CN109161148A - 一种改性聚丙烯及其制备方法、聚丙烯复合材料及其制备方法和用途 - Google Patents

一种改性聚丙烯及其制备方法、聚丙烯复合材料及其制备方法和用途 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种改性聚丙烯及其制备方法、聚丙烯复合材料及其制备方法和用途。所述改性聚丙烯是以丙烯酸类单体为改性原料，通过固相接枝‑原位共混的方法制备得到。所述聚丙烯复合材料包括如下重量份数的组分：上述改性聚丙烯30‑70份、均聚聚乙烯20‑60份、中空玻璃微珠5‑20份、填料8‑10份和偶联剂0.2‑0.8份。本发明提供的聚丙烯复合材料具有强度高、耐穿刺和耐腐蚀等优点，可作为海洋悬跨用水泥灌浆袋的材料。

Description

一种改性聚丙烯及其制备方法、聚丙烯复合材料及其制备方 法和用途
技术领域
本发明属于高分子材料技术领域，涉及一种聚丙烯复合材料，尤其涉及一种改性聚丙烯及其制备方法、聚丙烯复合材料及其制备方法和用途。
背景技术
海底管线是海洋油气储运与集输***的重要组成部分，由于海床不平整、海流冲刷、残余铺设应力等原因，会使得部分管段不可避免地出现不同程度的悬跨。悬跨的出现，改变了管道所承受的载荷形式和应力状态。当海水流经管道的悬跨段时，由于流速的变化会产生周期性的漩涡脱落，从而引起管道周期性的涡激振动。长期的涡激振动会缩短管道的寿命，造成管道疲劳失效。
水下灌浆法是一种比较经济的处理悬跨的方法，可以对各种水深，不同高度的悬跨进行永久处理，工艺简单，便于实施，可在管线不停产的情况下进行施工。该方法的主要技术难点是灌浆袋的生产设计，目前国内尚无相关水泥灌浆袋的预制厂家。
通常而言，海洋开发用纤维比一般工业用纤维更要求强力耐久性，除了高强度、高模量等性能要求外，还要高度重视纤维的耐久性的问题，即纤维在海水中的老化问题。
在海洋领域有应用的纤维中，聚酯和尼龙纤维强度低、伸长率大，不能满足需求；芳香族聚酰胺(芳纶)虽强度达到要求，但不耐海水腐蚀，而且它和碳纤维一样原料短缺、价格较高，不能满足在工程中大量应用的需求。只有高强聚乙烯和聚丙烯纤维具有密度轻、强度高、模量高、耐化学试剂、不吸水、耐海水腐蚀、耐磨损等众多优异特性，应该是水泥灌浆袋的首选材料。
但是，聚丙烯的半结晶性使其无法适用于低温环境，且纯聚丙烯的强度也难以满足海洋悬跨用水泥灌浆袋的要求。因此，在本领域亟待研发一种能够适用于海洋环境的高强度材料。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种改性聚丙烯、其制备方法，聚丙烯复合材料、其制备方法和用途。本发明提供的聚丙烯复合材料具有强度高、耐穿刺、耐腐蚀等优点，可用作制备水泥灌浆袋的材料。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供一种改性聚丙烯的制备方法，包括如下步骤：
(1)将丙烯酸类单体和引发剂溶于第一有机溶剂和第二有机溶剂的混合溶剂中，得到反应液；
所述第一有机溶剂的沸点高于第二有机溶剂；
(2)将聚丙烯颗粒和步骤(1)得到的反应液混合，溶胀，使所述丙烯酸类单体和所述引发剂吸附到所述聚丙烯颗粒的表面和内部；
(3)除去所述第二有机溶剂，升温反应，得到所述改性聚丙烯。
丙烯酸类单体在引发剂的作用下，
本发明将固相接枝和原位共混相结合，
本发明同时采用固相接枝和原位共混两种方法对聚丙烯进行改性：在聚丙烯熔点以下，聚丙烯部分分子链在引发剂的作用下产生自由基，接枝丙烯酸类单体，然后丙烯酸类单体原位自聚合，形成的丙烯酸树脂与聚丙烯原位共混。本发明通过将固相接枝与原位共混相结合，得到表面具有极性的改性聚丙烯，提高了聚丙烯材料的拉伸强度、抗压强度、弯曲模量和低温冲击性能。
