CN104987596A - 一种提高聚丙烯表面张力的方法及得到产品的应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种提高聚丙烯表面张力的方法，将PP与改性材料、表面张力剂通过熔融共混进行改性。所述的表面张力剂为有极性基团的分子，包括PP-g-AA、PP-g-MAH、EAA或CHA。所述的改性材料为PA6。本发明实施过程简便，易于操作，改善了PP的表面张力，经过改性的PP可以在诸多领域应用，如在医用范围内、卫生用品范围内和汽车零部件等工业化产品方面都能有广泛的应用。

Description

一种提高聚丙烯表面张力的方法及得到产品的应用
技术领域
本发明属于化工技术领域，具体地说是一种提高聚丙烯表面张力的方法及得到产品的应用。
背景技术
聚丙烯(PP)应用范围很广，主要源于PP价格低廉、生产量大、性能稳定，但由于它分子结构的缺陷，导致在应用上受到诸多限制，其中缺陷之一就是PP材料的表面张力很低，而且PP是结晶性高分子，纤维截面为圆形，结构上缺少微孔和缝隙，以上这些都对PP的应用形成了制约。而目前的一些表面张力高的高分子材料如PA、PC等价格很高，且化学稳定性都不如PP。
如果能够对PP进行改性，在不增加较高成本的前提下，提高其表面张力，是值得研究的课题。
发明内容
发明目的：为了提高PP材料的表面张力，本发明的目的是提供一种提高聚丙烯表面张力的方法及得到产品的应用，该方法通过用带有极性基团的表面张力改性剂与PP熔融共混来提高PP的表面张力。
技术方案：为了实现上述目的本发明提供的方法，是将PP与改性材料、表面张力剂通过熔融共混进行改性。所述的表面张力剂为PP-g-AA(PP接枝丙烯酸)、PP-g-MAH(PP接枝马来酸酐)、EAA(乙烯丙烯酸共聚物)或CHA。所述的改性材料为一些表面张力较高的原料，优选PA6。
本发明中，对大分子PP改性，采用PA6、PP-g-AA、EAA与PP共混熔融挤出；所述大分子PP是指分子量＞10万的PP。其中，PP、PA6、PP-g-AA、EAA的质量比例为60:15:13:12，其温度条件为245～260℃；得到改性后的聚丙烯。当这四种组分含量达到合适的程度时，其液体接触角比纯PP下降了近10℃。当共混物中随着PA6的添加，也使得PP液体接触角下降，表面张力提高；PA6的亲水平衡值(HLB)越高，其加入的效果越好。
对低分子PP改性，采用CHA、PA6与PP熔融共混挤出，所述低分子PP是指分子量≤10万的PP。其中，CHA、PA6与PP的质量比例为80:20:3.5，其温度条件为245～260℃；得到改性后的聚丙烯。CHA可在熔喷挤压过程中添加，通过熔融挤压过程中的剪切力使得表面张力改性剂在PP结构中扩散，冷却时PP聚合物结晶，改性剂被挤压成无定形，从而可以向表面分离。CHA分子链中m值9～25、n＝1～10时，这样的CHA分子量既可以防止生产过程中的挥发损失，又可以使其尽快转移到聚烯烃纤维表面，满足作为内部添加剂的特殊要求，其结构中极性端基不与PP相容，有转移至表面的趋势，而非极性端基会固定住聚合物结构中的分子，从而防止极性基团从表面丢失，这样可永久提高PP的表面张力。
本发明通过在PP中添加带有极性基团的分子，即表面张力改性剂，经过螺杆挤出机熔融共混挤出，这样，PP与涂料接触时，亲水和亲油性分子通过氢键可以与水和油形成短暂键结，从而降低试样表面的液体接触角，提高PP表面张力性。
本发明通过加入表面张力改性剂、PA6和PP熔融共混，从而提高了PP的表面张力；表征表面张力的常用方法有(1)液体接触角：试样放入接触角测量仪，用微量进样器，取0.5微升去离子水滴于试样表面，测试接触角；接触角越小，说明亲水性越好。(2)吸液率：是指材料完全润湿所需的时间内，每单位质量的吸收体吸收液体的量。
本发明还公开了所述方法制得的产品的应用：对大分子PP改性得到产品在医用器皿或汽车保险杠中的应用。对低分子PP改性得到产品在汽车内饰件上的应用。
有益效果：本发明实施过程简便，易于操作，改善了PP的表面张力，经过改性的PP可以在诸多领域应用，如在医用范围内、卫生用品范围内和汽车零部件等工业化产品方面都能有广泛的应用。
具体实施方式：
实施例1
原料配方为：PP 60g、PA615g、PP-g-AA 13g、EAA12g。
将PP、PA6、PP与丙烯酸的接枝物(PP-g-AA)、EAA一起按上述配方混合，在双螺杆挤出机中熔融共混造粒，熔融温度设定为245～260℃，时间为2h。共混完成后，得到改性PP。
将上述得到的改性PP，进行表面张力试验。试验结果为：通过达因笔对其进行表面张力测试，表面张力可以达到34dyn/cm。
比较例1
将常规的PP材料，进行表面张力试验。试验结果为：通过达因笔对其进行表面张力测试，表面张力小于30dyn/cm。
对比可见，本发明所得到的改性后的PP，其表面张力有明显提升，这样的PP特别适宜应用在汽车保险杠等领域。
实施例2
原料配方为：CHA 80g、PA620g、PP 3.5g。
将PP与CHA、PA6按上述配方在螺杆挤出机中熔融共混，CHA在熔喷挤压过程中添加，熔融温度设定为245～260℃，时间为2h。共混完成后，得到改性PP。
将上述得到的改性PP，进行表面张力试验。试验结果为：通过达因笔对其进行表面张力测试，表面张力可以达到34dyn/cm。
比较例2
将常规的PP材料，进行表面张力试验。试验结果为：通过达因笔对其进行表面张力测试，表面张力小于30dyn/cm。
对比可见，本发明所得到的改性后的PP，其表面张力有明显提高，这样的PP特别适宜应用在汽车内饰件上的应用。

Claims (9)

1.一种提高聚丙烯表面张力的方法，其特征在于将PP与改性材料、表面张力剂通过熔融共混进行改性。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述的表面张力剂为有极性基团的分子，包括PP-g-AA、PP-g-MAH、EAA或CHA。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述的改性材料为PA6。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于：
对大分子PP改性，采用PA6、PP-g-AA、EAA与PP共混熔融挤出；其中，PP、PA6、PP-g-AA、EAA的质量比例为60:15:13:12，其温度条件为245～260℃；得到改性后的聚丙烯；
对低分子PP改性，采用CHA、PA6与PP熔融共混挤出，其中，CHA、PA6与PP的质量比例为80:20:3.5，其温度条件为245～260℃；得到改性后的聚丙烯。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述的大分子PP为分子量＞10万的PP。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述的低分子PP为分子量≤10万的PP。
7.如权利要求1所述方法得到产品的应用。
8.如权利要求7的应用，其特征在于对大分子PP改性得到产品在医用器皿或汽车保险杠中的应用。
9.如权利要求7的应用，其特征在于对低分子PP改性得到产品在汽车内饰件上的应用。
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