CN105400306A - 聚丙烯改性材料、涂覆方法及应用 - Google Patents

聚丙烯改性材料、涂覆方法及应用 Download PDF

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Abstract

本发明涉及聚丙烯改性材料、涂覆方法及应用，包括重量百分比为94-96％的PP，3-5％的乙烯基马来酸酐共聚物和1％黑母粒。该聚丙烯改性材料可用于制备钢结构抗撕裂、耐酸耐碱涂覆料。本发明能解决改性聚丙烯材料与钢结构表面的粘结力不足和钢管弯折90度角后涂覆层不开裂不起银纹的撕裂强度问题，粘结力和撕裂强度更好。

Description

聚丙烯改性材料、涂覆方法及应用
[技术领域]
本发明涉及聚丙烯改性材料、涂覆方法及应用。
[背景技术]
目前国内的大型货架、桥梁等重要承重的钢结构，几乎都是采用喷涂防锈漆的方式来防止钢结构的生锈和腐蚀，很少见到有改性塑料作为涂层，但是油漆本身存在：
1)油漆与钢结构表面的粘结强度和撕裂强度不高，容易引起脱落。
2)不能同时满足耐酸耐碱。
3)由于油漆的涂层很薄，基本上在20μm的厚度范围内，无法形成有效的缓冲层(厚度在1-2mm)，尤其是在受到的外力冲击下很容易直接伤害到钢结构本身的性能，因此随着钢结构所处环境的变化和使用时间的推移，油漆会逐渐脱落导致钢结构生锈和腐蚀，严重的话会直接导致生产安全事故。
聚丙烯改性材料用于钢结构涂覆的常用的改性方法是：在聚丙烯基料里添加聚丙烯接枝马来酸酐以提高聚丙烯改性材料与钢结构表面之间的粘结力，但此方法还是存在：粘结力不足以承受10KG以上的撕裂强度(简易的测试方法就是将表面涂覆聚丙烯改性材料后的钢管折弯90度，目视钢管表面的涂覆层是否开裂或产生明显的银纹，若有此现象，则表明聚丙烯改性材料与钢管表面的粘结力和撕裂强度都不够)。
[发明内容]
本发明的主要目的在于提高现有聚丙烯改性材料的粘结强度、撕裂强度和耐酸耐碱性能。
为了实现上述目的，发明一种聚丙烯改性材料，其特征在于由以下成分按以下重量百分比组成：
PP94-96％，
乙烯基马来酸酐共聚物3-5％，
黑母粒1％，
所述的乙烯基马来酸酐共聚物为乙烯和马来酸酐共聚比为1:1的交替共聚物，数均分子量Mn为27000。
进一步的，PP的熔融指数MFI(190℃/2.16kg)为1-100g/10min。更优选的熔融指数MFI为20-30g/10min。
本发明的聚丙烯改性材料能用于制备钢结构抗撕裂涂覆料。
本发明的的聚丙烯改性材料能用于制备钢结构耐酸耐碱涂覆料中。
本发明还包括该聚丙烯改性材料的涂覆方法，
钢结构表面进行表面脱脂处理，
将所述聚丙烯改性材料作成直径为3-5mm切粒颗粒，
将切粒颗粒进行液氮冷冻，研磨成100-300μm的粉末颗粒，
用5％浓度的NaOH水溶液进行钢管表面脱脂处理并烘干，
粉末颗粒在熔融状态下，对钢管表面进行热喷涂。
本发明改性材料中的乙烯基马来酸酐共聚物的马来酸酐有效含量(接枝率)为78％以上，而我们现有常规的PP接枝马来酸酐的马来酸酐有效含量只有0.8-3％之间。另一方面，钢结构表面在涂覆前一般都要进行表面脱脂处理，由于采用的脱脂剂的不同，钢结构表面在脱脂处理后会存在大量的R-OH羟基基团或存在大量的R-NH-R胺基基团。本发明中的酸酐基团能够与R-OH、R-NH-R结合，从而就可以解决改性聚丙烯材料与钢结构表面的粘结力不足和钢管弯折90度角后涂覆层不开裂不起银纹的撕裂强度问题，粘结力和撕裂强度要远远超过了在PP基料里添加PP接枝马来酸酐的常用改性方法。
[附图说明]
图1为实施例中粉碎步骤的步骤流程图；
图2为实施例3冷冻粉碎研磨后的颗粒粒径分布示意图；
图3为比较例3冷冻粉碎研磨后的颗粒粒径分布示意图；
图4为实施例3与比较例3冷冻粉碎研磨后的颗粒SEM比较示意图，
其中左侧为实施例3，右侧为比较例3；
图5为实施例3与比较例3热喷涂后的涂层表面比较示意图，
其中左侧为实施例3，右侧为比较例3；
图6为实施例3与比较例3的钢管折弯90度角后的涂层形态比较图，
其中左侧为实施例3，右侧为比较例3；
图7为实施例3弯折部分的断面SEM图，
图中左上表示涂层断裂面上部示意图，右上表示涂层断裂面下部示意图，左下表示涂层断裂面左部示意图，右下表示涂层断裂面右部示意图；
图8为比较例3弯折部分的断面SEM图，
图中左上表示涂层断裂面上部示意图，右上表示涂层断裂面下部示意图，左下表示涂层断裂面左部示意图，右下表示涂层断裂面右部示意图。
[具体实施方式]
以下，结合实施例对于本发明做进一步说明，应当理解，实施例和附图仅用于解释说明而不用于限定本发明的保护范围。
配方
PP(共聚聚丙烯)：94-96％
乙烯基马来酸酐共聚物：3-5％
黑母粒：1％
所述的PP为共聚聚丙烯，熔融指数MFI(190℃/2.16kg):1-100g/10min，优选为：20-30g/10min；