作为本发明的优选技术方案，所述丙烯酸类单体选自丙烯酸、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸己酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸月桂酯、丙烯酸苄酯或丙烯酸环己酯中的一种或至少两种的组合。
优选地，所述丙烯酸类单体由丙烯酸、丙烯酸乙酯和丙烯酸丁酯按质量比(30-50):(20-40):(10-30)组成；例如可以是30:40:30、40:30:30、40:40:20、50:20:30、50:30:20或50:40:10等。通过对丙烯酸类单体的组成进行优选，有助于进一步提高改性聚丙烯的强度。
优选地，所述引发剂选自偶氮二异丁腈、过氧化苯甲酰、过氧化苯甲酰叔丁酯、过氧化甲乙酮、过硫酸铵或过硫酸钾中的一种或至少两种的组合。
优选地，所述第一有机溶剂选自苯、甲苯、二甲苯、三氯乙烯、四氢萘或十氢萘中的一种或至少两种的组合。
优选地，所述第二有机溶剂为丙酮。
优选地，所述丙烯酸类单体和所述聚丙烯颗粒的质量比为(1-3):(2-8)；例如可以是1:8、1:7、1:6、1:5、1:4、2:7、1:3、3:8、2:5、3:7、1:2、3:5、2:3、3:4、1:1或3:2等。丙烯酸类单体比例过高，会严重影响产品加工性能；聚丙烯比例过高，则产品改性效果下降。
本发明对引发剂、第一有机溶剂和第二有机溶剂的用量没有特殊限制，能够保证反应充分进行即可。本领域技术人员可根据丙烯酸类单体和聚丙烯颗粒的用量选择其合适的用量。示例性地，可以采用如下配比：
丙烯酸类单体10-30wt％、聚丙烯颗粒20-80wt％、引发剂0.01-0.1wt％、第一有机溶剂4.5-25wt％和第二有机溶剂4.5-25wt％。
优选地，步骤(2)中所述溶胀的温度为40～60℃，例如可以是40℃、42℃、43℃、45℃、46℃、48℃、50℃、52℃、53℃、55℃、56℃、58℃或60℃等；时间为1-10h，例如可以是1h、2h、3h、4h、5h、6h、7h、8h、9h或10h等。
优选地，步骤(3)中除去所述第二有机溶剂的方法为：升温至所述第二有机溶剂的沸点，将所述第二有机溶剂蒸出。
优选地，步骤(3)中所述升温反应的温度为60-100℃，例如可以是60℃、65℃、70℃、75℃、80℃、85℃、90℃、95℃或100℃等；时间为1-10h，例如可以是1h、2h、3h、4h、5h、6h、7h、8h、9h或10h等。
作为本发明的优选技术方案，所述制备方法包括如下步骤：
(1)将丙烯酸类单体、引发剂、二甲苯和丙酮混合，升温至40-50℃，直至原料完全溶解，得到反应液；
(2)将聚丙烯颗粒加入步骤(1)得到的反应液中，在60-100℃下溶胀1-10h，使所述丙烯酸类单体和所述引发剂吸附到所述聚丙烯颗粒的表面和内部；
(3)升温至56℃，蒸出所述丙酮，然后升温至60-100℃，反应1-10h，得到所述改性聚丙烯。
第二方面，本发明提供一种改性聚丙烯，所述改性聚丙烯是由本发明第一方面提供的方法制备得到的改性聚丙烯。
第三方面，本发明提供一种聚丙烯复合材料，包括如下重量份数的组分：
权利要求4所述的改性聚丙烯30-70份、均聚聚乙烯20-60份、中空玻璃微珠5-20份、填料8-10份和偶联剂0.2-0.8份。
聚乙烯具有增韧聚丙烯的作用，本发明采用改性聚丙烯和均聚聚乙烯在上述比例下配合，再结合其他组分，能够使聚丙烯复合材料获得较高的冲击强度、耐低温性能和耐腐蚀性能。
本发明中，所述改性聚丙烯的重量份数可以是30份、32份、35份、38份、40份、42份、45份、48份、50份、52份、55份、58份、60份、62份、65份、68份或70份等。
