CN112778626A - 一种改性聚丙烯复合材料及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种改性聚丙烯复合材料及其制备方法和应用。所述改性聚丙烯复合材料包括以下按重量份计算的组分：聚丙烯47～71份、界面改性剂5～10份、极性剂15～20份、亲水剂15～20份；所述亲水剂为尼龙树脂；所述尼龙树脂的粘数为100～150ml/g；所述聚丙烯的熔融指数为0.1～6g/10min。本发明通过各组分的复配，使得所获得的改性聚丙烯复合材料不但具有亲水性的特性，还能更好地适用于附着水溶液，有利于废气的处理。

Description

一种改性聚丙烯复合材料及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及高分子材料技术领域，更具体地，涉及一种改性聚丙烯复合材料及其制备方法和应用。
背景技术
聚丙烯材料具有非常广泛的应用市场，除了本身具有很强的可塑性，价格便宜之外，也有因为聚丙烯具有很好的耐溶剂和疏水的性能。目前随着国家对环境的重视，针对废气等回收处理在很多行业都得到进一步的管理，现有行业中主要还是使用聚丙烯、聚乙烯、ABS等。由于聚丙烯材料质量轻，价格便宜，耐腐蚀等优点，所以在环保处理特别是废气回收处理行业中备受青睐，聚丙烯材料主要作为废气吸收塔的填料。但聚丙烯在应用过程中还是有缺点，原先聚丙烯高疏水性的优点现在变成了缺点，聚丙烯材料与水接触时，无法真正与水接触粘合，就没有办法锁住水分以及水中的杂质等，在现有废气回收处理的实践中发现，聚丙烯材料对吸附液的附着性能影响废气的处理效果，聚丙烯材料的疏水性能大大降低废气的处理效果。现有技术有对聚丙烯进行改性以提高其亲水性能，如中国专利(CN1165574C)公开了一种可润湿的聚丙烯组合物，但其亲水性能仍有待提高，还不能真正满足废气吸收塔填料的要求。
发明内容
本发明为克服上述现有技术所述改性聚丙烯复合材料的缺点，提供一种亲水性能强、可附着水溶液效果优异的改性聚丙烯复合材料。
本发明的另一目的在于提供所述改性聚丙烯复合材料的制备方法。
本发明的另一目的在于提供所述改性聚丙烯复合材料的应用。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
一种改性聚丙烯复合材料，包括以下按重量份计算的组分：
Figure BDA0002857702550000011
所述亲水剂为尼龙树脂；所述尼龙树脂的粘数为100～150ml/g；
所述聚丙烯在温度230℃、负荷2.16kg条件下的熔融指数为0.1～6g/10min。
本发明的发明人通过研究发现，通过向聚丙烯材料中加入一定量的尼龙树脂能够提高聚丙烯材料的亲水性能，提升附着水溶液的能力；但是发明人发现，此用量范围内的尼龙树脂存在与聚丙烯相容、分散的问题，影响聚丙烯材料亲水性能的提高，通过进一步研究，通过调控聚丙烯的熔融指数及尼龙树脂的粘数，并结合界面改性剂，能够更好地促进聚丙烯与尼龙树脂的相互融合，促使尼龙在聚丙烯基体中均匀分散，有效提高聚丙烯材料的亲水性能，提升附着水溶液的能力。
本发明所述聚丙烯为共聚聚丙烯和均聚聚丙烯中的一种或几种。
优选地，本发明改性聚丙烯复合材料包括以下按重量份计算的组分：
Figure BDA0002857702550000021
本发明所述尼龙树脂选自尼龙6、尼龙66、尼龙11、尼龙12、尼龙610、及尼龙612中的一种或几种的混合物。
优选地，所述尼龙树脂优选为尼龙6，尼龙11、尼龙12。
本发明所述界面改性剂为乙烯辛烯共聚物接枝马来酸酐。所述乙烯辛烯共聚物接枝马来酸酐在温度190℃、负荷2.16kg条件下的熔融指数为1～10g/10min。所述乙烯辛烯共聚物接枝马来酸酐接枝率在0.3～1.2％。
本发明所述极性剂为聚丙烯接枝马来酸酐。所述聚丙烯接枝马来酸酐的接枝率在0.6～1.2％。
优选地，所述尼龙树脂的粘数为120～130ml/g。
本发明所述改性聚丙烯复合材料还包括加工助剂。所述加工助剂包括但不限于抗氧剂、润滑剂。
本发明还保护所述改性聚丙烯复合材料的制备方法。所述制备方法包括以下步骤：按配比称量各组分；将各组分加入长径比为36～40:1的双螺杆挤出机中熔融挤出造粒，挤出温度为210℃～250℃。
本发明还保护所述改性聚丙烯复合材料在制备废气废液回收用聚丙烯制品中的应用。
本发明还保护一种聚丙烯制品。所述聚丙烯制品由上述改性聚丙烯复合材料制备而成。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明通过调控聚丙烯的熔融指数及尼龙树脂的粘数，并结合界面改性剂，能够更好地促进聚丙烯与尼龙树脂的相互融合，促使尼龙在聚丙烯基体中均匀分散，有效提高聚丙烯材料的亲水性能，提升附着水溶液的能力，有利于废气的处理。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明。实施例及对比例中的原料均可通过市售得到或可通过已知方法制备得到。另外，关于本说明书中“份”、“％”，除非特别说明，分别表示“重量份”、“质量％”。