所述的乙烯基马来酸酐共聚物，美国凡特鲁斯公司生产的ZeMac共聚物，型号：L65，ZeMac是一种乙烯和马来酸酐共聚比为1:1的交替共聚物(质量比：乙烯﹤22％，马来酸酐﹥78％)，数均分子量Mn:27000
分子结构：
钢结构表面在涂覆前一般都要进行表面脱脂处理，由于采用的脱脂剂的不同，钢结构表面在脱脂处理后会存在大量的R-OH羟基基团或存在大量的R-NH-R胺基基团，那么改性聚丙烯料中含有的乙烯基马来酸酐共聚物的反应机理如下：
要完成整个钢管的涂覆并加以比较粘结力和撕裂强度的优劣，首先要完成三个步骤：
共聚聚丙烯的改性，制作成直径为3-5mm切粒颗粒。
将直径3-5mm切粒颗粒进行液氮冷冻，研磨成100-300μm的粉末颗粒。
粉末颗粒在180℃熔融状态下，对钢管表面进行热喷涂，在热喷涂前用5％浓度的NaOH水溶液进行钢管表面脱脂处理，处理后将钢管烘干即可。
以上三个步骤，由于没有现成的国际标准、国家标准、行业标准等标准加以参考和引鉴，因此只能通过平行对比实验和图片加以说明，具体步骤如下：
共聚聚丙烯改性
实施例1-3与比较例1-3的重量百分比配比如下(见表一)
原材料名称 实施例1 实施例2 实施例3 比较例1 比较例2 比较例3
共聚聚丙烯％ 96 95 94 89 79 69
乙烯基马来酸酐共聚物％ 3 4 5
聚丙烯接枝马来酸酐％ 10 20 30
黑母粒％ 1 1 1 1 1 1
备注：
共聚聚丙烯：北京燕山石化公司，型号：Y2600熔融指数MFI(190℃/2.16kg)：26g/10min
聚丙烯接枝马来酸酐：南京强韧，型号：MPP-50，熔融指数MFI(190℃/2.16kg)：50g/10min
黑母粒：苏州鑫宇公司，型号：M100，炭黑含量46％、LDPE为基料。
乙烯基马来酸酐共聚物：美国凡特鲁斯，型号L65，晶体粉末形态。
具体步骤如下：
将所述的共聚聚丙烯、聚丙烯接枝马来酸酐、黑母粒在鼓风烘箱中于100℃下烘于4小时。
将烘干后的共聚聚丙烯、聚丙烯接枝马来酸酐、黑母粒，与乙烯基马来酸酐共聚物按表一所示的重量比混合均匀，通过常规的同向双螺杆挤出机共混挤出造粒，即可得到6个样品，将6个样品在鼓风烘箱中于100℃烘于4小时后通过注塑机注塑获取标准测试样条。
所述常规的同向双螺杆挤出机的各段温度依次为：200℃、195℃、190℃185℃、180℃、175℃、180℃、185℃、190℃、195℃，螺杆转速：300r/min。
所述注塑机的各段温度：200℃、205℃、210℃、210℃。
将得到的实施例1-3和比较例1-3样条按照ASTM标准测试其力学性能。
测试结果见表二
从表二的实施例1-3和比较例1-3的测试数据来看，6个样品力学性能相当，故无法判断实施例1-3和比较例1-3的涂覆粘结力和撕裂强度的强弱。
液氮冷冻，将3-5mm直径的切粒颗粒研磨成100-300μm的粉末颗粒
将实施例1-3和比较例1-3按下列步骤示意图进行研磨粉碎。如图1所示。
从中抽出有代表性的实施例3和比较例3进行微观分析。
冷冻粉碎研磨后的颗粒粒径分布如图2、图3所示，实施例3粉末颗粒的平均粒径为：268.1μm，比较例3粉末颗粒的平均粒径为：267.9μm。
冷冻粉碎研磨后的颗粒SEM照片(实施例3和比较例3)如图3所示。
从颗粒粒径分布图(见图2、3)和SEM照片(见图4)来看，实施例3和比较例3的颗粒粒径分布和颗粒的形状是非常接近的，我们可以认为实施例和比较例在液氮冷冻粉碎研磨后得到的粉末颗粒的堆积密度是非常接近的，这就为后续的热喷涂创造了条件，排除了粉末颗粒的堆积密度不一致的担忧，因为粉末颗粒的堆积密度会直接影响粉末颗粒在自然堆积时的孔隙率，粉末颗粒在熔融状态下对钢管表面进行热喷涂时，粉末颗粒的孔隙率会直接影响涂层表面的光洁度、平整度、粘结力和撕裂强度。
粉末颗粒在180℃温度的熔融状态下进行热喷涂，涂层厚度2mm。
A:热喷涂后见示意图5
从示意图5可以看出，实施例3和比较例3的涂层表面都很光洁，涂层厚度也很一致。
B:将对涂覆后的钢管表面涂层进行破坏性折弯试验(将钢管折弯90度角)后，观察涂层表面是否开裂或产生明显的银纹，同时将断裂面和未断裂进行破坏性断裂的断面取样切片做SEM分析。
a:钢管折弯90度角后的涂层形态，如图6所示。
从示意图6可以看出，钢管折弯90度角后，比较例3涂层明显崩裂，而实施例3表面始终保持光洁，未有明显的银纹，这表明实施例3的涂层与钢管的粘结力和撕裂强度要远远大于比较例3
b:将实施例3的涂层进行破坏性断裂和比较例3涂层断面的切片进行SEM分析，如图7、8所示。
从图7、8的SEM照片来看，实施例3的断裂面(分别从钢管表面涂层的上下左右四个位置取样进行SEM分析)是明显的韧性断裂，而比较例3的断面(分别从钢管表面涂层的上下左右四个位置取样进行SEM分析)是明显的脆性断裂，因此可以推断实施例1-3与钢管表面的粘结力和撕裂强度要远远大于比较例1-3。