本发明中，所述均聚聚乙烯的重量份数可以是20份、22份、25份、28份、30份、32份、35份、38份、40份、42份、45份、48份、50份、52份、55份、58份或60份等。
本发明中，所述中空玻璃微珠的重量份数可以是5份、6份、7份、8份、9份、10份、11份、12份、13份、14份、15份、16份、17份、18份、19份或20份等。
本发明中，所述填料的重量份数可以是8份、8.2份、8.5份、8.8份、9份、9.2份、9.5份、9.8份或10份等。
本发明中，所述偶联剂的重量份数可以是0.2份、0.25份、0.3份、0.35份、0.4份、0.45份、0.5份、0.55份、0.6份、0.65份、0.7份、0.75份或0.8份等。
作为本发明的优选技术方案，所述均聚聚乙烯的熔体流动速率为0.55-1.95g/10min，弯曲弹性模量在1300MPa以上，23℃缺口冲击强度在15kJ/m2以上，拉伸强度在40Mpa以上。
优选地，所述中空玻璃微珠的粒径为40-100μm，例如可以是40μm、45μm、50μm、55μm、60μm、65μm、70μm、75μm、80μm、85μm、90μm或100μm等。
优选地，所述填料为碳酸钙和/或石英粉。
优选地，所述填料的目数在2000目以上；例如可以是2000目、2100目、2200目、2500目、2800目、3000目、3500目、4000目、4500目、5000目或5500目等。
优选地，所述偶联剂为硅烷偶联剂。
优选地，所述偶联剂选自γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH-550)、γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅(KH-560)或γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷(KH-570)中的一种或至少两种的组合；所述组合典型但非限制性实例有：KH-550与KH-560的组合、KH-550与KH-570的组合、KH-560与KH-570的组合等。
优选地，所述聚丙烯复合材料还包括0.1-0.5份(例如0.1份、0.15份、0.2份、0.25份、0.3份、0.35份、0.4份、0.45份或0.5份等)润滑剂。
优选地，所述润滑剂选自硬脂酸钙、氧化锌或PE蜡中的一种或至少两种的组合；例如可以是硬脂酸钙与氧化锌的组合、硬脂酸钙与PE蜡的组合、氧化锌与PE蜡的组合等。
优选地，所述聚丙烯复合材料还包括0.1-0.5份(例如0.1份、0.15份、0.2份、0.25份、0.3份、0.35份、0.4份、0.45份或0.5份等)抗氧剂。
优选地，所述抗氧剂为抗氧剂1010与亚磷酸酯的复配抗氧剂。
第四方面，本发明提供一种上述聚丙烯复合材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)按配方将中空玻璃微珠、填料和偶联剂混合，进行表面处理；
(2)加入剩余组分，继续混合，得到混合物料；
(3)将步骤(2)得到的混合物料通过挤出机挤出，得到所述聚丙烯复合材料。
作为本发明的优选技术方案，步骤(1)和步骤(2)中所述混合均是在高速搅拌机中进行。
优选地，步骤(1)和步骤(2)中所述混合的搅拌速率各自独立的为300-500r/min；例如可以是300r/min、320r/min、350r/min、380r/min、400r/min、420r/min、450r/min、480r/min或500r/min。
优选地，步骤(1)中所述混合是混合至100℃以上。
优选地，步骤(2)中所述混合是混合至125℃以上。
