上海金發(fā)科技發(fā)展有限公司, 金發(fā)科技股份有限公司