以下实施例和对比例中所用的原料的厂家和牌号如下：
聚丙烯：
聚丙烯1：均聚，熔指3g/10min，牌号T30S、中石化；
聚丙烯2：均聚，熔指0.1g/10min，牌号B1101、中石化；
聚丙烯3：均聚，熔指6g/10min，牌号T30S、中石化；
界面改性剂：乙烯辛烯共聚物接枝马来酸酐，牌号PC-3C、南海柏晨；
极性剂：聚丙烯接枝马来酸酐，牌号PC-1、南海柏晨；
亲水剂：
尼龙树脂1：尼龙6，粘数为100ml/g，厂家杜邦；
尼龙树脂2：尼龙6，粘数为150ml/g，厂家杜邦；
尼龙树脂3：尼龙6，粘数为120ml/g，厂家杜邦；
尼龙树脂4：尼龙6，粘数为130ml/g，厂家杜邦；
尼龙树脂5：尼龙11，粘数为130ml/g，厂家杜邦；
尼龙树脂6：尼龙12，粘数为130ml/g，厂家杜邦；
尼龙树脂7：尼龙66，粘数为130ml/g，厂家杜邦；
尼龙树脂8：尼龙6，粘数为60ml/g，厂家杜邦；
尼龙树脂9：尼龙6，粘数为200ml/g，厂家杜邦；
实施例及对比例
实施例1～13及对比例1～6的改性聚丙烯复合材料中各组分的含量(按重量份计算)如表1～3所示。
其制备方法包括以下步骤：按配比称量各组分；将各组分加入长径比为36～40:1的双螺杆挤出机中熔融挤出造粒，挤出温度为210℃～250℃。
表1
Figure BDA0002857702550000041
表2
组分(重量份数) 实施例10 实施例11 实施例12 实施例13
聚丙烯1，熔指3g/10min 50 65 47 71
界面改性剂 6 8 5 10
极性剂 16 18 15 20
尼龙6，粘数为100ml/g 18 16 15 20
表3
Figure BDA0002857702550000042
Figure BDA0002857702550000051
性能测试
将上述实施例及对比例制备的改性聚丙烯复合材料行相关测试，各测试标准或方法如下：
接触角测试：选用水滴定在塑料平板上，用光学显微镜观察水与平板的接触角，接触角越大，说明附着效果越好。本发明要求接触角大于120°。
吸水率评估：取5g左右的粒子，将粒子平铺放置在常温水中24小时，取出后自然风干称重，然后平铺放置在120℃烘箱中烘干，每间隔2小时称重直至重量不发生变化，吸水率/％＝烘干后质量/烘干前质量*100％。吸水率越大，说明附着效果越好。
测试结果如下：
表4
Figure BDA0002857702550000052
Figure BDA0002857702550000061
上述测试结果可知，由所有实施例的改性聚丙烯复合材料均具有良好的亲水性能和附着水溶液的能力，其中接触角均大于120°，最高可达136°；吸水率能达2％，最高可达3％。通过比较实施例1与对比例1、5、6可知，当不添加尼龙树脂或尼龙树脂的粘数不在本发明的范围内，所制备得到的改性聚丙烯复合材料无法获得良好的亲水性能和附着水溶液的能力。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种改性聚丙烯复合材料，其特征在于，包括以下按重量份计算的组分：
Figure FDA0002857702540000011
所述亲水剂为尼龙树脂；所述尼龙树脂的粘数为100～150ml/g；
所述聚丙烯在温度230℃、负荷2.16kg条件下的熔融指数为0.1～6g/10min。
2.根据权利要求1所述改性聚丙烯复合材料，其特征在于，包括以下按重量份计算的组分：
Figure FDA0002857702540000012
3.根据权利要求1所述改性聚丙烯复合材料，其特征在于，所述尼龙树脂选自尼龙6、尼龙66、尼龙11、尼龙12、尼龙610、及尼龙612中的一种或几种的混合物。
4.根据权利要求1所述改性聚丙烯复合材料，其特征在于，所述界面改性剂为乙烯辛烯共聚物接枝马来酸酐。
5.根据权利要求1所述改性聚丙烯复合材料，其特征在于，所述极性剂为聚丙烯接枝马来酸酐。
6.根据权利要求1所述改性聚丙烯复合材料，其特征在于，所述尼龙树脂的粘数为120～130ml/g。
7.根据权利要求1所述改性聚丙烯复合材料，其特征在于，还包括加工助剂。
8.权利要求1～7所述改性聚丙烯复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：按配比称量各组分；将各组分加入长径比为36～40:1的双螺杆挤出机中熔融挤出造粒，挤出温度为210℃～250℃。
9.权利要求1～7所述改性聚丙烯复合材料在制备废气废液回收用聚丙烯制品中的应用。
10.一种聚丙烯制品，其特征在于，由权利要求1～7所述改性聚丙烯复合材料制备得到。
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