优选地，步骤(3)中所述挤出机为双螺杆挤出机，挤出温度为190-250℃；例如可以是190℃、195℃、200℃、205℃、210℃、215℃、220℃、225℃、230℃、235℃、240℃、245℃或250℃等。
作为本发明的优选技术方案，所述制备方法包括如下步骤：
(1)按配方将中空玻璃微珠、填料和偶联剂加入高速混合机中，在300-500r/min的转速下混合至100℃以上，排出水分，进行表面处理；
(2)加入剩余组分，在300-500r/min的转速下继续混合至125℃以上，冷却至60℃以下，得到混合物料；
(3)将步骤(2)得到的混合物料加入双螺杆挤出机中，在190-250℃下挤出，得到所述聚丙烯复合材料。
第五方面，本发明提供一种上述聚丙烯复合材料的用途，所述聚丙烯复合材料用于编织袋。
本发明对于上述编织袋的制备方法没有特殊限制，示例性地，可以采用如下方法：
将本发明第三方面提供的聚丙烯复合材料加入挤出机中，在190-250℃下挤出并经过模头成型，成为熔融状的薄膜，进入冷却水中，冷却后切割成胚丝；在150-170℃下将胚丝高倍拉伸(拉伸倍数5-10倍)直至形成扁丝，然后将扁丝在热辊上热定型，在低牵引速度的情况下予收缩，并用冷辊在低温下进行处理，然后编织成编织袋，编织密度(在10cm×10cm区域内，编织物横向扁丝和纵向扁丝的根数)为48×48根/10cm。该编织袋可用作水泥灌浆袋。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明提供的改性聚丙烯具有较高的拉伸强度、弯曲模量和低温冲击性能，其拉伸强度达到36MPa以上，弯曲模量在1700MPa以上，-20℃冲击强度在41kJ/m2以上。由本发明提供的聚丙烯复合材料制备的聚丙烯编织布的拉伸强度达到115kN/m以上，梯形撕裂强度达到2kN以上，顶破强度达到10kN以上，刺破强度达到3kN以上，远高于普通聚丙烯编织布的技术指标，且具有良好的耐腐蚀性能，在模拟海水中浸泡240h外观无明显变化，能够满足海洋悬跨用水泥灌浆袋对材料的性能要求。
具体实施方式
下面通过具体实施例来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
本发明实施例中，所用均聚聚乙烯的熔体流动速率为1.95g/10min，弯曲弹性模量为1380MPa，23℃缺口冲击强度为15.3kJ/m2，拉伸强度为44Mpa；所用聚丙烯颗粒的熔体流动速率为1.7g/10min，弯曲弹性模量为1000MPa，23℃缺口冲击强度为10kJ/m2，拉伸强度为30Mpa。
实施例1
本实施例提供一种改性聚丙烯和一种聚丙烯复合材料。
其中，改性聚丙烯的制备方法如下：
(1)将单体丙烯酸10重量份、引发剂偶氮二异丁腈0.01重量份、二甲苯7重量份和丙酮2.99重量份混合，升温至40℃，直至原料完全溶解，得到反应液；
(2)将聚丙烯颗粒80重量份加入步骤(1)得到的反应液中，在40℃下溶胀10h，使单体和引发剂吸附到聚丙烯颗粒的表面和内部；
(3)升温至56℃，蒸出丙酮，然后升温至60℃，反应10h，得到改性聚丙烯。
聚丙烯复合材料包括如下重量份数的组分：
本实施例提供的改性聚丙烯30份、均聚聚乙烯60份、中空玻璃微珠5份、填料10份和偶联剂0.2份；
其中，中空玻璃微珠的粒径为40-100μm；填料为碳酸钙，目数为2500；偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷。
聚丙烯复合材料的制备方法如下：
(1)按配方将中空玻璃微珠、填料和偶联剂加入高速混合机中，在300r/min的转速下混合至100℃以上，排出水分，进行表面处理；
(2)加入剩余组分，在300r/min的转速下继续混合至125℃以上，冷却至60℃以下，得到混合物料；
