[发明专利]一种聚丙烯复合材料及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种聚丙烯复合材料及其制备方法和应用，属于高分子材料技术领域。聚丙烯复合材料按重量份数计，包括以下组分：聚丙烯树脂60～90份，聚丙烯酸盐10～40份，交联剂0.5～2份，水0.1～0.5份，抗氧剂0.1～1份，润滑剂0.1～1份；当交联剂为二烯类化合物时，还包括交联引发剂0.1～0.5份；当交联剂为多元醇类化合物时，还包括pH调节助剂0.1～1份。本发明的聚丙烯复合材料的亲水疏油性良好，水性接触角可降低到17°，油性接触角可提高到52°，最大吸水性可达到8.7％，且水煮吸水1小时后，聚丙烯酸盐也不易析出。

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

聚丙烯材料具有长链的C-C结构，与汽油、柴油的油酯链段具有同样的微观结构，因此聚丙烯材料对于这类油没有阻隔能力，油酯或长链脂肪烃(柴油、汽油和煤油)类油会渗入聚丙烯基体。脂肪烃类油会随着时间延长而挥发，但油酯则会与聚丙烯长期结合，并吸附污垢、灰尘，导致材料容易变脏；同时，油酯部分含有双键，容易老化，产生的自由基消耗基体中的抗氧化剂，进一步加速基体材料的老化。因此，提高材料耐油性也是近年的研究重点之一。

目前用得比较多的技术是加入氟化物或氟化物的衍生物。氟化物是一种比较传统的技术，具有疏水疏油双特性，但加入量比较有限，一旦加入稍多，如大于5％，则带来严重的分散问题，加入少了在材料表面不容易形成全面的隔层，油污仍然会浸入，虽然会减缓。CN104744818A提供了抗油污增强高光聚丙烯复合材料，其利用氟化物实现防油性和防水性，但是，由于氟化物不会迁移，很难在基体表面形成覆盖层，只可部分地起到防油的作用，植物油接触角为45°。而且，该材料的水接触角为108°，即该材料的亲水性很差。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中聚丙烯树脂中的亲水疏油性能差的缺陷和不足，提供一种聚丙烯复合材料。本发明提供的聚丙烯复合材料中聚丙烯酸盐能够形成交联结构，且在遇水情况下聚丙烯酸盐不容易从聚丙烯复合材料中析出，从而有效改善了聚丙烯聚合材料的亲水疏油性能，而且亲水疏油的效果持久。

本发明的再一目的在于提供一种聚丙烯复合材料的制备方法。

本发明的另一目的在于提供一种聚丙烯复合材料在制备塑料制品中的应用。

本发明上述目的通过以下技术方案实现：

一种聚丙烯复合材料，按重量份数计，包括以下组分：

当交联剂为二烯类化合物时，还包括交联引发剂0.1～0.5份；

当交联剂为多元醇类化合物时，还包括pH调节助剂0.1～1份。

本发明在聚丙烯树脂中添加了聚丙烯酸盐、水和交联剂，利用水溶解部分聚丙烯酸盐，然后将聚丙烯酸盐和交联剂发生交联反应，聚丙烯酸盐通过交联反应在聚丙烯树脂内部形成网络状结构，不但能够将聚丙烯酸盐的丙烯酸亲水基团引入到聚丙烯树脂基体上来，使得聚丙烯材料具有良好的亲水性能，从而提高了聚丙烯复合材料的疏油性能，交联网状结构还能够避免聚丙烯酸盐吸水过多后发生溶解而从聚丙烯树脂中析出，因此材料具有持久稳定的亲水疏油效果。

本发明将聚丙烯酸盐的丙烯酸亲水基团引入到聚丙烯树脂基体上来，可以通过以下两类反应来实现：一种是通过二烯类化合物交联剂和聚丙烯酸盐发生自由基交联反应，从而将聚丙烯酸盐的丙烯酸基团引入到聚丙烯树脂基体中，进而提高树脂的亲水疏油性能。另一种是通过多元醇类交联剂和聚丙烯酸盐通过酯化作用发生交联反应，从而将聚丙烯酸盐的丙烯酸基团引入到聚丙烯树脂基体中，进而提高树脂的亲水疏油性能。

另外，聚丙烯酸盐不仅能够将丙烯酸亲水基团引入到聚丙烯树脂的基体中，而且具有交联结构的聚丙烯酸盐在聚丙烯材料内部形成网状结构，对于冲击力的传导更迅速，使材料的冲击性能提升，从而提高复合材料的韧性。