Claims (6)

1.一种聚丙烯改性材料，其特征在于由以下成分按以下重量百分比组成：
PP94-96％，
乙烯基马来酸酐共聚物3-5％，
黑母粒1％，
所述的乙烯基马来酸酐共聚物为乙烯和马来酸酐共聚比为1:1的交替共聚物，数均分子量Mn为27000。
2.如权利要求1所述的聚丙烯改性材料，其特征在于PP的熔融指数MFI(190℃/2.16kg)为1-100g/10min。
3.如权利要求1所述的聚丙烯改性材料，其特征在于PP的熔融指数MFI为20-30g/10min。
4.一种权利要求1聚丙烯改性材料在制备钢结构抗撕裂涂覆料中的应用。
5.一种权利要求1聚丙烯改性材料在制备钢结构耐酸耐碱涂覆料中的应用。
6.一种权利要求1所述聚丙烯改性材料的涂覆方法，
钢结构表面进行表面脱脂处理，
其特征在于：
将所述聚丙烯改性材料作成直径为3-5mm切粒颗粒，
将切粒颗粒进行液氮冷冻，研磨成100-300μm的粉末颗粒，
用5％浓度的NaOH水溶液进行钢管表面脱脂处理并烘干，
粉末颗粒在熔融状态下，对钢管表面进行热喷涂。
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0444446A2 (en) * 1990-02-06 1991-09-04 Himont Incorporated Process for repairing plastic coatings on metal tubing
CN101070417A (zh) * 2007-06-21 2007-11-14 杨育农 聚丙烯复合材料
CN102329453A (zh) * 2011-08-16 2012-01-25 金发科技股份有限公司 一种低结晶度的聚丙烯复合物
CN102492221A (zh) * 2011-12-04 2012-06-13 上海金发科技发展有限公司 一种空心玻璃微珠填充低密度聚丙烯复合物及其制备方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0444446A2 (en) * 1990-02-06 1991-09-04 Himont Incorporated Process for repairing plastic coatings on metal tubing
CN101070417A (zh) * 2007-06-21 2007-11-14 杨育农 聚丙烯复合材料
CN102329453A (zh) * 2011-08-16 2012-01-25 金发科技股份有限公司 一种低结晶度的聚丙烯复合物
CN102492221A (zh) * 2011-12-04 2012-06-13 上海金发科技发展有限公司 一种空心玻璃微珠填充低密度聚丙烯复合物及其制备方法

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