(3)将步骤(2)得到的混合物料加入双螺杆挤出机中，在190℃下挤出，得到聚丙烯复合材料。
实施例2
本实施例提供一种改性聚丙烯和一种聚丙烯复合材料。
其中，改性聚丙烯的制备方法如下：
(1)将单体丙烯酸甲酯30重量份、引发剂过氧化苯甲酰0.1重量份、甲苯25重量份和丙酮24.9重量份混合，升温至45℃，直至原料完全溶解，得到反应液；
(2)将聚丙烯颗粒20重量份加入步骤(1)得到的反应液中，在60℃下溶胀1h，使单体和引发剂吸附到聚丙烯颗粒的表面和内部；
(3)升温至56℃，蒸出丙酮，然后升温至100℃，反应1h，得到改性聚丙烯。
聚丙烯复合材料包括如下重量份数的组分：
本实施例提供的改性聚丙烯70份、均聚聚乙烯20份、中空玻璃微珠20份、填料8份、偶联剂0.8份、润滑剂0.1份和抗氧剂0.5份；
其中，中空玻璃微珠的粒径为40-100μm；填料为石英粉，目数为3000；偶联剂为γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅；润滑剂为氧化锌；抗氧剂为抗氧剂1010与亚磷酸酯的复配抗氧剂。
聚丙烯复合材料的制备方法如下：
(1)按配方将中空玻璃微珠、填料和偶联剂加入高速混合机中，在500r/min的转速下混合至100℃以上，排出水分，进行表面处理；
(2)加入剩余组分，在500r/min的转速下继续混合至125℃以上，冷却至60℃以下，得到混合物料；
(3)将步骤(2)得到的混合物料加入双螺杆挤出机中，在250℃下挤出，得到聚丙烯复合材料。
实施例3
本实施例提供一种改性聚丙烯和一种聚丙烯复合材料。
其中，改性聚丙烯的制备方法如下：
(1)将单体丙烯酸异丁酯15重量份、引发剂过氧化苯甲酰叔丁酯0.05重量份、三氯乙烯15重量份和丙酮4.95重量份混合，升温至50℃，直至原料完全溶解，得到反应液；
(2)将聚丙烯颗粒65重量份加入步骤(1)得到的反应液中，在45℃下溶胀8h，使单体和引发剂吸附到聚丙烯颗粒的表面和内部；
(3)升温至56℃，蒸出丙酮，然后升温至70℃，反应8h，得到改性聚丙烯。
聚丙烯复合材料包括如下重量份数的组分：
本实施例提供的改性聚丙烯40份、均聚聚乙烯50份、中空玻璃微珠8份、填料9份、偶联剂0.4份、润滑剂0.2份和抗氧剂0.2份；
其中，中空玻璃微珠的粒径为40-100μm；填料为碳酸钙，目数为2500；偶联剂为γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷；润滑剂为PE蜡；抗氧剂为抗氧剂1010与亚磷酸酯的复配抗氧剂。
聚丙烯复合材料的制备方法如下：
(1)按配方将中空玻璃微珠、填料和偶联剂加入高速混合机中，在400r/min的转速下混合至100℃以上，排出水分，进行表面处理；
(2)加入剩余组分，在400r/min的转速下继续混合至125℃以上，冷却至60℃以下，得到混合物料；
(3)将步骤(2)得到的混合物料加入双螺杆挤出机中，在200℃下挤出，得到聚丙烯复合材料。
实施例4
本实施例提供一种改性聚丙烯和一种聚丙烯复合材料。
其中，改性聚丙烯的制备方法如下：
(1)将单体丙烯酸月桂酯20重量份、引发剂过氧化甲乙酮0.1重量份、四氢萘20重量份和丙酮9.9重量份混合，升温至40℃，直至原料完全溶解，得到反应液；
(2)将聚丙烯颗粒50重量份加入步骤(1)得到的反应液中，在50℃下溶胀5h，使单体和引发剂吸附到聚丙烯颗粒的表面和内部；
(3)升温至56℃，蒸出丙酮，然后升温至80℃，反应6h，得到改性聚丙烯。
聚丙烯复合材料包括如下重量份数的组分：
本实施例提供的改性聚丙烯50份、均聚聚乙烯40份、中空玻璃微珠12份、填料8.5份、偶联剂0.5份、润滑剂0.3份和抗氧剂0.2份；
其中，中空玻璃微珠的粒径为40-100μm；填料为石英粉，目数为3000；偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷；润滑剂为硬脂酸钙；抗氧剂为抗氧剂1010与亚磷酸酯的复配抗氧剂。
聚丙烯复合材料的制备方法如下：
(1)按配方将中空玻璃微珠、填料和偶联剂加入高速混合机中，在400r/min的转速下混合至100℃以上，排出水分，进行表面处理；
(2)加入剩余组分，在400r/min的转速下继续混合至125℃以上，冷却至60℃以下，得到混合物料；
(3)将步骤(2)得到的混合物料加入双螺杆挤出机中，在220℃下挤出，得到聚丙烯复合材料。
实施例5
本实施例提供一种改性聚丙烯和一种聚丙烯复合材料。
其中，改性聚丙烯的制备方法如下：
(1)将单体丙烯酸丁酯25重量份、引发剂偶氮二异丁腈0.1重量份、二甲苯25重量份和丙酮9.9重量份混合，升温至40℃，直至原料完全溶解，得到反应液；
(2)将聚丙烯颗粒40重量份加入步骤(1)得到的反应液中，在55℃下溶胀3h，使单体和引发剂吸附到聚丙烯颗粒的表面和内部；
(3)升温至56℃，蒸出丙酮，然后升温至90℃，反应4h，得到改性聚丙烯。
聚丙烯复合材料包括如下重量份数的组分：
本实施例提供的改性聚丙烯60份、均聚聚乙烯30份、中空玻璃微珠15份、填料9.5份、偶联剂0.6份、润滑剂0.1份和抗氧剂0.1份；
其中，中空玻璃微珠的粒径为40-100μm；填料为碳酸钙，目数为2500；偶联剂为γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅；润滑剂为PE蜡；抗氧剂为抗氧剂1010与亚磷酸酯的复配抗氧剂。
聚丙烯复合材料的制备方法如下：
(1)按配方将中空玻璃微珠、填料和偶联剂加入高速混合机中，在300r/min的转速下混合至100℃以上，排出水分，进行表面处理；
(2)加入剩余组分，在300r/min的转速下继续混合至125℃以上，冷却至60℃以下，得到混合物料；
(3)将步骤(2)得到的混合物料加入双螺杆挤出机中，在230℃下挤出，得到聚丙烯复合材料。
实施例6
与实施例5的区别在于，丙烯酸类单体由10重量份丙烯酸、10重量份丙烯酸乙酯和5重量份丙烯酸丁酯组成，制备得到改性聚丙烯和聚丙烯复合材料。
对比例1
与实施例1的区别在于，改性聚丙烯的单体为7重量份，聚丙烯颗粒为83重量份，制备得到改性聚丙烯和聚丙烯复合材料。
对比例2
与实施例2的区别在于，改性聚丙烯的单体为33重量份，聚丙烯颗粒为17重量份，制备得到改性聚丙烯和聚丙烯复合材料。
对比例3
与实施例5的区别在于，聚丙烯复合材料的组分中不含有均聚聚乙烯，改性聚丙烯的重量份数为90份，制备得到聚丙烯复合材料。
对比例4
与实施例5的区别在于，将聚丙烯复合材料的组分改性聚丙烯替换为等量的聚丙烯，制备得到聚丙烯复合材料。
对比例5
与实施例5的区别在于，聚丙烯复合材料的组分中改性聚丙烯的重量份数为20份，均聚聚乙烯的重量份数为70份，制备得到聚丙烯复合材料。
对比例6
与实施例5的区别在于，聚丙烯复合材料的组分中改性聚丙烯的重量份数为80份，均聚聚乙烯的重量份数为10份，制备得到聚丙烯复合材料。
对实施例1-6和对比例1-2提供的改性聚丙烯的性能进行测试，测试标准和结果如下表1所示：
表1：改性聚丙烯的力学性能
由表1的数据可知，本发明提供的改性聚丙烯具有较高的拉伸强度、弯曲模量和低温冲击性能。通过对丙烯酸类单体进行优选(实施例6)，能够使上述性能得到进一步提高。当丙烯酸类单体与聚丙烯的比例过低或过高时(对比例1和2)，则会导致上述性能下降。
将实施例1-6和对比例1-6提供的聚丙烯复合材料按如下方法编织成布：
将聚丙烯复合材料在200℃下挤出并经过模头成型，成为熔融状的薄膜，进入冷却水中，冷却后切割成胚丝；在160℃下将胚丝高倍拉伸(拉伸倍数5倍)直至形成扁丝，然后将扁丝在热辊上热定型，在低牵引速度的情况下予收缩，并用冷辊在低温下进行处理，然后编织成聚丙烯编织布，编织密度为48×48根/10cm；
对上述聚丙烯编织布的力学性能进行测试，测试标准和结果如下表2所示：
表2：聚丙烯编织布的力学性能
将实施例1-6和对比例1-6提供的聚丙烯复合材料制备的聚丙烯编织布在模拟海水中浸泡240h，其中，模拟海水的配比为：NaCl 21g/L、MgCl2 2.54g/L、CaCO3 0.1g/L、MgSO4·7H2O 1.54g/L和CaSO4·2H2O 2.43g/L；
测试聚丙烯编织布的失重率(Kw)和尺寸变化率(Kt)，观察模拟海水和材料外观变化，结果如下表3所示：
表3：聚丙烯编织布的耐腐蚀性能
测试项目 Kw Kt 模拟海水变化 试样外观变化
实施例1 0.37 0.39 无明显变化 无明显变化
实施例2 0.69 0.89 无明显变化 无明显变化
实施例3 0.43 0.46 无明显变化 无明显变化
实施例4 0.52 0.55 无明显变化 无明显变化
实施例5 0.57 0.69 无明显变化 无明显变化
实施例6 0.56 0.69 无明显变化 无明显变化
对比例1 0.55 0.58 无明显变化 无明显变化
对比例2 0.42 0.47 无明显变化 无明显变化
对比例3 1.25 1.65 无明显变化 无明显变化
对比例4 0.65 0.69 无明显变化 无明显变化
对比例5 0.32 0.34 无明显变化 无明显变化
对比例6 0.93 1.17 无明显变化 无明显变化
综上可知，由本发明提供的聚丙烯复合材料制备的编织布具有较高的拉伸强度、撕裂强度和耐穿刺性能；在模拟海水中浸泡240h后，Kw和Kt变化不大，具有良好的耐腐蚀性能，可作为海洋悬跨用水泥灌浆袋的材料。
申请人声明，以上所述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (10)

1.一种改性聚丙烯的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
(1)将丙烯酸类单体和引发剂溶于第一有机溶剂和第二有机溶剂的混合溶剂中，得到反应液；
所述第一有机溶剂的沸点高于第二有机溶剂；
(2)将聚丙烯颗粒和步骤(1)得到的反应液混合，溶胀，使所述丙烯酸类单体和所述引发剂吸附到所述聚丙烯颗粒的表面和内部；
(3)除去所述第二有机溶剂，升温反应，得到所述改性聚丙烯。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述丙烯酸类单体选自丙烯酸、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸己酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸月桂酯、丙烯酸苄酯或丙烯酸环己酯中的一种或至少两种的组合；
优选地，所述丙烯酸类单体由丙烯酸、丙烯酸乙酯和丙烯酸丁酯按质量比(30-50):(20-40):(10-30)组成；
优选地，所述引发剂选自偶氮二异丁腈、过氧化苯甲酰、过氧化苯甲酰叔丁酯、过氧化甲乙酮、过硫酸铵或过硫酸钾中的一种或至少两种的组合；
优选地，所述第一有机溶剂选自苯、甲苯、二甲苯、三氯乙烯、四氢萘或十氢萘中的一种或至少两种的组合；
优选地，所述第二有机溶剂为丙酮；
优选地，所述丙烯酸类单体和所述聚丙烯颗粒的质量比为(1-3):(2-8)；
优选地，步骤(2)中所述溶胀的温度为40-60℃，时间为1-10h；
优选地，步骤(3)中除去所述第二有机溶剂的方法为：升温至所述第二有机溶剂的沸点，将所述第二有机溶剂蒸出；
优选地，步骤(3)中所述升温反应的温度为60-100℃，时间为1-10h。
3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
(1)将丙烯酸类单体、引发剂、二甲苯和丙酮混合，升温至40-50℃，直至原料完全溶解，得到反应液；
(2)将聚丙烯颗粒加入步骤(1)得到的反应液中，在60-100℃下溶胀1-10h，使所述丙烯酸类单体和所述引发剂吸附到所述聚丙烯颗粒的表面和内部；
(3)升温至56℃，蒸出所述丙酮，然后升温至60-100℃，反应1-10h，得到所述改性聚丙烯。
4.一种改性聚丙烯，其特征在于，所述改性聚丙烯是由权利要求1-3任一项所述的方法制备得到的改性聚丙烯。
5.一种聚丙烯复合材料，其特征在于，所述聚丙烯复合材料包括如下重量份数的组分：
权利要求4所述的改性聚丙烯30-70份、均聚聚乙烯20-60份、中空玻璃微珠5-20份、填料8-10份和偶联剂0.2-0.8份。
6.根据权利要求5所述的聚丙烯复合材料，其特征在于，所述均聚聚乙烯的熔体流动速率为0.55-1.95g/10min，弯曲弹性模量在1300MPa以上，23℃缺口冲击强度在15kJ/m2以上，拉伸强度在40Mpa以上；
优选地，所述中空玻璃微珠的粒径为40-100μm；
优选地，所述填料为碳酸钙和/或石英粉；
优选地，所述填料的目数在2000目以上；
优选地，所述偶联剂为硅烷偶联剂；
优选地，所述偶联剂选自γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅或γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷中的一种或至少两种的组合；
优选地，所述聚丙烯复合材料还包括0.1-0.5份润滑剂；
优选地，所述润滑剂选自硬脂酸钙、氧化锌或PE蜡中的一种或至少两种的组合；
优选地，所述聚丙烯复合材料还包括0.1-0.5份抗氧剂；
优选地，所述抗氧剂为抗氧剂1010与亚磷酸酯的复配抗氧剂。
7.一种如权利要求5或6所述的聚丙烯复合材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
(1)按配方将中空玻璃微珠、填料和偶联剂混合，进行表面处理；
(2)加入剩余组分，继续混合，得到混合物料；
(3)将步骤(2)得到的混合物料通过挤出机挤出，得到所述聚丙烯复合材料。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)和步骤(2)中所述混合均是在高速搅拌机中进行；
优选地，步骤(1)和步骤(2)中所述混合的搅拌速率各自独立的为300-500r/min；
优选地，步骤(1)中所述混合是混合至100℃以上；
优选地，步骤(2)中所述混合是混合至125℃以上；
优选地，步骤(3)中所述挤出机为双螺杆挤出机，挤出温度为190-250℃。
9.根据权利要求7或8所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
(1)按配方将中空玻璃微珠、填料和偶联剂加入高速混合机中，在300-500r/min的转速下混合至100℃以上，排出水分，进行表面处理；
(2)加入剩余组分，在300-500r/min的转速下继续混合至125℃以上，冷却至60℃以下，得到混合物料；
(3)将步骤(2)得到的混合物料加入双螺杆挤出机中，在190-250℃下挤出，得到所述聚丙烯复合材料。
10.一种如权利要求5或6所述的聚丙烯复合材料的用途，其特征在于，所述聚丙烯复合材料用于编织袋，优选用于水泥灌浆袋。
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